Laudo de Viabilidade Técnica e Econômica para Rede Wireless do CDT

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1 Laudo de Viabilidade Técnica e Econômica para Rede Wireless do CDT

2 1. Pré Requisitos Com base no que foi proposta, a rede wireless do Bloco K da Colina deve atender aos seguintes requisitos: Padrão IEEE g Cobrir as áreas internas do térreo, primeiro e segundo andar do bloco; Garantir acesso seguro para os seguintes serviços: Transferência de arquivos; Acesso à Internet; Acesso Transacional a Banco de Dados; Compartilhamento de arquivos e impressoras; VoIP Predizer eventuais mudanças de Layout. Dividir o acesso em três sub-redes: Sub-rede CDT; Sub-rede ITAE; Sub-rede empresas incubadas. 2. Apresentação Um planejamento eficiente deve ser baseado na predição precisa da cobertura que o sistema proporcionará, em particular é necessário que a metodologia utilizada forneça um conhecimento detalhado da propagação da onda eletromagnética em meios heterogêneos constituídos por obstáculos diversos como, por exemplo, prédios, vegetação, materiais metálicos, etc; tais como os ambientes indoor onde as redes wireless são instaladas. Nestes ambientes, as ondas eletromagnéticas são absorvidas, refletidas, refratadas e espalhadas de maneira aleatória pelos obstáculos que compõe o ambiente. Além disso, ocorre também a penetração parcial de ondas eletromagnéticas através das paredes e sobre os

3 telhados dos prédios. Desta forma, é difícil calcular analiticamente a distribuição de amplitudes de uma onda emitida por uma antena colocada nas redondezas de tais obstáculos. As duas maneiras básicas de escolha dos pontos de acesso wireless LAN em um ambiente indoor são: distribuição manual usando uma análise do local (site survey) baseado em medidas empíricas ou planejamento usando uma ferramenta de software com modelos internos de propagação do sinal. O planejamento baseado em modelo de propagação é reconhecido como uma aproximação altamente preferencial para o projeto de redes wireless de grande porte, como o do novo prédio do CDT. A metodologia utilizada neste trabalho foi desenvolvida por pesquisadores, estudantes e professores da Universidade de Brasília e consiste na demonstração das áreas de cobertura e potências de cada antena (access point) utilizada no projeto. Assim sendo, este trabalho visa apresentar: Laudo de viabilidade técnica, demonstrando os pontos atingidos pelo sinal, bem como a potência e a área de cobertura em cada localidade. Descrição das antenas e equipamentos a serem utilizados no projeto. Localização e tipo de configuração das antenas (posição, modo de configuração dos Access points, interface com a rede cabeada). O objetivo principal é tornar este trabalho em um manual que possa ser utilizado na instalação, compreensão e suporte para a rede wireless do novo prédio do CDT. 3. EQUIPAMENTOS Para atender a todos os requisitos da rede, faz-se necessário o conhecimento de parâmetros fundamentais, tais como o tipo de antena

4 (ganho, diagrama de radiação, etc.) e equipamentos que possam minimizar os custos e otimizar a eficiência do sistema; enfim obter a especificação adequada para o perfeito funcionamento. Assim, os seguintes equipamentos foram selecionados para a instalação da rede wireless CDT-UnB: Descrição Quant. Unidade Preço Unitário Preço Access Point Wireless POE 9 Unidade R$ 1.010,29 R$ 9.092,61 Switch POE 1 Unidade R$ 7.000,00 R$ 7.000,00 Cabos UTP Cat 6 1 caixa R$ 550,00 R$ 550,00 Conector RJ-45 macho cat6 27 Unidade R$ 1,20 R$ 32,40 Conector RJ-45 fêmea 9 Unidade R$ 6,00 R$ 54,00 Canaleta PVC 20x10 14 barra R$ 2,20 R$ 30,80 Miscelâneos (porcas,arruelas, etc.) 1 Verba R$ 30,00 R$ 30,00 Total R$ ,81 As especificações e as justificativas para cada um, fora o servidor, seguem abaixo: Access Point Wireless Padrões: IEEE b / IEEE g / IEEE Ethernet / IEEE 802.3u Fast Ethernet/ IEEE af (Suporte PoE) ; Suporte para Padrão PoE IEEE af Portas: Power, Internet, Ethernet; Tipo de Cabeamento: Cat 6. Potência de Transmissão: 15dBm. Ganho da Antena: 5 dbi ou 2.15 dbi. Modo de Operação: Access Point; Gerenciamento: DHCP Cliente/Servidor / Telnet, HTTP e SNMP. Justificativa: Serão utilizados 9 pontos de acesso (access point) com antenas omnidirecionais (propagação igual para todos os lados) em

5 pontos estrategicamente definidos no projeto (ver seção 5). A taxa de transmissão será de 54 Mbps, sendo assim compatível com o padrão g. Além disto, estes pontos de acesso deverão possuir suporte compatível com o padrão IEEE af (PoE - Power Over Ethernet), afim de garantir alimentação elétrica via cabo Ethernet, reduzindo assim custos na instalação. O modo de operação será o de Access Point (ver seção 4). Cabos UTP Cat 6 Categoria EIA/TIA: 6; a. Resistência CC Máxima: 9,38 W/100 m; b. Capacitância Mútua - Nominal: 46 pf/ m; c. Impedância característica: 100[+/-15] Ohms de MHz NVP: 0,69; Justificativa: Cabo padrão exigido na transmissão de dados pela norma ANSI TIA/EIA-568A. Conector RJ-45 macho e fêmea Interface física para conectar redes de cabeamento estruturado padrão 568-A e 568-B (categorias 4, 5, 5e e 6) Justificativa: Conector padrão exigido na transmissão de dados pela norma ANSI TIA/EIA-568A. [4]

6 4. Topologia e configuração da Rede Wi-Fi 5. Área de Cobertura da Rede Wi-Fi De acordo com a descrição apresentada no projeto, para determinar a área de cobertura da rede Wi-Fi, foram utilizados métodos numéricos de predição eletromagnética. Assim é possível atender a maior área de cobertura sem prejudicar a qualidade do serviço. Os dados apresentados a seguir mostram as informações obtidas do método numérico utilizado na obtenção da melhor área de cobertura.

7 5.1. Informações do Térreo: Access Points Selecionados Tabela 1 ESSID Nome Banda / Canal Auditório Auditório g / 6 Visitantes Espaço Comum g / 11 Incubadora 1 Sala Incubadora Grande g / 1 Incubadora 2 Sala Incubadora Pequena g / 6 Potência Transmitida e Informações da Antena Tabela 2 Nome Potência Transmitida Antena Altura Auditório 10 Antena Omni-directional (2.15 dbi) 2.5 Espaço Comum 10 Antena Omni-directional (2.15 dbi) 2.5 Sala Grande Incubadora 50 Antena Omni-directional (2.15 dbi) 2.5 Sala Incubadora 50 Antena Omni-directional (2.15 dbi) 2.5 Pequena

8 Localização dos Access Points e Potência do Sinal: Figura 1: Localização e Nível de Potência doa Access Points A figura acima mostra a área de cobertura prevista do Térreo do novo prédio do CDT para a taxa de transmissão máxima de 54Mbps com os 4 access points instalados. A potência do sinal apresentado varia de acordo com a escala de cores RGB apresentada abaixo, onde o vermelho representa o sinal mais forte (20 dbm) e azul o sinal mais fraco (-66 dbm) para 54 Mbps. 20 dbm -66 dbm Entretanto, segundo o padrão IEEE g e as especificações do access point instalado, a transmissão de dados ocorre até a potência de -89 dbm para a taxa de 2 Mbps. Isso significa que onde houver sinal até este valor, é possível conectar-se a rede Wi-Fi. Para fazer esta análise, foram utilizados os dados obtidos na simulação para certificar a área de cobertura do térreo.

9 Nível de Interferência: A figura a seguir mostra o ponto aonde ocorre a interferência intersimbólica dos access points. Com base neste resultado, foram selecionados os canais apresentados na tabela1. Note que o local onde ocorre interferência está fora do alcance dos usuários. Figura 2: Nível de interferência intersimbólica entre os access points. do Térreo.

10 Taxa de Transferência: Figura 3: Taxa de Transferência do Térreo. A figura acima mostra os valores estimados da taxa de transferência do local, em relação ao percentual mínimo de sinal ruído captado por um cartão PCMCIA wireless em Mbps. Observe que na área de cobertura prevista pela rede, todos os locais do térreo onde haverá demanda de usuários possuem nível de sinal suficiente para a conexão a 54 Mbps, que é maior velocidade permitida pela tecnologia Wi-Fi. Tabela 3: legenda da velocidade da rede 1,0 2,0 5,5 6,0 9,0 11,0 12,0 18,0 24,0 36,0 48,0 54,0

11 5.2 Informações do 1 Pavimento: Access Points selecionados Tabela 4 ESSID Nome Banda / Canal Rede CDT 1 Colaboradores g / 6 Rede CDT 2 Colaboradores g / 11 Rede CDT 3 Colaboradores g / 1 Rede CDT 4 Colaboradores g / 11 ITAE ITAE g / 6 Potência Transmitida e Informação das Antenas: Tabela 5 Nome Potência Transmitida Antena Altura Colaboradores 1 50 Omni-directional Antenna (2.15 dbi) 2.5 Colaboradores 2 50 Omni-directional Antenna (2.15 dbi) Colaboradores 3 10 Omni-directional Antenna (2.15 dbi) Colaboradores 4 10 Omni-directional Antenna (2.15 dbi) ITAE 50 Omni-directional Antenna (2.15 dbi)

12 Localização dos Access Points e Potência do Sinal: Figura 4: Localização e potência do sinal dos Access Points. A figura acima mostra a área de cobertura prevista do 1 pavimento do novo prédio do CDT para a taxa de transmissão máxima de 54Mbps com os 5 access points instalados. A potência do sinal apresentado varia de acordo com a escala de cores RGB apresentada abaixo, onde o vermelho representa o sinal mais forte (20 dbm) e azul o sinal mais fraco (-66 dbm) para 54 Mbps. 20 dbm -66 dbm Entretanto, segundo o padrão IEEE g e as especificações do access point instalado, a transmissão de dados ocorre até a potência de -89 dbm para a taxa de 2 Mbps. Isso significa que onde houver sinal até este valor, é possível conectar-se a rede Wi-Fi. Para fazer esta análise, foram utilizados os dados obtidos na simulação para certificar a área de cobertura do 1 pavimento.

13 Nível de Interferência: A figura a seguir mostra a área onde ocorre a interferência interssimbólica dos access points. Com base neste resultado, foram selecionados os canais apresentados na tabela 4. Note que o local onde ocorre interferência está no vão central do edifício, fora do alcance dos usuários da rede. Portanto, essa interferência apresentada na figura não atrapalhará no desempenho da mesma. Figura 5: área onde ocorre interferência entre os access points. do 1 Pavimento

14 Taxa de Transferência: Figura 6 A figura acima mostra os valores estimados da taxa de transferência do local, em relação ao percentual mínimo de sinal ruído captado por um cartão PCMCIA wireless em Mbps. Observe que na área de cobertura prevista pela rede, todos os locais do térreo onde haverá demanda de usuários possuem nível de sinal suficiente para a conexão a 54 Mbps, que é maior velocidade permitida pela tecnologia Wi-Fi. 6. Conclusão De acordo com a análise feita, foi possível certificar a viabilidade de instalação da rede wireless do novo prédio do CDT. Neste relatório, foram mostradas as informações pertinentes para que se torne possível a implementação do projeto da rede, bem como as características da mesma e as informações para que sua implementação seja a mais eficiente e viável possível.

15 Os dados apresentados para a área de cobertura foram obtidos através de métodos numéricos desenvolvidos na Universidade de Brasília. Entretanto podem ocorrer pequenas variações em relação à cobertura real depois que a rede estiver instalada e funcionando. Estas variações ocorrem por conta de informações que não podem ser previstas na simulação numérica, como por exemplo, o fluxo de pessoas nos corredores dos blocos. Entretanto, para a concepção da rede wireless, os dados obtidos são satisfatórios para obter as informações necessárias, afim de que se possa implementar um projeto eficiente e viável. Declaro que todas as informações contidas neste relatório estão de acordo com o projeto previsto para a instalação e configuração da Rede Wireless do novo prédio do CDT e que estas informações devem ser utilizadas para a execução deste projeto. Plínio Teixeira do Nascimento Junior. Engenheiro Eletricista. CREA-DF 13300D Sem Fio Engenharia LTDA