Título do trabalho: A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer?

Transcrição

1 Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Título do trabalho: A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? Armando Sousa e Manuel Firmino Projeto FEUP 2014-MIEEC: José Nuno Moura Marques Fidalgo Supervisor: Sérgio Reis Cunha Equipa 5: Monitor: Susana Neves Estudantes & Autores: Cristina S. Lopes cslopes@fe.up.pt Armando J. Sousa asousa@fe.up.pt João Silva up @fe.up.pt Miguel Barros up @fe.up.pt Teresa O. Ramos teresaor@fe.up.pt Bernardo José up @fe.up.pt Lucas Silva up @fe.up.pt Renato Cruz up @fe.up.pt A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 1/23

2 Resumo O Projeto FEUP é destinado à receção e integração do novo estudante na faculdade, no ambiente universitário. Serve também para dar a conhecer os principais serviços disponíveis, treinar o aluno nas chamadas Soft Skills que serão importantes ao longo da sua carreira em engenharia e ao longo da sua vida estudantil. Estas Soft Skills são, na sua essência trabalho em equipa, comunicação, transmissão de informação, entre outras. Neste projeto adquirimos também a capacidade de discutir um tema cientificamente, e resolver um certo problema de dificuldade limitada, o que nos possibilitou uma evolução na cooperação e entre ajuda na realização de um trabalho de grupo. Obtivemos também uma nova perspetiva, bem como perspicácia na realização de tarefas coletivas, a nível universitário. Aprendemos ainda como realizar um relatório científico, uma apresentação e um poster de forma exímia sobre um tema proposto. A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 2/23

3 Agradecimentos Na realização deste trabalho contamos com a colaboração e ajuda de vários intervenientes sem as quais não teria sido possivel a concretização deste projeto, por isso deixamos o nosso sincero agradecimento a todos eles. Queriamos deixar um especial agradecimento ao nosso supervisor, Sergio Reis Cunha, que nos auxiliou sempre da melhor forma na parte de compreensão da teoria necessária para construir o relatório com verosimilhança, na parte da recolha de dados e construção do mapa, e dando outos conselhos que embora não estejam ligados diretamente ao projeto nos foram e serão muito úteis no nosso percurso como estudantes. Não poderíamos deixar de salientar também a ajuda da nossa monitora, Susana Neves, que se mostrou sempre disponível e contribuiu com a sua experiência como estudante para corrigir e melhorar o nosso trabalho, dando também ela conselhos de extrema importância para um percurso académico rico e proveitoso. Por fim, queriamos agradecer à Faculdade de Engenharia por nos fornecer informação e ferramentas necessárias para um trabalho ainda mais completo e correto, treinando-nos também desta forma para futuros eventuais projetos. A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 3/23

4 Índice Abreviaturas/ Siglas... 5 Lista de figuras... 6 Lista de Tabelas... 7 Glossário Introdução Teoria Wi-Fi História Descrição: SNR O que é a relação sinal-ruído? (Wikipedia s.d.) Como analisar? Qualidade/Intensidade Interferências Metodologia Resultados Conclusão Referências bibliográficas A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 4/23

5 Abreviaturas/ Siglas FEUP Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto; SNR Signal Noise Ratio; Wi-Fi Wireless Fidelity; AEFEUP Associação de Estudantes da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto; IEEE Institute of Eletrical and Eletronics Engeneers; WPA Wifi Protected Access; WECA Wireless Ethernet Compatibility Alliance; A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 5/23

6 Lista de figuras Ilustração 1. Trademark da Wi-Fi Alliance Ilustração 2 Esquema do funcionamento do Wi-Fi Ilustração 3 Relação sinal-ruído Ilustração 4 Representação de diversos canais ao longo da gama de frequências Ilustração 5 Antenna diversity - Sinal recebido em db de acordo com a posição das antenas Ilustração 6- Mapa numerado com os pontos onde foram retiradas as medições Ilustração 7- Mapa de cobertura da rede wifi na Feup nas zonas de lazer A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 6/23

7 Lista de Tabelas Tabela 1- Medições referentes ao dispositivo OnePlus One Tabela 2- Medições referentes ao dispositivo Tablet Samsung Galaxy Tab 3 7.0(Tablet) Tabela 3- Medições referentes ao dispositivo Samsung Galaxy Ace (Samsung) Tabela 4- Tabela referente à média das medições de cada ponto Tabela 5- Continuação da tabela anterior A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 7/23

8 Glossário Modem é um dispositivo eletrônico que modula um sinal digital numa onda analógica, fazendo também o processo oposto; Router dipositivo que encaminha pacotes de dados entre redes de computadores; Access Point - é um dispositivo numa rede sem fio que realiza a comunicação entre todos os dispositivos móveis; Hotspot é um local onde está disponível o acesso á Internet via Wi-Fi; Ruido neste caso é uma combinação simultânea de sons de todas as frequências não necessárias. A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 8/23

9 1. Introdução Nos últimos anos a nossa faculdade tem investido bastante no melhoramento da qualidade e cobertura da rede wifi. Para isso foi aumentando ao longo dos anos o número de access points tornando-se uma das melhores redes da Universidade do Porto. Sendo que no ano corrente o campus tem cerca de 150 access points. No âmbito deste projeto foi nos proposto realizar um trabalho sobre o sinal wi-fi no Campus da FEUP. Fomos encarregues de realizar medições relacionadas com a cobertura de rede. Para avaliar o sinal, foi necessário estudar a força desse sinal e a relação sinalruido, nas zonas de lazer da faculdade, nomeadamente: Parques de estacionamento; Jardins da faculdade; Cafetaria; Bar da biblioteca; Cantina; AEFEUP; Zonas exteriores frequentemente utilizadas; Corredor principal. Neste relatório pretendemos informar a comunidade estudantil da Universidade do Porto acerca da qualidade da rede wifi da Faculdade de Engenharia. Com o intuito de permitir à comunidade usufruir ao máximo deste serviço. Pretendemos, também indicar falhas na cobertura. A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 9/23

10 2. Teoria 2.1 Wi-Fi História A norma IEEE , mais conhecida como Wi-Fi é atualmente a forma mais popular de acesso á internet através de um ponto de acesso, sendo possível encontrar este tipo de redes nos mais diversos locais, como por exemplo, hospitais, escolas, faculdades, entre outros. A popularidade apresentada por este tipo de redes deve-se em especial a mobilidade que estas oferecem a quem usufrui das mesmas. (IEEE-SA s.d.) (Wifi Aliance s.d.) Durante o seculo XX ocorreram vários estudos e tentativas de criação de redes sem fios, contudo esta tecnologia só seria cimentada em 1999, com o aparecimento da Wireless Ethernet Compatibility Alliance ( WECA ), mais tarde conhecida como Wi-Fi Alliance. Este grupo tem como objetivo a certificação de interoperabilidade de produtos de rede local baseados na norma IEEE , sendo estes os donos da marca registrada Wi-Fi. (Wikipedia s.d.) (Tecmundo s.d.) Descrição: Ilustração 1. Trademark da Wi-Fi Alliance As redes Wi-Fi funcionam por meio de ondas de radio, estas são emitidas por um modem e enviadas para um adaptador, denominado router, que recebe os sinais e os encaminha a partir de uma antena para uma determinada rede de destino. Para que isto seja possível é preciso que o dispositivo esteja dentro do raio de ação do Access Point, conhecido como hotspot. As redes de Wi-Fi, utilizam como segurança os WPA (Wifi Protected Access) ou em caso de um alto grau de segurança o WPA2. Estas formas de segurança baseiam se na autenticação e cifragem dos dados da rede. (Pplware Ilustração 2 Esquema do funcionamento do Wi-Fi. s.d.) A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 10/23

11 2.2 SNR O que é a relação sinal-ruído? Em telecomunicações utiliza-se a relação sinal ruído com o objetivo de ser feita uma razão entre a potência de sinal que contém informação e a potência de um sinal com ruído expressa normalmente em décibeis. Com isto, analisa-se o quão sobreposto está o sinal do ruído em relação ao da informação. Esta relação tem utilidades para diversos casos como na análise de sistemas de rádio-frequência, distribuição de sinais de vídeo, sistemas de televisão a cabo, sistemas de satélite ou ainda na instrumentação ou medições que se aplicam ao nosso caso em concreto tendo em conta o objetivo da análise da cobertura que a rede wifi possui sobre a faculdade. (Wikipedia s.d.) Como analisar? Sabendo que o SNR é a relação sinal-ruído, que o P sinal é a potência do sinal em Watt e que o P ruído é a potência do ruído em watt temos então: SNR = Para além disso e sabendo que o SNR é relação sinal-ruído em decibéis, que S dbm é a potência do sinal desejado recebido em decibéis e que N dbm é a potência do ruído em decibéis temos então: SNR db = S dbm N dbm ou SNR db = 10log 10 (Wikipedia s.d.) A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 11/23

12 Qualidade/Intensidade Tendo em conta todas as relações anteriormente formuladas, matematicamente é nos permitido concluir o seguinte: Maior a relação sinalruído Melhor a qualidade do sinal recebido Menor a relação sinalruído Pior a qualidade do sinal recebido Menor a taxa de erros Maior a taxa de erros Ilustração 3 Relação sinal-ruído Interferências Quando é feito o planeamento da cobertura de rede sobre uma determinada área como a da Faculdade de Engenharia um dos principais problemas do processo é precisamente o ruído causado muitas das vezes pela interferências dos canais. Para evitar tal situação é necessária uma organização previamente pensada para aquando da sua implementação seja obtido um bom funcionamento na estrutura final. Em termos práticos é indispensável configurar os pontos de acesso da faculdade de maneira a que não operem, por exemplo, com a mesma frequência. Observando a figura abaixo, existem três canais estipulados que não sofrem sobreposição. São eles o 1,6 e 11. (Pplware 2009) Ilustração 4 Representação de diversos canais ao longo da gama de frequências A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 12/23

13 Sinal Recebido em db Atualmente, os engenheiros têm trabalhado para maximizar a relação do sinal-ruído usando técnicas avançadas que a cada dia tornam-se mais eficazes. Uma muito usal é providenciar à fonte um elevado nível de energia no sinal de saída sendo que a potência máxima é de 100 mil watts. Para além disso, o método antenna diversity, onde se usa mais de duas antenas, garante uma maior qualidade no sinal. É também sempre importante otimizar a performance e transmissão de dados entre as antenas bem como a sua orientação. (Search Networking s.d.) (Antenna-theory s.d.) Em suma, é de notar que ao mesmo tempo em que estes métodos se tornam mais eficazes somos levados a um patamar onde não é possível fazer muito mais, podendo-se, por isso, afirmar que chegámos a um ponto máximo de melhoramentos o que não implica que com investigações e descobertas futuras seja provado o contrário. Posição Ilustração 5 Antenna diversity - Sinal recebido em db de acordo com a posição das antenas. A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 13/23

14 3. Metodologia Escolha do método para as medições: Perante o nosso projeto decidimos usar três dispositivos por medida, visto que nem todos os dispositivos são iguais e por isso podem ter sensibilidades diferentes. Deste modo, tornamos os dados mais credíveis e identificamos com facilidade as medições falaciosas, podendo assim exclui-las. Caso utilizasse-mos apenas um dispositivo, esse poderia apresentar medições erradas, e por isso apresentaríamos dados falsos. Apesar deste método ser mais demorado em relação a outros, nos quais se dividem os dispositivos fazendo apenas uma medição por ponto, neste processo as informações recolhidas são mais precisas, apresentando menos erros, sendo assim mais próximas da realidade. Os dispositivos usados para efetuar as medições foram: OnePlus One, Tablet Samsung Galaxy Tab 3 7.0(Tablet), Samsung Galaxy Ace (Samsung). Escolha da aplicação usada: Para efetuarmos as medições usamos a aplicação Android gratuita Wi-Fi SNR que nos fornecia informação referente á força do sinal e ao SNR (Signal-to-Noise Ratio). Com o objetivo de obter um panorama geral, optamos por escolher as áreas mais frequentadas, e nesses locais fazer um maior número de medições, de forma a aproveitar o tempo de uma forma útil para o projeto. Escolha do mapa: O nosso grupo decidiu definir uma escala de modo a que os pontos de cada região ficassem agrupados dentro da mesma. Assim, preenchemos o mapa por regiões sendo as paredes as fronteiras. Consideramos um bom sinal como sendo aquele com valor próximo de aproximadamente -50dBm, uma vez que este foi o menor valor registado. Sendo que o mau sinal é aquele que está perto dos -90dBm. A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 14/23

15 4.Resultados OnePlus One SNR Signal Strengh , OnePlus One SNR , Signal Strengh ,5-65 OnePlus One SNR Signal Strengh OnePlus One SNR Signal Strengh Tabela 1- Medições referentes ao dispositivo OnePlus One A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 15/23

16 Tablet SNR -4,4-8, ,3-10, ,2 3, , Signal , , , , , , , Strengh 87 Tablet SNR , Signal , ,5-63, ,6-60,4-69,3-71, ,6-76 Strengh Tablet SNR , , Signal Strengh -70, , , ,5-74,8-74, , Tablet SNR Signal Strengh Tabela 2- Medições referentes ao dispositivo Tablet Samsung Galaxy Tab 3 7.0(Tablet) A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 16/23

17 Samsung SNR Signal Strenght Samsung SNR Signal Strenght Samsung SNR Signal Strenght Samsung SNR Signal Strenght Tabela 3- Medições referentes ao dispositivo Samsung Galaxy Ace (Samsung) A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 17/23

18 Média SNR -3,47-5,13-0, ,15-8, ,5-5,07-2,2-2,67 0,33-4,5-4,33-2,9-5, , ,33-1,5 Signal Strengh -87,67-86, ,5-87, ,67-84, ,15-90,15-81,6-84, , ,55-72,00-86,50 0 Média SNR -2,5 0,5-2, ,67-9,33-6, ,33 1,3 0-0, , ,33-2,67 2,50-4,5-2,33 Signal Strengh -80,70-81,50-85,67-83,00-82,33-85,33-86,33-85,00-83,33-73,00-70,67-65,33-69,33-63,67-81,33-62,33-56,00-56,67-65,33-59,00-64,50-36,00 Média SNR ,33-3,33 1,33 2, ,67-1,67-5,67 7-0,33-0,33-2,50 0,33 1-2,33 0,33-2,1 Signal ,77-77,00-70,17-67,83-73,00-72,67-73,00-74,67-74,33-70,87-71,80-73,43-58,40-73,33-81,50-73,87-79,33-75,93-76,00-67,00 Strengh Tabela 4- Tabela referente à média das medições de cada ponto A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 18/23

19 Média SNR ,33-0,33 2,5 0-1,67-0,33-5,5-4,33 3, ,5 1, , ,67 4 2,33 0,50 Signal ,67-68,53-76,00-67,33-72,67-71,67-74,50-78,50-73,93-71,13-76,00-77,25-74,67-76,33-79,67-76,67-75,33-83,00-77,67-84,50 Strengh 71,63 78,00 Média SNR 0 1,5-1 0,5 1-1,67 2,00 2,50-1,33-0,33-6,33-2,00-0,50 1,50-0,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00-4,67 Signal Strengh -83,50-84,50-86,00-81,50-77,33-58,67-56,33-63,50-68,00-73,00-74,67-77,50-83,50-84,00-82,50-93,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00-81,00 Média SNR -4,33 0,67-1,00-3,00-6,50-7,33-4,50 1,67-2,00 2,00-1,67 0,00 0,00 0,00 Signal Strengh -69,67-62,33-70,67-83,33-77,00-81,00-85,50-77,67-82,00-82,00-81,00 0,00 0,00 0,00 Tabela 5- Continuação da tabela anterior A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 19/23

20 Ilustração 6- Mapa numerado com os pontos onde foram retiradas as medições A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 20/23

21 Ilustração 7- Mapa de cobertura da rede wifi na Feup nas zonas de lazer A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 21/23

22 5. Conclusão Através deste projeto, podemos concluir que a rede wireless da nossa faculdade é bastante boa e sempre esteve à frente do seu tempo. A faculdade providencia a toda a comunidade uma rede de qualidade, sem custos capaz de satisfazer as necessidades de todos, tornando facilitado o acesso à Internet. Apesar disso, a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, futuramente, poderia melhorar a cobertura do sinal Wi-Fi em algumas zonas do seu Campus, de forma a providenciar, a todos os estudantes e docentes, um serviço com ainda melhor qualidade. Estas melhorias poderiam eventualmente ser efetuadas em locais de elevada frequência, nos quais se verifica um sinal de reduzida intensidade, nomeadamente em áreas como o bar da biblioteca e a cafetaria. Um outro local onde se poderia efetuar alterações, seria na cantina, onde se verifica a ausência total de cobertura de sinal W-Fi. Para os utilizadores que pretendam usufrir deste serviço, recomendamos que recorram à entrada da FEUP, ao longo de todo o corredor B e também na AEFEUP, tendo em conta que foram os locais onde registamos um melhor sinal. Não recomendamos o acesso à eduroam nos parques de estacionamento, visto que o sinal era muito fraco e por vezes inexistente. A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 22/23

23 6. Referências bibliográficas Antenna-theory. s.d. (acedido em 15 de 10 de 2014). IEEE-SA. s.d. (acedido em 10 de 10 de 2014). Pplware. 10 de 3 de (acedido em 2 de 10 de 2014). Pplware. s.d. (acedido em 20 de 10 de 2014). Search Networking. s.d. (acedido em 5 de 10 de 2014). Tecmundo. s.d. (acedido em 10 de 10 de 2014). Wifi Aliance. s.d. (acedido em 12 de 10 de 2014). Wikipedia. s.d. (acedido em 2 de 10 de 2014). Wikipedia. s.d. (acedido em 7 de 10 de 2014). A Cobertura Wi-Fi da FEUP Qual a Qualidade da Cobertura Wi-Fi da FEUP em Lugares de Lazer? 23/23