INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA CATARINENSE CAMPUS SOMBRIO ABIMAEL HÉBER CORREA MARCELO SANTOS BITENCOURT

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA CATARINENSE CAMPUS SOMBRIO ABIMAEL HÉBER CORREA MARCELO SANTOS BITENCOURT PROJETO WLAN PROPOSTO PARA PREFEITURA MUNICIPAL DE SOMBRIO Sombrio (SC) 2013

2 ABIMAEL HÉBER CORREA MARCELO SANTOS BITENCOURT PROJETO WLAN PROPOSTO PARA PREFEITURA MUNICIPAL DE SOMBRIO Trabalho de conclusão de Curso apresentado como requisito para obtenção do título de Tecnólogo em Redes de Computadores, no Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Catarinense Campus Sombrio. Orientador: Prof. Jéferson Mendonça de Limas Sombrio (SC) 2013

3 ABIMAEL HEBER CORREA MARCELO SANTOS BITENCOURT PROJETO INTEGRADOR ATRAVÉS DAS REDES SEM FIO PARA PREFEITURA MUNICIPAL DE SOMBRIO SC Este trabalho de conclusão de curso foi julgado adequado para obtenção do título de Tecnólogo em Redes de Computadores e aprovado pelo Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Catarinense Campus Sombrio. Área de Concentração: Arquitetura de Sistemas de Computação Sombrio,18 de fevereiro de 2013 Prof. Jéferson Mendonça de Limas, Esp. Instituto Federal Catarinense Campus Sombrio Orientador Prof. Alexssandro Cardoso Antunes, Me Instituto Federal Catarinense Campus Sombrio Membro Prof. Lucyene Lopes da Silva Todesco Nunes, Ma. Instituto Federal Catarinense Campus Sombrio Membro

4 Eu Abimael, dedico este trabalho à minha esposa Elida da Silva Rocha Correa pelos momentos de apoio e incentivo que me deram fôlego nos momentos de desânimo. Eu Marcelo, dedico esta produção a minha família, principalmente minha esposa Marilia e minha filha Marina que pacientemente me apoiaram nessa etapa. Aos amigos que nas horas das peladas souberam me respeitar e me apoiar pela escolha que fiz...

5 AGRADECIMENTOS Eu Abimael, agradeço a Deus por ter me dado força e saúde. Aos familiares pela compreensão nas horas de ausência e pelo apoio dado nessa jornada. Aos professores pela dedicação em nos ensinar. Aos colegas de turma que de uma forma ou outra acabam nos ensinando também. Ao meu colega Marcelo pela parceria na elaboração do trabalho. Ao colega Tiago Melo de Oliveira pela contribuição dada ao projeto. Ao nosso orientador pelo incentivo e esforço dispensado na elaboração do trabalho. Eu, Marcelo, primeiramente agradeço a Deus e a minha família pelo êxito alcançado. Agradeço também meus professores e orientador final Jéferson, que não mediu esforço para auxiliar na conclusão desta etapa. Agradeço muito também ao meu colega Abimael, que soube ser exemplo durante esses 3 anos e compartilhou comigo o conhecimento na conclusão deste trabalho. Sucesso!

6 RESUMO O uso das redes de computadores é cada vez mais importante na questão de controle e gerenciamento de informações. No entanto, redes cabeadas nem sempre são viáveis em determinados lugares. As redes sem fio, por sua vez, apresentam um custo acessível e possui como característica a flexibilidade ao ponto de tornar possível o acesso a rede uma localidade por mais remota que seja, simplesmente instalando um ponto de acesso ou repetidor de sinal com linha de visada para essa área remota. O objetivo do presente trabalho é elaborar um projeto que viabilize a integração dos órgãos públicos da prefeitura municipal de Sombrio através das redes sem fio. Foram utilizadas pesquisas de campo e entrevistas com os servidores municipais para levantamento de dados da rede atual. Nesta pesquisa prévia foi possível coletar informações sobre a necessidade da integração. De posse dos dados coletados, desenvolveu-se o projeto no padrão n, conhecido como WLAN (Wireless Local Area Network), utilizado para redes locais que trabalham em faixas espectrais não licenciadas, conhecidas com ISM (Industrial, Scientific and Medical). Com auxilio de softwares como o Radio Mobile, bastante útil no planejamento de uma rede sem fio, pode ser feito análise de propagação de rádio e mapeamento virtual. Com a integração dos órgãos municipais de Sombrio, tomandose cuidados na segurança dos dados, o qual utilizamos WPA2, os benefícios ao funcionalismo público municipal são visíveis. Seja a integração da rede municipal de saúde, gestão eficiente da educação, possibilidade de utilização de VoIP (Voice over Internet Protocol), utilização da infraestrutura para utilizar na segurança com câmeras IP (Internet Protocol), dentre muitas outras vantagens com a infra-estrutura pronta. Palavras-chave: Rede-sem-fio, Padrão n, Wlan, Gestão pública municipal

7 ABSTRACT The use of computer networks is increasingly important in the matter of control and information management. However, wired networks are not always viable in some places. Wireless networks, in turn, have an affordable and has the characteristic of flexibility to the point of being able to access the network for a location that is more remote, simply installing an access point or repeater signal with line of sight to this remote area. The objective of this work is to develop a design that makes possible the integration of public agencies of municipal government of Sombrio through wireless networks. We used field surveys and interviews with municipal employees to survey data from the current network. In previous research it was possible to collect information about the need for integration. Armed with the data collected, developed the project in n standard, known as WLAN (Wireless Local Area Network), local area networks used to working in unlicensed spectral bands, known to ISM (Industrial, Scientific and Medical). With help of software such as Radio Mobile, very useful in planning a wireless network, analysis can be done of radio propagation and virtual mapping. With the integration of municipal agency of Sombrio taking care data security, which use WPA2, the benefits to the municipal civil service are visible. Be the integration of the municipal health, efficient management of education, the possibility of using VoIP (Voice over Internet Protocol), using the infrastructure to use security cameras with IP (Internet Protocol), among many other advantages to infrastructure ready. Key words: Networking-Wireless, n Standard, Wlan, municipal public management

8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Alguns padrões Ethernet...24 Tabela 2 - Parâmetro de comparação dbm x Milliwatt...39 Tabela 3 - Perda teórica em ambiente livre de obstáculos...40 Tabela 4 - Nível mínimo de sinal para cada taxa de transferência...40 Tabela 5 - Dados das estações no enlace...65 Tabela 6 - Característica da Estação...69 Tabela 7 - Característica do rádio setorial 2 da estação...71 Tabela 8 - Características das estações no enlace...73 Tabela 9 - Características do Rádio Setorial Tabela 10 - Característica do rádio setorial Tabela 11 - Características das estações no enlace...78 Tabela 12 - Característica do rádio direcional Tabela 13 - Característica da estação cliente Alda Santos de Vargas...81 Tabela 14 - Característica da estação cliente CAIC...83 Tabela 15 - Característica da estação cliente Secretaria de Saúde...85 Tabela 16 - Características das estações no enlace...86 Tabela 17 - Característica do cliente Nair Alves Bratti...87 Tabela 18 - Características da estação Enlace Retiro da União e Repetidora Guarita...88 Tabela 19 - Características da estação cliente SAMAE...89 Tabela 20 - Características da estação cliente Biblioteca...90 Tabela 21 - Características da estação cliente CEI Castelinho da Criança...91 Tabela 22 - Características da estação cliente Paraiso da Criança...92 Tabela 23 - Característica da estação cliente CEI Espaço Criança...94 Tabela 24 - Características da estação cliente Escola Alcides de Souza Pereira...95 Tabela 25 - Características da estação cliente CEI Criança Feliz...96 Tabela 26 - Características da estação cliente Escola Juvenil da Cunha Colares...98 Tabela 27 - Características da estação cliente Posto de Saúde Boa Esperança...99 Tabela 28 - Características da estação cliente CEI Boa Esperança Tabela 29 - Características da estação cliente Posto de Saúde Guarita Tabela 30 - Características da estação cliente CEI Sonho de Criança Tabela 31 - Características da estação cliente Escola Sanga da Toca III Tabela 32 - Características da estação cliente Escola Campo D'agua Tabela 33 - Características da estação Posto de Saúde São José...105

9 Tabela 34 - Caracteristicas da estação CRAS...106

10 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Topologia em Barramento...21 Figura 2 - Topologia em Estrela Figura 3 - Topologia Anel...22 Figura 4 - Modelo de referência TCP/IP...25 Figura 5 - Modelo TCP/IP com alguns protocolos...26 Figura 6 - Comparação do padrão com modelo OSI...27 Figura 7 - Rede ad hoc...28 Figura 8 - Rede Estruturada...28 Figura 9 - Elementos para uma rede sem fio...29 Figura 10 - Um link ponto-a-ponto permite a uma localidade remota compartilhar uma conexão à Internet no prédio principal...30 Figura 11 - Um ponto-para-multipontos...31 Figura 12 - Uma rede multiponto-para-multiponto...31 Figura 13 - Para esta onda, a frequência é de 2 ciclos por segundo, ou 2 Hz...32 Figura 14 - Espectro Eletromagnético...33 Figura 15 - Canais por Frequência na faixa de 2.4 Ghz...34 Figura 16 - Frequências e canais na faixa 5 Ghz...35 Figura 17 - Reflexão de ondas de Rádio. O ângulo de incidência é sempre igual ao ângulo de reflexão...36 Figura 18 - Princípio de Huygens...36 Figura 19 - Difração sobre o topo da montanha...37 Figura 20 - A zona Fresnel está parcialmente bloqueada, ainda que a linha de visão esteja clara...38 Figura 21 - Antenas Omnidirecionais, Setoriais e Direcionais...41 Figura 22 - Utilização PoE através de injector e splitter...42 Figura 23 - Multiplas entradas e Multiplas saídas (MIMO)...45 Figura 24 - Screenshot do software Radio Mobile...48 Figura 25 - Relevo do município de Sombrio...55 Figura 26 - Localizações das estações no mapa de relevo do município de Sombrio...59 Figura 27 - Topologia da Rede...60 Figura 28 - Diagrama Lógico...62 Figura 29 - Diagrama Físico da Rede...63 Figura 30 - Centro de gerenciamento da rede...64

11 Figura 31 - Dados do enlace...65 Figura 32 - Projeção da Cobertura...66 Figura 33 - Cobertura da Estação Central...68 Figura 34 - Diagrama da estação central...69 Figura 35 - Irradiação da antena setorial 1 a partir da Estação Central...70 Figura 36 - Irradiação da antena setorial 2 a partir da Estação Central para Raizera...70 Figura 37 - Diagrama da rede...71 Figura 38 - Linha de visada do enlace...73 Figura 39 - Irradiação da antena setorial 3 a partir da Repetidora Guarita para Campo D'agua e Sanga da Toca III...74 Figura 40 - Irradiação da antena setorial 4 partir da Repetidora Guarita para Posto de Saúde Guarita e CEI...75 Figura 41 - Morro entre estação central - Boa Esperança...76 Figura 42 - Mapa do relevo entre Estação Central - Boa Esperança...77 Figura 43 - Irradiação da antena direcional com abertura de 6 graus a partir da Estação Boa Esperança...77 Figura 44 - Enlace Repetidora Boa Esperança e Estação Central...78 Figura 45 - Diagrama do Ponto de Enlace Alda Santos de Vargas...80 Figura 46 - Distribuição dos clientes do Ponto de Enlace Alda Santos de Vargas...80 Figura 47 - Enlace Ponto Alda dos Santos Vargas - Estação Central...81 Figura 48 - Localização do Enlace CAIC...82 Figura 49 - Diagrama do Enlace CAIC...82 Figura 50 - Enlace CAIC e Estação Central...83 Figura 51 - Enlace Secretaria de Saúde - Estação Central...84 Figura 52 - Enlace Cliente Fioravante Minato com Estação Central...85 Figura 53 - Enlace Cliente Nair Alves Bratti - Estação Central...86 Figura 54 - Diagrama da Rede...87 Figura 55 - Enlace Retiro da União - Repetidora Guarita...88 Figura 56 - Enlace cliente SAMAE - Estação Central...89 Figura 57 - Enlace cliente Biblioteca - Estação Central...90 Figura 58 - Enlace Cliente CEI Castelinho da Criança - Estação Central...91 Figura 59 - Enlace CEI Paraiso da Criança - Estação Central...92 Figura 60 - Enlace cliente CEI Espaço Criança - Estação Central...94 Figura 61 - Enlace cliente Escola Alcides de Souza Pereira - Estação Central...95 Figura 62 - Enlace cliente CEI Criança Feliz - Estação Central...96

12 Figura 63 - Diagrama da rede...97 Figura 64 - Enlace Escola Juvenil da Cunha Colares - Repetidora Boa Esperança.97 Figura 65 - Enlace Posto de Saúde Boa Esperança - Repetidora Boa Esperança..98 Figura 66 - Enlace CEI Boa Esperança e Repetidora Boa Esperança...99 Figura 67 - Enlace Posto de Saúde Guarita com Repetidora Guarita Figura 68 - Enlace CEI Sonho de Criança com Repetidora Guarita Figura 69 - Enlace cliente Escola Sanga da Toca III com Repetidora Guarita Figura 70 - Enlace Escola Campo D'agua com Repetidora Guarita Figura 71 - Enlace Posto de Saúde São José - Estação Central Figura 72 - Enlace CRAS - Estação Central...106

13 LISTA DE SIGLAS ADSL: (Asymmetric Digital Subscriber Line) ANATEL: (Agência Nacional de Telecomunicações) CAIC: (Centro de Atendimento Integral à Criança) CCK: (Complementary Cod Keying) CEAC: (Centro de Ensino e Atendimento a Criança) CEI: (Centro Educacional Infantil) CGR: (Centro de Gerenciamento da Rede) CREAS: (Centro de Referência de Assistência Social) CPD: (Centro de Processamento de Dados) CSMA/CA: (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) CSMA/CD: (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) db: (Decibel) dbi: (Decibel Isotrópico) dbm: (Decibel Milliwatt) DSSS: (Direct Sequence Spread Spectrum) FCC: (Federal Communications Commission) FHSS: (Frequency Hopping Spread Spectrum) FNDE: (Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação) HT: (High Throughput) IEEE: (Institute of Electrical and Electronic Engineers) EIRP: (equivalent isotropically radiated power) IETF: (Internet Engineering Task Force) IP: (Internet Protocol) IrDA: (Infrared Data Association) ISM: (Industrial Scientific Medical) ISO: (International Standards Organization) LAN: (Local Area Network) MAC: (Media Access Control) OFDM: (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) OSI: (Open Systems Interconnection) PDAs: (Personal Digital Assistants) PoE: (Power over Ethernet) RF: (Radiofrequência) RFCs: (Request for Coments)

14 SAMAE: (Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto) TI: (Tecnologia da Informação) VoIP: (Voice over Internet Protocol) WAN: (Wide Area Network) WLAN: (Wireless Local Area Network) WPA: (Wi-Fi Protected Access) WEP: (Wired Equivalent Privacy) WWW: (World Wide Web)

15 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo geral Objetivos específicos FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA As redes de computadores O uso das redes de computadores Classificação das redes Quanto à abrangência Quanto a Topologia Quanto a arquitetura Modelos de referência Redes sem fio Tipos de Redes sem Fio Distribuição Física Conceitos de Radio-Física Métodos de Transmissão Padrões da Tecnologia sem Fio Segurança Em Redes Sem Fio Rádio Mobile Legislação MATERIAL E MÉTODOS Tipo de pesquisa Métodos Materiais RESULTADOS E DISCUSSÃO Ambiente de implantação A prefeitura e seus órgãos Panorama atual da Rede Descrição sumária do projeto Premissas do projeto Exclusões Diagrama Lógico Diagrama Físico da Rede...63

16 5.9 Centro de Gerenciamento da Rede Estação Central Estação Repetidora Guarita Enlace Guarita Estação Central Estação Repetidora Boa Esperança Enlace Boa Esperança Estação Central Ponto de Enlace Alda Santos de Vargas Enlace Alda Estação Central Ponto de Enlace CAIC Enlace CAIC estação Central Ponto de enlace Secretaria de Saúde Cliente Escola Fioravante Minatto Cliente Nair Alves Bratti Cliente Antônio Stuart Enlace Retiro da União Guarita Cliente SAMAE Cliente Biblioteca Cliente CEI Castelinho da Criança Cliente CEI Paraíso da Criança Cliente CEI Espaço Criança Cliente Escola Alcides de Souza Pereira Cliente CEI Criança Feliz Cliente Escola Juvenil da Cunha Colares Cliente Posto de Saúde Boa Esperança Cliente CEI Boa Esperança Cliente Posto de Saúde Guarita Cliente CEI Sonho de Criança Cliente escola Sanga da Toca III Cliente Escola Campo D'agua Cliente Posto de Saúde São José Cliente CRAS Análise manual da viabilidade dos enlaces Vantagens CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS APÊNDICE...115

17 16 1 INTRODUÇÃO O mundo está se tornando cada vez mais interconectado e inteligente. Nas próximas décadas as cidades continuarão a crescer e cada vez mais rápido. O governo lida a cada dia com um volume maior de dados e gerenciá-los é um desafio. É preciso gerenciamento eficiente destas informações de forma a melhorar significativamente o processo de tomada de decisão na gestão pública. Há anos o setor privado investe na informatização para reduzir custos e melhorar a eficiência. Os governantes por sua vez devem se espelhar no modelo empresarial e se apoiar em soluções de tecnologia da informação (TI) mais modernas, integradas e inteligentes. A Prefeitura de Sombrio não possui uma rede integrada de dados. A falta de integração gera desperdício e morosidade na tomada de decisões. Integrar órgãos da prefeitura, rede educacional e rede de saúde torna-se imperativo e uma rede sem fio apresenta-se como uma alternativa. Para projetar uma rede sem fio, diferentemente da cabeada, há um número muito maior de fatores que deverá ser considerado, o que pode tornar o projeto um tanto quanto complexo. Além dos fatores comuns de uma rede cabeada, pois toda a rede sem fio certamente utilizará uma parte dela cabeada, há que se levar em conta fatores como a propagação das ondas eletromagnéticas e o estudo minucioso do ambiente de implantação, observando aspectos como relevo, possíveis obstáculos ao sinal, interferências de radiofrequência (RF) e outros. Outro fator de suma importância em uma rede sem fio é o fator segurança que deve receber um relevo maior do que em uma rede cabeada, pois aqui os dados não estão presos a um cabo inacessível a muitos, mas sim livre para que qualquer um capture estes dados. Neste contexto é possível vencer estes obstáculos e interconectar todos órgãos da prefeitura municipal de Sombrio via rede sem fio? Quais os benefícios que uma rede integrada de dados traria? Oferecer um projeto de infraestrutura de rede de dados com emprego de tecnologia sem fio com vistas a proporcionar uma gestão pública integrada é o objetivo deste trabalho. O trabalho se divide em: capítulo 2 encontram-se os objetivos a serem alcançados no projeto, já no capítulo 3, a fundamentação teórica apresentando um resumo bibliográfico acerca das redes sem fio. No capítulo 4 os materiais e métodos detalhando as ferramentas e os métodos utilizados na realização do projeto. No capítulo 5, os resultados e discussões onde são detalhados o projeto da rede

18 17 propriamente elaborado e por fim no capítulo 6 teceu-se as considerações finais sobre o projeto.

19 18 2 OBJETIVOS Nesta seção encontra-se os objetivos a serem atingidos ao final do projeto. 2.1 Objetivo geral Desenvolver um projeto de rede para integração dos órgãos da administração municipal de Sombrio através das redes sem fio. 2.2 Objetivos específicos I. Analisar pontos estratégicos para os pontos de acesso; II. Selecionar mecanismos de segurança; III. Explicar sobre cálculos de orçamento de link para uma troca de dados eficiente; IV. Desempenhar a troca centralizada de informações entre os órgãos da administração pública municipal;

20 19 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Nesta seção, encontra-se a fundamentação para o êxito do projeto. Embora o projeto seja voltado para o uso das redes sem fio, é importante ter um pouco de conhecimento sobre redes de computadores. 3.1 As redes de computadores Uma rede pode ser definida como dois ou mais computadores interconectados compartilhando informações entre si. Tanenbaum (2011, p.1), faz uma analogia que segundo ele: O velho modelo de um único computador atendendo a todas as necessidades computacionais da organização foi substituído por outro em que os trabalhos são realizados por um grande número de computadores separados, porém, interconectados. Esses sistemas são chamados redes de computadores. Convivemos diariamente com as redes e por vezes nem se percebe. Dando sequência, é bom saber como e onde são usadas. 3.2 O uso das redes de computadores Com o desenvolvimento tecnológico atualmente em ritmo acelerado, é difícil não pensar em redes de computadores quando o assunto se trata de informática. Um exemplo de fácil entendimento e que não se percebe são os caixas eletrônicos de banco: os terminais onde você faz consulta, faz saque, estão conectados com um outro computador central que armazena as informações que se busca sobre a sua conta (TORRES, 2009). As redes existem e estão para auxiliar. Para Tanenbaum (2011), existe uma finalidade em se usar as redes de computadores. Pode ser para: a) aplicações comerciais: ainda que numa empresa se compartilhe os recursos como impressoras, scanners e etc, o mais importante é compartilhar informações, e neste caso ele diz: Se todos os computadores de um banco sofressem uma pane, ele provavelmente não duraria mais de cinco minutos. Uma instalação industrial moderna, com uma linha de montagem controlada por computadores, não duraria nem isso. Hoje, até mesmo uma pequena agência de viagens ou uma firma jurídica com três pessoas depende intensamente de redes de computadores para permitir aos seus funcionários acessarem informações e documentos relevantes de forma instantânea (TANENBAUM, 2011, p.2). Observando este contexto, pode-se ver a dimensão ou melhor, a diminuição

21 20 de tempo e lugar que as redes proporcionam; b) aplicações domésticas: onde o uso mais comum são o acesso a informações remotas como navegar na WWW (World Wide Web), comunicação entre pessoas, entretenimento interativo ou comércio eletrônico; c) usuários móveis: que são os usuários dos computadores móveis, como notebooks e PDAs (personal digital assistants) e etc. As redes sem fio tem grande importância, pois nem sempre é possível levar cabos a alguns lugares e seu uso têm muitas finalidades. Na seção redes sem fio será abordado esse tema com mais detalhes; d) questões sociais: neste contexto Tanenbaum (2003, p.14) diz que A ampla introdução das redes trouxe novos problemas sociais, éticos e políticos, visto que com as muitas redes, usuários em geral, podem trocar informações sobre temas polêmicos ou de interesses próprios que podem ser ofensivos ou não. Mensagens anônimas, que podem ser desejáveis em diversas situações, ou ainda o lado ruim das redes que são os roubos de identidades, onde algumas pessoas buscam saber informações para poder descobrir números dos cartões de crédito causando uma grande dor de cabeça. De um modo geral, o uso das redes de computadores são dos mais variados. Podem ser muito úteis, como também causar grandes prejuízos se utilizadas com má intenção. É importante ter conhecimento na construção da sua rede, saber como são classificadas, tecnologias, topologias e modelos de referência. 3.3 Classificação das redes As redes podem ser classificadas de várias formas, entre elas: Quanto à abrangência Pelo tamanho geograficamente falando, as redes são classificadas em: a) LAN (Local Area Network): Também chamada de rede local, é a rede mais comum. Tem o espaço de uma sala e no máximo um prédio, e caso ultrapasse essa área se encaixa em outra classificação. A arquitetura mais usada nesta rede chamase Ethernet ou IEEE b) WLAN (Wireless Local Area Network): Igual a LAN, porém sem cabos, usando transmissões em radiofrequências. E a arquitetura mais conhecida chama-se Wi-Fi ou IEEE c) WAN (Wide Area Network): Também chamada de rede de longa distancia, onde sua área abrange mais que uma cidade. Um exemplo desta rede é a Internet

22 21 (TORRES, 2009) Quanto a Topologia A topologia da rede está na maneira como os os computadores estão interligados e de que forma. Segundo Moraes (2010), existem três topologias básicas: a) Barramento Neste tipo de rede, um PC é ligado ao outro usando vários segmentos de cabos e conectores T, onde uma ponta é ligada na placa de rede e as outras duas são ligadas às estações vizinhas (figura 1). Os dados são transmitidos para todos os PCs, mas apenas o destinatário correto lê os pacotes de dados. É de fácil expansão, já que para adicionar mais PCs é necessário apenas ligá-los aos já existentes e o custo é baixo. A desvantagem é que se tiver falha no cabo, a rede inteira para e, em caso de tráfego pesado a rede pode ficar extremamente lenta. Figura 1 - Topologia em Barramento Fonte: MARTINEZ, 2010 b) Estrela Já na rede em formato estrela, todas as estações estão ligadas a um equipamento central (figura 2). A comunicação passa a ser obrigatoriamente através deste equipamento que comuta os pacotes, ou seja, ele envia somente para o destinatário correto e não como no barramento, onde todos recebiam mas só o destinatário poderia ler. Outra vantagem é que se um cabo de uma estação falhar, a rede continua a funcionar. A rede só para se o nó central falhar. Redes do tipo estrela são fáceis de gerenciar e a expansão da rede fica limitado ao número de portas disponíveis do equipamento central.

23 22 Figura 2 - Topologia em Estrela Fonte: MARTINEZ, 2010 c) Anel Neste modelo os dados trafegam no cabo que conecta todas as estações num formato circular. A grande diferença entre topologia em barramento para anel, segundo Moraes (2010, p. 69) é que a estação não pode transmitir no anel a qualquer momento, mas apenas quando recebe uma autorização chamada de token ou bastão. Esse tipo de arquitetura é mais complexo que barramento, os dados trafegam geralmente em um sentido, e existe uma estação que controla, ou seja, gerencia o anel. A figura 3 mostra como é distribuída a topologia em anel: Figura 3 - Topologia Anel Fonte: MARTINEZ, Quanto a arquitetura Neste tópico é abordado sobre a tecnologia de redes locais, com um pouco a mais de relevância da Ethernet, padrão utilizado no projeto.

24 23 Para haver comunicação entre computadores de diferentes fabricantes, é preciso criar normas e padrões para os mesmos se entenderem. Segundo Moraes (2010) a norma 802.x especificada pelo IEEE 1 (Institute of Electrical and Electronic Engineers) em 1980 definiu alguns padrões para redes locais, entre eles: a) (Ethernet) e b) (Token Ring). a) (Ethernet) Padrão atualmente mais usado no mundo. É especificado nas topologias estrela e barramento. O Ethernet define o cabeamento e sinais elétricos para a camada física, e formato de pacotes e protocolos para a camada de controle de acesso ao meio MAC (Media Access Control) do modelo OSI. Opera na camada 1 e 2 do modelo OSI, portanto, a parte física e enlace. Utiliza o protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) com controle de erros, que pode ser traduzido como método de acesso múltiplo com verificação de portadora e detecção de colisão (MORAES, 2010). Torres (2009, p.58) resume claramente papel do Ethernet, [...] pegar os dados entregues pelos protocolos de alto nível e inseri-los dentro de quadros que serão enviados através da rede. O Ethernet define também como fisicamente esses dados serão transmitidos (o formato do sinal, por exemplo). O uso do protocolo CSMA/CD para controle do meio, ou controle do barramento, é utilizado na comunicação entre estações para obter controle de colisão, conforme a definição de Sousa (2010, p.165), Com esse protocolo os computadores por meio de suas placas de rede, quando desejam transmitir, esperam até que o meio (barramento) esteja livre para iniciar a transmissão de dados e então enviam os dados ao barramento da rede. Quando várias estações enviam dados ao mesmo tempo ocorre as colisões, causando mal desempenho da rede. O padrão Ethernet pode operar nas seguintes velocidades de transmissão: 10 Mbps (Ethernet padrão), 100 Mbps (Fast Ethernet), 1 Gbps (Gigabit Ethernet) e 10 Gbps (10G Ethernet) utilizando cabeamento de cobre ou fibra óptica. Os padrões de cabeamento Ethernet seguem o seguinte formato: [ taxa máxima de transmissão ] [ tipo de transmissão ] [ tipo de cabo ] Onde a taxa de transmissão é Mbps, o tipo de transmissão usado em redes Ethernet é o Banda Base e o tipo de cabo é no caso do par trançado sem blindagem 1 IEEE: Criado em 1884, nos E.U.A., é uma sociedade técnico-profissional internacional, dedicada ao avanço da teoria e prática da engenharia nos campos da eletricidade, eletrônica e computação. Fonte:

25 24 T (de Twisted pair) por exemplo. A tabela 1 mostra alguns padrões de cabeamento utilizados: Tabela 1 - Alguns padrões Ethernet Sigla Cabo Velocidade Alcance 10Base2 Coaxial Fino 10 Mb/s 185 metros 10Base5 Coaxial Grosso 10 Mb/s 500 metros 100BaseTX Par Trançado 100 Mb/s 100 metros 1000BaseT Par Trançado 1000 Mb/s 100 metros 1000BaseSX Fibra Óptica 1000 Mb/s 550 metros 10GBaseLX4 Fibra Óptica 10 Gbit/s 500 metros b) (Token Ring) Como o Ethernet, o token ring também opera nas camadas 1 e 2 do modelo OSI. É uma tecnologia em desuso, embora algumas empresas ainda utilizam redes desse tipo, especialmente as que possuem mainframe. Foi criada pela IBM para concorrer com o Ethernet. A topologia específica desta arquitetura é anel, e aí está a diferença entre elas, pois na transmissão Ethernet todas as máquinas têm prioridade em enviar dados, e com isso pode haver colisão. Já no caso do token ring, cada máquina possui o tempo certo de enviar os dados, então mesmo que o meio esteja livre, só vai enviar seus dados no momento certo. No cabeamento, normalmente se usa cabo de par trançado com blindagem, com taxa de transferência de 100 Mbps e comprimento de até 100 metros (TORRES, 2009). Vimos que há tecnologias diferentes, de empresas diferentes, e que só obtém comunicação por causa dos padrões desenvolvidos. No tópico abaixo veremos como foi possível obter essa interoperabilidade. 3.4 Modelos de referência Com a necessidade de comunicação e expansão das redes de computadores entre os diferentes fabricantes fez com que a ISO (International Standards Organization), umas das primeiras organizações a definir uma forma comum de conectar computadores, criasse um modelo de transmissão que se tornou referência, chamado OSI (Open Systems Interconnection) ou interconexão de sistemas abertos. Isso serviu para que os fabricantes pudessem criar protocolos a partir deste modelo (SOUSA, 2010). Esta arquitetura é um modelo que divide as redes de computadores em sete

26 25 camadas, cada uma dessas de responsabilidade de um protocolo específico. Vale lembrar que protocolo é uma linguagem ou padrão usado para transmitir dados pela rede. Para que dois computadores possam se comunicar, eles devem usar o mesmo protocolo,ou seja, a mesma linguagem (TORRES, 2009). Atualmente a arquitetura mais usada é o TCP/IP que veremos logo em seguida, mas conhecer como interagem os protocolos através das camadas em que são dividas é importante, e o modelo OSI é extremamente didático. O quadro 1 resume o modelo em camadas e suas funções, conforme Tanenbaum (2011): Quadro 01 - Resumo do Modelo OSI Já o TCP/IP é o mais usado em redes. Isso se deve ao fato de possuir grande interoperabilidade, podendo ser utilizado em conexões de longa distância e também localmente. Outro fator importante para sua adoção é que adapta-se a diferentes padrões físicos (MORAES, 2010). A arquitetura TCP/IP é formada de quatro camadas, figura 4, sendo a camada de aplicação equivalente as camadas 5,6 e 7 do modelo OSI. A camada de Interface com a rede equivale as camadas 1 e 2, e, as camadas de rede e transporte são as mesmas camadas 3 e 4 do OSI. Figura 4 - Modelo de referência TCP/IP Fonte: TANENBAUM, 2011.

27 26 O TCP/IP é confundido por ser um único protocolo, mas na verdade é uma pilha de protocolos. Em cada camada pode haver vários protocolos operando e todos estão documentados nas RFCs (Request for Coments), disponíveis no site da IETF (Internet Engineering Task Force) em (TORRES, 2009). A figura 5 mostra um paralelo de distribuição de camadas OSI e TCP/IP e alguns dos protocolos utilizados: Figura 5 - Modelo TCP/IP com alguns protocolos Fonte: TANENBAUM, Agora que já se sabe alguns conceitos sobre redes de computador, podemos focar nas redes sem fio que é o tópico principal do projeto. 3.5 Redes sem fio As redes sem fio são largamente utilizadas. O desejo da comunicação em qualquer lugar, a qualquer hora fez com que as redes sem fio conquistassem um reconhecido espaço no mundo atual apresentando uma série de vantagens. Essas vantagens podem ser a mobilidade, a rápida e simples instalação, escalabilidade e baixo custo (MORAES, 2010). As redes sem fio são extremamente flexíveis, visto que pode-se usar em lugares onde é muito difícil ter rede cabeada ou ainda, o custo com cabos, aumentaria consideravelmente a cada mudança de lugar das estações. Fazendo uma analogia em um escritório com rede cabeada, qualquer mudança de lugar, ou adicionar novas estações em que não estejam previstas no projeto inicial, terá que ser alterado o cabeamento. Enquanto a rede sem fio não há esse problema (MORIMOTO, 2010). Mas nem sempre foi tão simples. No inicio das redes sem fio, um equipamento de um fabricante X não conseguir se comunicar com uma estação ou base Y. O crescimento da tecnologia se via preso por não haver essa

28 27 compatibilidade entre fabricantes diferentes, até que a indústria finalmente decidiu que um padrão para LAN sem fio seria uma boa ideia. Então o IEEE recebeu a tarefa de criar um padrão de LAN sem fio, que acabou se chamando IEEE Na época da padronização (meados de 1990), a Ethernet era dominante no mercado das redes locais, então a IEEE decidiu tornar o compatível com o Ethernet, acima da camada de link de dados (camada 2 do modelo OSI) (TANENBAUM, 2003). A figura 6 compara o com o modelo OSI: Figura 6 - Comparação do padrão com modelo OSI Fonte: GARCIA, Luiz G. A. Redes No Ethernet, o protocolo de controle de acesso ao meio é o CSMA/CD e o meio físico são cabos de cobre e fibra óptica. Já no , como o meio de transmissão é pelo ar, o protocolo de controle de acesso ao meio é o CSMA/CA 2 (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) e na camada física são por radiofrequência ou infravermelho. O novo padrão tinha que funcionar de dois modos de operação: a) Se comunicar sem a presença de uma estação base, ou seja, os computadores simplesmente se comunicam entre si, chamado de rede ad hoc, figura 7: 2 CSMA/CA: Esquema de transmissão onde uma estação querendo transmitir dados primeiro escuta o meio (o ar) para ver se não há outra comunicação em progresso. Caso não esteja, então inicia uma transmissão. Caso esteja sendo usado, ele espera um período de tempo aleartório até verificar se o meio está livre (TORRES, 2009).

29 28 Figura 7 - Rede ad hoc Fonte: TANENBAUM, b) A comunicação deve ser feita na presença de uma estação base, ou seja, a comunicação entre os computadores passa por um ponto de acesso. Esse modo é chamado de rede estruturada, figura 8: Figura 8 - Rede Estruturada Fonte: TANENBAUM, Conforme Kurose (2010) os elementos necessários para uma estrutura de rede sem fio estão distribuídos em: a) Hospedeiros finais: são os equipamentos finais que executam as aplicações. Podem ser um laptop, palmtop, uma estação com placa de rede sem fio, entre outros; b) Estação-Base: É a parte fundamental da rede sem fio. É responsável pelo envio e recebimento dos dados de um hospedeiro associado a ela. Associado quer dizer dentro do alcance da comunicação sem fio da estação-base. Quando um hospedeiro está associado a uma estação base, diz-se que está operando em modo de infraestrutura. Em redes uma estação-base é conhecida como ponto de acesso. A

30 29 figura 9 mostra o modo: Figura 9 - Elementos para uma rede sem fio Fonte: KUROSE, Para transmissão dos dados das redes sem fio, são utilizados algumas tecnologias que dependem do tipo da rede Tipos de Redes sem Fio Existem várias tecnologias de redes sem fio: Infravermelho, baseadas em laser e radiofrequência. a) Infravermelho: Redes sem fio baseadas em infravermelho não necessitam de licença de operação. Utiliza a mesma tecnologia que controle remoto, e é de baixo custo. Tem alcance de até 30 metros com visada e a taxa de transferência típica é de 1 Mbps. São utilizadas mais em comunicação dentro de um mesmo ambiente. As transmissões de infravermelho são padronizadas pela IrDA (Infrared Data Association) e o IEEE (MORAES, 2010), (TORRES, 2009). b) Baseadas em Laser: Redes baseadas em laser também não precisam de licença ou autorização para o uso. São redes do tipo ponto-a-ponto e utiliza raios unidirecional, precisando assim cada ponto ter seu raio laser e o fotodetector. Possui

31 30 alcance médio de até dez km e largura de banda muito alta (2,5 Gbps, em alguns casos). Apesar dessas vantagens, a desvantagem no caso do laser é o fato de ser afetado por condições atmosféricas como chuva ou neblina e até calor. É uma tecnologia não muito utilizada pelos custos dos lasers e manutenção (TANENBAUM, 2006), (MORAES, 2010). c) Radiofrequência: O padrão IEEE , que é o mais popular atualmente, trata das redes locais sem fio usando transmissão por ondas de rádio (RF, Radiofrequência). Esse padrão é chamado pelos termos como rede Wi-Fi 3, rede wireless, rede sem fio ou rede (TORRES, 2009). Os sistemas de radiofrequência utilizam microondas para transmitir o sinal pelo ar. Normalmente se utiliza frequências abertas como ISM (Industrial Scientific Medical), pois não precisa de autorização para transmitir o sinal nesta frequência. As faixas de frequências do ISM são normalmente 900 Mhz, 2,4 Ghz e 5 Ghz. As frequências são divididas em canais. No caso da frequência 2,4 Ghz são divididos em 13 canais, mas nem todos são liberados. No Brasil são liberados 11 canais (MORAES, 2010). Na seção em que trata sobre radio-física, será abordado mais esse assunto para complementar Distribuição Física A implementação física das redes wireless, falando em equipamentos e não em meio físico, é distribuído em três configurações lógicas independente do lugar que esteja: a) rede ponto-a-ponto, onde temos duas antenas apontadas entre sí, formando um enlace de um ponto com outro ponto. Veja a figura 10: Figura 10 - Um link ponto-a-ponto permite a uma localidade remota compartilhar uma conexão à Internet no prédio principal Fonte: FLICKENGER et al, Wi-Fi é uma marca registrada pela Aliança Wi-Fi, que é um grupo formado por diversos fabricantes, e que para um produto ser chamado de Wi-Fi é preciso passar por um processo de certificação. Neste caso, todo equipamento Wi-Fi é um equipamento , ou wireless ou sem fio, mas nem todos esses equipamentos são Wi-Fi, pois precisam passar pela certificação (TORRES, 2009).

32 31 b) rede ponto-para-multiponto, onde temos vários pontos comunicando-se com um ponto central. Esse ponto é como funciona o modo rede infra-estrutura. Figura 11: Figura 11 - Um ponto-para-multipontos Fonte: FLICKENGER et al,2008. c) rede multiponto-para-multiponto, onde não existe uma autoridade central. É como o modo ad hoc, todos se comunicam com todos sem o uso de um centralizador. Figura 12: (FLICKENGER et al, 2008). Figura 12 - Uma rede multiponto-para-multiponto Fonte: FLICKENGER et al, Conceitos de Radio-Física Rede sem fio ou cabeada para um usuário, não faz a menor diferença. Todos os serviços que ele precisa, ele utiliza , navegador web, entre outros. Porém, saber por onde os sinais são transmitidos por uma rede cabeada é fácil, basta seguir uma ponta do cabo até a outra e pronto, diferentemente da rede sem fio. Entender do meio de transmissão é muito importante na construção de uma rede sem fio estável e confiável. Então alguns conceitos devem ser analisados mais atentamente. a) Ondas Eletromagnéticas: A combinação de um campo elétrico com um campo magnético formam as ondas eletromagnética. Esses campos se propagam numa mesma direção. Uma onda possui velocidade, freqüência e comprimento de onda. Estas propriedades estão conectadas por uma relação simples:

33 32 Velocidade = Freqüência * Comprimento de Onda Toda onda eletromagnética se propaga, no vácuo, com a velocidade da luz, ou seja, cerca de km/s e na superfície terrestre com uma velocidade muito próxima a esta. Frequência, f, é o número de oscilações por segundo, e é medido em Hz (homenagem a Heinrich Hertz). Comprimento da onda é a distância entre dois pontos máximos ou mínimos consecutivos de uma onda. É designada pela letra grega lambda λ (TANENBAUM, 2011). A figura 13 mostra a relação das propriedades da onda: Figura 13 - Para esta onda, a frequência é de 2 ciclos por segundo, ou 2 Hz. Fonte: FLICKENGER et al,2008. Em se tratando de ondas, Flickenger (2008), fala de umas regras básicas no planejamento de uma rede sem fio: 1) Quanto maior o comprimento de onda, maior é o alcance; 2) Quanto maior o comprimento de onda, maior a facilidade com que ela atravessa e contorna as coisas; 3) Quanto menor o comprimento de onda, mais dados ela pode transportar. b) O espectro Eletromagnético Segundo Flickenger (2008, p.13) ondas eletromagnéticas existem em uma ampla variação de freqüências (e da mesma maneira, de comprimentos de onda). Esta variação de freqüências e comprimentos de onda é chamada de espectro eletromagnético. O espectro eletromagnético é o intervalo completo da radiação eletromagnética que contém: ondas de rádio, microondas, o infravermelho, os raios X, a radiação gama, os raios violeta e a luz visível ao olho humano. Veja a figura 14:

34 33 Figura 14 - Espectro Eletromagnético Fonte: FLICKENGER et al, As freqüencias que mais nos interessam para rede wireless estão entre 2,400 e 2,495 Ghz (com o comprimento de onda de cerca de 12,5 cm) e entre 5,150 a 5,850 GHz (com comprimento de onda entre 5 e 6 cm). Essas frequências juntamente com a de 900 Mhz, são reservadas (em alguns países) para utilização não licenciada. Como o nome diz, essas banda de frequência não necessitam de nenhuma licença, porém os equipamentos que utilizam essas bandas ainda precisam ser certificados pela FCC (Federal Communications Commission) e agencias reguladoras, como no caso do Brasil, a Anatel (ENGST; FLEISHMAN, 2004). c) Polarização: A polarização descreve a direção do campo magnético. Flickenger et al (2008, p.12) coloca em termos práticos a direção das ondas: Se você imaginar uma antena dipolo (o pedaço reto de um fio metálico) alinhada verticalmente, os elétrons apenas movimentam-se para cima e para baixo, não horizontalmente (simplesmente porque não há espaço para que eles façam isto) e, dessa forma, os campos elétricos apenas apontam para cima ou para baixo, verticalmente. O campo deixando o fio e propagando-se como uma onda tem uma polarização estritamente linear (e, nesse caso, vertical). Caso a antena seja colocada, de forma horizontal, no chão, verificamos uma polarização linear horizontal. É de extrema importância o alinhamento das antenas, pois caso seja ignorado é possível que se tenha um sinal muito fraco, mesmo a pequenas distâncias e com uso de antenas potentes. d) Frequências e Canais

35 34 A alocação dos canais de frequência é muito importante no desempenho nas transmissões wireless, pois o fato de ignorar o uso mais adequado pode resultar em perda do sinal pela simples interferência de sinais transmitidos na mesma faixa ou próxima dela. Na banda de 2,4 Ghz o espectro é dividido em pedaços uniformemente distribuídos dentro da banda como canais individuais. São divididos em 14 canais (alguns autores falam 13), sendo 11 disponíveis. A faixa começa na frequência de Mhz até nos EUA ou 2.483,5 Mhz no Brasil de acordo com a Anatel. Cada canal tem a largura de 22 MHz, mas estão apenas separados por 5 MHz. Isto significa que existe intersecção entre canais adjacentes podendo interferir um com o outro. Observe a figura 15: Figura 15 - Canais por Frequência na faixa de 2.4 GHz Fonte: FLICKENGER et al, Observando a figura, ficou claro que os canais 1, 6 e 11 não se sobrepõem, sendo aconselhável utilizar esses canais quando houver mais de uma rede sem fio no mesmo ambiente ou próxima umas das outras. É claro que cada rede deve usar um canal diferente. Se ter somente uma rede sem fio, pode-se usar qualquer canal (TORRES, 2009). Já na faixa de 5GHz, os canais vão de Mhz até Mhz e depois de Mhz até Mhz. São divididas em relação a potência máxima que o transmissor pode ter: banda inferior (5.150 MHZ Mhz) que podem ser usadas somente em ambientes fechados; banda central (5.250 Mhz Mhz) que podem ser usadas em ambientes fechados como abertos; e banda superior (5.725 Mhz Mhz) que só podem ser usadas em locais abertos. Figura 16 mostra a divisão na faixa de 5 Ghz:

36 35 Figura 16 - Frequências e canais na faixa 5 GHz Fonte: Cisco Systems Uma das vantagens de se usar a faixa de 5GHz é que por ser menos usada, possui menos interferência e assim tendo uma maior taxa de transferência. No entanto, conforme uma das regras sobre ondas, quanto maior a frequência de transmissão (consequentemente, menor o comprimento da onda), menor o alcance. e) Absorção: Ondas eletromagnéticas normalmente enfraquecem ou deixam de existir ao penetrarem em algo. O nível de perda da potência depende da frequência e também do material penetrado. Os principais materiais absorventes para o microondas são os metais e a água. Fazendo um analogia é o mesmo que um muro é para a luz. Vale lembrar que a água existe de várias formas e estão no caminho de conexões de rádio como chuva, vapor, neblina, nuvens baixas, entre outras. Perda de conexões podem ser causadas por elas. Há outros materiais absorventes também como árvores e madeiras, mas a capacidade de absorção depende da quantidade de água que elas têm (FLICKENGER et al, 2008). f) Reflexão: Como a luz visível, as rádio-freqüências refletem ao entrarem em contato com materiais apropriados para isto. Para a transmissão sem fio por ondas de rádio, as principais fontes de material refletor são metais e superfícies de água. A regra de

37 36 reflexão é simples: o ângulo em que uma onda atinge a superfície é o mesmo ângulo em que ela é refletida, figura 17. (FLICKENGER et al, 2008). Figura 17 - Reflexão de ondas de Rádio. O ângulo de incidência é sempre igual ao ângulo de reflexão. Fonte: FLICKENGER et al, g) Difração: Segundo Flickenger et al (2008, p.19) a difração é a aparente dobra das ondas quando atingem um objeto. É quando as ondas passam uma barreira através de uma passagem e tomam direções que não estão no seu sentido. O princípio de Huygens fornece um modelo para a compreensão deste comportamento como na figura 18: Figura 18 - Princípio de Huygens Fonte: FLICKENGER et al, A difração pode ser útil em situações específicas, quando as microondas atingem paredes ou montanhas e contornam esses obstáculos, mesmo que a potência difratada não seja igual a da frente da onda que a originou. Veja a figura 19:

38 37 Figura 19 - Difração sobre o topo da montanha. Fonte: FLICKENGER et al, h) Interferências: Interferência se refere a perturbações em redes wireless, causadas por outras fontes de radiofrequência. Essas fontes podem ser desde o aparelho de microondas que temos em casa que também trabalha na faixa de 2.40 Ghz, como qualquer outra rede wireless próxima com o uso de canais de frequência vizinhos. A interferência é uma grande fonte de problema na construção de uma rede wireless, pois muitas redes podem utilizar o mesmo espaço do espectro (FLICKENGER et al, 2008). i) Zona Fresnel A teoria da zona Fresnel simplesmente considera a linha entre os pontos A e B em conjunto com todo o espaço no entorno dessa linha, que pode contribuir para o que chega no ponto B. Simplificando, a zona de Fresnel é a área ao redor da linha de visada de A e B que o sinal de rádio espalha após sair da antena. Com o cálculo apropriado, você descobrirá que existem zonas ao redor da linha de visada entre A e B que contribuem para o sinal chegando até o ponto B, mas a principal é a zona 1. É importantíssimo que esta linha de fresnel esteja livre de obstáculos (árvores, prédios, morros, etc.) e caso esta área esteja bloqueada o sinal que chega a outra ponta pode ser reduzido. Na construção de uma rede wireless é necessário no mínimo 60% de desobstrução do raio da primeira zona fresnal. A figura 20 mostra um exemplo sobre a zona Fresnel:

39 38 Figura 20 - A zona Fresnel está parcialmente bloqueada, ainda que a linha de visão esteja clara. Fonte: FLICKENGER et al, É muito importante calcular a primeria zona de Fresnel, pois apartir dessa informação é possível saber em que altura colocar as antenas, ou até mesmo ter que mudar de posição. A fórmula para calcular a zona Fresnal é: r = 17,31 * sqrt ((d1*d2) / (f*d)) Sendo que r é o raio da zona em metros, d1 e d2 são as distâncias em metros, do obstáculo para cada uma das pontas da conexão, d é a distância total do link, em metros e f é a frequência, em MHz. O resultado desta fórmula será o raio da zona. Para calcular a altura acima do chão você deve subtrair o resultado de uma linha traçada diretamente entre os topos das duas torres (FLICKENGER et al, 2008). j) Potência: A potência pode ser definida conforme Flickenger (2008, p. 24) como [...] a quantidade de energia recebida em uma determinada quantidade de tempo [...] e é de fundamental importância para que os enlaces wireless funcionem, pois você precisa de uma quantidade mínima de potência para que o receptor reconheça o sinal. Para calcular a potência de transmissão e recepção é utilizado a unidade de medida db (decibel). A potência de transmissão é medido em dbm (decibel milliwatt), enquanto o total de ganho da antena é em dbi (decibel isotrópico 4). O parâmetro de comparação no caso da potência de transmissão é um sinal de 1 milliwatt, onde dentro de uma escala, 1 milliwatt corresponde a 0 dbm. A cada aumento de aproximadamente 3 dbm, a potência dobra. A tabela abaixo mostra a escala correspondente: 4 O ganho da antena é medido em relação a um radiador isotrópico, um modelo teórico de antena, onde o sinal seria transmitido igualmente em todas as direções. Um radiador isotrópico seria uma esfera perfeita, sem diferença alguma de polarização em toda a superfície. Na prática, é impossível construir (MORIMOTO, 2010).

40 39 Tabela 2 - Parâmetro de comparação dbm x Milliwatt Escala de Comparação dbm x milliwatt 0 dbm = 1 milliwatt 3 dbm = 2 milliwatt 6 dbm = 4 milliwatt 9 dbm = 7.9 milliwatt 12 dbm = 15.8 milliwatt Fonte: MORIMOTO, De acordo com a tabela 2, a cada aumento de 3 dbm a potência de transmissão dobra, sendo que se acrescentássemos mais 3 dbm (no caso, 15 dbm) a potência seria 31.6 milliwatt, e assim sucessivamente. No caso de ganho da antena, por sua vez, se refere a quanto mais concentrado o sinal, maior é o ganho. Morimoto (2010, p. 261) exemplifica: Uma antena de 3 dbi, por exemplo, irradia o sinal com o dobro de potência que um radiador isotrópico, porém irradia em um ângulo duas vezes menor. Uma antena de 6 dbi oferece um sinal quatro vezes mais concentrado, porém para um ângulo 4 vezes mais estreito, e assim por diante. Por esse motivo que antenas de grande ganho precisam ser maiores. Em redes wireless a relação potência do transmissor e ganho da antena andam juntos. Para chegar ao valor da potência total de saída é só converter o valor da potência do transmissor de milliwatts para dbm somando com o ganho da antena em dbi. É muito importante fixar essas unidades de medida, pois a perda de 2 dbm parece pouco, mas é 66% de potência a menos. Como exemplo, se você obter um rádio com 18 dbm de potência e uma antena de 2.2 dbi (num total de +/- 125 milliwatt), conseguirá enviar sinal menos concentrado, ou seja, para uma área mais aberta e também menor. Agora se trocar essa antena de 2.2 dbi por outra de 12 dbi, aumentará a potência nominal para 1000 milliwatts (30 dbm), ou seja, concentrará mais o sinal em uma área bem menor atingindo uma longa distância. Esse é o método para formar links de longa distância (MORIMOTO, 2010). Em links de longa distância, a potência de transmissão não quer dizer sensibilidade na recepção. Por isso é necessário o uso de antena de bom ganho de potência dos dois lados. No calculo de viabilidade do link, é importante verificar a perda teórica em um ambiente livre de obstáculos (tabela 3). Como a tabela é puramente teórica, se faz necessário colocar uma margem de 6 db a 9 db a mais a cada vez que dobra a distância assim como para as situações como chuva, vento, umidade do ar, que são

41 40 problemas que afetam o sinal. Tabela 3 - Perda teórica em ambiente livre de obstáculos Distância Perda 500 metros = db 1 Km = db 2 Km = db 4 Km = db Fonte: MORIMOTO, Segundo LIMA, a fórmula para cálculo de atenuação do sinal em espaço livre é Ae= 92, log(f.d) onde: Ae = atenuação no espaço livre em db f = frequência em Ghz d = distância em Km Para avaliar se um link é viável, as características do equipamento usado devem ser conhecidas e as perdas no caminho devem ser avaliadas. A fórmula que calcula o sinal que efetivamente chega ao receptor é: Potência de Transmissão + Ganho da Antena Perda de Sinal + ganho da Antena Receptora Se o sinal resultante for maior do que o nível mínimo de sinal de recepção, então o link é viável. O nível mínimo de sinal para cada taxa de transferência depende de cada placa ou ponto de acesso. Na tabela 4, podemos verificar os valores de referência: Tabela 4 - Nível mínimo de sinal para cada taxa de transferência Taxa de Transferência Nível de Sinal 1 Mbps -92 dbm 2 Mbps -91 dbm 5.5 Mbps -90 dbm 9 Mbps -88 dbm 12 Mbps -87 dbm 18 Mbps -86 dbm 24 Mbps -83 dbm 36 Mbps -80 dbm 48 Mbps -74 dbm 54 Mbps -72 dbm Fonte: MORIMOTO, 2010.

42 41 Na prática, existe mais duas variáveis: cabos e ruído de fundo. A perda por causa dos cabos varia de 1 db (cabo curto) a 3 db (cabo mais longo). Já a questão do ruído de fundo causa dificuldade na recepção. Para haver uma conexão estável e sem perdas de pacotes é necessário que o sinal seja pelo menos 5 db mais forte que o ruído de fundo. É importante lembrar que existe normas para regulamentar a quantidade de potência permitida, e depende de cada país. No Brasil, vigora uma norma de 2004 da Anatel (resolução 365, artigo 39) que limita a potência EIRP 5 (equivalent isotropically radiated power) do sinal a um máximo de 400 milliwatts (26 dbm) em cidades com mais de habitantes. Se for usar uma potência maior, é necessário obter uma licença, só para empresas, ao custo por ponto mais taxa anual (MORIMOTO, 2010). k) Antenas: O alcance dos links wireless por ondas de rádio depende de qual tipo de antena é usado. Os tipos básicos são antenas omnidirecionais, setorial ou direcional. Conforme o nome diz, antenas direcionais irradiam ou capturam sinais em uma direção, enquanto as omnidirecionais irradiam ou capturam em todas as direções. Segundo Torres (2009, p.121), a principal característica de uma antena é seu ganho. Antenas direcionais possuem um alcance maior do que antenas omnidirecionais de mesmo ganho por concentrar as ondas de rádio em um só ponto. Este é um dos motivos por que em links de longa distância utilizar antenas direcionais. A figura 21 mostra os tipo de antenas: Figura 21 - Antenas Omnidirecionais, Setoriais e Direcionais Fonte: MORIMOTO, O valor EIRP (equivalent isotropically radiated power) corresponde à potência efetiva da transmissão, obtida somando a potência do transmissor e o ganho da antena (descontando perdas causadas pelos cabos e outros fatores) (MORIMOTO, 2010).

43 42 Na prática, pontos de acesso tendem a ser usados em redes ponto-amultiponto, enquanto links remotos são ponto-a-ponto. Dependendo do uso, é sugerido um tipo diferente de antena. Em acessos multiponto irão, provavelmente, usar antenas omnidirecionais que irradiam igualmente em todas as direções, ou antenas setoriais que focam-se em uma pequena área (aproximadamente um ângulo de 90º). No caso ponto-a-ponto, as antenas são usadas para unir duas localidades únicas, onde uma direcional é mais aconselhável (FLICKENGER et al, 2008). l) PoE: Em algumas situações, na construção de rede wireless, dispositivos como pontos de acesso ou repetidores precisam ser colocados em locais de difícil acesso. Para poderem funcionar, os equipamentos necessitam de energia elétrica. Levar cabo de rede elétrica e mais o cabo de rede nessas condições, por vezes pode sair muito caro. Foi pensando nesse problema que foi desenvolvido um padrão capaz de transmitir no próprio cabo de rede (dois pares para dados e dois pares para energia elétrica), dados e energia elétrica. O PoE (Power over Ethernet), é utilizado de duas formas: Uma que é a mais simples por não ter que mexer na estrutura da rede, porém não é precisamente mais barata por ter que comprar dois dispositivos para cada aparelho, que é utilizando um conjunto de injector (ligado na tomada e injeta energia no cabo) e splitter (separa a corrente elétrica do sinal da rede) posicionados entre o switch e o dispositivo que vai receber energia. Dessa forma os dois conectores substituem a fonte, que necessita de energia, figura 22: Figura 22 - Utilização PoE através de injector e splitter Fonte: MORIMOTO, 2010.

44 43 A outra forma, seria em situações que utiliza-se PoE em vários dispositivos através de um switch PoE, capaz de enviar energia em todas as portas para pontos de acesso ou outros dispositivos compatíveis com PoE, eliminando os injectors e splitters. Seria a solução mais viável (MORIMOTO, 2010) Métodos de Transmissão Redes podem usar 3 técnicas de transmissão de dados: FHSS, DSSS e OFDM. a) FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), conforme Torres (2009) é um método de transmissão onde pega uma faixa de frequência e divide em vários canais (78 canais disponíveis de 1 Mhz na faixa de 2,4 GHz). O canal utilizado é alterado aleartóriamente a cada 400 milissegundos, onde somente o receptor conhece a sequência exata. Nessa questão o FHSS oferece um tipo de segurança, pois caso haja algum tipo de interferência em algum canal que está sendo utilizado, o tempo máximo da interferência vai ser de 400 milissegundos. Atualmente é uma tecnologia não mais utilizada, por ser lenta, operando em taxas de transferências de 1 Mbps e 2 Mbps. b) DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) ou espectro de dispersão de sequência direta, utiliza uma faixa de frequência maior (mais larga). A vantagem de utilizar uma faixa mais larga é que pode usar uma potência menor e também os dados ficam mais protegidos contra interferências. Como o receptor está sincronizado com a transmissor, ele está esperando um sinal mais espalhado do espectro, ignorando uma faixa de frequência pequena. Opera em taxas de transferência de 1 Mbps, 2 Mbps, 5,5 Mbps e 11 Mbps (TORRES, 2009). c) OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ou multiplexação por divisão ortogonal de frequência, é o método mais eficiente do uso do espectro. O canal onde são levados os bits, são divididos em 52 subportadoras em paralelo, onde 48 transportam os dados e 4 para sincronização, melhorando o desempenho. Trabalha em taxas de 6 a 54 Mbps (TANENBAUM, 2011). Só para lembrar que nos outros dois métodos, só há uma transferência por vez, no caso do OFDM ocorrem várias em paralelo.

45 Padrões da Tecnologia sem Fio Nesta seção será descrito a evolução dos padrões a) ou Legacy foi o primeiro padrão que descreve o funcionamento de redes sem fio. Recebeu o nome original do conjunto de padrões desenvolvido pela IEEE. O continha todas as tecnologias de transmissão disponíveis, incluindo DSSS, FHSS e infravermelho. Esses sistemas transmitem a velocidades de 1 Mbps e 2 Mbps, operando estritamente na banda de 2,4 GHz ISM entre 2,4000 e 2,4835 Ghz. Para outro padrão ser compatível, teria que operar a mesma velocidade de transmissão (1 e 2 Mbps) nas tecnologias DSSS ou FHSS na mesma faixa de frequência. (PLANET3, 2002). b) b: lançado em 1999, permitiu taxas de transferências de 11, 5,5, 2, e 1 Mbps no modo DSSS. O padrão b é também conhecido como "High-Rate" ou taxa alta. A faixa de transmissão é 2,4 Ghz sendo compatível quando opera em 1 e 2 Mbps com o padrão Legacy. A Compatibilidade com versões anteriores é muito importante porque permite que uma rede sem fio possa ser atualizada sem obrigatoriamente substituir o núcleo do hardware. A característica de baixo custo, em conjunto com a taxa de dados elevada, fez com que o hardware b se tornasse muito popular. A alta taxa de transferência do b é o resultado da utilização de uma técnica diferente de codificação, CCK (Complementary Cod Keying) substituindo a codificação de Barker (utilizado no ), embora o sistema ainda seja DSSS(PLANET3, 2002). c) a: lançado no mesmo ano em que a foi aprovada b (1999), os engenheiros do grupo de trabalho (TGa) definiram que o padrão a iria operar na faixa de freqüência de 5 Ghz usando a tecnologia de RF chamado OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Com a utilização do OFDM, taxas de dados de 6, 9, 12, I8, 24, 36, 48 e 54 Mbps são suportadas na maioria dos fabricantes. A faixa de 5 Ghz é menos utilizada que 2,4 Ghz (que concorre com microondas, equipamentos bluetooth, etc), portanto, possui menos interferência. Apesar da vantagem em utilizar uma faixa de frequência menos poluída, o a tem a desvantagem de não ser compatível com os outros padrões por operar em

46 45 uma faixa de frequência diferente(coleman; WESTCOTT, 2012). c) g: é o padrão muito utilizada atualmente, compatível com o b e por operar na faixa de 2,4 Ghz. Possui taxa de transferência de 54,48,36,24,18,12,9 e 6 Mbps utilizando o OFDM. Praticamente funciona como o a, porém em faixa de frequência diferente. A diferença com o a também fica por conta da divisão de canais que não se sobrepõem (3 canais em 2,GHz e 12 canais em 5 Ghz), porém o g tem alcance maior por ter uma frequência mais baixa (TORRES, 2009). d) n: segundo Coleman e Westcott (2012), o padrão que teve um grande impacto sobre o mercado de rede sem fio foi a ratificação do n Desde 2004, o grupo de força tarefa (TGn) trabalhou em melhorias para o padrão para dar uma maior taxa de transferência. Algumas das alterações do IEEE no passado têm abordado taxas de dados de largura de banda na frequência 2,4 GHZ. No entanto, o objetivo específico do n-2009 foi a de aumentar a taxa de transferência, em ambas as faixas de frequências: 2,4 GHz e 5 GHz. A n2009 define uma nova operação conhecida como HT (High Throughput), que fornece melhorias na camada 1 e 2 para suportar dados de até 600 Mbps de taxa de transferência. O grande diferencial está na utilização de uma tecnologia de múltiplas entradas e múltiplas saídas, chamada MIMO, em conjunto com o OFDM. O MIMO utiliza várias antenas de recepção e transmissão (até 8 antenas, no formato 4x4), mas o formato mais comum é com 4 antenas (formato 2x2), veja a figura 23. Nos padrões antigos, o formato seria 1x1, uma antena para transmissão e outra de recepção (TORRES, 2009). Figura 23 - Multiplas entradas e Multiplas saídas (MIMO) Fonte: COLEMAN e WESTCOTT, A utilização do conjunto MIMO-OFDM trouxe os benefícios ao padrão n como uma maior taxa de transferência e um alcance maior. Esse padrão é compatível com todos os outros padrões, Legacy, b/a/g por trabalhar nas duas

47 46 faixas de frequência(coleman; WESTCOTT, 2012) Segurança Em Redes Sem Fio Segurança em rede sem fio sempre foi a maior preocupação. Como o meio de transmissão dos dados trafegam pelo ar, muitos usuários, ou computadores vizinhos, podem escutar ou receber pacotes que não foram solicitados por eles. Pensando neste contexto, o padrão IEEE incluiu um esquema de encriptação capaz de tornar a segurança das redes sem fio como nas redes cabeadas que é: WEP, WAP e WAP2. a) WEP (Wired Equivalent Privacy), foi o primeiro protocolo disponível para redes wireless. É baseado no algoritimo RC4 para criptografar os pacotes trocados na rede, a fim de tentar garantir confidencialidade aos dados dos usuários. Utiliza CRC32 como função detectora de erros. Utiliza uma chave simétrica de 40, 104 ou 128 bits que é configurado no ponto de acesso e nas máquinas, e que geralmente não muda, e um vetor de inicialização de 24 bits (o vetor é trocado dinamicamente a cada nova transmissão). O protocolo WEP é vulnerável a ataques. Seu problema não está no algoritmo RC4 usado, mas a forma como que as chaves de criptografia são gerenciados e gerada. O vetor de inicialização é muito curto (24 bits), assim o valor é repetido de tempos em tempos. Mesmo que ainda há redes funcionando com esse protocolo por ter hardware antigo (alguns equipamentos mais antigos não são compatíveis com o WPA e WPA2), o WEP é um protocolo que não deve ser usado, pois em minutos é quebrado e terão acesso a rede (SARMIENTO;GUERRERO;ARGOTE, 2008). b) WPA (Wi-Fi Protected Access) é um protocolo que nasceu a partir da vulnerabilidade do WEP. Seria um WEP melhorado. Nessa nova versão, continua o uso do algoritimo RC4, o vetor de inicialização foi aumentado para 48 bits e foi retirado o uso de chave fixa, que era o grande ponto fraco do WEP. Foi implementado um protocolo de integridade de chave temporal (TKIP) onde a chave de encriptação é trocada periodicamente, e a passphrase definida na configuração da rede só é utilizada na conexão inicial. Torres (2009, p.102) faz uma comparação na geração das chaves: a maior parte da chave RC4 do WEP era formada pela chave configurada no ponto de acesso, que é sempre a mesma. No WPA, a chave RC4 varia completamente a cada quadro de dados transmitido, aumentado a segurança.

48 47 WPA pode também ser quebrado mas é relativamente seguro, desde que combinado com chaves com 20 caracteres ou mais. Neste caso se torna inviável quebrar pelo tempo que vai levar, testando todas as combinações. c) WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) foi o protocolo mais completo introduzido pela Alliance Wi-Fi e foi ratificada em IEEE i 6 em Segundo Sarmiento et al (2008) no WPA2 pode-se usar protocolos de autenticação como IEEE 802.1X, EAP (Extensible Authentication Protocol) ou servidor de autenticação. Utiliza o algoritimo AES ( Advanced Encryption Standard), um sistema de encriptação mais seguro que o RC4, mas também mais pesado, utilizando chaves de 128 a 256 bits. Vetor de inicialização de 48 bits. O processo de criação de chaves é bem diferente de WEP e WPA. WPA2 utiliza dois tipos de chaves: pares de chaves e chaves de grupos. No primeiro caso segundo Torres (2009) os pares são usados para criptografar os quadros de dados transmitidos entre ponto de acesso e estação e vice-versa. Já no segundo as chaves são usadas para criptografar quadros do tipo broadcast e multicast (enviados para um grupo ou todas estações). O IEEE i permite o uso do protocolo TKIP como CCMP, no caso do WPA2 será CCMP. A chave-mestra dos pares de chaves e a chave-mestra da chave de grupo são configuradas manualmente no ponto de acesso e na placa de rede sem fio da estação. As demais chaves são geradas através de uma função aleatória que utiliza a chave mestra, o endereço MAC do ponto de acesso e da estação e um número aleatório. Todo esse processo é feito através de uma negociação de quatro vias entre estação e ponto de acesso (TORRES, 2009). WPA-2 tem dois modos de operação em termos de autenticação: chave précompartilhada (PSK), também conhecido como modo WPA Pessoal, e o modo WPA Enterprise, destinado a empresas por normalmente ter na infra-estrutura existente um servidor de autenticação, como um servidor RADIUS. A grande diferença entre o WAP e WPA2 é que no primeiro se usa TKIP e no segundo AES. De qualquer maneira, é importante definir uma passphrase de pelo menos 20 caracteres. Atualmente na construção de uma nova rede, hão há razão em termos de segurança, usar nada menor (SARMIENTO;GUERRERO;ARGOTE, 2008). 3.6 Rádio Mobile 6 IEEE802.11i é a parte do padrão IEEE que lida com criptografia (TORRES, 2009). que WPA2

49 48 No quesito planejamento, o uso desta ferramenta é muito importante. O Radio Mobile é um software de análise de propagação de rádio e mapeamento virtual com distribuição freeware. O software foi criado por Roger Coude e pode ser baixado gratuitamente no site Segundo o site do desenvolvedor do sistema o Radio Mobile é uma ferramenta usada para prever o desempenho de um sistema de rádio. Ele usa dados digitais de elevação do terreno para a extração automática de perfil do caminho entre um emissor e um receptor. O Radio Mobile usa um modelo digital de elevação de terreno (digital terrain elevation model) para o cálculo de cobertura, indicando a potência do sinal recebido em vários pontos ao longo do caminho. Ele automaticamente constrói um perfil entre dois pontos no mapa digital, mostrando a área de cobertura e a primeira zona Fresnel. Durante a simulação, ele verifica a linha de visão e calcula a perda no caminho, incluindo a que é devido a obstáculos. É possível criar redes de diferentes topologias, incluindo master/slave, ponto-aponto e multiponto. Ele funciona para sistemas que utilizam freqüências entre 100 khz e 200 GHz. Mapas digitais de elevação (Digital elevation maps DEM) estão livremente disponíveis a partir de várias fontes, cobrindo a maior parte do mundo (FLICKENGER et al, 2008). Figura 24 - Screenshot do software Radio Mobile O software mostra além dos dados do transmissor e receptor que dispensa maiores explicações, outros dados referentes ao enlace. O azimute é a posição da antena em relação ao norte em graus contando sempre pelo sentido horário. O ângulo de elevação por sua vez é a inclinação da antena em relação ao solo.

50 49 Outros dados que o software mostra são a distância entre as estações, as Zonas de Fresnel, o relevo entre as estações, valores de atenuação do sinal e o RX relativo que é o sinal relativo em db em relação a sensibilidade do receptor. Ou seja o RX relativo é o saldo do orçamento do link. É o resultado da soma total do ganho subtraindo a perda total do sinal. 3.7 Legislação Segundo a Lei Geral das Telecomunicações Lei 9472 de 16 de julho de 1997, as atividades de telecomunicação que extrapole os limitem de uma mesma edificação, dependem de autorização prévia da Anatel. Para a Anatel o uso exclusivo de equipamentos de radiocomunicação de radiação restrita, operando nas faixas de radiofrequência definidas no Regulamento sobre Equipamentos de Radiocomunicação de Radiação Restrita regulamento aprovado pela Resolução n 506/2008 (faixas de a 2.483,5 MHz e a MHz) como suporte para a atividade de telecomunicações, não isenta de obter a autorização da Anatel 7. O Conselho Diretor da Agência Nacional de Telecomunicação, no Ato de 27 de julho de 2007 manifestou entendimento de que : Art. 1º [...]as Prefeituras Municipais poderão, nos termos da regulamentação em vigor, prestar os serviços de telecomunicações, no âmbito municipal, de forma indireta, por meio de empresas públicas ou privadas autorizadas para prestação do Serviço de Comunicação Multimídia; ou, de forma direta, pela prestação do Serviço de Rede Privado, submodalidade do Serviço Limitado Privado, de interesse restrito, não aberto à correspondência pública, de forma gratuita, limitado o acesso aos serviços da Prefeitura, ao território municipal e aos seus munícipes, mediante autorização da Anatel. Parágrafo único. O uso de radiofreqüência, quando necessário, tendo ou não caráter de exclusividade, dependerá de prévia outorga da Agência, mediante autorização, nos termos da regulamentação e da respectiva consignação, que se dará mediante ato da Superintendência de Serviços Privados desta Agência. Ato , de 27 de julho de 2007 do Conselho Direitor da Agência Nacional de Telecomunicações. Disponível em numeropublicacao=202826&assuntopublicacao=null&caminhorel=cidadaobiblioteca-acervo%20documental&filtro=1&documentopath= pdf Acesso em 10/01/2012. Dessa forma faz-se necessário para implantação do presente projeto a licença SLP Serviço Limitado Privado que é definida no item 4.1 letra b da norma 13/1997 em sua submodalidade de Serviço de Rede Privado prevista no item letra b da mesma norma e é definida como serviço não aberto à correspondência pública, destinado a prover telecomunicação a uma mesma entidade, entre pontos 7 omevisao=cidad

51 50 distribuídos, de forma a estabelecer uma rede de telecomunicações privada. A solicitação da licença para Serviço de Rede Privado pode ser obtida em uma das Gerências operacionais de outorga, nos Escritórios Regionais e Unidades Operacionais da Anatel. A unidade Operacional mais próxima está localizado em Florianópolis no endereço Rua Saldanha Marinho, nº 205, Centro - CEP , Florianópolis/SC, Telefone: (0XX48) , Fax: (0XX48) Segundo publicação do site da Anatel 8 são requisitos para a solicitação do licenciamento: I - Habilitação jurídica: a) Formulário de Solicitação de Serviços de Telecomunicações (Formulário de Solicitação de Serviço - 011) preenchido e assinado pelo representante legal da entidade ou por procurador legalmente constituído; b) Cópias do Ato Constitutivo (Estatuto/Contrato Social) e suas alterações devidamente arquivadas ou registradas na repartição competente; c) Cópia autenticada de documento de identificação, caso o interessado seja pessoa física; d) Ata de eleição da última diretoria; e) Documento de investidura do poder de assinar do requerente (Procuração da pessoa juridicamente aceita); f) Certidão negativa de falência/concordata expedida pelo distribuidor da sede da pessoa jurídica, caso necessário. II - Qualificação técnica: a) Formulário simplificado para Licenciamento, substitui laudo conclusivo, Termo de responsabilidade pelas Instalações e Declaração do responsável legal; b) Anotação de Responsabilidade Técnica (ART), relativa ao projeto técnico e a instalação das estações, fornecida pelo Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia (Crea) devidamente preenchida e quitada; c) Descrição do sistema (formulário Anatel 165). Os documentos apresentados devem ser originais ou cópias autenticadas. A assinatura constante no formulário de solicitação 011 deve ser semelhante à 8 org.apache.struts.taglib.html.token=0a5cf25864a142d1a842b4868dcf01c1&acao=carregacombos&codite mcanal=1257&nomevisao=%24visao.descricao&nomecanal=comunica%e7%e3o+via+r %E1dio&nomeItemCanal=&nomePastaSelecionada=Servi %E7o+Limitado+Privado&nomePastaNivelDoisSelecionada=&pastaSelecionada=1931&conjuntoPalavrasPe squisa=&pastaselecionadacopia=&especieselecionadacopia=&especialidadeselecionadacopia=&palavrac opia=&numerocopia=&mescopia=&anocopia=

52 51 constante do documento de identificação ou contrato social apresentado, ou então ter sua firma reconhecida em cartório. É importante que sejam preenchidos corretamente os campos endereço de correspondência, telefone e do formulário 011 para que possíveis pendências verificadas possam ser sanadas com maior celeridade. A Anatel incentiva que as entidades efetuem o autocadastramento das estações, ficando dispensada do formulário Descrição do Sistema O procedimento consiste em o próprio autorizado ficar responsável pelo cadastro das estações, o que é feito via internet. Para efetuar o autocadastramento, logo após a quitação do PPDESS, basta obter uma senha. Após a obtenção de senha o autorizado deve enviar à Anatel um Formulário Padrão, que deve ser assinado pelo representante legal da entidade ou por procurador legalmente constituído. Ainda, destaca-se o disposto no 1º do art. 15 da Resolução nº 255/2001 da Anatel: 1º O pedido de qualquer natureza apresentado à Anatel, por parte de Prestadora, somente será analisado conclusivamente se o requerente comprovar regularidade quanto ao recolhimento das receitas do Fistel, exceto alteração cadastral por mudança de endereço de correspondência e sede, razão social, CGC/CPF, cancelamento de licença e extinção de Concessão, Permissão ou Autorização de Serviço de Telecomunicações e de uso de radiofreqüência, ou do Direito de Exploração de Satélite Brasileiro ou da autorização do Direito de Exploração de Satélite Estrangeiro no Brasil. Sendo assim, é importante não haver débitos pendentes junto ao Fistel para as solicitações serem prontamente atendidas. Licenciamento das Estações Móveis do Serviço Limitado Móvel Privado (SLMP): O licenciamento das estações móveis (terminais) ocorre em bloco, bastando que a entidade informe, via sistema, a quantidade habilitada no mês anterior, não sendo necessário enviar qualquer tipo de documentação à Agência.

53 52 4 MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizados os seguintes métodos e materiais na elaboração deste trabalho: 4.1. Tipo de pesquisa. Trata-se o trabalho de uma pesquisa aplicada em que se busca aplicar os conhecimentos adquiridos para implantação de uma rede sem fio. A Pesquisa aplicada é uma investigação original concebida pelo interesse em adquirir novos conhecimentos. É entretanto, primordialmente dirigida em função de um objetivo específico. A pesquisa aplicada é realizada ou para determinar os possíveis usos para as descobertas da pesquisa básica ou para definir novos métodos ou maneiras de alcançar um certo objetivo específico e predeterminado. Ela envolve consideração de conhecimento disponível e sua ampliação com vistas à solução de problemas específicos (Fugêncios, 2007 p. 476). A pesquisa aplicada tem como motivação a necessidade de produzir conhecimentos para aplicação de seus resultados, com o objetivo de contribuir para fins práticos, visando à solução mais ou menos imediata do problema encontrado na realidade (Barros e Lehfeld 2007) A pesquisa aplicada tem como objetivo a aplicação do conhecimento na resolução de um problema concreto e imediata. É o que se propõe. Realizar uma pesquisa sobre a situação atual na área de redes de computadores junto à Prefeitura Municipal de Sombrio, propondo uma solução; aplicando os conhecimentos em rede sem fio elaborando um projeto que se propõe integrar os vários órgãos da administração municipal de Sombrio. 4.2 Métodos Na realização do trabalho foram utilizadas em um primeiro momento entrevistas com servidores municipais, Diretores de Escolas e Centro Educacional Infantil (CEI). Nesta fase foram levantados os dados acerca da utilização do link de internet bem como da necessidade e forma de uso. Também foram questionados sobre de que forma era gerenciado o uso da internet pela Prefeitura Municipal e seus órgãos, sua política de segurança e outros aspectos relacionados com a rede de dados. As entrevistas foram de forma não estruturada, ou seja, sem rigidez de roteiro. Nesta forma de entrevista não há um roteiro previamente estabelecido,

54 53 trata-se apenas de uma conversação informal em que se permite explorar mais amplamente alguns aspectos das informações proporcionadas pelo entrevistado, através de um processo de interação com o pesquisador (MOTTA e LEONEL p. 79). Outro método utilizado no desenvolvimento do projeto foi o Site Survey que consiste em checar os locais de implantação fazendo o levantamento de dados e realizando medições. Site survey segundo Araújo (2005 p.47): é uma metodologia aplicada na inspeção técnica minuciosa do local que será objeto da instalação de uma nova infra-estrutura de rede. Esse procedimento é realizado normalmente durante a avaliação do projeto, para identificar a localização, e o número de estações base necessárias, e outros fatores importantes para a implantação da rede, de forma a maximizar sua eficiência bem como reduzir os custos de investimentos Dessa forma foram realizadas visitas a todos os possíveis locais de implantação fazendo um levantamento prévio das condições técnicas dos locais que incluíram verificar a existência ou não de obstáculos que possam dificultar o posicionamento de antenas, pontos de energia, lançamentos de cabos, ventilação, segurança, presença de redes de computadores, verificação das instalações do prédio. Também foram realizado levantamento da topografia do local de implantação da rede através de pesquisa a mapas geográficos, mapas de relevo, fotos de satélites, fotografias dos locais de implantação da rede. 4.3 Materiais Foi utilizado na pesquisa de mapas os softwares Google Earth e Google Maps. As inspeções contemplaram ainda medições nos locais a fim de identificar as redes existentes e levantar dados como canais/freqüências utilizadas nos locais para análise de possíveis interferências de RF. Utilizou-se na ocasião um tablet Sansung GT-P5110 rodando sistema operacional Android e equipados com os softwares Wigle e Wi-Fi Analyzer. O software Wi-Fi Analyzer foi utilizado nos locais de implantação da rede para saber quais as redes sem fio existentes nos locais, quais frequências e canais utilizam. O software ainda sugere qual o melhor canal disponível no local. O Wifi Analyzer é uma ferramenta simples, porém muito útil. Com ele é possível visualizar a intensidade dos sinais que estão disponíveis no local. O software mostra os dados através de gráficos expondo a intensidade do sinal de cada rede, o tipo de banda e o protocolo de segurança, SSID. O aplicativo é distribuído gratuitamente para

55 54 plataformas Windows e Android. O Wigle é um aplicativo para escanear, detectar e mapear redes wireless utilizando uma técnica chamada de wardrive. Wardriving é o ato de mover-se em torno de uma área específica mapeando os pontos de acesso sem fio para fins estatísticos. Estas estatísticas são então utilizadas para aumentar a conscientização sobre os problemas de segurança associados a estes tipos de redes sem fio (HURLEY et al, 2004). A técnica de wardrive foi por muito tempo associada à atividade de hackers. Para isto é utilizado um software apropriado associado a um GPS que irá fazer a marcação das coordenadas geográficas. Com o Wingle é possível fazer um mapeamentos dos pontos de acesso nos locais que se deseja instalar a rede e exportar para um arquivo CSV ou KML para visualização nos mapas posteriormente. O aplicativo é distribuído gratuitamente e está disponível no Google Play para dispositivos móveis que rodam Android. Existe uma comunidade dos desenvolvedores do aplicativo onde é possível exportar as redes encontradas ficando disponíveis em um banco de dados que pode ser visualizado no site. O site pode ser acessado através do endereço Foi realizada também uma pesquisa sobre a legislação vigente no que se refere a utilização do espectro eletromagnético relacionada à rede sem fio. Quais as regulamentações da Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL) para o setor público e privado. Além disso, também foi realizadas pesquisas de ferramentas e incentivos direcionadas a melhoria de serviços de TI para uso em órgãos públicos. No quesito planejamento a rede foi toda projetada com base no software Radio Mobile. Para o trabalho foi utilizada a tradução do software para o português de Márcio Pereira.

56 55 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO Neste capítulo será descrito o projeto da rede propriamente dito. A organização deste trabalho foi realizada levando em conta a importância de cada estação para rede. Assim a ordem em que aparecem os tópicos é das estações mais complexas para as menos complexas. O projeto da rede foi planejado com base no software Radio Mobile. 5.1 Ambiente de implantação O município de Sombrio encontra-se particularmente em uma área favorável no que se refere ao relevo. A cidade é na sua maior parte plana, como pode-se observar mo mapa do relevo (Figura 25), o que favorece de certa forma a implantação de uma rede sem fio especialmente na área urbana que contempla a maior parte dos pontos a serem atendidos. Figura 25 - Relevo do município de Sombrio Fonte: Google Maps Os maiores problemas encontram-se em áreas rurais, tanto pela distância quanto pelo relevo um pouco mais acentuado. A localidade rural mais distante é Garuva a 13,5 km do centro de Sombrio (10,8 Km em linha reta). O município de Sombrio está situado no nível do mar e possui uma área de 143,349 km². O ponto mais alto da cidade está a 276 metros acima do nível do mar e situa-se em área

57 56 rural na localidade de Boa Esperança na divisa com o município vizinho de Santa Rosa do Sul. A área urbana é relativamente pequena e conta com poucos prédios altos. Este é o ambiente de implantação da rede. 5.2 A prefeitura e seus órgãos A prefeitura de Sombrio encontra-se localizada no centro do município em um prédio de três andares em que abriga boa parte da sua administração. Não estão no mesmo prédio a Secretaria de Educação e a Secretaria de Saúde, postos de saúde, escolas municipais, centros de educação infantil, SAMAE (Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto), Secretaria de Obras, Casa da Cultura, Biblioteca Municipal, CEAC (Centro de Ensino e Atendimento a Criança) e CREAS (Centro de Referência de Assistência Social). A Prefeitura Municipal passa neste momento por uma mudança de gestão com novo governo motivo pelo qual possivelmente alguns dados aqui colocados sofram mudanças no decorrer da elaboração deste trabalho uma vez que os dados foram coletados na gestão anterior em dezembro de Panorama atual da Rede A prefeitura municipal conta com uma estrutura de rede de certa forma desorganizada. No prédio central não há cabeamento estruturado, não há centro de processamento de dados (CPD) exclusivo. Os ativos de rede situam-se na mesma sala em que é dado suporte de TI. Não há interligação do prédio central com os órgãos externos, exceto com o SAMAE e Secretaria de Obras, que ficam próximos ao prédio, além da Secretaria de Saúde e a Vigilância Sanitária que utiliza o software financeiro da prefeitura para emitir multas e alvarás. Esta ligação é via rede sem fio. O acesso a internet é realizado através de um link dedicado de 3 Mbs fornecido pela Dunet, uma empresa da região ao custo de R$ 2.000,00 (dois mil reais) mensais. Este link atende ao prédio da Prefeitura Municipal, Secretaria de Saúde, Secretaria de Obras, SAMAE e Vigilância Sanitária. Segundo o profissional de TI da Prefeitura Municipal o total de hosts atendido pelo link é de aproximadamente 50. A empresa fornece também um link de internet para Secretaria de Educação que atente a própria Secretaria, a Escola Nilza de Matos Pereira e ao Posto de Saúde do bairro São Luiz. Também fornece acesso a internet para a escola Fioravante Minatto (bairro Garuva). O link fornecido pela empresa chega à prefeitura via rádio. Todo o gerenciamento da rede é realizado através de um servidor Mikrotik

58 57 que se encontra localizado na Prefeitura. Através do Mikrotik o responsável realiza cache, bloqueios a sites, controle de banda por usuário e outras atividades de administração de rede. Como a rede não é integrada, este controle é realizado apenas no prédio da Prefeitura Municipal, SAMAE, Secretaria de Saúde, Secretaria de Obras (Garagem da prefeitura) e Vigilância Sanitária. Não existe uma padronização de softwares utilizados na Prefeitura Municipal, como por exemplo, podemos citar o Antivírus, cada usuário pode utilizar o que mais lhe agrada. O sistema de antivírus não é padronizado nos micros da prefeitura. A rede educacional utiliza o software i-educar que fica hospedado em um local remoto na internet e é mantido por uma empresa contratada pela prefeitura A Secretaria de Saúde por sua vez utiliza da internet para autorizações de exames e de cirurgias a serem realizadas no município vizinho de Araranguá, utilizando o software Sisreg ou via browser. A Secretaria de Saúde utiliza ainda um software chamado SIGAS onde são gerenciadas todas as consultas dos pacientes. Para rodar este software a Secretaria de Saúde dispõe de um servidor que fica localizado na própria secretaria. Este gerenciamento de consultas é realizado apenas no Posto de Saúde Central, pois não há conexão com outros postos de saúde. Nos órgãos que estão situados fora do prédio da prefeitura a estrutura de rede também é deficitária. Não há cabeamento estruturado e muitos cabos de redes estão expostos ao tempo sem qualquer proteção. Os locais a serem atendidos compreendem toda a Administração Municipal, incluindo a rede educacional, a rede de postos de saúde e outras entidades que são mantidas pela Prefeitura Municipal são estas: I. Prefeitura Municipal II. Secretaria de Obras III. Secretaria de Saúde IV. Secretaria de Educação, Cultura e Esporte V. Vigilância Sanitária VI. Biblioteca Municipal VII. SAMAE VIII. CEAC Centro de Educação e Atendimento à Criança IX. E.E.B.M. Alda Santos de Vargas X. E.E.B.M. Nair Alves Bratti XI. E.E.B.M. Juvenil da Cunha Colares XII. E.E.B.M Nilza Matos Pereira XIII. E.E.B.M. Alcides de Souza Pereira

59 58 XIV. E.E.B.M Fioravanti Minatto XV. E.E.B.M. Antônio Stuart XVI. E.E.F.M. Campo D agua XVII. E.E.F.M Sanga da Toca III XVIII. CEI Sonho de Criança XIX. CEI Criança Feliz XX. CEI Pequeno Polegar XXI. CEI Castelinho da Criança XXII. CEI Sombrio Criança XXIII. CEI Paraíso da Criança XXIV. CEI Espaço Criança XXV. CEI Boa Esperança (em construção) XXVI. Posto de Saúde Central XXVII. Posto de Saúde do bairro São Luiz XXVIII.Posto de Saúde do bairro Guarita XXIX. Posto de Saúde do bairro Boa Esperanças XXX. Posto de Saúde do bairro São José 5.4 Descrição sumária do projeto O projeto visa oferecer à Prefeitura de Sombrio uma rede de dados possibilitando a interconexão dos órgãos da Administração Municipal. O projeto atende 30 pontos espalhados pelo município incluindo a rede de ensino municipal e a rede de postos de saúde conectando-os com a Prefeitura Municipal. A topologia proposta no projeto possibilita ainda que estes pontos sejam conectados a rede mundial de computadores (Internet). A tecnologia utilizada no projeto segue uma tendência atual no modelo de Cidade Digital que é a tecnologia sem fio. As redes sem fio tem se tornado popular tanto pelo seu custo quanto pela flexibilidade que o esse tipo de rede oferece. A figura 26 mostra como vai ficar distribuída a rede.

60 59 Figura 26 - Localizações das estações no mapa de relevo do município de Sombrio Legenda: 1 Centro de Gerenciamento da Rede 2. Estação Central 3 Estações Repetidoras 4 Pontos de Enlace 5 Estações clientes O projeto é composto por um Centro de Gerenciamento da Rede, uma Estação Central, Estações Repetidoras, Pontos de Enlace e Estações Clientes. O Centro de Gerenciamento da Rede é onde se encontra os servidores sendo o nó principal da rede. A Estação Central distribui o sinal para as repetidoras, pontos de enlace e estações clientes. Estações Repetidoras, como o próprio nome já diz, apenas repetem o sinal para clientes distantes que não possuem linha visada com a Estação Central. Os pontos de enlace são ao mesmo tempo clientes e pontos de interconexão para outros clientes próximos, na maioria dos casos, por rede cabeada Ethernet. As estações clientes, por sua vez, são as estações finais na ponta da rede. O padrão de radiofrequência a ser utilizado para a interconexão das estações é o n que opera na frequência não licenciada de 5.8 Ghz. Toda a rede

61 60 funcionará em polarização vertical. Todos os rádios possuem antena integrada e utilizam tecnologia PoE. A segurança é um ítem relevante, visto que dados importantes e confidenciais da prefeitura ficam praticamente ao alcance de todos. Será abordado o padrão WAP2 que utiliza o algoritimo de criptografia AES, que é bastante seguro. É claro que de nada adianta utilizar um sistema de criptografia bastante robusto, se as senhas de autenticação forem muito óbvias, como por exemplo, É necessário, quando implementar, adotar senhas difíceis de decifrar. A figura 27 demonstra a topologia da rede. Podemos observar na figura que as estações clientes estão conectadas nos pontos de enlace, repetidoras ou diretamente à Estação Central. Figura 27 - Topologia da Rede 5.5 Premissas do projeto O presente projeto fundamenta-se nas seguintes premissas: a) Padrão tecnológico aberto (IEEE), emprego de tecnologia de transmissão sem fio de dados, voz e imagem, aproveitamento de faixas de frequência não licenciadas, utilização de múltiplos protocolos e facilidade de implantação e administração; b) Baixo custo de implementação, com boa relação custo-benefício; c) Acesso rápido a informações;

62 61 e) Facilidade na troca de conhecimentos e no compartilhamento de informações; g) Possibilidade de conexão com a rede mundial de computadores (Internet). 5.6 Exclusões Não estão previstos neste projeto e nem foram abordados os seguintes itens: a) Redes internas nos prédios da administração municipal (Rede LAN), cabeamento estruturados e afins; b) Marcas de equipamentos e custos de implantação; c) Dimensionamento do link de internet; d) Política interna de segurança de acesso a internet; e) Questões relacionadas à gerência da rede. O projeto também não abrange a conexão com as seguintes localidades: Casa da Cultura, Posto de Saúde em Retiro da União e Garuva de Baixo. A Casa da Cultura por uma questão de localização não possui visada para a Estação Central. Ela está localiza atrás de um prédio que bloqueia o sinal. Julgamos que a importância da conexão com a mesma seja pequena, portanto ficou fora do projeto. Quanto aos Postos de Saúde das localidades de Retiro da União e Garuva, da mesma forma, estão em locais remotos com dificuldades para a chegada do sinal. Os dois postos são pequenos e contam apenas com uma funcionária, de forma que interligar os mesmos importaria em construir torres exclusivas, elevando desnecessariamente o custo do projeto. Caso a prefeitura apresente necessidade em interligar, sem elevar demasiadamente os custos, pode verificar se há possiblidade de contratar essas interligações através de provedores terceirizados. Nas paginas 62 e 63 estão as figuras de dois diagramas da rede inteira, conforme o projeto. 5.7 Diagrama Lógico 5.8 Diagrama Físico da Rede

63 62

64 63

65 Centro de Gerenciamento da Rede O Centro de Gerenciamento da Rede (CGR) ficará localizado na Prefeitura Municipal em um local apropriado para instalação dos servidores, racks e equipamentos destinados ao gerenciamento da rede. O Centro de Gerenciamento da Rede é o núcleo da rede, o nó principal e é onde receberá o link de internet para distribuir às Estações Clientes. O Centro de Gerenciamento da Rede também oferecerá toda infraestrutura de rede local ao prédio da Prefeitura Municipal. A Prefeitura Municipal é o local onde se encontra o maior número de hosts a ser atendido pela rede, aproximadamente 50 hosts. Obviamente neste local encontra-se a maior parte da Administração Municipal e é parte importante do projeto. O prédio de três pisos encontra-se localizado no centro do município. A Secretaria de Obras está praticamente no mesmo local da Prefeitura Municipal, no prédio ao lado, e também é atendido pela mesma rede local da prefeitura. O Centro de Gerenciamento da Rede está ligado à Estação Central que fará a distribuição do sinal às demais estações. Este link deverá ser robusto afinal de contas ele é responsável por todo o tráfego da rede, já que todas as Estações Clientes deverão obrigatoriamente passar por este link para alcançar os servidores localizados no Centro de Gerenciamento da Rede. Nesta ligação foi optado por um link ponto-a-ponto visando um desempenho maior. Utilizou-se neste enlace rádios iguais em ambos os lados. Os dados extraídos do software Radio Mobile indicam a viabilidade do link, figura 31:

66 65 Figura 31 - Dados do enlace CGR Estação Central Dados do Radio Mobile sobre o enlace:: Variação de altitude é 42,0 m; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 8,6F1 a 0,5km; Ganho total 167 db em ambos os lados. A tabela 5 mostra os dados referentes ao enlace ponto-a-ponto, CGR e estação central Tabela 5 - Dados das estações no enlace Estação Central CGR Azimute do Norte Verdadeiro 70,66 250,66 Azimute do Norte Magnético 88,06 268,07 Ângulo de elevação -2,0772 2,0682 Potência 25 dbm (0,316 watts) 25 dbm (0,316 Watts) Sensibilidade -92 dbm -92 dbm Tipo de Antena Parabólica direcional Parabólica direcional Ganho da antena 21 dbi 21 dbi Altura da antena 18 metros 15 metros Coordenadas geográfica 29º 04 11,6 S 49º 37 15,3 O 29º06 57,0 S 49º38 11,0 O 5.10 Estação Central Esta estação é a mais importante da rede. A Estação Central é o elo entre as demais estações e o Centro de Gerenciamento da Rede. Toda a rede deverá passar pela Estação Central. Esta estação recebe o sinal vindo do Centro de Gerenciamento da Rede e distribui para as repetidoras, pontos de acesso e estações clientes. Ela funciona portanto como uma repetidora do sinal do Centro de

67 66 Gerenciamento da Rede. A escolha do local se deu por uma questão estratégica. A Estação Central ficará localizada em uma elevação próxima ao centro de Sombrio (coordenadas 29º 04 11,6 S, 49º 37 15,3 O) que possui uma altitude de 49 metros, suficiente para ter visada para todo o centro urbano. No levantamento realizado através do software Radio Mobile, podemos perceber a cobertura visual a partir da Estação Central. A figura 32, extraída do software Radio Mobile, mostra uma projeção de cobertura visual a partir da Estação Central em amarelo a uma altura de 18 metros para um objetivo de 5 metros acima do solo. Foi utilizado o parâmetro de 5 metros acima do solo, como objetivo, porque é a altura média de uma casa. O software não leva em consideração a existência de obstáculos criado pelo homem como, por exemplo, a existência de prédios. Portando é imprescindível que além dos dados do software seja realizado um levantamento da existência de obstáculos ao sinal. Figura 32 - Projeção de cobertura visual Na ilustração 1, podemos ter uma visão panorâmica da cidade servindo de base para análise de linha visada entre a Estação Central e as demais estações. A ilustração foi feita a partir da Estação Central.

68 67 Ilustração 1 - Vista a partir da Estação Central O local escolhido é onde hoje funciona a estação tratamento de água do SAMAE. O local se mostra adequado tanto pela visibilidade quanto pela estrutura. O SAMAE possui um prédio no local e não utiliza todas as salas. É possível, portanto o uso de uma sala para a instalação dos equipamentos. A ilustração 2 mostra o prédio onde funciona a estação de tratamento do SAMAE. No local deverá ser construída uma torre estaiada onde ficarão fixados os rádios e antenas. A torre estaiada compõe-se de módulos de 3 (três) metros de comprimento, sendo sua altura total de 12 (doze) metros. Ilustração 2 - Prédio SAMAE O módulo de torre estaiada deverá ser fabricado em aço galvanizado com ligações por parafuso e ter a largura mínima de 40 cm, seções em formato triangular, pintura com tinta a base de poliuretano resistente a raios ultravioletas nas cores laranja e branco, com projeto e memorial de cálculo realizado por engenheiro registrado no CREA. A torre deverá contar com sistema de pára-raios e de balizamento noturno no topo, por luminária de globo vermelho. Poderá ser construída sobre a laje do prédio existente ou no espaço ao lado do prédio. Se a escolha for pelo espaço ao lado, deverá possuir 18 (dezoito) metros de altura para compensar a altura do prédio. A figura 33 demonstra a cobertura do sinal da estação central:

69 68 Figura 33 - Cobertura da Estação Central Nesta estação serão instalados os seguintes equipamentos: a) Radio Setorial 1: com abertura de 90º direcionado para o centro de Sombrio em uma topologia ponto-multiponto para atender as estações clientes no centro urbano; b) Radio Setorial 2: com abertura de 90º direcionado para o bairro Raizeira; c) Radio Direcional 1: Uma rádio com antena direcional para conexão com a Central de Gerenciamento da Rede em um link ponto-a-ponto (enlace abordado no tópico anterior); d) Radio Direcional 2: Uma rádio com antena direcional para conexão com a Escola Fioravanti Minatto na localidade de Garuva em um link ponto-a-ponto; e) Radio Direcional 3: Uma rádio com antena direcional para conexão com a Repetidora de Guarita em um link ponto-a-ponto; f) Radio Direcional 4: Uma rádio com antena direcional para conexão com a Repetidora Boa Esperança em um link ponto-a-ponto; g) Uma routerboard para interconexão dos rádios; h) Um switch PoE para suprimento de energia; i) 100 Metros de cabos STP; j) 12 plugs RJ45.

70 69 Figura 34 - Diagrama da estação central a) Rádio Setorial 1 O primeiro rádio ponto-multiponto está instalado na torre da Estação Central a uma altura de 9 metros na torre (15 metros do solo considerando 6 metros da construção, se considerar a antena posta no topo do prédio). Sua antena com abertura de 90º atenderá 11 locais na área urbana. Deve ser um rádio com uma taxa de transferência (throughput) alta, pois esta taxa será divido por 11. A figura 35 mostra a abrangência do sinal do painel e as estações atendidas por este rádio. São elas: 2. Escola Nair Alves Bratti; 3. CAIC (Sec. De Educação); 4. Creche bairro São Pedro; 5. Escola Alda Santos Vargas; 6. SAMAE/Creas; 7. Secretaria de Saúde; 8. Creche bairro Nova Brasília; 9. Posto de Saúde bairro São José; 10. Creche do bairro São José; 11. Centro de Referência de Assistência Social-CRAS; 12. Biblioteca. Tabela 6 - Característica da Estação Característica do rádio setorial 1 Frequência de operação GHz Potência de transmissão 27 dbm (0,5011 watts) Sensibilidade de receptor -96 dbm Ganho da antena Setorial 20 dbi Tipo de antena Setorial (abertura 90 ) Azimute 41,8 Ângulo de elevação -1,11

71 70 Figura 35 - Área de irradiação da antena setorial ângulo de 90º a partir da Estação Central Apesar de que este rádio cobrir até a localidade de Guarita, optou-se por fazer um link a ponto com a Repetidora Guarita, pois a inclusão desta no mesmo rádio poderia prejudicar os demais clientes além de sobrecarregar este link reduzindo sua eficiência. É que em um enlace ponto-multiponto havendo uma estação com sinal mais fraco, tende que o rádio emissor reduza a taxa de transferência para atender a estação com pior sinal prejudicando as demais estações (REIS, 2012). b) Rádio Setorial 2 O outro radio setorial objetiva atender as estações localizadas no bairro Raizeira que fica a leste da Estação Central. São elas: Escola Alcides de Souza Pereira e a creche do bairro chamada de CEI Criança Feliz. A figura 36 mostra a projeção do sinal com cobertura nas estações do bairro Raizeira a partir de uma antena setorial com 90º de abertura. Figura 36 - Irradiação da antena setorial 2 a partir da Estação Central para Raizera A tabela 7 mostra as características da do rádio da estação:

72 71 Tabela 7 - Característica do rádio setorial 2 da estação Característica do rádio setorial 2 Frequência de operação GHz Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -92 dbm Ganho da antena Setorial 25 dbi Tipo de antena Setorial (abertura 90 ) Azimute 152,6 Ângulo de elevação -4,30 Os demais rádios instalados na torres são links ponto-a-ponto e serão abordados posteriormente detalhando cada enlace com a Estação Central separadamente Estação Repetidora Guarita A Estação Repetidora Guarita é responsável por receber o sinal da Estação Central e distribuir para as estações clientes do bairro Guarita. São eles: Posto de Saúde e CEI Sonho de Criança. Também atenderá diretamente as estações no interior do município, Escola Sanga da Toca III, Escola Campo D agua e a Escola Antônio Stuart localizado na localidade de Retiro da União. Como o próprio nome já diz, a estação tem a função apenas de repetir o sinal funcionando, portanto em modo bridge. A figura 37 mostra o diagrama da estação: Figura 37 - Diagrama da rede A Repetidora Guarita situa-se em uma elevação localizada no bairro Guarita. Trata-se de um pequeno morro de 44 metros de altitude. No local já existe uma torre utilizada por um provedor da região. A Prefeitura poderá utilizar esta estrutura com a concordância da operadora de internet, de forma alugada ou dentro de um pacote

73 72 que a prefeitura venha a contratar inclusive com fornecimento de link para o projeto. É uma possibilidade, ou poderá também construir uma nova torre de transmissão nos moldes da descrita no tópico da Estação Central. A torre deverá ter neste caso, 15 metros de altura. A ilustração 3 mostra o ponto da instalação em cima do morro: Ilustração 3 - Posição da Repetidora Nesta estação serão instalados os seguintes equipamentos: a) Radio Direcional 5: Uma antena direcional para conectar-se à Estação Central com o radio direcional 3 em um link ponto-a-ponto; b) Radio Setorial 3: Com abertura de 90º para conectar as escolas de Campo D agua e Sanga da Toca III; c) Radio Setorial 4: Com abertura de 90º que irá conectar o Posto de Saúde do bairro Guarita e o CEI Sonho de Criança; d) Radio Direcional 6: Um rádio com antena direcional para conectar a escola Antônio Stuart na localidade de Retiro da União em um link ponto-a-ponto. e) Uma routerboard para interconexão dos rádios; f) Um switch PoE para suprimento de energia; g) 100 metros de cabos STP Enlace Guarita Estação Central A figura 38 demonstra graficamente o enlace. O software mostra um resultado do calculo do link bem como o relevo entre os pontos. Do lado esquerdo da figura fica a Repetidora Guarita e do lado direito a Estação Central.

74 73 Figura 38 Enlace Guarita e Estação Central Dados do enlace: Variação de altitude é 45,6 m; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 5,1F1 a 2,6km; Ganho do sistema em ambos os lados é 175,0 db. Estes dados referentes ao orçamento de link são os mesmos em ambas as direções dos links, pois utilizam o mesmo equipamento. A tabela 8 detalha as características de cada ponto: Tabela 8 - Características das estações no enlace Estação Central Repetidora Guarita Azimute do Norte Verdadeiro 24,19 204,18 Azimute do Norte Magnético 41,59 221,62 Ângulo de elevação 0,1322-0,1858 Potência 25 dbm (0,316 Watts) 25 dbm (0,316 Watts) Sensibilidade -97 dbm -97 dbm Tipo de Antena Parabólica direcional gradeada Parabólica direcional gradeada Ganho da antena 27 dbi 27 dbi Altura da antena 18 metros 15 metros Coordenadas geográfica 29º 04 11,6 S 49º 37 15,3 O 29º07 07,7 S 49º38 45,8 O a) Radio Setorial 3 Este rádio estará instalado na torre da Repetidora Guarita a uma altura de 15 metros e conectará as Escolas de Campo D agua e Sanga da Toca III à rede. Este rádio é um painel setorial com abertura de 90º. A tabela 9 detalha as características

75 74 do radio: Tabela 9 - Características do Rádio Setorial 3 Característica do Rádio Setorial 3 Potência de transmissão 27 dbm (0,5011 watts) Sensibilidade de receptor -96 dbm Ganho da antena Setorial 16 dbi Tipo de antena Setorial (abertura 90 ) Azimute 0,0 Ângulo de elevação -0,4958 A figura 39, por sua vez, mostra a cobertura do rádio para atender os clientes: Figura 39 - Irradiação da antena setorial ângulo 3 a partir da Repetidora Guarita para Campo D'agua e Sanga da Toca III b) Radio Setorial 4 Este rádio estará instalado na torre da Repetidora Guarita a uma altura de 15 metros e conectará as Posto de Saúde do bairro Guarita e o CEI Sonho de Criança à rede. Este rádio é um painel setorial com abertura de 90º. A tabela 10 detalha as características do radio:

76 75 Tabela 10 - Característica do rádio setorial 4 Característica do rádio setorial 4 Potência de transmissão 27 dbm (0,5011 watts) Sensibilidade de receptor -96 dbm Ganho da antena Setorial 16 dbi Tipo de antena Setorial (abertura 90 ) Azimute 272 Ângulo de elevação -5,626 O ângulo de elevação foi calculado entre as duas estações atendidas. Para atender ao CEI Sonho de Criança o ângulo de elevação seria -7, 415, pois a mesma situa-se muito próximo da torre de forma que o ângulo é mais acentuado. Já para atender o Posto de Saúde o ângulo é mais tênue -3,837. Dessa forma chegamos a um meio termo entre os dois ângulos ficando em -5,626º. A figura 40 mostra a cobertura apartir do rádio setorial 4 para os dois clientes: Figura 40 - Irradiação da antena setorial 4 a partir da Repetidora Guarita para Posto de Saúde Guarita e CEI O rádio direcional 6 será estudado no tópico que aborda o enlace com a escola Antônio Stuart. Os enlaces das estações clientes com os rádios setoriais serão analisados separadamente também.

77 Estação Repetidora Boa Esperança A Estação Repetidora Boa Esperança é responsável por receber o sinal da Estação Central e distribuir para as estações clientes do bairro Boa Esperança. São eles: Posto de Saúde do bairro, Escola Juvenil da Cunha Colares e CEI Criança Esperança. O bairro Boa Esperança situa-se em um vale havendo um morro entre a Estação Central e o bairro, conforme demonstra a figura 41. Assim, para que o sinal chegue até a comunidade é necessário uma repetidora em um local que possua visibilidade para o bairro Boa Esperança. Figura 41 - Morro entre estação central e Boa Esperança A Repetidora Boa Esperança está localizada em um dos locais mais altos do município. Com pouco mais de 200 metros de altitude, o morro chamado popularmente de morro da Embratel, por possuir antena da Embratel, se mostra apropriado para o projeto. A instalação de uma torre neste local fará com que o sinal chegue à comunidade de Boa Esperança. No local existem muitas antenas de provedores da região. Da mesma forma a Prefeitura poderá tirar proveito disto negociando com os provedores para uso desta estrutura reduzindo desta forma os custos. A torre deverá ter neste caso, 15 metros de altura e construída nos moldes da torre da Estação Central. Nesta estação serão instalados os seguintes equipamentos: a) Radio Direcional 7: Uma antena direcional para conectar-se à Estação Central através do rádio direcional 4 em um link ponto-a-ponto; b) Radio Direcional 8: Uma antena direcional para conectar-se às Estações Clientes em um link ponto-multi-ponto; c) Dois dispositivos de alimentação PoE para suprimento de energia; d) 50 metros de cabos STP. A figura 42 mostra a posição do morro entre estação central e Boa Esperança através do mapa do relevo, e a a repetidora Boa Esperança como opção:

78 77 Figura 42 - Mapa do relevo entre Estação Central e Boa Esperança Fonte: Google Maps Optamos por um rádio direcional para atender as três estações clientes em Boa Esperança porque a antena direcional o ganho é maior pela concentração do sinal, e quando menor for o ângulo do sinal, mais forte ele é. As estações clientes são todas próximas umas das outras, dessa forma é possível atender com uma antena direcional conforme demonstrado na figura 43: Figura 43 - Irradiação da antena direcional com abertura de 6 graus a partir da Estação Boa Esperança Enlace Boa Esperança Estação Central Este enlace conecta a Repetidora Boa Esperança à Estação Central. A figura 44 demonstra graficamente este enlace. Do lado esquerdo da figura fica a Repetidora Boa Esperança e do lado direito a Estação Central.

79 78 Figura 44 - Enlace Repetidora Boa Esperança - Estação Central Dados do Software: Variação de altitude é 211,5 m; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 5,2F1 a 4,7km; Ganho do sistema em ambos os lados é 167,0. Estes dados referentes ao orçamento de link são os mesmo em ambas as direções dos links, pois utilizam o mesmo equipamento. Na tabela 11, já trata das características das duas estações: Tabela 11 - Características das estações no enlace Repetidora Boa Esperança Estação Central Azimute do Norte Verdadeiro 82,89 262,87 Azimute do Norte Magnético 100,26 280,27 Ângulo de elevação -2,0516 2,0084 Potência 25 dbm (0,316 Watts) 25 dbm (0,316 Watts) Sensibilidade -92 dbm -92 dbm Tipo de Antena Parabólica direcional Parabólica direcional Ganho da antena 25 dbi 25 dbi Altura da antena 15 metros 15 metros Coordenadas geográfica 29º07 27,0 49º41 42,4 29º 04 11,6 S 49º 37 15,3 O b) Radio Direcional 8 Fará a conexão das estações situadas em Boa Esperança com a Estação Central. Está instalado na torre da repetidora em uma altura de 15 metros. A antena possui um abertura de 6º capaz de cobrir toda as 3 estações no bairro como já demonstrado na figura 43. O detalhamento do rádio direcional 8 está na tabela 12:

80 79 Tabela 12 - Característica do rádio direcional 8 Característica do rádio direcional 8 Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -92 dbm Ganho da antena Setorial 25 dbi Tipo de antena Direcional (abertura 6 ) Azimute 55 Ângulo de elevação -5,000 O ângulo de elevação foi calculado entre as estações atendidas. Todas as estações estão próximas e no mesmo nível, portanto a variação do ângulo entre uma e outra é na casa dos centésimos. Os enlaces das estações clientes serão abordados posteriormente Ponto de Enlace Alda Santos de Vargas É a maior escola do município com 960 alunos matriculados. A escola está instalada em um prédio de três pisos no bairro Januária. Possui um amplo laboratório de informática que é utilizado pelos alunos com um link custeado pelo Estado. Este ponto de enlace recebe o sinal diretamente da Estação Central através do rádio setorial 1 que atende múltiplos clientes. Além de prover conexão para a própria escola, este ponto de enlace atenderá os seguintes clientes: Posto de Saúde do bairro Januária, CEI Pequeno Polegar e CEAC. O posto de saúde está situado ao lado da escola e estará conectado à rede através de cabo Ethernet. Essa conexão já existe no local. O CEI Pequeno Polegar situa-se na frente da Escola Alda e atende 90 crianças. O CEAC a 50 metros. O CEI Pequeno Polegar e o CEAC por estarem um pouco mais distantes, figura 46, a conexão por cabo fica prejudicada. A melhor forma de conectá-los é por rede sem fio. Assim, a conexão se dará por uma antena omni instalada na parte frontal da escola, capaz de alcançar estes dois clientes. O digrama fica conforme a figura 45:

81 80 Figura 45 - Diagrama do Ponto de Enlace Alda Santos de Vargas A instalação do radio/antena deverá ser instalado na parte superior do telhado da escola Alda para alcançar a torre da Estação Central Figura 46 - Distribuição dos clientes do Ponto de Enlace Alda Santos de Vargas Enlace Alda Estação Central Este enlace conecta a escola Alda Santos de Vargas à Estação Central. A figura 47 demonstra graficamente este enlace. Do lado esquerdo da figura fica o Enlace Alda e do lado direito a Estação Central.

82 81 Figura 47 - Enlace Ponto Alda dos Santos Vargas e Estação Central Dados do Software: Variação de altitude é 40,4 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 4,2F1 a 0,5km; Ganho do sistema de Alda até Estação central é 163,7 db; Ganho do sistema Estação Central a Alda é 166,7 db; Rx relativo da Estação Central em relação ao enlace Alda é: 47,3 db. A tabela 13 mostra as características da estação cliente Alda Santos de Vargas: Tabela 13 - Característica da estação cliente Alda Santos de Vargas Característica da estação cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -97 dbm Ganho da antena 27 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Gradeada Azimute do norte verdadeiro 198,57 Altura da antena 13 metros 5.14 Ponto de Enlace CAIC A Secretaria de Educação ocupa um prédio denominado CAIC. O prédio foi construído dentro de um programa do governo federal da década de 90 que visava dentre outras ações o atendimento integral à criança e chamava-se Centro de Atendimento Integral à Criança CAIC. Com uma arquitetura peculiar, o prédio abriga além da Secretaria de Educação, a Escola de Ensino Básico Nilza Matos Pereira, o Centro Educacional Infantil Sombrio Criança, um Posto de Saúde e provisoriamente a Secretaria de Esporte. Esta é a Secretaria mais distante da prefeitura. Situada no bairro São Luiz

83 82 está a 2,2 km da prefeitura (1900 metros em linha reta). É uma Secretaria importante por coordenar toda a rede educacional que engloba 9 escolas e 7 creches que atendem 2657 alunos no ensino básico e fundamental e 790 crianças nas creches 9. A escola Nilza Matos Pereira atende 410 alunos do ensino básico e fundamental e ocupa o prédio localizado na parte de trás do CAIC em um construção de 2 pisos. A escola possui um laboratório de informática para uso pelos alunos em oficinas de informática. O CEI Sombrio Criança por sua vez ocupa o primeiro bloco da construção e atende 150 crianças em período integral. A Secretaria de Educação e o Posto de Saúde ocupam o prédio do meio conforme detalhado na figura 48: Figura 48 - Localização do Enlace CAIC Fonte: Google Earth Todo o complexo do CAIC utiliza um único link que chega para a Secretaria de Educação. O link é via rádio da empresa provedora de internet da região. Uma vez instalado o presente projeto este link poderá sem dispensado. A conexão com a Estação Central se dará através do Radio Setorial 1 e interligará por rede local os demais clientes que situam-se próximos. O CAIC possui uma torre onde situa-se a caixa d agua com um altura estimada de 15 metros onde possui visada com a estação central. A figura 49 mostra o diagrama do enlace CAIC: Figura 49 - Diagrama do Enlace CAIC 9 Dados fornecidos pela Secretaria de Educação referente ao ano de 2012.

84 Enlace CAIC estação Central Este enlace conecta o Enlace CAIC à Estação Central. A figura 50 demonstra graficamente este enlace. Do lado esquerdo da figura fica o Enlace CAIC e do lado direito a Estação Central. Figura 50 - Enlace CAIC - Estação Central Dados do software sobre o enlace: Variação de altitude é 38,4 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 4,5F1 a 1,1km; Ganho do sistema da Secretaria CAIC até Estação Central é 163,9 db; Ganho do sistema Estação Central a CAIC é 166,9 db; Rx relativo da Estação Central em relação à Secretaria de Saúde é 44,2 db; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 123,2 db. A tabela 14 detalha as características da estação cliente: Tabela 14 - Característica da estação cliente CAIC Característica da Estação Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -97 dbm Ganho da antena 27 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Gradeada Azimute do norte verdadeiro 237,08 Altura da antena 15 metros Coordenadas Geográfica S 29º06 17,4 ; O 49º37 16, Ponto de enlace Secretaria de Saúde Localizada no centro do município, a Secretaria de Saúde está a apenas 642 metros (538 metros em linha reta) da prefeitura. A Secretaria de Saúde está

85 84 instalada em um prédio de dois pisos situado junto ao Posto de Saúde Central. Possuem 10 micros que utilizam a rede. O link de internet utilizado pela Secretaria de Saúde é o mesmo da Prefeitura e chega até a mesma via rádio. Nesta conexão segundo o responsável pelo setor de informática da prefeitura, não é utilizado criptografia, apenas filtro de MAC. Portanto neste caso, como há conexão com a Prefeitura o gerenciamento é feito via Mikrotik pelo profissional de TI da Prefeitura Municipal. A Vigilância Sanitária funciona em uma sala próxima ao Posto de Saúde Central e Secretaria de Saúde. Utiliza do mesmo link que chega à Secretaria de Saúde e possui uma estrutura pequena com apenas 2 computadores. Utilizam uma aplicação que roda na Prefeitura Municipal para emissão de multas e alvarás. A conexão com a prefeitura é necessária, pois a aplicação de gerenciamento financeiro localiza-se na prefeitura. Este enlace atende à Secretaria de Saúde, Posto de Saúde Central e Vigilância Sanitária e conecta-se a Estação Central através do radio setorial 1. A figura 51 mostra o enlace com a estação central: Figura 51 - Enlace Secretaria de Saúde - Estação Central Dados do Software sobre o enlace: Variação de altitude é 40,4 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 5,7F1 a 0,3km; Ganho do sistema da Secretaria de Saúde até Estação central é 166,5 db; Ganho do sistema Estação Central a Secretaria de Saúde é 169,5 db; Rx relativo da Estação Central em relação à Secretaria de Saúde é 52,0 db; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 117,8 db. A tabela 15 detalha as características da estação cliente:

86 85 Tabela 15 - Característica da estação cliente Secretaria de Saúde Característica da estação cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -97 dbm Ganho da antena 27 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Gradeada Azimute do norte verdadeiro 145,01 Altura da antena 10 metros Coordenadas Geográfica S 29º06 46,0 ; O 49º37 54, Cliente Escola Fioravante Minatto A escola Fioravante Minatto situa-se na localidade mais distante do centro de Sombrio. Está localizado no interior do município na localidade de Garuva distando 13,5 km da Prefeitura Municipal (10,8 km em linha reta). A escola atende 120 alunos do ensino básico e fundamental. Apesar da distância, a escola conta com um link de internet via rádio fornecido pela empresa Dunet que poderá também ser desabilitado caso implantado o presente projeto. A escola Fioravante Minatto se conecta à Estação central através do radio direcional 2 em um link ponto-a-ponto. A figura 52 mostra o enlace com a estação central: Figura 52 - Enlace Cliente Fioravante Minato com Estação Central Dados do Software sobre o enlace: Variação de altitude é 44,4 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 3,0F1 a 2,3km; Ganho do sistema em ambos os lados é de 175,0 db. O Rx relativo e a atenuação também são a mesma nas duas direções do link. O link é do tipo ponto a ponto e utiliza o mesmo equipamento nos dois lados da ligação. A tabela 16 mostra as

87 86 características de cada estação no enlace: Tabela 16 - Características das estações no enlace Fioravanti Minato Estação Central Azimute do Norte Verdadeiro 142,09 322,06 Azimute do Norte Magnético 159,48 339,46 Ângulo de elevação 0,0808-0,0117 Potência 25 dbm (0,316 Watts) 25 dbm (0,316 Watts) Sensibilidade -97 dbm -97 dbm Tipo de Antena Parabólica direcional Parabólica direcional Ganho da antena 27 dbi 27 dbi Altura da antena 6 metros 18 metros Coordenadas geográfica S 29º02 45,0 O 49º42 40,0 29º 04 11,6 S 49º 37 15,3 O 5.17 Cliente Nair Alves Bratti Uma ampla escola, sendo a segunda maior da rede municipal. Atende 520 alunos do ensino básico e fundamental e está situada no bairro Parque das Avenidas. Possui uma caixa d agua com altura estimada em 15 metros que possibilita a instalação da antena com linha visada diretamente com a Estação Central. Esta conexão é realizada através do Radio Setorial 1, como mostra a figura 53: Figura 53 - Enlace Cliente Nair Alves Bratti e Estação Central Dados do Radio Mobile sobre o enlace: Variação de altitude é 39,7 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 4,2F1 a 0,6km; Ganho do sistema da Nair A. Bratti até Estação Central é 167,0 db;

88 87 Ganho do sistema Estação Central a Nair A. Bratti é 170,0 db; Rx relativo da Estação Central em relação ao SAMAE é 49,4 db; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 120,9 db. A tabela 17 detalha as características da estação cliente no enlace: Tabela 17 - Característica do cliente Nair Alves Bratti Característica da estação cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -97 dbm Ganho da antena 27 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Gradeada Azimute do norte verdadeiro 221,80 Altura da antena 7 metros Coordenadas Geográfica S 29º06 14,9 ; O 49º37 51, Cliente Antônio Stuart A escola Antônio Stuart está instalada na localidade de Retiro da União e atende 180 alunos do ensino básico e fundamental. Situa-se em área rural distante do centro do município. Há 6,5 km de distância da Prefeitura Municipal ou 5,3 km em linha reta. O cliente Antônio Stuart por situar-se ao lado de um morro não possui linha visada com a Estação Central. Dessa forma, se faz necessário repetir o sinal na Repetidora Guarita que possui linha visada. A Escola Antônio Stuart receberá o link da Repetidora Guarita através do rádio direcional 6. A figura 54 mostra o diagrama da rede: Figura 54 - Diagrama da Rede

89 Enlace Retiro da União Guarita Este enlace conecta o enlace Retiro da União com a Repetidora Guarita. A figura 55 demonstra graficamente este enlace. Do lado esquerdo da figura fica o enlace Retiro da União e do lado direito a Repetidora Guarita: Figura 55 - Enlace Retiro da União e Repetidora Guarita Dados do Radio Mobile sobre o enlace: Variação de altitude é 44,7 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 1,9F1 a 1,0km; Ganho do sistema em ambos os lados é de 175,0 db. O Rx relativo e a atenuação também são as mesmas nas duas direções do link. O link aqui é do tipo ponto a ponto e utilizam o mesmo equipamento nos dois lados da ligação. A tabela 18 mostra as características dos dois pontos: Tabela 18 - Características da estação Enlace Retiro da União e Repetidora Guarita Enlace Retiro da União Repetidora Guarita Azimute do Norte Verdadeiro 64,35 244,32 Azimute do Norte Magnético 81,73 261,75 Ângulo de elevação 0,3385 0,3991 Potência 25 dbm (0,316 Watts) 25 dbm (0,316 Watts) Sensibilidade -97 dbm -97 dbm Tipo de Antena Parabólica direcional Parabólica direcional Ganho da antena 27 dbi 27 dbi Altura da antena 6 metros 12 metros Coordenadas geográfica S 29º05 46,0 O 49º º 07 07,7 S 49º 38 45,8 O 5.19 Cliente SAMAE

90 89 Responsável pelo abastecimento de água e coleta de esgoto, o Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto (SAMAE) está situado bem próximo ao prédio da Prefeitura Municipal aproximadamente a 200 metros. Atualmente o SAMAE é atendido pelo mesmo link de internet da Prefeitura Municipal em uma ligação via rádio. Se conectará à Estação Central através do Radio Setorial 1 em um link pontomulti-ponto, figura 56: Figura 56 - Enlace cliente SAMAE e Estação Central Dados do Radio Mobile sobre o enlace: Variação de altitude é 43,4 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 5,9F1 a 0,1km; Ganho do sistema da SAMAE até Estação Central é 167,7 db; Ganho do sistema Estação Central a SAMAE é 170,7 db; Rx relativo da Estação Central em relação ao SAMAE é: 57,4 db; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 113,3 db; A tabela 19 mostra as características da estação cliente SAMAE: Tabela 19 - Características da estação cliente SAMAE Característica da estação cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -97 dbm Ganho da antena 27 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Gradeada Azimute do norte verdadeiro 253,30 Altura da antena 7 metros Coordenadas Geográfica S 29º06 59,2 ; O 49º38 13, Cliente Biblioteca

91 90 Localizado próximo a prefeitura municipal, apenas 150 metros da prefeitura. Conta com um link ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) que é utilizado em uma sala com alguns computadores numa espécie de tele-centro. A sala conta com 4 micros que ficam disponíveis para a população utilizá-los. A estrutura do prédio é ótima. Construído recentemente, o prédio possui três pisos e localiza-se a poucos metros da prefeitura municipal. A biblioteca se conectará à Estação Central através do Radio Setorial 1 em um link ponto-multi-ponto, como mostra a figura 57: Figura 57 - Enlace cliente Biblioteca e Estação Central Dados do Radio Mobile sobre o enlace: Variação de altitude é 40,4 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 5,1F1 a 0,1km; Ganho do sistema Biblioteca até Estação Central é 168,2 db; Ganho do sistema Estação Central a Biblioteca é 171,2 db; Rx relativo da Estação Central em relação ao Biblioteca é 56,0; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 115,4 db. A tabela 20 mostra as características da estação cliente Biblioteca: Tabela 20 - Características da estação cliente Biblioteca Característica da estação cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -97 dbm Ganho da antena 27 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Gradeada Azimute do norte verdadeiro 245,43 Altura da antena 7 metros Coordenadas Geográfica S 29º06 52,2 ; O 49º38 07,0

92 Cliente CEI Castelinho da Criança O CEI Castelinho da Criança está situado no bairro São José e atende 100 crianças em período integral. Conecta-se à Estação Central através do Radio Setorial 1 em um link pontomulti-ponto, como mostra a figura 58: Figura 58 - Enlace Cliente CEI Castelinho da Criança e Estação Central Dados do Radio Mobile sobre o enlace: Variação de altitude é 40,4 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 5,1F1 a 0,1km; Ganho do sistema CEI Castelinho da Criança até Estação Central é 170,2 db; Ganho do sistema Estação Central a CEI Castelinho da Criança é 173,1 db; Rx relativo da Estação Central em relação ao CEI Castelinho da Criança é 61,2 db; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 112,0 db. A tabela 21 mostra as características da estação cliente: Tabela 21 - Características da estação cliente CEI Castelinho da Criança Característica do rádio cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -97 dbm Ganho da antena 27 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Gradeada Azimute do norte verdadeiro 207,73 Altura da antena 7 metros Coordenadas Geográfica S 29º06 45,2 ; O 49º38 32, Cliente CEI Paraíso da Criança Está localizado no bairro Nova Brasília. Atende 120 crianças em período

93 92 integral. Conecta-se à Estação Central através do Radio Setorial 1 em um link pontomulti-ponto, como mostra a figura 59: Figura 59 - Enlace CEI Paraiso da Criança e Estação Central Dados do Radio Mobile sobre o enlace: Variação de altitude é 43,4 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 3,7F1 a 0,2km; Ganho do sistema CEI Paraíso da Criança até Estação Central é 163,3 db; Ganho do sistema Estação Central a CEI Paraíso da Criança é 166,3 db; Rx relativo da Estação Central em relação ao CEI Paraíso da Criança é 44,2 db; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 111,8 db. A tabela 22 detalha as características da estação cliente: Tabela 22 - Características da estação cliente Paraiso da Criança Característica da estação cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -97 dbm Ganho da antena 27 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Gradeada Azimute do norte verdadeiro 184,89 Altura da antena 7 metros Coordenadas Geográfica S 29º06 14,4 ; O 49º38 40, Cliente CEI Espaço Criança Está localizado no bairro São Pedro. Atende 140 crianças em período integral. O CEI Espaço Criança chama atenção no que se refere a estrutura física. O prédio foi construído recentemente através de um programa do Governo Federal chamado Proinfância que objetiva prestar assistência financeira ao Distrito Federal e aos municípios visando garantir o acesso de crianças a creches e escolas de educação

94 infantil da rede pública Construído com recursos do FNDE (Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação), o prédio conta com ótima estrutura de rede como pode se observar da ilustração 4 e 5. Apesar de não haver nenhum computador no local, o cabeamento estruturado está todo pronto. É a melhor estrutura de rede encontrada em todos os locais visitados. O prédio segue normas e padrões estabelecidos no projeto arquitetônico de acordo com o programa Proinfância. Ilustração 4 - Estrutura com Rack de redepronto Infraestrutura de cabeamento todo pronto, com eletrocalhas no laboratório de informática. Ilustração 5 - Eletrocalhas para cabeamento Conecta-se à Estação Central através do Radio Setorial 1 em um link pontomulti-ponto, como mostra a figura 60: 10

95 94 Figura 60 - Enlace cliente CEI Espaço Criança e Estação Central Dados do Radio Mobile sobre o enlace: Variação de altitude é 40,7 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 3,3F1 a 0,4km; Ganho do sistema CEI Espaço Criança até Estação Central é 163,1 db; Ganho do sistema Estação Central a CEI Espaço Criança é 166,1 db; Rx relativo da Estação Central em relação ao CEI Espaço Criança é: 43,0 db; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 124,1 db. A tabela 23 mostra as características da estação cliente: Tabela 23 - Característica da estação cliente CEI Espaço Criança Característica do rádio cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -97 dbm Ganho da antena 27 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Gradeada Azimute do norte verdadeiro 209,45 Altura da antena 15 metros Coordenadas Geográfica S 29º06 37,9 ; O 49º37 47, Cliente Escola Alcides de Souza Pereira A escola Alcides atende alunos do ensino básico e fundamental e conta com 130 alunos. Está localizado no bairro Raizeira ao leste da Estação Central. Conecta-se à Estação Central através do Radio Setorial 2 em um link pontomulti-ponto, como mostra a figura 61:

96 95 Figura 61 - Enlace cliente Escola Alcides de Souza Pereira e Estação Central Dados do Radio Mobile sobre o enlace: Variação de altitude é 44,6 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 6,5F1 a 0,6km; Ganho do sistema Escola Alcides de Souza Pereira até Estação Central é 160,8 db; Ganho do sistema Estação Central a Escola Alcides de Souza Pereira é 158,8 db; Rx relativo da Estação Central em relação ao Escola Alcides de Souza Pereira é 48,3 db; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 110,5 db. A tabela 24 mostra as características da estação cliente: Tabela 24 - Características da estação cliente Escola Alcides de Souza Pereira Característica da estação cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -92 dbm Ganho da antena 25 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Azimute do norte verdadeiro 338,82 Altura da antena 7 metros Coordenadas Geográfica S 29º07 27,5 ; O 49º38 37, Cliente CEI Criança Feliz Localizado no bairro Raizera e atende 90 crianças em período integral. Conecta-se à Estação Central através do Radio Setorial 2 em um link ponto-multiponto, como mostra a figura 62:

97 96 Figura 62 - Enlace cliente CEI Criança Feliz e Estação Central Dados do Radio Mobile sobre o enlace: Variação de altitude é 44,1 metros; Modo de propagação é linha de visada, espaço livre mínimo 5,1F1 a 0,2km; Ganho do sistema CEI Criança Feliz até Estação Central é 161,5 db; Ganho do sistema Estação Central a CEI Criança Feliz é 159,5 db; Rx relativo da Estação Central em relação ao CEI Criança Feliz é 49,0 db; A atenuação do sinal em ambos os lados é de 110,5 db. A tabela 25 detalha as características da estação cliente: Tabela 25 - Características da estação cliente CEI Criança Feliz Característica da estação cliente Potência de transmissão 25 dbm (0,316 watts) Sensibilidade de receptor -92 dbm Ganho da antena 25 dbi Tipo de antena Parabólica Direcional Azimute do norte verdadeiro 332,64 Altura da antena 7 metros Coordenadas Geográfica S 29º07 26,7 ; O 49º38 34, Cliente Escola Juvenil da Cunha Colares A escola situa-se no bairro Boa Esperança e conta 280 alunos matriculados. Possui atualmente um link da internet via rádio que poderá ser dispensado com a implantação deste projeto. Conecta-se à Repetidora Boa Esperança através do Radio Direcional 8 em um link ponto-multi-ponto. A figura 63 mostra o diagrama da rede:

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