Será que a rede tem a qualidade necessária nos locais de trabalho da FEUP?

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1 Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores Será que a rede tem a qualidade necessária nos locais de trabalho da FEUP? Medição da qualidade da rede da FEUP Projeto FEUP Equipa 05: Turma: MIEEC001 André Ricardo Avelar Oliveira Diogo Mendes de Vasconcelos Pinto Rodrigues João Frederico da Silva Guimarães Marinho Nuno Rodrigues de Castro Santos Silva Tiago Jorge Maia Prata /11/2013 Supervisor: Sérgio Reis Cunha Monitora: Inês Machado Vaz

2 1 - Resumo A unidade curricular Projeto FEUP tem como principais objetivos mostrar a todos os alunos da FEUP os variados serviços que esta tem para lhes oferecer, assim como aumentar a capacidade de trabalho em equipa que será algo necessário a todos os futuros engenheiros. Este relatório é assim destinado á UC Projeto FEUP, onde será desenvolvido o tema das redes sem fios, analisando, neste caso a rede eduroam, tendo como grande finalidade a resposta ao problema: Será que a rede tem a qualidade necessária nos locais de trabalho? 2

3 2 Palavras-Chave: Eduroam Nível de sinal Rede Wi-fi Router Frequência Intensidade de sinal Potência de sinal Interferência Velocidade Canal Tráfego Conectividade Taxa de transferência Wireless Propagação Abrangência Investimento Pontos de acesso 3

4 3 Agradecimentos Os elementos do grupo aproveitam este relatório para agradecer a todos os que, direta ou indiretamente contribuíram para a realização do trabalho, nomeadamente ao monitor Sérgio Reis Cunha e á monitora Inês Machado Vaz pelas diretrizes, orientações e esclarecimentos necessários prestados, mostrando-se sempre disponíveis para nos ajudar. Além disso a equipa gostaria de deixar uma grande nota de agradecimento à Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto pelos serviços disponibilizados, assim como aos professores encarregados de fazer as palestras do Projeto FEUP, durante a primeira semana, que se revelaram muito úteis. 4

5 Índice Resumo Palavras-Chave: Agradecimentos Introdução Programas utilizados Efeito das Interferências Causas da interferência Rede eduroam Análise da rede eduroam Análise do edifício L Conclusão Bibliografia

6 4 Introdução MIEEC/FEUP A primeira rede de comunicações sem fios (wireless) foi desenvolvida em 1971 na universidade do Hawaii pelo professor Norman Abramson, usando rádios amadores de baixo custo. Nos anos seguintes a utilização de redes wireless era muito pouco frequente devido ao elevado custo nas primeiras fases de desenvolvimento, e apenas utilizada quando o acesso através de cabos LAN era difícil ou impossível. Com o passar do tempo e com o desenvolvimento de redes wireless mais capazes, estas tornaram-se algo sempre presente em habitações e locais públicos, sendo extremamente úteis para se aceder á internet nos dispositivos com essa capacidade, cada vez mais frequentes, como portáteis e smartphones. O tema abordado neste trabalho é a avaliação da qualidade da rede eduroam nos locais de trabalho da FEUP. O principal objetivo é saber se o nível do sinal nos principais locais de estudo, aulas e trabalho é adequado à necessidade dos seus utilitários, tanto estudantes, como docentes e funcionários. Ao longo deste trabalho iremos falar um pouco do funcionamento das redes wireless sem fios, e postar as nossas conclusões após uma ampla investigação acerca de diversas características da rede, em vários pontos dentro da FEUP, concluindo dizendo se a rede é suficientemente capaz de aguentar o elevado tráfego, especialmente nos sítios nos quais esta é mais necessária. 6

7 5 Metodologia MIEEC/FEUP 5.1 Programas utilizados Para realizar este trabalho foram usadas as seguintes aplicações Android: Info sinal de rede (figura 1) usado para medir a intensidade do sinal (dbm), o canal da rede eduroam, a frequência (Hz) associada ao respetivo canal e a velocidade Wi-fi; Wi-fi Analyser (figura 2) usado para verificar a existência de interferência e, caso existisse, indica o nome da rede que interfere com a eduroam e a diferença de potencial (dbm); Speedtest (figura 3) usado para medir a velocidade de upload e download de ficheiros da rede eduroam nos vários locais de teste. Figura 1 - Info Sinal de Rede 7

8 Figura 2 e 3 - Wi-fi Analyser (à esquerda) e Speedtest (à direita) 5.2 Mapeamento dos locais estudados Para a elaboração dos mapas, foi apoiada no programa de computador MatLab, assegurando uma boa compreensão e análise dos dados recolhidos. O sistema de cores permite uma rápido identificação das diferenças entre os pontos. Figura 4 Variação de Potencia de Sinal no Bloco B, piso 2 setor C 8

9 Figura 5 Potencia de Sinal - Bloco B1 Figura 6 Potencia de Sinal - Bloco B2 6 Efeito das Interferências As interferências têm efeitos negativos na rede Wi-fi, tais como: Uma diminuição na taxa de transferência de dados através de uma rede Wi-Fi; A conexão sem fios muitas vezes é atordoada, podendo mesmo existir a perda total da conectividade; Pode também existir uma maior dificuldade no emparelhamento de dispositivos durante a descoberta de um dispositivo Bluetooth. 9

10 7 Causas da interferência MIEEC/FEUP A interferência é provocada muitas vezes por vizinhos (outros utilizadores) que se apresentam no mesmo canal de frequência que o nosso. Essa largura de banda (canal de frequência) deve-se em parte ao fato da WLAN utilizar a chamada banda não licenciada (frequência de 2.4GHz), que não necessita de autorização dos órgãos regulamentadores para ser utilizada, o que lhe proporciona uma grande popularidade e facilidade de instalação em domicílios. Por outro lado, essa vantagem económica pode-se transformar numa desvantagem crucial para o bom funcionamento da rede em questão. A interferência é provocada por diversos dispositivos em canais de frequência aproximados, como por exemplo equipamentos e máquinas, tendo também a espessura e constituição das paredes uma influência significativa neste aspeto. Os fatores naturais como as condições do tempo, chuva, raios, ventos e vegetação densa também causam interferências ou uma atenuação do sinal da rede. 10

11 8 Rede eduroam Por sua vez, no Campus da FEUP para aceder à rede eduroam é necessária uma autenticação e assim esta consegue adquirir uma excelente segurança de rede para os vários ataques a que está sujeita. Para além deste facto, existem muitos outras técnicas usadas nestes edifícios que ajudam a melhorar o sinal de rede, como o posicionamento do router wireless no ponto central e o afastamento de superfícies passíveis de interferência. Existe ainda uma outra técnica muito importante e bem implementada, que é a disponibilização de 150/200 pontos de acesso por edifício aumentando assim abruptamente o nível de sinal de rede na FEUP. 11

12 Figura 7 Potência de Sinal - Biblioteca Como se pode ver nestes gráficos de velocidade de download da biblioteca, cujos valores foram registados numa hora de grande utilização, a velocidade apresenta valores muito baixos, independentemente do sítio onde nos encontramos. 12

13 9 Análise da rede eduroam Nos dias 7 e 14 de Outubro de 2014 por volta das 15 horas retirouse alguns dados a partir das nossas aplicações já evidenciadas (Wi-fi Analyser, Speedtest e Info sinal de rede). Por consequente, sendo o edifício L um espaço muito utilizado por todos estudantes para a realização de projetos, trabalhos, estudo e a disponibilização de enormes salas de computadores, o sinal de rede neste edifício deveria ser excelente. Com todas estas vantagens do edifício L, decidiu-se fazer uma avaliação detalhada deste. 9.1 Análise do edifício L Análise 1: (dia 7 de Outubro de 2014) Neste dia, obteve-se através do programa Info sinal de rede, valores de velocidade máxima que o router consegue com pouco relevância, estes entre os 10 e 20 MB/s e com uma intensidade entre os -60 e -85 dbm, 13

14 com estes resultados conseguimos afirmar que a intensidade do sinal MIEEC/FEUP depende muito do local (fundo do corredor, meio do corredor e entrada). Figura 8 Interferências -Departamento L Figura 9 Potência de sinal -Departamento L 14

15 Avaliando mais detalhadamente no piso 0, nas salas L004,L003, MIEEC/FEUP existiu algo curioso. Apesar das salas serem bastante próximas os canais e a frequência não são iguais como se pode verificar: L MHz de frequência, canal 1 L MHz de frequência, canal 11 Por sua vez, os dados obtidos quanto à frequência foram quase insignificantes, no entanto, já referente à velocidade de download e upload, os resultados foram os seguintes: L Mb/s de velocidade de download e 4,84 Mb/s de velocidade de upload L Mb/s de velocidade de download e 0.70 Mb/s de velocidade de upload 10 Conclusão Através da realização deste relatório pode-se obter mais conhecimentos acerca do funcionamento geral de redes sem fios, tanto os emissores destas como os receptores. Além disso conseguiu-se obter várias informações relativamente á rede eduroam, nomeadamente em pontos que se poderão melhorar. Sendo a FEUP o local de trabalho e estudo para milhares de pessoas, é necessário ter uma rede wireless capaz de aguentar um tráfego intensivo e extenso Em zonas nas quais há um elevado tráfego e utilização, especialmente na 15

16 biblioteca, há um decréscimo da qualidade geral, tal como uma maior MIEEC/FEUP dificuldade de captação e conecção à rede e da diminuição da velocidade de upload & download. Por sua vez, em outros diferentes pontos da faculdade, sobretudo naqueles em que se verifica interferências de redes ativas nos mesmos canais, áquela a que o dispositivo receptor está conectado, há uma grande dificuldade a conectar-se á rede eduroam. Em suma, a rede eduroam da FEUP é um ótimo serviço de qualidade que, apesar de uns pequenos defeitos, consegue distribuir, a mais de 7000 alunos, professores e "staff", uma ligação sólida á internet que abrange uma grande área. 11 Bibliografia [1]