AYRTON ABREU RODRIGUES LUIZ MARCELO ZANATTA DE SÁ. Aplicação da Tecnologia Wimax para inclusão dos cidadãos e empresas na sociedade da informação

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1 1 AYRTON ABREU RODRIGUES LUIZ MARCELO ZANATTA DE SÁ Aplicação da Tecnologia Wimax para inclusão dos cidadãos e empresas na sociedade da informação Trabalho de Conclusão de Curso submetido ao Curso de Tecnologia em Sistemas de Computação da Universidade Federal Fluminense como requisito obtenção do parcial Tecnólogo Sistemas de Computação. Orientador: Alexandre Domingues Gonçalves NITERÓI 2009 para em

2 2 AYRTON ABREU RODRIGUES LUIZ MARCELO ZANATTA DE SÁ Aplicação da Tecnologia Wimax para inclusão dos cidadãos e empresas na sociedade da informação Trabalho de Conclusão de Curso submetido ao Curso de Tecnologia em Sistemas de Computação da Universidade Federal Fluminense como requisito obtenção do parcial Tecnólogo Sistemas de Computação. Niterói, de de Banca Examinadora: Prof. Alexandre Domingues Gonçalves, Msc. Tutor Orientador UFF - Universidade Federal Fluminense Prof. Leandro Soares de Sousa, Msc Avaliador UFF - Universidade Federal Fluminense para em

3 3 Dedicamos este trabalho a todas as pessoas a que pretendemos beneficiar com a implantação desta tecnologia na cidade de Três Rios.

4 4 AGRADECIMENTOS Gostaríamos de agradecer primeiramente a Deus, por toda a força dada em nossa caminhada. Aos nossos familiares que sempre nos apoiaram nos momentos de maior necessidade. Aos nossos amigos André e Uéverton, representando os alunos do curso como um todo. A todos os tutores e professores, que com seus conhecimentos abriram as sendas do saber a nós alunos. Ao nosso orientador Alexandre, por ter nos ajudado a cumprir esta árdua tarefa. E finalmente aos amigos Elogio e Pitanga da Emater, pelo apoio no fornecimento de dados tão necessários.

5 5 RESUMO O trabalho apresenta um estudo de implantação de rede de distribuição de acesso a Internet utilizando a infra-estrutura em Wimax. De forma a permitir acesso com boa taxa de transmissão, além de permitir a mobilidade. A demonstração foi feita tomando como base a cidade de Três Rios. Esta e sua estrutura de unidades de ensino, centros comerciais e Distritos Industriais. A necessidade de mobilidade com o uso de equipamentos de comunicação de dados, utilizando uma rede de computadores sem fio, sempre foi um desejo dos usuários. As redes Wi-Fi (IEEE ) surgiram e conseguiram iniciar a libertação do uso de fios na comunicação, mas com um raio de alcance limitado e uma largura de banda pequena. Esse tipo de rede é de grande utilização em empresas para uma conexão local. Visando uma rede de maior dimensão, surgiram as redes metropolitanas, conhecidas como Wimax (IEEE ), a sua maior virtude é a conexão de pontos a longa distância e com taxas superiores de largura de banda. Palavras-chaves: wimax, wi-fi, redes metropolitanas, redes sem fio, IEEE , IEEE

6 6 ABSTRACT The work presents a study for the installation of distribution network to access the Internet using the infrastructure in Wimax. To allow access with a good rate of transmission, in addition to the mobility. The demonstration was done by building on the city of Três Rios. This and the structure of education s units, shopping centers and industrial districts. The necessity of mobility with data communication equipments, by wireless computer Network, always was a desire of the users. The Wi-Fi nets came out starting the use of wireless machines to communicate, but within a limited band range. These two types of net are widely used in companies for local connection. Aiming a wide dimension net, the metropolitan nets raised, known as Wimax, which the best virtue is the connection of long distance points, with higher taxes of band ranges. Key Words: wimax, wi-fi, metropolitan networks, wirelless networks, IEEE , IEEE

7 7 LISTA DE ILUSTRAÇÕES 1 Mapa da Cidade de Três Rios, apresentando as unidades de ensino 14 2 Mapa da Cidade de Três Rios, apresentando os pólos industriais 15 3 Áreas cobertas pela rede Wimax e áreas carentes de acesso Banda Larga 16 4 Interligação dos computadores no mundo 20 5 Exemplo de uma LAN 22 6 Exemplo de uma MAN 23 7 Exemplo de uma WAN 24 8 Modelo de Funcionamento do Wimax 29 9 Exemplo do Padrão de Acesso IEEE d Exemplo do Padrão de Acesso IEEE e Aplicações da Tecnologia Wimax

8 Equipamentos utilizados pela Tecnologia Wimax Logotipo do Wimax Fórum Estrutura Básica para Implantação Distribuição das Antenas Rede utilizando os Equipamentos Airmux Aplicação dos Equipamentos Airmux Antena de Recepção Airmux Receptor Airmux Roteador Wireless D-Link DI-634M Adaptador USB G-Link Hi-Power Switch 3Com Gigabit Switch Placa PCI 100 Secure Fiber-FX NIC 3Com 54

9 9 24 Celular HTC Touch Cruise 2009 (HTC IOLITE - T4242) Torre Wimax (Figura meramente ilustrativa) 57

10 10 LISTA DE TABELAS 1 Resumo de Características IEEE Faixas de Frequências para o padrão d 44

11 11 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ADSL - Assymmetric Digital Subscriber Line AES - Advanced Encryption Standard ARPANet - Advanced Research Projects Agency Network BPSK - Binary Phase Shift Keying CAN - Campus Area Network CBC - Cipher-Block Chaining CBC-MAC - Cipher Block Chaining Message Authentication Code CCM - Counter with CBC-MAC CPE - Customer Premise Equipment CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection DES - Data Encryption Standard DQDB - Distributed Queue Dual Bus ERB - Estação Rádio Base IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers ISP - Internet Service Provider LAN - Local Area Network LLC - Logical Link Control Logical Link Control LOS - Line of Sight MAC - Media Access Control MAN - Metropolitan Area Network NLOS - Non Line of Sight OFDM - Orthogonal Frequency-Division Multiplexing OFDMA - Orthogonal Frequency-Division Multiple Access OSI - Open Systems Interconnection AP - Access Point PAN - Personal Area Network PHY - Physical Layer

12 12 PKM - Private Key Management QPSK - Quadrature Phase Shift Keying RAN - Regional Area Network SA - Security Association SAID - Security Association Identifier SAN - Storage Area Network SIM - Subscriber Identity Module SOFDMA - Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access TEK - Temporal Encryption Key USIM - Universal Subscriber Identity Module UWB - Ultra-Wideband VoIP - Voice Over IP W-OFDM - Wideband Orthogonal Frequency Division Multiplexing WAN - Wide Area Network Wi-Fi - Wirelless Fidelity Wimax - Worldwide Interoperability for Microwave Access WPA - Wireless Protect Access

13 13 SUMÁRIO Resumo 05 Abstract...06 Lista de Ilustrações 07 Lista de Tabelas 08 Lista de Abreviaturas e Siglas 09 CAPÍTULO 1 Introdução Objetivo e descrição do problema Metodologia 17 CAPÍTULO 2 Revisão de Literatura Origem da Internet Origem das Redes Classificação das Redes Segundo a Extensão Geográfica

14 SAN (Storage Area Network) LAN (Local Area Network) PAN (Personal Area Network) MAN (Metropolitan Area Network) RAN (Regional Area Network) WAN (Wide Area Network) CAN (Campus Area Network) Padrões de Redes IEEE IEEE CAPÍTULO 3 Conceitos e Especificações da Tecnologia Wimax Conceito 28

15 Padrões de Acesso Características Técnicas Características Sobre as Aplicações Vantagens e Desvantagens Vantagens Desvantagens Equipamentos Utilizações Segurança Associações de Segurança (SA) Autorização Utilizando Gerenciamento Privado de Chaves (PKM) Troca de Chaves de Encriptação de Tráfego (TEKs) Criptografia

16 Wimax Fórum Faixas de Frequência 43 CAPÍTULO 4 Projeto Sugerido para a Cidade Estrutura Básica para Implantação Distribuição das Antenas de Wimax Estrutura Básica no Provedor Descrição dos Equipamentos do Cliente Descrição dos Equipamentos do Cliente Móvel Descrição dos Equipamentos das Torres 57 CAPÍTULO 5 Resultados Provenientes da Implantação Resultados Esperados Custos de Implantação 58

17 17 CONCLUSÃO 59 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 60

18 18 1. INTRODUÇÃO 1.1 Objetivo e descrição do Problema Neste trabalho abordaremos o estudo da implantação de uma tecnologia que no Brasil ainda está na etapa de definição das especificações a serem adotadas para implantação nacional. Boa parte do conhecimento a ser utilizado é feita com padrões em atividade principalmente na Europa onde está bastante difundida. Esta tecnologia é a Wimax que tem o principal objetivo de disponibilizar o acesso a Internet em banda larga e a distâncias metropolitanas, que podem atender pontos móveis e fixos. O estudo apresentado neste trabalho consiste em interligar pontos públicos e privados à grande rede, sendo avaliadas assim a estrutura necessária e a seleção de equipamentos que poderão ser utilizados. A cidade para o estudo de implantação da tecnologia citada é a de Três Rios com diversas unidades de ensino, além de áreas públicas como praças, colégios, centros industriais e shoppings. A rede projetada neste trabalho tem como objetivo atender às seguintes unidades abaixo citadas: Um Centro Universitário, incluindo um pólo do CEDERJ; A Universidade Castelo Branco; A Universidade Carioca Unicarioca; A Universidade Gama Filho; A Universidade Ulbra; A Universidade UFRRJ; Colégios da rede Municipal e Estadual; Distritos Industriais. Veja no mapa (Figura 1) a localização das unidades a serem interligadas pela tecnologia Wimax.

19 19 Figura 1: Mapa da Cidade de Três Rios, apresentando as unidades de ensino. Fonte: Google Earth A cidade possui atualmente vários pólos industriais, com 52 indústrias 1.Centro universitário (levantamento 2.Univ.Castelo Branco 3.Unicarioca 9.C. E. C. do Rio Novo 17.C. E. Coelho Pedroso 25.C. E. Urbano Carlos de Almeida feito em 04/2009) em18.c. fase de Pólo instalação26.ipt ou já instaladas. Várias 10.Facinter E. Marco 11.C. E. Prof. Kopke 19.E. M. América Silva 27.C. E. Walmir Peçanha 12.E. M. Modesta Sola 20.Faetec 28.C. E. Moacyr Padilha delas em locais que também não têm acesso a banda larga, ADSL, ou outra forma 4.Ulbra qualquer 5.UFRRJ de acesso a Prof. Internet, aumenta (por Industrial exemplo: pesquisa 13.E. M. Hermelinoo que 21.CIEP Purys seus custos 29.Distrito da Barrinha 6.Univ. Gama Filho 14.E.M Prof. Tiburcio Junqueira 22.E. M Alcina de Almeida 7.EADCOM 15.Instituto de Educação 23.E. M M. das Graças Vieira 30.Distrito Industrial da Rua Direita de preço de matéria prima, envio de projetos via Internet x correios, acesso às facilidades 8.CRB - UFRRJ bancárias, etc.). 16.Câmara Municipal 24.E. M N. Senhora de Fátima

20 20 Estes pontos podem ser visualizados na Figura 2. Figura 2: Mapa da Cidade de Três Rios, apresentando os pólos industriais. Fonte: Google Earth 1- Dist. Ind. Cantagalo 2 Dist. Ind. Barrinha 3 Dist. Ind. Sta. Terezinha 4- Dist. Ind. M. Castelo 5- Dist. Ind. R. Direita

21 21 Figura 3: Áreas cobertas pela rede Wimax e áreas carentes de acesso Banda Larga. Fonte: Google Earth As áreas dentro dos círculos pretos no mapa da Figura 3 abrangem as áreas cobertas pela torre e pelo backhaul, enquanto as áreas dentro dos círculos

22 22 amarelos são as que atualmente não possuem acesso a Internet Banda larga sendo obrigadas a se contentar com conexões de acesso Dial Up (discado) precário, isso quando tem recursos para custeá-lo. Ao implantarmos uma rede Wimax na cidade, daríamos acesso, não só a alunos e indústrias, mas também a todo cidadão que morar nas áreas beneficiadas. Com isso, melhoraremos sensivelmente as condições da população no que diz respeito a acesso à Internet, implantando, nas áreas de lazer das mesmas, salas possuindo computadores com acesso, combatendo, com isso, a exclusão digital um dos maiores males do nosso século. Nas áreas de lazer, podemos disponibilizar acesso através de hotspots1 para acesso sem fio a qualquer pessoa que tenha um notebook, netbook, laptop, ou mesmo um Desktop com adaptador wireless. Já nas indústrias, faculdades e colégios teríamos pontos de recepção Wimax com distribuição interna por conta da instituição (que poderá ser com ou sem fio). Teríamos, assim, maior integração alunos/faculdade, alunos/colégios públicos, cidadão/governo e indústrias/mercado consumidor, ao criarmos condições de acesso aos usuários. A solução adotada neste trabalho indicada para a cidade poderá se tornar um estudo inicial para um projeto piloto desta tecnologia e na possível realidade não distante, não só para Três Rios, como para um tanto de outras cidades que poderão vir a ser chamadas de Cidades Digitais Metodologia 1 Hotspot é o nome dado ao local onde a tecnologia Wi-Fi está disponível para acesso aberto à usuários móveis 2 Cidade Digital: apresenta em toda a sua geográfica, infra-estrutura de telecomunicações e internet, tanto para acesso individual quanto público, disponibilizando à sua população informações e serviços públicos e privados em ambiente virtual..

23 23 A metodologia a ser apresentada neste trabalho consiste na pesquisa de estruturas comerciais da tecnologia citada, bem como suas características, limites físicos, custos e lógicos. Apresentar uma estrutura adequada para o problema proposto. Como também nas especificações de equipamentos para a transmissão e para o cliente final. A proposta deste trabalho busca apresentar a melhor solução possível tanto em custo quanto em instalações físicas, com base nos conteúdos obtidos da Internet sobre o assunto. Este trabalho foi organizado em capítulos onde: No Capítulo 2 é feita uma revisão de literatura, apresentando conceitos gerais de internet, origem das redes, classificação das redes segundo a extensão geográfica e, por último, padrões de redes em geral. No Capítulo 3 é apresentado um estudo sobre os aspectos gerais da tecnologia Wimax. Apresentando seus conceitos, vantagens, desvantagens, especificações de sua utilização e equipamentos. No Capítulo 4 é feita uma abordagem sobre a implementação do projeto. Apresentando uma solução para o caso estudado, assim como, sua forma de implantação, com estudo dos locais de colocação de torres, locais de recepção, distribuição interna e externa do acesso. No Capítulo 5 é feita uma análise do projeto definido. Apresentando assim, uma análise dos resultados esperados após a implantação, além de uma análise de custo para implantação. E, finalmente, a conclusão que trará um resumo da avaliação geral do projeto.

24 24 2. Revisão de Literatura 2.1 Origem da Internet Atualmente, a Internet é o meio mais utilizado pelas pessoas que desejam trocar arquivos, fazer transferência de dados e quaisquer outras coisas do gênero. Ou seja, a Internet é a principal das novas tecnologias de informação e comunicação existentes atualmente. Ela teve origem em meados dos anos 60, no auge da Guerra Fria, através de um projeto militar norte-americano que tinha como objetivo, criar uma rede de computadores interligados que não pudesse ser destruída e que, ao mesmo tempo, interligasse diversas áreas consideradas estratégicas, como centros de pesquisa e tecnologia e bases militares. Essa rede não possuía um computador funcionando como uma espécie de servidor, com isso, os computadores interligados à rede possuíam as mesmas características e os dados que trafegavam entre eles não seguiam uma direção definida previamente. A ARPANet (Advanced Research Projects Agency Network Agência de Projetos de Pesquisa Avançada), primeira rede nacional de computadores, foi criada em 1969 pelo Departamento de Defesa dos EUA para garantir uma certa segurança em termos de queda nas comunicações, ela era utilizada para interligar computadores de universidades, instituições militares e centros de pesquisa, fazendo com que houvesse uma maior disponibilidade no compartilhamento de recursos entre diversos pesquisadores. A ARPANet foi desmantelada em 1990 pelo próprio Departamento de Defesa dos EUA e, posteriormente ficou mundialmente conhecida pelo nome de Internet. A Internet transformou-se, com o passar do tempo, em uma rede na qual diversas pessoas, espalhadas por todos os cantos do planeta, pudessem trocar informações entre si. Atualmente, a infra-estrutura utilizada pela Internet é a rede mundial de telecomunicações.

25 Origem das Redes Para que os vários computadores existentes no mundo possam se conectar e tenham acesso à Internet, é originado o conceito de redes de computadores, no qual esses dispositivos são interligados através de protocolos, enlaces e roteadores, formando assim, um conjunto infinitamente grande de redes espalhadas por todos os cantos do planeta. A figura abaixo retrata como os computadores estão interligados atualmente no mundo. As ramificações representam os diversos computadores, enquanto as junções representam os diferentes tipos de provedores de serviço de Internet (ISP Internet Service Provider) existentes. Mas é sempre bom lembrar que, à medida que os dias passam, novos computadores e ISPs vão surgindo e sendo alocados nesse complexo grafo, que é conhecido como a rede de redes, ou seja, a Internet. Figura 4: Interligação dos computadores no mundo. Fonte: [1] Portanto, uma rede de computadores consiste de 2 ou mais computadores e outros dispositivos conectados entre si de modo a poderem compartilhar seus serviços, que podem ser: dados, impressoras, mensagens ( s), etc. A Internet é um amplo sistema de comunicação que conecta muitas redes de computadores. Existem várias formas e recursos de vários equipamentos que

26 26 podem ser interligados e compartilhados, mediante meios de acesso, protocolos e requisitos de segurança. 2.3 Classificação das Redes segundo a Extensão Geográfica SAN (Storage Area Network) Em computação, uma Storage Area Network (Área de Armazenamento em Rede) é uma rede projetada para agrupar dispositivos de armazenamento de computador. As SANs são mais comuns nos armazenamentos de grande porte. [2] Existem duas variações de SANs: 1. Uma rede na qual o propósito principal é a transferência de dados entre computadores e dispositivos de armazenamento. Uma SAN consiste em uma infra-estrutura de comunicação que provê conexões físicas com uma camada de gerenciamento, que organiza as conexões, os dispositivos de armazenamento e os computadores, tornando a transferência de dados robusta e segura. 2. Um sistema de armazenamento formado por dispositivos de armazenamento, computadores e/ou aplicações, e todo um controle via software, comunicando-se através de uma rede de computadores LAN (Local Area Network) Em computação, uma Local Area Network (Rede de Área Local) é uma rede utilizada na interconexão de equipamentos processadores com a finalidade de troca de dados. [3] Um conceito mais definido seria: é um conjunto de hardware e software que permite a computadores individuais estabelecerem comunicação entre si, trocando e compartilhando informações e recursos. Tais redes são denominadas locais por cobrirem apenas uma área limitada (10 Km no máximo, quando passam a ser denominadas MANs ), visto que, fisicamente, quanto maior a distância de um nó da rede ao outro, maior a taxa de erros que ocorrerão devido à degradação do sinal.

27 27 As LANs são utilizadas para conectar estações, servidores, periféricos e outros dispositivos que possuam capacidade de processamento em uma casa, escritório, escola e edifícios próximos, como no exemplo ilustrado pela Figura 5. Figura 5: Exemplo de uma LAN. Fonte: [4] PAN (Personal Area Network) Uma Personal Area Network (Rede de Área Pessoal) é uma tecnologia de rede formada por nós (dispositivos conectados à rede) muito próximos uns dos outros (geralmente não mais de uma dezena de metros). Por exemplo, um computador portátil conectando-se a um outro e este a uma impressora. [5] São exemplos de PAN as redes do tipo Bluetooth e UWB (Ultra-Wideband) MAN (Metropolitan Area Network) Também conhecida como WAN, é o nome dado às redes que ocupam o perímetro de uma cidade. São mais rápidas e permitem que empresas com filiais em bairros diferentes se conectem. A partir do momento que a Internet atraiu uma audiência de massa, as operadoras de redes de TV a cabo, começaram a perceber que, com algumas mudanças no sistema, elas poderiam oferecer serviços da Internet de mão dupla em partes não utilizadas do espectro. A televisão a cabo não é a única MAN. Os desenvolvimentos mais recentes para acesso à Internet de alta velocidade sem fio resultaram em outra MAN, que foi padronizada como IEEE [6]

28 28 Figura 6: Exemplo de uma MAN. Fonte: [7] RAN (Regional Area Network) Uma Regional Area Network (Rede de Área Regional) é uma rede de dados que interconecta negócios, residências e governos em uma região geográfica específica. RANs são maiores que LANs e MANs, mas menores que WANs. RANs são comumente caracterizadas pelas conexões de alta velocidade utilizando cabo de fibra óptica ou outra mídia digital. [8] WAN (Wide Area Network)

29 29 Rede de área alargada ou rede de longa distância, também conhecida como rede geograficamente distribuída, é uma rede de computadores que abrange uma grande área geográfica, com frequência um país ou continente. Difere, assim, das PANs, das LANs e das MANs. [9] Em geral, as redes geograficamente distribuídas contêm conjuntos de servidores, que formam sub-redes. Essas sub-redes têm a função de transportar os dados entre os computadores ou dispositivos de rede. As WANs tornaram-se necessárias devido ao crescimento das empresas, onde as LANs não eram mais suficientes para atender à demanda de informações, pois era necessária uma forma de passar informação de uma empresa para outra de maneira rápida e eficiente. Com isso, surgiram as WANs, que conectam redes dentro de uma vasta área geográfica, permitindo assim, comunicação de longa distância. Figura 7: Exemplo de uma WAN. Fonte: [10] CAN (Campus Area Network)

30 30 A Campus Area Network (Rede de Área do Campus) é uma rede que usa ligações entre computadores localizados em áreas de edifícios ou prédios diferentes, como em campus universitários ou complexos industriais. Deve também usar links típicos de LANs ou perde-se seu caráter de CAN para tornar-se uma MAN ou WAN, dependendo de quem seja o dono do link usado. [11] 2.4 Padrões de Redes IEEE 802 Segundo o IEEE 802, os padrões IEEE 802 são referentes às redes locais e às redes metropolitanas. Camadas da arquitetura IEEE 802: Física / Physical Layer (PHY): camada responsável pelo estabelecimento, manutenção e liberação de conexões físicas. A transmissão dos bits é feita através de um meio físico, podendo ser cabo coaxial, cabo par trançado ou fibra óptica. Responsável pelo método de codificação e pela taxa de transmissão. Controle de acesso ao meio / Medium Access Control (MAC): camada responsável pela organização do acesso ao meio físico compartilhado. O controle é feito por técnicas: CSMA/CD (802.3), Token Bus (802.4), Token Ring (802.5), DQDB (802.6). Controle de enlace lógico / Logical Link Control (LLC): camada independente da camada MAC que é responsável pela multiplexação e pelo controle de erros e de fluxo. IEEE 802.1: Padrão que especifica a relação entre os padrões IEEE e sua interação com os modelos OSI, assim como as questões de interconectividade e administração de redes. IEEE 802.2: Controle lógico de enlace (LLC), que oferece serviços de conexão lógica a nível de capa 2. IEEE 802.3: IEEE BASE5, IEEE BASE2, IEEE STARLAN, IEEE BASET:

31 31 IEEE 802.3u: Padrão Internacional de Fast Ethernet para cabos de fibra óptica (100Base-TX, 100Base-T4 e 100Base-FX). IEEE 802.3z - Gigabit ethernet: A tecnologia Gigabit Ethernet começou a ser desenvolvida em 1997 pela IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) nos Estados Unidos, e acabou por se ramificar em quatro padrões diferentes. São eles: 1000baseLX, 1000baseSX, 1000baseCX e o 1000baseT. Os padrões 1000baseLX, 1000baseCX e 1000baseSX são padronizados pelo IEEE 802.3z, já o padrão 1000baseT está padronizado pelo IEEE 802.3ab IEEE a Chega a alcançar velocidades de até 54 Mbps dentro dos padrões da IEEE e de 72 a 108 Mbps por fabricantes não padronizados. Esta rede opera na frequência de 5 GHz e inicialmente suporta 64 utilizadores por Ponto de Acesso. As suas principais vantagens são: a velocidade, a gratuidade da frequência que é usada e a ausência de interferências. A maior desvantagem é a incompatibilidade com os padrões no que diz respeito a Access Points b e g; quanto a clientes, o padrão a é compatível tanto com b e g na maioria dos casos, já se tornando padrão na fabricação dos equipamentos b Alcança uma velocidade de 11 Mbps padronizada pelo IEEE e uma velocidade de 22 Mbps, oferecida por alguns fabricantes não padronizados. Opera na freqüência de 2.4 GHz. Inicialmente suporta 32 utilizadores por ponto de acesso. Um ponto negativo neste padrão é a alta interferência tanto na transmissão como na recepção de sinais, porque funcionam a 2,4 GHz equivalentes aos telefones móveis, fornos microondas e dispositivos Bluetooth. O aspecto positivo é o baixo preço dos seus dispositivos, a largura de banda gratuita bem como a disponibilidade gratuita em todo mundo. O b é amplamente utilizado por provedores de Internet sem fio.

32 g Baseia-se na compatibilidade com os dispositivos b e oferece uma velocidade de até 54 Mbps. Funciona dentro da frequência de 2,4 GHz. Tem os mesmos inconvenientes do padrão b (incompatibilidades com dispositivos de diferentes fabricantes). As vantagens também consistem nas velocidades. Usa autenticação WEP estática já aceitando outros tipos de autenticação como WPA (Wireless Protect Access) com criptografia dinâmica (método de criptografia TKIP e AES). Torna-se por vezes difícil de configurar, como Home Gateway devido à sua frequência de rádio e outros sinais que podem interferir na transmissão da rede sem fio. [12]

33 33 3. Conceitos e Especificações da Tecnologia Wimax 3.1 Conceito Em uma linguagem menos técnica, pode-se definir o Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) como sendo a evolução do Wi-Fi, atual padrão de tecnologia de redes para acesso sem fio. A sigla Wi-fi vem de Wireless Fidelity e utiliza o padrão como forma de arquitetura. O Wimax, por sua vez, utiliza o padrão IEEE , que é conhecido como a interface aérea da IEEE para Wireless MAN (Metropolitan Area Network), isto é, como a interface da rede metropolitana sem fios. [13] O WiMAX surgiu da necessidade de se ter uma tecnologia de rede sem fio de banda larga com longo alcance e alta taxa de transmissão, corrigindo e aprimorando, justamente, os principais pontos-fracos do Wi-Fi como: preço, acessibilidade, raio de atuação e disponibilidade. 3 Tecnologia wireless desenvolvida para oferecer acesso banda larga a distâncias típicas de 6 a 9 km.

34 34 Figura 8: Modo de Funcionamento do Wimax. Fonte: [14] A transmissão do sinal Wimax acontece da seguinte forma: assim como acontece em um sistema de telefonia celular, uma torre central envia o sinal para várias outras torres espalhadas e, estas, multiplicam o sinal para chegar aos receptores. O usuário, para conseguir acesso a esta rede, precisa de uma antena receptora, da qual resulta na conexão que vai até o seu computador ou notebook, plugada via placa de rede. 3.2 Padrões de Acesso O Wimax atualmente possui os seguintes padrões de acesso: - IEEE d (ou Wimax Fixo) - IEEE e (ou Wimax Móvel)

35 35 O IEEE d, originado em junho de 2004, é o padrão de acesso sem fio de banda larga fixa e teve seus primeiros equipamentos (Aperto Networks 4, Redline Communications5, Wavesat6 e Sequans7) homologados em janeiro de 2006 pelo laboratório espanhol Cetecom8. [15] Esse padrão fornece uma alternativa sem fio para o acesso de banda larga de última milha ao cabo e ao ADSL. Ele tem um alcance de 8 a 12 km em cobertura NLOS9 (Non Line of Sight) e de 30 a 40 km em cobertura LOS 10 (Line of Sight) e fornece taxa de transmissão de até 70 Mbps por estação rádio-base. As estações terminais presentes podem ser nômades, com isso, o local onde cada uma destas estações está alocada pode variar dentro da célula, mas apenas quando a estação estiver fora de operação. Quando uma estação estiver operando, ela necessariamente deve estar fixa dentro da célula. Figura 9: Exemplo do Padrão de Acesso IEEE d. Fonte: [16] 4 Empresa líder no desenvolvimento das estações-base de Wimax. 5 Única empresa a oferecer um sistema completo já certificado pelo Wimax Fórum. 6 Empresa que está no mercado há mais de 15 anos na área de prestação de serviço. 7 Empresa do setor de semicondutores e fornecedora líder em silício Wimax. 8 Centro Tecnológico de Compósitos que tem a missão de promover e expandir o setor brasileiro de compósitos, aprimorando os recursos técnicos e humanos disponíveis à indústria, para o desenvolvimento dos mercados interno e externo. 9 Não é possível unir transmissor e receptor por uma linha imaginária reta (Sem linha de visada). 10 É possível unir transmissor e receptor por uma linha imaginária reta (Com linha de visada).

36 36 O e, originado em Dezembro de 2005, é o padrão de acesso sem fio de banda larga móvel, responsável por assegurar conectividade em velocidades de até 100 km/h e cujos equipamentos começaram a ser disponibilizados no mercado em meados de Como a rede Wimax é formada por um conjunto de células e os terminais presentes nela são portáteis e móveis, é possível que - através desse padrão esses terminais troquem de célula durante a comunicação (handover11). Figura 10: Exemplo do Padrão de Acesso IEEE e. Fonte: [16] A grande diferença entre o Wimax fixo e o Wimax móvel é que o primeiro é apenas portátil (não comuta não possui handoff - entre ERBs12 em altas velocidades) e o segundo é móvel (comuta possui handoff - entre ERBs em velocidades de até 100 Km/h). Abaixo é apresentado um quadro comparativo entre os dois tipos de padrões de acesso: 11 É o procedimento empregado em redes sem fios para tratar a transição de uma unidade móvel de uma célula para outra de forma transparente ao utilizador. 12 Estações Rádio Base: são equipamentos que fazem a conexão entre os telefones celulares e a companhia telefônica

37 37 Espectro Canal de propagação Taxa de transmissão Multiplexação e/ou Acesso Modulação Mobilidade Larguras de canal Raio de célula típico IEEE d IEEE e 2-11 GHz 2-6 GHz LOS e NLOS LOS e NLOS Até 75 Mbps Até 15 Mbps OFDM/OFDMA OFDM/OFDMA/SOFDMA BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM Fixo (ponto-a-ponto/multiponto) Portabilidade, mobilidade, roaming (inclusive entre tecnologias) Selecionável entre 1,25 e 20 MHz Selecionável entre 1,25 e 20 MHz Típico 5 a 8 km; Típico 1,5 a 5 km Máximo de 50 km. Tabela 1: Resumo de características IEEE Fonte: [17] Em meados do ano de 2009, um novo padrão de acesso do Wimax começou a ser projetado e programado detalhadamente, o qual se chama m. Atualmente, este padrão se encontra na fase de pré-rascunho, preparando-se para a publicação de um primeiro briefing, com equipes inteiras de especialistas em todo o mundo se dedicando ao máximo para alcançar os objetivos da tecnologia. [18] Para que o Wimax m seja aprovado pela UIT IMT Advanced como um dos padrões de 4G, é necessário que alguns requisitos sejam alcançados, como por exemplo: taxa de 100Mbps para usuários fixos e 1Gbps para usuários móveis, e o delay da interface aérea seja inferior a 10 milissegundos. Algumas das características que estarão presentes no Wimax m são as seguintes: maior mobilidade e flexibilidade de uplinks e downlinks quadruplicando o número de quadros da interface aérea do e; uso mais flexível e otimizado do espectro; maior confiabilidade e segurança, já que será permitido priorizar um serviço em um fluxo de serviços; compatibilidade total com o e, gerando economia de custos de desenvolvimento e implantação, migração transparente e o aproveitamento de todo o ecossistema de produtos estações de base, dispositivos, periféricos etc; além da interoperabilidade com outras redes móveis e fixas existentes. Com isto, esta tecnologia representa uma grande evolução em relação às tecnologias de Wimax já existentes e, pelo menos, se as forças de capital e de mercado se unirem, nada, em termos tecnológicos, impede que esta faça parte, juntamente com a LTE, da Quarta Geração da telefonia móvel.

38 Características Técnicas Para a tecnologia adotada para este trabalho temos as seguintes características: [19] Modulação: o Wimax apresenta três modos de operação: single carrier, OFDM 13 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 256, ou OFDMA14 (Orthogonal Frequency Division Multiplex Access) 2K. O modo mais comumente utilizado é o OFDM 256 que tem como finalidade dividir um fluxo digital de alta taxa de bits em um esquema de baixa taxa. Vazão: o Wimax entrega elevadas taxas de throughput15 com longo alcance e uma grande eficiência espectral que é tolerante às reflexões de sinais. A velocidade de transmissão dos dados varia entre 1 Mbps e 75 Mbps, dependendo das condições de propagação, sendo que o raio típico de uma célula é de 6 Km a 9 Km. Escalabilidade: para acomodar com facilidade o planejamento da célula, tanto nas faixas licenciadas quanto nas não licenciadas, o a/d suporta diversas larguras de banda. O operador pode aumentar a quantidade de usuários mantendo um bom alcance do sinal e um bom throughput. O operador pode reusar o mesmo espectro em dois ou mais setores, criando uma isolação entre as antenas da estação rádio base. Cobertura: o padrão suporta tecnologias que permitem a expansão de cobertura, incluindo as tecnologias de "smart antenna" assim como as tecnologias mesh. Qualidade de Serviço: o padrão permite a transmissão de voz e vídeo, que requerem redes de baixa latência, provê serviços premium garantidos para 13 Consiste na transmissão paralela de dados em diversas subportadoras superpostas, sendo as taxas das subportadoras tão baixas quanto maior no número destas empregadas. 14 É baseada em modulação OFDM, e foi desenvolvida para operação NLOS, com freqüências inferiores a 11 GHz. 15 É a medida da velocidade de transferência de dados através de um sistema de comunicação complexo.

39 39 empresas e possibilita um aumento no volume de usuários utilizando melhor esforço para clientes residenciais. Segurança: o padrão prevê características de privacidade e criptografia permitindo transmissões seguras com inclusão de procedimentos de autenticação de usuários. Permite também um suporte a diferentes grupos de credenciais de usuário, incluindo: SIM/USIM cards (GSM/UMTS), Smart Cards, Digital Certificates e esquemas Usuário/Senha. Mais à frente haverá um item explicando os diversos tipos de segurança presentes na tecnologia Wimax. 3.4 Características sobre as Aplicações Figura 11: Aplicações da Tecnologia Wimax. Fonte: [19] As aplicações acima características do Wimax [19]: relacionadas são possíveis pelas seguintes

40 40 Fornecimento de link de dados de NxE1 (com garantia de banda). Fornecimento de link de dados de fração de E1 (com garantia de banda). Fornecimento de link de dados em um padrão equivalente ao ADSL 16 (Assymmetric Digital Subscriber Line) / Cable Modem 17. Portabilidade, isto é, o usuário pode transportar sua CPE 18 (Customer Premise Equipment) e utilizar o serviço em local diferente do usual. Instalação da CPE no modo Plug and Play. Cobertura sem linha de visada. 3.5 Vantagens e Desvantagens As vantagens e desvantagens em relação a outras tecnologias de difusão do acesso a Internet são mostradas abaixo. [20] Vantagens Diminui custos de infra-estrutura de banda larga para conexão com o usuário final (Last Mile); Tem uma aceitação grande por usuários, seguindo a tecnologia Wi-Fi e diminuindo ainda mais os custos da tecnologia; Existe amplo suporte, por parte de várias indústrias, no desenvolvimento e aprimoramento desta tecnologia; Possibilita a criação de uma rede de cobertura de conexão similar à de cobertura celular, permitindo assim, acesso à Internet em movimento; Desvantagens Nos testes realizados, não houve bons resultados quanto à taxa de transmissão; 16 É utilizada para designar uma tecnologia de comunicação que permite a transmissão rápida de dados multimídia através das linhas telefônicas tradicionais. 17 Utiliza as redes de transmissão de TV a cabo convencionais para transmitir dados que variam de 70 Kbps a 150 Mbps. 18 É o conjunto de equipamentos que são pré-requisitos para a aquisição de um determinado serviço.

41 41 A incompatibilidade do Wimax Fixo com o Móvel pode ser um fator de atraso para a tecnologia; Nas faixas de frequência mais altas, há diminuição nas taxas de transferências e nos raios de cobertura, devido a interferências provocadas pela chuva; Em alguns países, a tecnologia já foi inviabilizada devido a uma política específica para proteção do investimento de capital, já realizado com licenças da tecnologia de telefonia móvel. 3.6 Equipamentos O Wimax possui contribuição de um grupo de empresas que são responsáveis por desenvolver componentes, equipamentos e grupos abertos de discussão. Dentre as empresas ativamente participantes do grupo IEEE responsáveis pelo desenvolvimento do Wimax, a Wi-LAN possui equipamentos que permitem a implementação de uma rede com todas as características e vantagens desta tecnologia. [21] A Wi-LAN, através de seu Continuity Program, assume que todos os seus equipamentos de acesso com tecnologia W-OFDM serão compatíveis com o protocolo IEEE , necessitando apenas de uma atualização do firmware. A linha de equipamentos Libra 5800 foi a primeira solução no mercado para aplicações sem visada de redes metropolitanas, pois utiliza a tecnologia de modulação OFDM, permitindo enlaces ponto-a-ponto ou ponto-multiponto.

42 42 Figura 12: Equipamentos utilizados pela Tecnologia Wimax. Fonte: [21] Algumas características pertencentes aos equipamentos Libra 5800: trabalham na freqüência de 5,8GHz (que dispensa a necessidade de licenciamento para sua instalação), possuem uma porta Ethernet 10/100 BaseT e suportam VLAN Tagging (802.1q). Com uma banda de 32 Mbps (24Mbps efetivos) e capacidade de controle de banda, os equipamentos Libra 5800 permitem a criação de uma rede de alta performance. Para segurança dos dados trafegados e controle de acesso, os rádios Libra 5800 embaralham os dados através de um protocolo proprietário. 3.7 Utilizações Abaixo são listados alguns exemplos de utilização da tecnologia Wimax em diversos países, apresentado em [22] Campus Netwoking: esta é uma grande área de necessidade de utilização da tecnologia de Wimax em aplicações. Aqui temos um importante nicho nas áreas de Petróleo, Indústria em Geral, Construção Civil, entre outros segmentos.

43 43 Building to Building Connection: conexão entre diferentes instalações de uma mesma corporação. O Wimax também poderia ser utilizado como conexão redundante de acesso de uma corporação. Backhaul de Wi-Fi e VoiP : o Wimax pode ser utilizado com infra-estrutura de uma Rede Corporativa de Wi-Fi e/ou VoIP principalmente aonde não existe infra-estrutura de cabeamento instalada ou quando se quer disponibilizar serviços de campo móveis. Surveillance: este é um segmento aonde a tecnologia Wimax pode colaborar bastante na monitoração de grandes áreas. Backhaul de Mesh Technology : o Wimax pode ser muito importante como infra-estrutura de redes mesh. Soluções de Atendimento Móveis: esta é uma área que interessa muito aos Governos Federal, Estadual, Municipal e também ao mercado privado. 3.8 Segurança O IEEE especifica uma subcamada de segurança, localizada abaixo da subcamada MAC19. Ela fornece privacidade às estações cliente, através da encriptação das conexões geradas. Além disso, a subcamada protege as estações base contra o acesso não autorizado a seus serviços, através de um protocolo de administração de chaves, de métodos de autenticação baseados em certificados digitais, e de criptografia. Diversas vulnerabilidades existentes no IEEE original foram eliminadas. Um exemplo disso é a adição de suporte ao algoritmo de criptografia AES20, sendo que o padrão de 2001 somente incluía criptografia DES. [23] É responsável pela implementação de mecanismos de controle de acesso ao meio físico de transmissão Advanced Encryption Standard (em português Padrão de Criptografia Avançado) é utilizado para criptografia de chaves simétricas.

44 Associações de Segurança (SA) Associações de segurança são informações de segurança compartilhadas entre uma estação base e um ou mais clientes. Elas mantêm o estado de segurança de uma conexão. Existem três tipos de SAs: primárias, estáticas e dinâmicas. As primárias são estabelecidas pelas estações cliente durante seu processo de inicialização. As estáticas são fornecidas pela estação base. Finalmente, as dinâmicas são estabelecidas e eliminadas em resposta ao início e ao término de fluxos de serviço específicos. As SAs estáticas e dinâmicas podem ser compartilhadas por múltiplas estações cliente, sendo que cada SA é identificada através de um SAID21 (Security Association Identifier). As SAs incluem duas chaves de encriptação de tráfego (TEKs 22): a chave em operação e a chave a ser utilizada quando a atual expirar Autorização utilizando Gerenciamento Privado de Chaves (PKM) O PKM proporciona uma sincronização segura dos dados relativos a chaves de segurança entre a estação base e seus clientes. Ele também serve como um meio de as estações cliente obterem autorização para a utilização dos serviços da estação base. O protocolo utiliza certificados digitais X , o algoritmo de criptografia de chave pública RSA e outros algoritmos, para que seja efetuada a troca de chaves entre a estação base e as estações cliente. São especificados dois tipos de certificados X.509. O primeiro tipo identifica um fabricante específico de dispositivos IEEE , podendo ser assinado pelo próprio fabricante ou por terceiros. O outro tipo identifica uma estação cliente específica, e contém sua chave pública e seu endereço MAC. Este certificado é geralmente emitido pelo fabricante da estação. A autorização PKM é composta de três mensagens, sendo as duas primeiras enviadas pela estação cliente e a última pela estação base. A primeira mensagem é 21 É um campo de dados em um protocolo de segurança usado para identificar a associação da segurança a que uma unidade de dados do protocolo é limitada Chave de criptografia de dados (Temporal Encryption Key). Padrão mundialmente usado para a emissão e validação de certificados baseados em assinatura digital. Usado em mecanismos de autenticação na Internet.

45 45 utilizada para o envio do certificado do fabricante, assumindo que todos os dispositivos fabricados por ele são confiáveis. Esta mensagem é ignorada caso a política de segurança da estação somente permita o acesso a dispositivos previamente conhecidos. A segunda mensagem é enviada imediatamente após a primeira. Ela inclui o certificado da estação cliente, uma descrição dos algoritmos de criptografia suportados por ela, e o identificador básico da conexão, que se tornará o SAID primário do cliente. Caso o nó cliente seja autorizado, a estação base responde com a terceira mensagem, que cria o SA de autorização entre as estações. Este inclui uma chave de autorização encriptada com a chave pública da estação cliente (presente no certificado X.509) e seu tempo de vida. Este protocolo assume que somente as estações em questão irão possuir a chave de autorização. Após a autorização inicial, a estação cliente busca periodicamente uma re-autorização com a estação base. Como o cliente é autenticado, o processo previne ataques partindo de estações cliente clonadas. Porém, como nenhuma certificação é fornecida pela estação base, e sua resposta é construída utilizando informações públicas, os clientes podem sofrer ataques partindo de estações base piratas Troca de Chaves de Encriptação de Tráfego (TEKs) Após a autorização, a estação cliente mantém uma máquina de estados TEK para cada um de seus SAIDs. Periodicamente, uma mensagem de requisição de chave é enviada à estação base, solicitando a renovação das chaves em uso. A cada momento, existem duas chaves ativas, sendo que a chave mais antiga expira na metade do tempo de vida da chave mais recente. A estação base responde à requisição da estação cliente com as duas chaves TEK atuais e seu tempo de vida. As TEKs são encriptadas através de uma chave de encriptação de chaves, derivada da chave de autorização.

46 Criptografia O primeiro padrão de criptografia de dados especificado pelo IEEE é o DES24 (Data Encryption Standard) em modo CBC25 (Cipher-Block Chaining). O modo CBC indica que, antes de um bloco de dados ser encriptado, é realizada uma operação de ou exclusivo com o resultado da encriptação do bloco anterior a ele. Define-se ainda outro padrão mais seguro, o AES (Advanced Encryption Standard) em modo CCM26 (Counter with CBC-MAC). O modo CCM combina os modos Counter, que gera blocos keystream através da encriptação de valores sucessivos de um contador, e CBC-MAC 27 (Cipher Block Chaining Message Authentication Code), que utiliza o modo CBC para a criação de um código de autenticação de mensagens. 3.9 Wimax Fórum O Wimax Fórum é uma organização sem fins lucrativos criada no ano de 2001, formada por empresas fabricantes de equipamentos e de componentes, e tem por objetivo promover em larga escala a utilização de redes ponto multiponto, operando em frequências entre 2GHz e 11GHz, alavancando assim, a padronização IEEE à semelhança do que o Wi-Fi fez com a e garantindo a compatibilidade e interoperabilidade dos equipamentos que adotarem este padrão. O Wimax Fórum é o equivalente, ao Wi-Fi Alliance, responsável pelo grande desenvolvimento e sucesso do Wi-Fi em todo o mundo. É constituído pelas indústrias líderes do setor, que estão comprometidas com as interfaces abertas e com a interoperabilidade entre os diversos produtos utilizados no Acesso Broadband Wireless. O Wimax Fórum pretende motivar um mercado de Acesso Broadband mais competitivo, através de um conjunto mínimo de especificações de performance da 24 É um algoritmo desenvolvido pelo governo norte-americano para fornecer segurança aos dados transmitidos ao longo de uma rede. 25 É um algoritmo utilizado para ocultar padrões de blocos idênticos de dados num pacote. 26 É um modo de operação de criptografia baseada em cifras de blocos. 27 É um algoritmo de criptografia baseado nos algoritmos 3DES ou AES.

47 47 interface aérea entre os produtos dos diversos fabricantes, certificando os produtos que atendem a estas especificações. Para os operadores de rede, esta interoperabilidade entre equipamentos significa a não dependência de um fornecedor para o desenvolvimento de sua rede. Para os fabricantes de equipamentos significa menos tipos diferentes de produtos a desenvolver e a produzir. Para os fabricantes de componentes significa uma escala de produção muito maior. E, para o usuário final significa acessos Broadband mais velozes e mais baratos. Figura 13: Logotipo do Wimax Fórum. Fonte: [24] O Wimax Fórum possui cerca de mais de 500 membros (entre fornecedores, operadores e integradores), dentre eles, os principais participantes estão relacionados a seguir:

48 48 Alcatel, ArrayComm, Axxcelera Broadband Wireless, Beceem, BelAir Networks, Bell Canadá, BellSouth Corporation, Cisco Systems, Clearwire, Covad Communications, Ericsson, ETRI, Hitachi, Huawei Technologies, Iberbanda, KDDI, Kyocera, LG Electronics, Lucent Technologies, Marconi, Mitsubishi Electric, Motorola, Navini, NEC, Netgear, NextNet Wireless, Nippon Telegraph and Telephone, Nokia, Nortel Networks, PicoChip, Proxim Wireless Corporation, Redline Communications, Sanyo Electric Co. Ltd, SEQUANS Communications, Siemens Mobile, SK Telecom, SR Telecom, Tropos, UTStarcom e Wavesat Wireless Faixas de Frequência O Wimax utiliza atualmente faixas de frequência entre 2-11 GHz para o Wimax Fixo e de 2-6 GHz para o Wimax Móvel. Abaixo, é demonstrado um quadro Ilustrativo das principais faixas de frequências e suas características de operação, obtidas em aplicações reais:

49 49 Faixa de Frequência Características Frequência licenciada. Esta é a melhor frequência disponível para Wimax no Brasil. É a mais baixa, então teremos os melhores alcances, exigindo uma menor 2,5 GHz quantidade de estações rádio-base para cobrir uma determinada área. Alcance com Linha de Visada (LOS) = km Alcance sem Linha de Visada (NLOS) = 9 10 km Frequência licenciada. Esta é a frequência disponível para Wimax no Brasil, utilizada pelas operadoras e 3,5 GHz prestadoras de serviço de telecomunicações. Alcance com Linha de Visada (LOS) = km Alcance sem Linha de Visada (NLOS) = 6 7 km Frequência NÃO-licenciada. Esta é a frequência LIVRE disponível para Wimax no Brasil, podendo ser utilizada por qualquer empresa prestadora de serviços. Por ser não licenciada, existe a possibilidade de interferências 5,8 GHz e congestionamento de frequências em áreas de grande densidade. É importante, pois não exige gastos com a aquisição de licenças, o que pode viabilizar o plano de negócio de muitas áreas no Brasil. Alcance com Linha de Visada (LOS) = 7 8 km Alcance sem Linha de Visada (NLOS) = 3 4 km Frequência 10,5 GHz equipamentos licenciada. de Wimax Não para existem ainda cobertura desta frequência. O principal motivo é a necessidade de microcélulas, pois o poder de cobertura em grandes distâncias nesta frequência é baixo. Tabela 2: Faixas de Frequências para o padrão d Fonte: [25]

50 50 4. Projeto Sugerido para a Cidade Neste capítulo apresentaremos a nossa sugestão como solução para a cidade de Três Rios. No início dos trabalhos, estudamos a montagem da rede Wimax na cidade de Três Rios, a partir do Mirante, ponto mais alto da cidade (com 504 metros de altura a partir do nível do mar); onde se localizam as torres de transmissão de TV e de provedores de acesso a internet via rádio. Mas com o decorrer dos estudos, verificou-se que a faixa de frequência ideal a ser utilizada seria a de 5,8 GHz (originada segundo Resolução da ANATEL de Número 365 de Maio de 2004, Seção X) por ser a faixa liberada, não sendo necessária licença para utilizá-la e também por não apresentar grandes problemas de tráfego aqui no interior; a partir deste ponto, algumas localidades mais afastadas, como os Bairros de Monte Castelo e Moura Brasil, ficariam sem cobertura, pois estariam a mais de 4 km de distância (limite de alcance desta faixa para NLOS) da Estação Rádio Base. Este fato implicaria na implantação de mais dois Backhaul s para atender a toda região pretendida no município, acarretando assim, num grande aumento no custo do projeto e prejudicando seu custo-benefício. Com isso, iniciamos um minucioso estudo sobre toda geografia do município incluindo estudos topográficos e demográficos, contando com auxílio de órgãos como SEBRAE, Emater Rio e Prefeitura Municipal de Três Rios, aonde chegamos à conclusão de que, utilizando a localidade do CTB para colocação da torre (300m acima do nível do mar), localizado entre o Centro da cidade e o Bairro Cantagalo, teríamos um melhor aproveitamento do sinal emitido pela Estação Rádio Base, devido a sua proximidade com o centro urbano da cidade, assim como dos bairros mais afastados, sendo necessária assim, a colocação de apenas um Backhaul entre a ERB e a Sub-estação de Moura Brasil, a qual anteriormente necessitava de dois Bachaul s para se ter acesso a rede.