tutorial wifi 3

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Wi-Fi e WiMAX III: As Tecnologias de Rede Sem Fio

Esta srie de tutoriais apresenta um estudo de algumas das tecnologias de transmisso de dados atravs de sistemas de comunicao sem fio, wireless, utilizadas em redes. Nos sistemas wireless atuais observa-se uma alta qualidade de transmisso de dados aliada a comunicao atravs de distncias cada vez maiores. Dentre essas tecnologias, o WiFi (Padro IEEE 802.11) e o WiMax (Padro IEEE 802.16) se destacam, apresentando caractersticas que so comparadas no decorrer deste trabalho, mostrando como elas coexistem e complementam-se de modo a prover solues integradas para o acesso s redes de comunicao. Este tutorial parte III apresentar as diferenas existentes entre as tecnologias WiFI e WiMax , e a seguir a pesquisa exploratria de aplicaes prticas dessas tecnologias, composta por uma descrio dos principais parmetros relacionados ao projeto de um sistema de rede wireless, incluindo ainda valores empricos obtidos atravs de pesquisa junto a empresas que j utilizam esse tipo de soluo. Esta srie de tutoriais foi desenvolvida a partir do Trabalho de Graduao Interdisciplinar Comparaes entre as Tecnologias WiFi e WiMax: Um Breve Estudo Exploratrio elaborado pelo Anderson e pelo Bruno, para ser apresentado Faculdade de Computao e Informtica, da Universidade Presbiteriana Mackenzie, como exigncia parcial para a obteno do grau de Bacharel em Sistemas de Informao.

Anderson Porto da Silva Bacharel em Sistemas de Informao pela Universidade Presbiteriana Mackenzie. Atuou como Programador ASP e Javascript na Aborgine S.A., exercendo atividades de desenvolvimento de pginas interativas, com comunicao bancria. Email: [email protected]

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Bruno Tarouco lvares Soares Bacharel em Sistemas de Informao pela Universidade Presbiteriana Mackenzie (2008) e Tcnico em Informtica pelo Servio Nacional de Aprendizagem Comercial (SENAC, 2005). Atuou como Tcnico de Informtica na CODY Informtica, exercendo atividades de instalao de hardware e software em computadores e redes nos ambientes Windows e Linux e como Estagirio no Banco ABN AMRO Real AS, exercendo atividades de consolidao e auditorias de dados em aplicativos do tipo banco de dados e planilhas. Atuou tambm como Tcnico de Telecomunicaes Junior na Ericsson Servios de Telecomunicaes LTDA, exercendo atividades de operao e anlise de problemas de sistemas de telecomunicaes. Atualmente trabalha como Solution Integrator Junior na Ericsson Servios de Telecomunicaes LTDA, exercendo atividades de implantao e integrao de sistemas de telecomunicaes. Email: [email protected]

Categorias: Banda Larga, Redes de Dados Wireless

Nvel: Introdutrio Enfoque: Tcnico

Durao: 20 minutos Publicado em: 27/04/2009

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Wi-Fi e WiMAX III: Introduo

Nos ltimos anos, as redes de computadores tem se popularizado. H basicamente dois tipos de redes: redes com fio, utilizando meios fsicos de comunicao (cabos) e redes sem fio que utilizam o ar como meio de comunicao, onde trafegam sinais de rdio-freqncia e a transmisso e recepo ocorre atravs de antenas, sistema Wireless. Entre os possveis sistemas de comunicao para redes wireless pode-se destacar o sistema WiFi (Wireless Fidelity), e o sistema WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Com a popularizao recente da tecnologia WiFi nas redes locais, os usurios finais tem acesso a conexo de a banda larga, visto que, o sistema permite que dispositivos se conectem rede local (LAN Local Area Network) e Internet a velocidades de at 54 Mbit/s (banda larga), livres de cabos e com portabilidade, porm sem mobilidade plena, ainda que restrita a 100 metros de cada ponto de acesso. O WiMax, por sua vez, integra infra-estruturas de redes que vo desde as redes de rea local sem fio (LAN) at as redes metropolitanas (MAN Metropolitan Area Network), estas sendo seu principal foco. Embora o WiMax no proporcione um novo mercado, o sistema permite a utilizao da tecnologia wireless associada a reduo de custos quando comparada com solues j existentes, possibilitando o crescimento desse tipo de mercado. Os custos so menores com o WiMax, pois o seu alcance (pode-se atingir at 50 km da antena de acesso) muito superior quando comparado ao seu antecessor o WiFi. O presente trabalho de pesquisa exploratria apresenta uma descrio de duas empresas que j utilizam o sistema de transmisso WiMax em cenrios diferentes e tambm ser visto um estudo feito na universidade Pontifica em Campinas. Uma dessas empresas migrou de uma rede padro (cabeada) para a rede sem fio, WiMax. A segunda empresa estudada migrou do WiFi para o WiMax, porm a soluo adotada foi uma integrao entre os dois sistemas de transmisso de dados sem fio. J a universidade, implementou em um cenrio parecido com o segundo caso que ser estudado, em um processo de integrao das duas tecnologias, WiMax e WiFi. Objetivo Tecnologias de comunicao quando utilizam meios fsicos de comunicao como pares telefnicos, fibra-tica, ADSL e cable-modem esto disponveis para construo de redes, porm, sua utilizao no permite suprir acesso com mobilidade. Essa a motivao para a pesquisa de tecnologias alternativas de baixo custo que tenham potencial para atender esse tipo de demanda conhecida como comunicao wireless. As tecnologias atuais para a implantao de redes locais sem fio (Wireless Local Area Networks - WLANs) permitem a operao desse tipo de sistema em taxas de transmisso de dados relativamente altas quando comparadas s outras redes sem fio, como por exemplo, Bluetooth. Essas altas taxas de transmisso tm interessado at operadoras de redes celulares, as quais comeam a ver as redes IEEE 802.11 como um complemento s suas redes de acesso. Atualmente, a pesquisa de solues de comunicao de baixo custo para redes de computadores um dos tpicos mais importantes na rea de telecomunicaes. O objetivo deste trabalho estudar redes de comunicao sem fio, especificamente os sistemas WiFi e WiMax, observando sua operao, apresentando ainda uma avaliao de desempenho desse tipo de sistema wireless atravs da pesquisa exploratria onde so apresentados alguns parmetros de desempenho e a avaliao de sistemas prticos em funcionamento.

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Justificativa do Estudo O interesse pelo tema baseia-se na sua atualidade e na possibilidade de afetar o cotidiano das pessoas, que possuem acesso Internet rompendo as fronteiras territoriais e culturais, no limitando o acesso a pases subdesenvolvidos ou cidades distantes de grandes metrpoles, alm de trazer novas oportunidades de trabalho na rea tecnolgica. O tema WiMax representa a capacidade de conectar grandes reas geogrficas sem a necessidade de investimentos em infra-estrutura de alto custo, mobilidade e acesso a banda larga para um grande nmero de usurios, alm de apresentar promessas para permitir a incluso digital em todo mundo, principalmente nos pases e nas reas subdesenvolvidas. Metodologia adotada A metodologia adotada na formulao deste estudo apoiada em pesquisas realizadas em artigos e livros tcnicos, que abrangem o assunto de WiMax, utilizando essas informaes tcnicas e tericas como base para a realizao do trabalho, alm de pesquisas realizada nas empresas Casas Bahia Comercial Ltda e Diveo Broadband Networks Inc, auxiliando na elaborao da Pesquisa Exploratria. Estrutura do Estudo O tutorial parte I apresentou o padro WiFi, definido pela recomendao IEEE 802.11, descrevendo inicialmente os conceitos de redes e a seguir as caractersticas principais da tecnologia WiFi. O tutorial parte II apresentou o padro Wimax, definido pela recomendao IEEE 802.16, descrevendo os conceitos e as caractersticas principais da tecnologia, as recomendaes desenvolvidas pelo IEEE e noes de propagao e segurana. Este tutorial parte III apresenta as diferenas existentes entre as tecnologias WiFI e WiMax , e a seguir a pesquisa exploratria de aplicaes prticas dessas tecnologias, composta por uma descrio dos principais parmetros relacionados ao projeto de um sistema de rede wireless, incluindo ainda valores empricos obtidos atravs de pesquisa junto a empresas que j utilizam esse tipo de soluo. A presente pesquisa exploratria realizada se desenvolveu atravs das seguintes etapas:

Definio de parmetros relativos aos sistemas em estudo para a avaliao de desempenho. Nesse ponto da pesquisa, foi possvel levantar as informaes sobre: rea de cobertura do sinal, nmero de acessos simultneos rede, velocidade de acesso, taxa de transmisso dos dados, ndice de aprovao dos usurios, qual a modulao utilizada e o ndice de aprovao dos usurios.

Elaborao de questionrio de pesquisa a ser apresentado aos usurios corporativos das solues wireless em estudo. Para obter esses resultados, foi necessrio desenvolver um questionrio com 37 questes, e atravs das respostas obtidas foi possvel estruturar as informaes necessrias para o desenvolvimento coerente dessa pesquisa exploratria. Esse questionrio foi enviado para 4 empresas distintas: Casas Bahia Comercial Ltda, Diveo Broadband Networks Inc, GlobalWave Telecom e Prefeitura de So Caetano do Sul, porm, obteve-se xito em apenas duas delas, Casas Bahia Comercial Ltda e Diveo Broadband Networks Inc. Os dados sobre a Pontifcia Universidade Catlica de Campinas foram estudos e estruturados por Carlos Saldanha, tornando assim possvel a sua utilizao.

Coleta e organizao dos resultados das pesquisas. Comparao de resultados.

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Wi-FI e WiMAX III: Diferenas entre as Tecnologias

Esta seo descreve as diferenas tcnicas entre os padres IEEE 802.11 a partir do WiFi, e IEEE 802.16 atravs do WiMax, seu posicionamento e avalia os padres e a tecnologia associada com diversos modelos de utilizao. A diferena entre esses dois tipos de acessos metropolitanos, que o WiMax nada menos do que uma evoluo do WiFi. Os WISPs (Wireless Internet Service Provider - provedores de servios de Internet wireless) tm buscado tecnologias wireless que possibilitem o acesso metropolitano wireless. O acesso s reas muito remotas, ou que sejam muito difceis ou dispendiosas de alcanar, com as infra-estruturas cabeadas tradicionais (como a fibra) requer novas tecnologias e uma abordagem distinta. O Comit 802 do IEEE tem os seguintes grupos de trabalho ativos trabalhando na elaborao de normas de redes sem fio (Wireless), conforme apresentado na tabela 1.

Tabela 1: Redes wireless.

Grupo Tema Tecnologia

802.11 Wireless LAN (WLAN) WiFi

802.15 Wireless Personal Area Network (WPAN) Bluetooth, entre outras.

802.16 Broadband Wireless Access (BBWA) WiMax

802.20 Mobile Wireless Access Mobile-Fi

Fonte: TELECO 2008.

A figura 1 mostra as organizaes de padronizao de wireless, os padres, e suas capacidades (largura de banda e distncia).

Figura 1: Redes Wireless.

Fonte: LIMA 2008.

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As trs organizaes de padronizao na figura so:

Projeto de Parceria para a Terceira Gerao (3GPP). Instituto de Engenheiros Eltricos e Eletrnicos (IEEE). Instituto Europeu de Normas de Telecomunicaes (ETSI)

Os padres do IEEE e do ETSI so interoperveis e seu foco , principalmente, as redes wireless baseadas em pacotes (packets). O padro do 3GPP viabiliza os sistemas de comunicao mvel por celular e de terceira gerao(LIMA 2008). O WiFi como opo para implantao em reas metropolitanas, trata da interoperabilidade entre produtos baseados no padro IEEE 802.11, com as revises especficas. Foi projetado para a cobertura wireless de reas locais. Os produtos WiFiassociados com a opo de implantao do acesso metropolitano utilizam duas freqncias de rdio diferentes:

O padro 802.11a utiliza 5 GHz em uma interligao de AP (Access Point- Ponto de acesso) para AP (INTEL 2004).

Os padres 802.11b e 802.11g utilizam 2,4 GHz e so interoperveis. Os padres IEEE 802.11a, 802.11b e 802.11g utilizam distintas faixas de freqncia (tabela 12). Os dispositivos baseados nestes padres no trazem interferncia entre si. Por outro lado, dispositivos em bandas distintas no podem se comunicar. Por exemplo, um rdio IEEE 802.11a no pode se comunicar com um rdio IEEE 802.11b.

Tabela 2: Viso geral dos padres WiFi.

Padro WiFi Freqncia Modulao

802.11a 5 GHz OFDM

802.11b 2,4 GHz DSSS

802.11g 2,4 GHz OFDM

Fonte: INTEL 2004. Os principais benefcios de se usar o WiFi poder obter flexibilidade em relao a instalaes cabeadas, utilizar produtos do padro IEEE 802.11 de prateleira onde esto disponveis e seu investimento inicial tem custo racional para pequenas implantaes. Tem como restries o WiFi, a necessidade de uma grande base de assinantes para cobrir reas maiores, o QoS padronizado para WiFino estar disponvel antes da implementao do padro IEEE 802.11e, sua largura de banda compartilhada, e os requisito estimado de latncia (figura 2).

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Figura 2: Rede de malha IEEE 802.11.

Fonte: INTEL 2004.

J o WiMax quando se utiliza para acesso metropolitano, tem como caracterstica dois padres: fixo (IEEE 802.16d) e mvel (IEEE 802.16e). O primeiro padro pode ser referido como wireless fixo, porque utiliza uma antena montada no local do assinante. A antena armada em um telhado ou poste, de forma idntica ao disco receptor de televiso por satlite. Este padro tambm trata de instalaes internas, sendo que neste caso ele pode no ser to robusto quanto nas instalaes externas. (NAVES 2008) O padro fixo do WiMax uma emenda especificao do primeiro padro o IEEE 802.16d voltada para o mercado de mobilidade, que acrescenta portabilidade e a possibilidade dos clientes com adaptadores para IEEE 802.16e se conectarem inteiramente rede WiMax conforme o padro (figura 3).

Figura 3: Associao da rede WiMax.

Fonte: INTEL 2004.

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Os principais benefcios do WiMax so o alcance e a escalabilidade. Por utilizar um protocolo de concesso-requisio de acesso que, em contraste com o acesso baseado em conteno usado no IEEE 802.11, no permite coliso de dados, e assim, aproveita a largura de banda disponvel com mais eficincia. Juntas as comunicaes so coordenadas pela estao base (NAVES 2006). Outras caractersticas do WiMax quando comparado ao WiFi so:

Maior qualidade de servio: permite que os WISPs assegurem a QoS aos clientes que a requerem e estabeleam nveis de servio para atender a diferentes requisitos dos clientes.

Operao robusta com classe de operadora: quanto mais usurios so integrados, eles devem compartilhar a largura de banda agregada, e sua capacidade individual diminui linearmente. A diminuio, no entanto, muito menos afetada do que a experimentada no IEEE 802.11. Recebendo o nome de acesso mltiplo eficiente.

Melhor conectividade do usurio: mantm mais usurios conectados em virtude de suas larguras flexveis de canal e modulao adaptativa.

Suporte completo para o servio WMAN: capaz de comportar maior nmero de usurios e oferecer taxas de transferncia de dados maiores a distncias maiores do que as implementaes de ltima milha baseada no padro IEEE 802.11.

As redes de malha WiFi esto impulsionando a demanda pelo WiMaxcom o aumento da proliferao do acesso wireless, aumentando a necessidade de solues de backhaul (figura 4) com custo racional (NAVES 2006).

Figura 4: WiMax como opo de backhaul intra-malha.

Fonte: INTEL 2004.

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O WiMaxpode ser usado para agregar redes WiFi(como topologias de redes de malha ou hotspots) e usurios de WiFiao back-end, como mostra a figura 5.

Figura 5: Backhaul WiMax para uma topologia de malha WiFi.

Fonte: INTEL 2004.

Conclui-se que o WiMax apresenta a melhor soluo de banda larga e com custo mais racional, porque o custo de implantao e provimento de servios tradicionais de banda larga tem custo proibitivo. O WiMax baseado nos padres do IEEE e produtos certificados para WiMax so interoperveis entre os fornecedores. (NAVES 2006). Vantagens do WiMax A tecnologia WiMax proporciona maior alcance, no necessitando de uma via direta entre os elementos interconectados, e permite que o acesso a Internet chegue a reas sem grande infra-estrutura como nas zonas rurais. O WiMax permite que seja reservada uma banda para utilizao de dados, e o seu padro integra a funcionalidade de QoS (Quality of Service), que seria a capacidade de garantir a qualidade de um determinado servio para o usurio. Desvantagens do WiMax Como as antenas utilizadas em alguns dispositivos para captar os sinais so significativamente pequenas, para que estas capturem o sinal do WiMax seria necessrio aumentar a sua potncia, o que poderia provocar interferncias com outros dispositivos sem fio que utilizarem a mesma freqncia. Para a explorao de servios usando essa tecnologia, necessria a aquisio de licenas para prestao desses servios (e de licena de uso de suas bandas) atravs da empresa registrada no pas.

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Wi-Fi e WiMAX III: Case 1 - Diveo

A Diveo Broadband Networks Inc. um provedor de solues que fornece infra-estrutura para implementar, integrar e gerenciar solues completas de telecomunicaes e data centers para empresas de pequeno, mdio e grande porte. Com sede em Fort Lauderdale, Estados Unidos, a empresa mantm operaes e trs centros de informaes (Data Centers) interligados por uma rede panregional Brasil, Colmbia e Mxico e destaca-se pelo acompanhamento constante da evoluo e necessidades de seus clientes, oferecendo produtos e servios de ltima gerao e rapidez na entrega e implementao. No Brasil e na Colmbia, as solues em Telecomunicaes so disponibilizadas atravs de uma rede wireless de alta velocidade e confiabilidade, com freqncias licenciadas. A Diveo do Brasil Telecomunicaes iniciou suas operaes em 1999 e a filial mais representativa da Diveo Broadbands Networks Inc., criada em 1996, contando com mais de mil clientes no pas. A companhia est presente em sete cidades brasileiras: So Paulo, Porto Alegre, Curitiba, Rio de Janeiro, Belo Horizonte e Braslia. A empresa no Brasil possui em torno de 300 funcionrios e tem uma perspectiva de crescimento no pas, atravs das novas tecnologias que esto sendo implantadas em diversos setores, sendo uma delas o WiMax. So apresentadas na tabela 3, as solues oferecidas pela Diveo BR, em cada um de seus negcios:

Tabela 3: Solues oferecidas pela Diveo BR.

Telecom Data Center

- Circuitos Clear Channel (DBA) - Internet Dedicada (DBI) - Internet Sob Demanda (DiveoFlex) - VPN IP MPLS - VPN IP MPLS com QoS - LAN-to-LAN - VoIP - Shared Hosting - Diveo Voice Solution

- Colocation (Compartilhamento de Localizao) - Colocation Monitorado - Colocation Gerenciado - Trnsito IP - Hosting Dedicado - Continuidade de Negcios - Monitorao de Aplicaes - Diveo Exchange

WiMax Produtos e Servios A empresa Diveo, oferece alguns servio relacionados ao WiMax (Easy Link e Easy Net), a empresas localizadas prximas a suas instalaes em So Caetano do Sul, como as Casas Bahia e a Prefeitura Municipal de So Caetano do Sul. Esses servios sero descritos detalhadamente nos itens seguintes. Easy Link Acesso a Internet O Easy Link Diveo um produto desenvolvido com a mais recente tecnologia de redes wireless (WiMax), incorporando toda a infra-estrutura para acesso Internet que a Diveo oferece a seus clientes. Os diferenciais de infra-estrutura e tecnologia da Diveo permitem a oferta de solues com ndices de disponibilidade muito superiores aos apresentados no mercado. O produto propicia o estabelecimento de solues robustas que atendem s necessidades mais crticas dos clientes e que se caracterizam pela simplicidade de operao e implantao: com ele, o acesso integrado Internet dispensa a utilizao roteadores e oferece ao cliente a possibilidade de uso de portas Ethernet. Est disponvel nas velocidades de 512 Kbit/s a 1 Mbit/s.


Viso geral Acesso Internet com alta disponibilidade e performance para os seus negcios.

Rpida instalao: rede wireless de alta velocidade e confiabilidade. Transmisso full duplex. Velocidades de 512 Kbit/s a 1 Mbit/s. Acordo de nvel de servio (SLA - Service Level Agreement) garantido em contrato. One-stop-shop: acesso Internet, domnio prprio, IP fixo, hospedagem e e-mails numa nica oferta. Servios de monitorao e gerenciamento ininterruptos. Suporte tcnico 24x7x365, voltado ao segmento corporativo. Custo acessvel.

Benefcios O Easy Link Diveo oferece:

Velocidade e simplicidade de instalao; Alta performance garantida e transmisso de dados full duplex: a mesma velocidade para

disponibilizao (upload) e cesso (download) informao; Alta confiabilidade do servio com disponibilidade garantida em contrato (SLA); One-stop-shop: acesso Internet, domnio prprio, IP fixo, hospedagem e e-mails com um nico

provedor; Know how e confiabilidade comprovada pela carteira de clientes Diveo; Poltica de peering agressiva e gateway com as principais operadoras brasileiras;

A quem se destina O Easy Link Diveo uma soluo de acesso Internet destinada a pequenas e mdias empresas interessadas em produtos que ofeream tranqilidade, segurana e confiana para seu negcio com um custo mais acessvel, alm de suporte e atendimento ps-venda 24 horas por dia, todos os dias da semana. Por isso, a soluo ideal para empresas que utilizam ou ofertam algum servio na Internet e para as quais qualquer perodo de indisponibilidade na rede torna-se crtico. Easy Net VPN O Easy Net Diveo a soluo para estabelecimento de redes corporativas com tecnologia WiMax. a alternativa de VPN (Virtual Private Network) MPLS (Multiprotocol Label Switching) com ndices de performance e economia acima da mdia do mercado, alm do excelente nvel de SLA e agilidade nas instalaes. O Easy Net uma alternativa ao Frame Relay ou outros meios para estabelecimento de redes, com a principal vantagem de poder oferecer toda a facilidade do MPLS e as garantias do backbone IP Diveo. O produto propicia o estabelecimento de solues robustas que atendem s necessidades mais crticas dos clientes e que se caracterizam pela simplicidade de operao e implantao: com ele, o acesso integrado Internet dispensa a utilizao de roteadores e oferece ao cliente a possibilidade de uso de portas Ethernet.


Viso geral Soluo de rede corporativa que permite integrar mltiplos pontos a mltiplos destinos.

Rpida instalao: rede wireless de alta velocidade e confiabilidade; Transmisso full duplex; Velocidades de 512 kbit/s a 1Mbit/s; Acordo de nvel de servio (SLA) garantido em contrato; Servios de monitorao e gerenciamento ininterruptos; Suporte tcnico 24x7x365, voltado ao segmento corporativo; Alta performance, segurana e economia; Custo acessvel.

Benefcios O Easy Net Diveo oferece:

Estabelecimento de redes corporativas com baixo custo; Velocidade e simplicidade de instalao; Alta performance garantida e transmisso de dados full duplex: a mesma velocidade para

disponibilizao (upload) e acesso (download) informao; Alta confiabilidade do servio com disponibilidade garantida em contrato (SLA); Know how e confiabilidade comprovada pela carteira de clientes Diveo; Interoperabilidade total com a soluo VPN Diveo, independentemente da alternativa de ltima

milha utilizada; A quem se destina O Easy Net Diveo uma soluo de VPN destinada a todos os tipos de empresas interessadas em produtos que ofeream tranqilidade, segurana e confiana para seu negcio, alm de suporte e atendimento ps-venda 24 horas por dia, todos os dias da semana. Implantao Aps estudos realizados pela empresa, verificou-se que atravs da utilizao das redes WiMax seria possvel uma ampliao da rea de cobertura da rede, alm de haver uma reduo significativa no custo e investimentos em transmisso de acesso. O projeto foi divido em etapas:

105 dias: utilizados para testes e homologaes; 90 dias: aprovaes internas, autorizaes de gastos para efetuar compra e entrega dos equipamentos

necessrios; 75 dias em implantao de unidades de acesso.


Foram necessrias alteraes fsicas em determinados hardwares para a implantao do WiMax, como por exemplo, no Backbone, onde houve a necessidade de insero de novos equipamentos para que ocorresse uma integrao com os equipamentos j existentes, alm de criar novas unidades de acesso e uma interface usual. Esse novo conjunto de equipamentos foi denominado Camada Adaptativa. Nos locais onde so implantadas as torres que fornecem o sinal WiMax, conhecidos como sites, que receberam as unidades de acesso, foram feitas as adaptaes de energia eltrica e de rede, para recebimento dos mesmos, j nas instalaes dos clientes, no houveram necessidades de efetuar alteraes. Os equipamentos utilizados possuem modulao OFDM 256, (tcnica de modulao relacionada ao padro IEEE 802.16d), deste modo, sendo considerados Pr-WiMax por terem sido criados no decorrer da criao do padro IEEE 802.16d. Grande parte destes equipamentos foi fornecida pela Alvarion, empresa israelense especializada em banda larga sem fio. A implantao foi efetuada por engenheiros especializados da empresa Diveo, por possuir funcionrios com o conhecimento necessrio, no havendo nenhum tipo de contratao de servio de terceiros. Em So Caetano do Sul, a empresa implantou 5 sites com unidades de acesso instaladas, onde cada site abrange um raio de cobertura de 5 km. A rea total pode ser determinada da seguinte forma:

Nmero de sites x rea de um disco de 5 Km de raio, se considerado o alcance omnidirecional a partir de cada site.

A rede WiMax da Diveo possui um limite por unidade de acesso de 20 Mbit/s, contudo o limite por mdulo de assinante depende do modelo a empregado, sendo definido para cada tipo de assinante em trs modelos: com capacidades de 3 Mbit/s, 6 Mbit/s e 54 Mbit/s. (Nesse ltimo caso, o limite fica sendo a taxa da unidade de acesso). O nmero de estaes que podem ser conectadas na rede WiMax da Diveo, depender muito da banda demandada pelo conjunto. A empresa possui casos com 40 assinantes por unidade de acesso, mas ainda h folga na respectiva unidade de acesso. Para que o cliente acesse o WiMax, necessrio que seja instalado mdulo, denominado pela empresa como SU (Subscriber Unit), que disponibiliza uma interface FastEthernet, a qual se pode plugar um computador, roteador, Ethernet switch e entre outros dispositivos, desde que disponham de conectividade Ethernet. Segundo Morimoto, FastEthernet o termo para vrios padres da Ethernet que levam o trfego de dados taxa nominal de 100 Mbit/s, contra a taxa de transmisso de 10 Mbit/s da Ethernet original (MORIMOTO 2008). Segurana O controle de acesso a rede WiMax, feito pela empresa Diveo atravs de uma criptografia AES (Advanced Encryption Standard) de 128 bits, tambm conhecido como Rijndael, utilizado para criptografia de chave simtrica. A empresa nunca teve nenhum problema relacionado a segurana e julga a criptografia AES como um do principais fatores dessa afirmao. Resultados Os benefcios esperados com a utilizao da rede WiMax, como ampliao da rea de cobertura da rede, reduo significativa no custo e investimentos em transmisso de acesso, foram significativamente atingidos. Um nmero superior a 98% dos usurios esto satisfeitos com essa nova tecnologia, principalmente por ter sido complementar aos outros servios oferecidos pela empresa, deste modo, no encontrando nenhuma resistncia para ser introduzido na empresa e em alguns clientes. Os funcionrios destacam ainda, a rapidez como essa rede foi implantada e a facilidade que os novos clientes possuem para utilizar os servios da empresa voltados para o WiMax.


A empresa estima ter um retorno deste investimento em um perodo de 15 a 18 meses e j apresenta novos projetos para a expanso da rede WiMax, atingindo deste modo outras regies comerciais, deste modo permitindo agregar novos clientes.


Wi-Fi e WiMAX III: Case 2 - Casas Bahia

As Casas Bahia Comercial Ltda foi fundada em 1952 e hoje uma das maiores empregadoras do Brasil, com mais de 55 mil colaboradores. Presente em dez estados (SP; RJ; MG; GO; RS; PR; SC; MS; MT; ES), alm do Distrito Federal, a Casas Bahia multiplicou em pouco mais de uma dcada suas 250 filiais para as mais de 550 atuais. O Centro de Tecnologia (CT) da Casas Bahia, localizado ao lado da matriz da empresa, em So Caetano do Sul, controla, em tempo real, todas as operaes das mais de 550 lojas e dos 7 centros de distribuio da Casas Bahia. Inaugurado em 2005, o CT foi projetado com o que h de mais moderno no mercado mundial de tecnologia da informao. O prdio do CT, de 8 mil m, abriga uma sala cofre, escritrios com estaes de trabalho planejadas, salas de convivncia, de treinamento e de reunies totalmente equipadas, cyber caf e auditrio, possuindo acesso a rede WiMax em todos esses ambientes. O espao comporta at 750 funcionrios e circulao de mais de 1000 pessoas por dia. Implantao O principal fator que motivou a empresa Casas Bahia Ltda a implantar a rede WiMax foi a mobilidade ofertada por este tipo de aplicao, permitindo que cada site possusse a autonomia necessria para acesso rede, alm de uma reduo de gastos com infra-estrutura, permitindo assim que a rede da empresa fosse ampliada. O investimento apresentado para esta implantao foi atravs de parcerias com empresas de tecnologia, como por exemplo, a Diveo Broadband Networks Inc, minimizando gastos atravs das aplicaes inclusas das mesmas. Algumas alteraes na rede interna foram efetuadas pelos profissionais da Casas Bahia com o auxlio de seus parceiros, apesar de ter sido modificaes muito pequenas e adaptativas, para permitir a comunicao com a rede j existente (WiFi). Os primeiros testes da rede WiMax nas Casas Bahia, se deu inicio em 2007, na cidade de So Caetano do Sul, onde se encontra o Centro de Tecnologia (CT) da empresa. Primeiramente, foram instalados 10 pontos de acesso mais o ponto concentrador na rede da empresa, contudo para efetuar alguns testes de upload e download via rede WiMax, foram utilizados alguns pontos de acesso em uma unidade da Prefeitura de So Caetano do Sul, com boa recepo de sinal por ser bem localizada. Este teste devia apresentar uma taxa de transmisso de dados de 8 Mbit/s para a comunicao com os demais sites, deste modo se tornando o principal ponto a ser analisado para verificar o bom funcionamento da rede WiMax. A empresa utilizou uma freqncia de 5,8 GHz, que no Brasil no necessita de licena por ser uma freqncia aberta e tambm muito utilizada em outros pases. Sua rea de cobertura de 85 km, contendo diversos sites para abrangir esse territrio. O nmero de acesso suportados na rede WiMax, depende da demanda alocada em cada BTS (Base Transceiver Station) tambm conhecido como ERB (Estao Rdio Base). Atualmente 985 mquinas esto conectadas a rede WiMax da Casas Bahia e para poder conectar nesta rede, necessrio apenas que o hardware tenha conectividade Ethernet ou apresente uma placa de conectividade wireless. A rede WiMax utilizada composta por uma antena interna ao site e uma IDU (Interface Data Unit) que comuta este sinal para um cabo UTP (Unshielded Twisted Pair) categoria 5, permitindo assim que seja distribudo fisicamente atravs de switches e tambm por sinal WiFi para determinados pontos.


Segurana A empresa Casas Bahia utiliza a mesma criptografia citada anteriormente na empresa Diveo, sendo esta a AES (Advanced Encryption Standard) de 128 bits. Alm de julgar esse tipo de criptografia muito segura, a empresa nunca teve nenhum tipo de problema em sua rede WiMax, como invases ou utilizao indevida do sinal. Resultados Os principais benefcios esperados com a implantao da rede WiMax esto sendo atingidos, como a reduo de custo, ampliao da rede de acesso entres as filiais, mobilidade e uma taxa de transmisso de dados de boa qualidade. A empresa informou que como esta nova tecnologia esta em fase de aperfeioamento, fica difcil determinar o ROI (Return On Investment Retorno sobre o Investimento) para este tipo de aplicao, contudo a expectativa de retorno para este investimento, caso seja levado em considerao a infra-estrutura e os equipamentos, o retorno se d em 24 meses do investimento inicial. Atravs de uma pesquisa interna de satisfao, efetuada pela rea tcnica da Casas Bahia trimestralmente, possvel notar 100% de satisfao dos usurios atravs da utilizao da rede WiMax, alm de no ter ocorrido nenhum tipo de resistncia a essa nova tecnologia, j que a implantao foi transparente, pois as alteraes foram feitas em horrios de no utilizao da rede. Em relao performance da rede, pouca diferena foi notada, apenas em dias que ocorrem fortes intempries da natureza, como exemplo a chuva. A empresa manteve a sua rede WiFi em funcionamento em conjunto com a rede WiMax, pois a relao custo x benefcio demonstra que as duas tecnologias se completam. No foi apresentado nenhum ponto negativo em relao ao WiMax, o nico ser considerado uma barreira a ausncia de visada direta de alguns pontos especficos dos locais considerados idias, que pde ser corrigido utilizando o WiFi.


Wi-Fi e WiMAX III: Case 3 PUC Campinas

A Pontifcia Universidade Catlica de Campinas (PUCCAMP) uma universidade de natureza confessional e filantrpica, localizada na cidade paulista de Campinas. a segunda maior universidade da cidade, contando com aproximadamente vinte mil alunos matriculados. Implantao Foi efetuado uma pesquisa exploratria por Saldanha (2007), sobre uma implantao da rede sem fio metropolitana e local, WMAN e WLAN, analisando os trs servios voz, dados e vdeo, convergentes nesta conexo, atravs de um enlace de rdio entre a Pontifcia Universidade Catlica de Campinas e a Escola do Stio, situada a 4000 m, na regio de Baro Geraldo (Bairro Jardim So Gonalo, a rua Uirapuru, 820) apresentada na figura 6, onde j estavam instaladas antenas de recepo e transmisso no Laboratrio de Telecomunicaes da PUC-Campinas. A tecnologia empregada para a conexo WiMax utiliza freqncia de 5,8 GHz, sendo isenta de custos para o seu emprego pela Agncia Nacional de Telecomunicaes (ANATEL). Para o acesso local foi instalada uma antena AP (acess point) WiFi, tambm isenta de custos operacionais, estabelecendo um hotspot (ponto de acesso pblico).

Figura 6: Enlace de Rdio de WMAN.

Fonte: SALDANHA 2007.


A figura 7 apresenta o tipo de ocupao do solo, ou seja, a densidade de vegetao e os tipos de reas urbanas, importantes para a anlise da propagao do sinal, uma vez que este pode perder energia em razo dos tipos de morfologia do ambiente.

Figura 7: Tipos de morfologia do percurso do enlace de rdio.

Fonte: SALDANHA 2007.

Resultados Por esta ser uma tecnologia pr-WiMax, possui vrios mecanismos como, por exemplo, modulao/multiplexao OFDM, que permitem a estabilidade do enlace de rdio, porm apresenta um limite de atuao. (SALDANHA 2007). Para uma taxa de 54 Mbit/s, na modulao QAM-64, o nvel de modulao 8 e sua sensibilidade de potncia de -71 dBm, para largura de banda de 20 MHz de -74 dBm, em 10 MHz. O modelo de propagao de espao livre assume a condio ideal para a linha de visada direta (LOS) sem nenhuma obstruo, entre a transmisso e a recepo. A medida que o nvel de modulao se torna mais robusto, a rea de cobertura aumenta, porm a taxa de transmisso diminui. Alguns testes efetuados por Saldanha, a rede WiMax atingiu aproximadamente 40 Km de distncia, que ideal para alcanar localidades rurais e de difcil acesso.


Wi-Fi e WiMAX III: Tabela Comparativa

Aps todas os dados estudados e analisados foi possvel desenvolver a tabela 4, que contm informaes resumidas e estruturadas das redes WiMax em cada uma da empresas pesquisadas.

Tabela 4: Comparao entre as empresas.

Caractersticas Diveo Broadband Networks Inc

Casas Bahia Comercial Ltda

PUC de Campinas

Localizao Urbana - So Caetano do

Sul Urbana - So Caetano do

Sul Rural - Campinas

rea de cobertura Aproximadamente 150

km 85 km Aproximadamente40 km

Nmero de acessos Simultneos

40 985 -

Segurana utilizada AES (Advanced

Encryption Standard) de 128 bits

AES (Advanced Encryption Standard) de

128 bits -

Velocidade de acesso 512 kbit/s a 54 Mbit/s - At 54 Mbit/s

ndice de satisfao dos usurios

98% 100% -

Retorno do investimento

15 18 meses 24 meses -

Houve Reduo de Custo

Sim Sim Sim

Tempo de implantao 270 dias - -

Integrao com WiFi No Sim Sim

Freqncia - 5,8 Ghz 5,8 Ghz

Tipo de Cliente *Corporativo Corporativo -

Requer Licena - No No

Taxa de Transmisso 100 Mbit/s - -

Modulao OFDM 256 OFDM 256 OFDM 256

Raio da Clula 3 a 5 km 3 a 5 km -

*A empresa utiliza WiMax Corporativo, contudo vende o servio para Cliente Residencial e Corporativo.


Wi-Fi e WiMAX III: Consideraes Finais

Esta srie de tutoriais teve por objetivo apresentar um estudo de algumas das tecnologias de transmisso de dados atravs de sistemas de comunicao sem fio, wireless, utilizadas em redes, quais sejam: o WiFi (Padro IEEE 802.11) e o WiMax (Padro IEEE 802.16). O tutorial parte I apresentou o padro WiFi, definido pela recomendao IEEE 802.11, descrevendo inicialmente os conceitos de redes e a seguir as caractersticas principais da tecnologia WiFi. O tutorial parte II apresentou o padro Wimax, definido pela recomendao IEEE 802.16, descrevendo os conceitos e as caractersticas principais da tecnologia, as recomendaes desenvolvidas pelo IEEE e noes de propagao e segurana. Este tutorial parte III procurou apresentar as diferenas existentes entre as tecnologias WiFI e WiMax , e a seguir a pesquisa exploratria de aplicaes prticas dessas tecnologias, composta por uma descrio dos principais parmetros relacionados ao projeto de um sistema de rede wireless, incluindo ainda valores empricos obtidos atravs de pesquisa junto a empresas que j utilizam esse tipo de soluo. Em funo das pesquisas realizadas, pode-se notar que com o aparecimento do sistema WiMax e com a diminuio dos custos na implantao dessa tecnologia, possivelmente em um curto espao de tempo empresas que utilizam redes o sistema WiFi migraro para as redes com o sistema WiMax, pois o custo para manuteno, manuseio, velocidade, taxa de transmisso de dados e ganho em relao ao alcance de acesso do sinal promovem uma excelente relao custo benefcio, como pode ser visto nos caso apresentados nas sees anteriores. Atravs da pesquisa exploratria, foi possvel observar que tanto a empresa Diveo e quanto a empresa Casas Bahia, tinham como principal objetivo e expectativa aumentar consideravelmente o alcance do sinal e a velocidade do acesso, e graas a uma implantao bem planejada, o objetivo foi alcanado. Na empresa Diveo, a primeira e grande vantagem notada pelos usurios foi a velocidade do acesso internet, que hoje est entre 512 Kbit/s a 1 Mbit/s. O trfego de dados da rede, que antes possua uma taxa de 10 Mbits/s, passou para uma taxa de 100 Mbits/s. O raio de alcance do sinal aumentou para 5 km o que aumentou a mobilidade dos usurios, que agora podem acessar a rede da empresa em um permetro muito superior. Com esses avanos, o grau de satisfao dos usurios de 98%, atingindo quase a sua totalidade. H diversos pontos fortes nessa tecnologia, mas conforme os estudos realizados destacam-se: o raio de alcance e a velocidade com que ocorre a troca de dados quando se conectado rede. E esses pontos foram confirmados na pesquisa exploratria, pois os usurios que utilizavam a antiga tecnologia destacaram que tinham problemas com a velocidade de acesso e raio de alcance e hoje isso no existe mais. Na pesquisa feita nas Casas Bahia, destacou-se, pois houve uma integrao entre as duas tecnologias, o WiFi e o WiMax. Conforme os dados levantados, a relao custo-benefcio foi muito superior, pois como a empresa j utilizava a tecnologia WiFi anteriormente, foi necessrio apenas algumas modificaes. Com isso, o alcance foi muito superior ao esperado. Hoje o sinal de acesso nas Casas Bahia chega a 85 km, no havendo perca na qualidade e nem na velocidade dos dados que trafegam na rede. J o ndice de satisfao dos usurios chegou ao incrvel percentual de 100%. Ao contrrio das duas empresas estudadas, toda a anlise feita pelo Saldanha na PUCCAMP teve como objetivo verificar e validar dados sobre o sinal enviado pelo sistema implantado, tais como: a qualidade das informaes transitadas na rede, velocidade de acesso, freqncia e rea de cobertura que chegou a 40 km.


No foi possvel medir o ndice de satisfao dos usurios, pois se tratou de um experimento em que os usurios eram os prprios executores dos testes, no sendo necessariamente usurios passivos da tecnologia. Com isso, o termo conhecido como computao pervasiva entra em cena. Computao pervasiva significa ter disponvel o acesso computacional de modo invisvel. Em outras palavras, o usurio final no precisa necessariamente se dar conta da tecnologia para estar utilizando-a, pois essa tecnologia est embutida nos mais diversos dispositivos e equipamentos existentes para acesso comunicao. Pode-se concluir que o sistema WiMax superior ao sistema WiFi em diversos aspectos, como: alcance, velocidade de acesso, custo de implantao. Outra soluo que tem sido utilizada a integrao das duas tecnologias, como ocorreu nas Casas Bahia. Com essa integrao possvel diminuir a visada direta e no-direta do sinal e dessa forma, o sinal no ser prejudicado. Referncias ALLCNET, Antena Standard. Disponvel em: http://www.allcnet.cz/images/telesystem_antena_te80_big.jpg Acesso em: 15 jul. 2008. AMPAROWEB, Disponvel em: http://www.amparoweb.com.br/politica.html Acesso em: 10 out. 2008. AUGUSTO, Erico; CABRAL, Leandro; BASTOS, Talita; CHAVES, Thas. OFDMA&WCDMA. 2006. 31 f. Especializao Lato Sensu (1) - Curso de Sistemas de Telecomunicaes Mveis, Faculdade Integrada do Recife, Recife, 2006. Disponvel em: www.arquivos.fir.br/disciplinas/170SCM8_OFDMA_WCDMA_versao_final.pdf Acesso em: 02 fev. 2008. CONNIQ, Duplexing Scheme in WiMax: TDD or FDD. Disponvel em: http://www.conniq.com/WiMax/tdd-fdd.htm Acesso em: 13 jun. 2008. CONNIQ, Introduction to FDM, OFDM, OFDMA, SOFDMA. Disponvel em: http://www.conniq.com Acesso em: 14 jun. 2008. COSTA, Marcelo A.; MENDES, Luis Augusto Matos. Anlise de Trfegos na Rede de Computadores. 2007. 14 f. TCC (1) - Curso de Cincia da Computao, Universidade Presidente Antnio Carlos, Barbacena, 2007. Disponvel em: http://www.lmendes.meuespaco.info/TCC/Semestre2007_2/Marcelo_Alexandre_Costa.pdf Acesso em: 10 out. 2008. ESPOSITO, Pedro Miguel; ANTAS, Rafael Barbosa Zuquim. WiMax, IEEE 802.16. Disponvel em: http://www.gta.ufrj.br/grad/06_1/WiMax/index.html Acesso em: 07 ago. 2008. FARIAS, Paulo Csar Bento. Redes Wireless: Parte XIII. Disponvel em: http://www.juliobattisti.com.br/tutoriais/paulocfarias/redeswireless013.asp Acesso em: 28 set. 2008. FIGUEIREDO, Fabrcio Lira. Fundamentos da Tecnologia WIMAX. Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicaes. Disponvel em: http://www.cpqd.com.br/file.upload/sas1437_tecnologia_WiMax_port_v02.pdf Acesso em: 01 out. 2008.


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Wi-Fi e WiMAX III: Teste seu Entendimento

1. Qual das recomendaes abaixo representa uma tecnologia de rede wireless?

802.11

802.15

802.16

802.20

Todas as anteriores

2. Quais so os tipos de modulao usadas pela tecnologia WiFi?

OFDMA e DSSS

OFDM e DSSS

OFDM e FM

DSSS e FM

3. Qual das alternativas abaixo no representa uma das caractersticas importantes do WiMax, quando se compara essa tecnologia com o WiFi?

Maior qualidade de servio.

Operao robusta com classe de operadora.

Conectividade seletiva para o usurio.

Suporte completo para o servio WMAN.

tutorial wifi 3

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