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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
PROPOSTA DE UMA REDE DE DADOS DE BAIXO CUSTO VISANDO
A INCLUSÃO DIGITAL
CURITIBA
2005
EVANDRO LUZ MACHADO
JUSSARA PEDROSO
PROPOSTA DE UMA REDE DE DADOS DE BAIXO CUSTO VISANDO
A INCLUSÃO DIGITAL
CURITIBA
2005
Projeto Final apresentado como requisito para conclusão do Curso de Graduação em Engenharia Elétrica, do Setor de Tecnologia da Universidade Federal do Paraná. Orientador Professor Dr. Ewaldo Luiz de Mattos Mehl.
ii
Agradecemos...
...ao Professor Ewaldo Luiz de Mattos Mehl, pela orientação, disposição e sensibilidade que teve em todos os momentos.
...aos familiares e amigos, pelo estímulo e apoio.
iii
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ........................................................................................5
LISTA DE TABELAS .......................................................................................7
1. INTRODUÇÃO...........................................................................................8
2. A INTERNET NO BRASIL .........................................................................9
2.1. A IMPORTÂNCIA DA INTERNET............................................................................... 11 2.2. PROGRAMA DE INCLUSÃO DIGITAL NO BRASIL.................................................. 16
3. ESTUDO DE CASO .................................................................................21
3.1. SUD MENNUCCI - SP................................................................................................. 21 3.2. PIRAÍ - RJ ................................................................................................................... 23 3.3. OURO PRETO - MG.................................................................................................... 28 3.4. PINHAIS - PR .............................................................................................................. 33 3.5. COMPARATIVO DOS CASOS DE ESTUDO ............................................................. 40
4. TECNOLOGIAS ESTUDADAS................................................................43
4.1. REDES CABEADAS ................................................................................................... 46 4.2. REDES SEM FIO (WIRELESS) .................................................................................. 52 4.2.1. Funcionamento de uma Rede sem Fio ................................................................. 54 4.2.2. Topologia de uma Rede sem Fio........................................................................... 55 4.2.3. Pontos de Acesso................................................................................................... 58 4.2.4. Estações .................................................................................................................. 59 4.2.5. Tipos de Transmissão............................................................................................ 61 4.2.6. Antenas.................................................................................................................... 62 4.2.7. Redes Wi-Fi ............................................................................................................. 70 4.2.8. Redes Wi-Max ......................................................................................................... 79 4.2.9. Bluetooth ................................................................................................................. 86 4.3. COMPARATIVO ENTRE TECNOLOGIAS ................................................................. 88
5. PROPOSTA DA REDE DE DADOS ........................................................90
5.1. ASPECTOS GEOGRÁFICOS E HISTÓRICOS .......................................................... 91 5.2. CENÁRIO ATUAL ....................................................................................................... 92 5.3. DESENVOLVIMENTO DO PROJETO ........................................................................ 97 5.3.1. Órgãos Municipais.................................................................................................. 98 5.3.2. Desenvolvimento do Projeto ................................................................................. 98 5.3.3. Escolas .................................................................................................................. 112 5.3.4. População.............................................................................................................. 117
iv
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................119
7. REFERÊNCIAS......................................................................................120
5
LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Crescimento da utilização de acesso banda larga no Brasil [10]..................9 Figura 2 – Comparativo mundial dos custos do acesso banda [9]. .............................10 Figura 3 – Despesas mensais em função da renda no Brasil [10]. ..............................11 Figura 4 – Primeira topologia na cidade de Piraí [37]...................................................26 Figura 5 – Topologia híbrida na cidade de Piraí [37]. ...................................................26 Figura 6 - Vista do local onde estão instaladas antenas para atender ao projeto de Ouro Preto. [2] ..............................................................................................................29 Figura 7 – Instalação na Universidade de Ouro Preto [2] ............................................30 Figura 8 – Rede local típica [2].....................................................................................31 Figura 9 – Rede Comunitária [2] ..................................................................................31 Figura 10 – Cobertura da rede de dois fabricantes diferentes. [2]...............................32 Figura 11 – Diagrama da rede de Pinhais. [12] ............................................................35 Figura 12 – Imagem captada por câmera de segurança em laboratório de informática da escola. [12] ...............................................................................................................35 Figura 13 – Sistema para monitoramento das câmeras de segurança. [12] ................36 Figura 14 – Monitoramento das câmeras de segurança. (foto dos autores)..............36 Figura 15 – Esquemático da rede de Pinhais. [12] .......................................................37 Figura 16 - Rádio Enterasys R2 [12].............................................................................37 Figura 17 - Rádio Enterasys AP 2000 [12] ...................................................................38 Figura 18 - Switch SSR 2000 [12].................................................................................38 Figura 19 - Digital Vídeo Receiver [12] .........................................................................38 Figura 20 - Antena Omnidirecional [12] ........................................................................39 Figura 21 - Antena direcional (foto dos autores).........................................................39 Figura 22 - Topologia em Barramento. [19] ..................................................................43 Figura 23 - Topologia em Estrela. [19]..........................................................................44 Figura 24 - Topologia em Anel. [19]..............................................................................44 Figura 25 - Topologia em Malha. [19] ...........................................................................45 Figura 26 - Classificação das redes quanto à sua extensão geográfica. [36] ..............45 Figura 27 - Cabo coaxial e conector em placa de rede. [1] .........................................47 Figura 28 - Par trançado e conector RJ45 para par trançado. [1] ...............................48 Figura 29 - Cabos de fibra óptica. [1] ...........................................................................49 Figura 30 - Roaming entre os Pontos de Acesso. [18] .................................................54 Figura 31 - Instalação externa típica wireless. [24].......................................................55 Figura 32 - Rede IBSS. [24] ..........................................................................................56 Figura 33 - Rede BSS. [24] ...........................................................................................57 Figura 34 - Rede ESS. [24] ...........................................................................................57 Figura 35 - Diferentes modelos de Pontos de Acesso. ..............................................59 Figura 36 - Interfaces Wireless PCI. [44] .....................................................................60 Figura 37 - Cartões PCMCIA. [44] ................................................................................60 Figura 38 - Interfaces wireless USB. [44] .....................................................................61 Figura 39 - Ponto de acesso com as antenas padrão. [42] ..........................................64 Figura 40 - Antena Yagi. [42] ........................................................................................65 Figura 41 - Diagrama tridimensional de irradiação das antenas omnidirecionais.[43].65 Figura 42 - Ganho das antenas omnidirecionais [43] ...................................................66 Figura 43 - Antenas ominidirecionais. [42] ...................................................................66
6
Figura 44 - Antena de Grade. [42] ................................................................................67 Figura 45 – Perda e ganho de sinal durante o percurso da onda eletromagnética. ..68 Figura 46 – Frequências de operação dos principais padrões 802.11.......................73 Figura 47 - Ilustração da canalização do padrão IEEE 802.11 no Brasil (2,4 GHz) [18]
.....................................................................................................................................74 Figura 48 – Formato dos frames 802.11. [7] ................................................................76 Figura 49 - Mecanismos de autenticação [14] ..............................................................78 Figura 50 - Simbologia de warchalking. [23] .................................................................79 Figura 51 – Aplicações atendidas com o Wi-Max. [4] ..................................................80 Figura 52 – Bandas que poderão ser utilizadas pelos padrões 802.16a/d. [1]............84 Figura 53 - Topologia IEEE 802.16a. [11].....................................................................86 Figura 54 – Localização de Morretes no Estado do Paraná. [31] ................................91 Figura 55 – Localização de Morretes [26].....................................................................92 Figura 56 - Escola Municipal Miguel Schleder.(foto dos autores) ..............................95 Figura 57 - Restaurante Casarão. (foto dos autores) .................................................97 Figura 58 – Mapa com prédios atendidos pela rede sem fio......................................99 Figura 59 – Antena Omnidirecional...........................................................................106 Figura 60 – Lóbulo de radiação vertical ....................................................................107 Figura 61 – Antena Direcional...................................................................................107 Figura 62 – Lóbulo de radiação horizontal................................................................108 Figura 63 – Exemplo de um ponto de acesso sem fio..............................................108 Figura 64 – Exemplo de placa de rede wireless. ......................................................110 Figura 65 – Mapa com as escolas municipais que poderão ser atendidas pela rede....................................................................................................................................113
7
LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Comparativo dos casos estudados............................................................41 Tabela 2 – Alcance máximo de antennas no horizonte..............................................68 Tabela 3 – Condições de uso das frequências de Wi-Fi ............................................71 Tabela 4 – Características dos principais padrões 802.11. [23]...................................72 Tabela 5 - Canalização do padrão IEEE 802.11 no Brasil (2,4 GHz) [18]....................74 Tabela 6 - Evolução das especificações do IEEE para a Wireless MAN. ..................82 Tabela 7 – Participantes do Wi-Max fórum.................................................................82 Tabela 8 – Algumas faixas de frequência e suas aplicações. ....................................85 Tabela 9 – Comparativo básico entre tecnologias......................................................89 Tabela 10 – Quantidade de computadores nos diversos setores públicos. ...............93 Tabela 11 - Censo Escolar de Morretes realizado em 16 de Agosto de 2.005 [26].....94 Tabela 12 – Legenda da Figura 58 .............................................................................99 Tabela 13 - Equipamentos para a rede cabeada: ....................................................102 Tabela 14 – Equipamentos para rede sem fio, considerando tecnologia Wi-Fi. ......106 Tabela 15 – Características técnicas do ponto de acesso. ......................................109 Tabela 16 – Características Técnicas da Placa de Rede Wireless PCI...................110 Tabela 17 – Legenda do mapa da figura 65. ............................................................114 Tabela 18 – Equipamentos e custos para a segunda etapa do projeto. ..................116 Tabela 19 – Detalhamento do microcomputador......................................................116
8
1. INTRODUÇÃO
Este trabalho tem por objetivo estudar e propor a melhor solução para uma
rede de acesso de dados, focando o baixo custo, para uma pequena cidade de
aproximadamente 18.000 habitantes, visando a inclusão digital da população.
Inclusão Digital é uma forma de familiarizar não só a tecnologia, mas também
a informação à sociedade com o intuito de melhorar a capacitação profissional e
intelectual das pessoas estimulando suas competências e inteligências a fim de
reduzir a alienação dessas em relação a diversos aspectos da vida.
Formalmente a Inclusão digital deve ser tratada como “um elemento
constituinte da política de governo eletrônico, para que esta possa configurar-se
como política universal. Essa visão funda-se no entendimento da inclusão digital
como direito de cidadania e, portanto, objeto de políticas públicas para sua
promoção”. [6]
Por sugestão do Professor Doutor Ewaldo L. M. Mehl, após nos repassar a
reportagem “Vida sem fio muda rotina de Cidade” [33] sobre a cidade de Sud
Mennucci, decidimos fazer este estudo, pois se trata de um tema em evidência, com
poucos casos no Brasil e que ainda deve ser estudado para um melhor
aproveitamento das tecnologias disponíveis no mercado.
Desenvolvendo um trabalho como este, esperamos que, além do
aprofundamento técnico, sejam absorvidos conhecimentos comerciais, políticos e
sociais acerca da pesquisa e sua aplicação. O estudo também tem como objetivo
aproximar a engenharia que aprendemos na faculdade com a engenharia do dia a
dia, sempre buscando melhorias para a sociedade e principalmente para as parcelas
excluídas o que, neste caso, se configura como sendo a população sem acesso às
tecnologias digitais.
Para isso, buscamos conhecimento técnico e nos aprofundamos em casos
reais de inclusão digital, ganhando experiência nas áreas que complementam a
engenharia, como as áreas sociais e econômicas. Por fim, estudamos o caso em
uma cidade que poderá no futuro utilizar estas informações para a implantação de
uma rede de dados de baixo custo tornando o trabalho uma real obra de engenharia.
9
2. A INTERNET NO BRASIL
O Brasil é um país com enormes desigualdades sociais e culturais, onde os
10% mais ricos da população possuem a maior parte da renda brasileira, enquanto
os 50% mais pobres ficam excluídos de um nível mínimo de qualidade de vida. Isso
reflete diretamente em termos de acesso à tecnologia, informação, saúde, educação
e desenvolvimento.
Vivemos em um mundo em que, infelizmente, somente 13% da população
mundial têm acesso à Internet. No Brasil temos números parecidos: somente 9,8%
da população usam a Internet [10]. Se pensarmos que a tecnologia é um recurso
facilitador na vida de cada um, é impensável que se constitua mais uma forma de
riqueza e que, como os outros bens, somente uma parcela muito pequena da
população possa ter acesso a ela.
Na Figura 1 podemos verificar a evolução do acesso à Internet no Brasil. Nos
últimos 2 anos as conexões banda larga cresceram 200%, representando quase
40% de todos os acessos.
Figura 1 – Crescimento da utilização de acesso banda larga no Brasil [10].
Apesar de termos números impressionantes de crescimento e
desenvolvimento, como a 11ª colocação em números de web sites no mundo, a
10
frente de França e Austrália, ainda assim temos menos de 10% da população
acessando a Internet, contra 53% da Holanda, por exemplo [9].
Estudos comprovam que os preços de acesso à Internet banda larga no Brasil
estão entre os mais baixos do mundo, comparáveis aos menores preços vigentes
em países europeus. Como mostrado no gráfico da Figura 2, o custo da banda larga
no Brasil fica em torno de 19,5 Euros, muito próximo ao custo da banda larga na
França, por exemplo, e bem distante dos países que têm um custo muito elevado
como Irlanda e Espanha com 54,5 e 39,1 Euros respectivamente.
Figura 2 – Comparativo mundial dos custos do acesso banda [9].
Porém, como já citado, devido à baixa renda e a sua má distribuição, obtemos
os resultados apresentados como a marca de 9,8% da população com acesso à
Internet. Como no Brasil grande parte da população tem salários muito baixos, para
esse público o acesso à Internet representa grande parte da renda mensal, mesmo
com esse acesso considerado barato comparado aos países europeus. Como
mostrado na Figura 3, esse acesso representa de 5% a 15% da renda mensal da
maioria da população. Isso inviabiliza o serviço e, por outro lado, para a população
de renda mais alta, o acesso representa de 1% a 3% da renda mensal, o que seria
ideal para a maioria da população sem causar grandes impactos na renda e
comparando os serviços como telefonia fixa e celular, ou seja, serviços de
telecomunicações. [10]
11
Figura 3 – Despesas mensais em função da renda no Brasil [10].
Seguindo esse raciocínio o acesso à Internet ainda necessita de redução de
preços, o que no caso é mais viável do que grande parte da população ter sua renda
aumentada, sendo assim o desafio é conciliar o acesso pleno à Internet com as
limitações de renda que encontramos.
2.1. A IMPORTÂNCIA DA INTERNET
Atualmente, pessoas que utilizam ou já utilizaram a Internet não abrem mão
deste “serviço”, ou melhor, deste “meio de comunicação”. Mas por que podemos
considerá-la tão importante na vida das pessoas?
Comecemos analisando o mais importante meio de comunicação já criado, a
escrita. Todos os outros meios de comunicação de forma mais ou menos expressiva
já causaram modificações na sociedade e na vida das pessoas. Basicamente todos
reduziram do espaço, ou seja, contribuíram para a velocidade e eficiência da
comunicação entre as pessoas. Porém o impacto da escrita na vida do homem foi
tão forte que até hoje os historiadores determinam o fim da Pré-história e o início da
História, ou seja, da civilização e do desenvolvimento, pela provável data da
invenção da escrita.
12
A “escrita proporcionou que o conhecimento ultrapassasse a barreira do
tempo e que a mensagem pudesse existir independente de um emissor, podendo
ser recebida a qualquer momento por qualquer pessoa que soubesse decifrar o
código. Permitiu também a organização linear do pensamento, base da inteligência e
cultura dos séculos seguintes.” [22]. Com a escrita desenvolveu-se também a ciência,
desencadeando o conhecimento científico e o desenvolvimento da civilização. Com
a ciência, o espaço pôde ser reconfigurado, medido, transformado. A escrita também
esteve intimamente ligada com a transmissão e desenvolvimento da cultura dos
povos. E a cultura com o desenvolvimento da sociedade e da vida social.
Comparada à reviravolta da escrita, podemos citar a também reviravolta dos
últimos anos com o surgimento e crescimento da Internet. O meio de comunicação
mais completo já criado pela tecnologia humana. O primeiro a unir duas
características dos anteriores: a interatividade e a massividade. Um meio através do
qual todos podem ser emissores e receptores da mensagem, onde todos podem
construir, escrever, falar e serem ouvidos, lidos e vistos. Com o surgimento deste
novo meio, diversos paradigmas começam a ser modificados e nossa sociedade
depara-se com uma nova revolução, tanto ou mais importante do que a invenção da
escrita.
A informação torna-se matéria-prima de nossa sociedade, fonte
principalmente de capital e de poder. E um espaço inteiramente constituído de
informação, como a Internet, passa a ter um papel central nessa nova sociedade,
tanto em termos de circulação de capital, como em termos de reconfiguração do
espaço e das relações sociais. Este espaço, denominado por muitos como
ciberespaço ou espaço virtual, é o centro da revolução desta virada de século. [3]
A Internet apresenta uma convergência de meios de comunicação. No
computador já é possível assistir televisão, ouvir rádio ou ler jornal. Todas as mídias
tradicionais adicionadas de interatividade. Logo, enquanto usuário da rede, cada
indivíduo é um emissor massivo em potencial. Pode difundir mensagens e idéias
através de e-mail, chats ou mesmo em listas de discussão e websites. Pode difundir
sua música gravando em um formato que seja manipulável através da Internet. Pode
gravar um vídeo em uma câmera digital e divulgá-lo. Enfim, as possibilidades são
inúmeras. Cada indivíduo é simultaneamente um emissor e um receptor na rede.
13
No Brasil a Internet já afeta a vida das pessoas, modificando costumes e
opiniões. Uma pesquisa recente mostrou que os consumidores brasileiros são cada
vez mais dependentes da Internet, e cada vez mais utilizam seus serviços para se
comunicar entre amigos, para utilizar serviços bancários e buscar informações sobre
lazer e entretenimento.
Abaixo seguem alguns dos mais importantes resultados do primeiro
Cyberstudy Internacional da America Online / Roper ASW: [29]
• 86% dizem que a Internet melhorou as suas vidas em algum aspecto e que
ela é quase uma necessidade para mais de 70% dos consumidores online no
Brasil.
• Uma das perguntas avaliou a importância de vários itens na vida dos
consumidores: 78% responderam que preferiam um computador com
conexão à Internet, em vez de uma televisão ou telefone se estivessem
naufragados numa ilha deserta.
• Os serviços bancários estão entre os recursos mais utilizados na Internet
brasileira. Quase 50% dos usuários residenciais no Brasil dizem que, regular
ou ocasionalmente, utilizam serviços bancários online.
• 55% dos brasileiros conectados à Internet são grandes usuários de
informações sobre lazer, incluindo críticas de restaurantes ou de cinema, - um
número maior do que no Canadá ou Reino Unido - e regular ou
ocasionalmente, procuram estas informações online.
• Os internautas brasileiros estão dependendo cada vez mais da Internet para
suprir as necessidades. Mais da metade (52%) utiliza a Internet para
pesquisar os produtos que compram e 55% dependem da Internet para as
notícias esportivas.
• Mais de 75% dos internautas brasileiros, regular ou ocasionalmente,
comunica-se com seus amigos ou parentes online.
• Mais de 75% dos internautas brasileiros concordam com a afirmação de que é
importante para crianças (79%) e adultos (89%) saberem navegar nos dias de
hoje.
14
Carlos Trostli, Presidente de America Online Brasil, disse [29]: "O Cyberstudy Internacional da America Online / RoperASW reflete a crescente importância
da Internet como peça-chave na vida dos consumidores online no Brasil. Eles estão indicando
que a Internet é quase uma necessidade e afirmam que a vida online está alterando as
atividades do dia-a-dia nas comunicações com amigos e parentes, gerenciando as agendas
pessoais e encontrando informações sobre entretenimento. O uso de serviços bancários
online também aparece como uma das principais atividades online hoje no Brasil, o País está
à frente da maioria dos outros países pesquisados neste aspecto. A confirmação destes
números é a demanda fenomenal pelo serviço conjunto da America Online Brasil e Banco
Itaú, proporcionando facilidade de uso e conveniência nos serviços bancários online”.
A pesquisa é importante porque é uma marca nos estudos sobre a Internet
brasileira, e também reflete as semelhanças e diferenças entre o comportamento de
consumidores de diversos países diante da Internet. Apesar das diferenças, é claro
que a Internet está se tornando um aspecto central da vida dos internautas no Brasil
e em todos os países pesquisados.
Brad Fay, presidente da RoperASW, disse [29]: "Como pesquisadores, é um
prazer desenvolver esse estudo inovador para a AOL. Com o crescimento da
Internet no Brasil, o Cyberstudy será um guia imprescindível para examinar a
interação entre os consumidores e a Internet. Será muito interessante explorar essas
tendências nos próximos anos”.
Analisando os comentários das pessoas diretamente envolvidas com a
pesquisa e os resultados mostrados anteriormente podemos afirmar que a Internet
está mudando o cotidiano dos consumidores brasileiros e da população em geral.
Alguns resultados da pesquisa [29] reforçam esta afirmação:
• No trabalho, os consumidores online brasileiros aproveitam a Internet para
uma variedade de atividades, desde o planejamento de suas férias (50%) até
a organização de eventos sociais (58%).
• Mais de dois terços (69%) dos consumidores online no Brasil consideram a
Internet uma boa fonte de informações sobre bens de consumo.
• 23% dos internautas brasileiros usam, regular ou ocasionalmente, a Internet
para organizar as suas agendas familiares.
Dentro do cotidiano das pessoas, um aspecto importante avaliado foi a
influência da Internet nas crianças e adolescentes, e como os pais acreditam que a
15
Internet pode melhorar a vida dos seus filhos tanto no ambiente familiar como no seu
desenvolvimento pessoal [29]:
• 52% dos pais pesquisados com um filho que usa a Internet acreditam que o
acesso é uma influência positiva na qualidade dos relacionamentos da criança
com outros parentes e amigos.
• 75% dos pais brasileiros pesquisados acessam a Internet junto com seus
filhos e quase 70% disseram que a Internet teve uma influência mais positiva
do que a televisão na vida dos seus filhos.
• 91% dos consumidores online no Brasil falam que a Internet foi positiva para o
desenvolvimento de habilidades para a vida profissional dos seus filhos.
• A Internet é vista como um recurso acadêmico de muito valor - 77% dos pais
pesquisados confirmaram que a Internet melhorou a qualidade da lição de
casa dos seus filhos.
A AOL e a RoperASW ampliaram o estudo para incluir os EUA, o Canadá, o
Japão, o Reino Unido, a França e a Alemanha. Nos EUA e na Europa, uma
metodologia de discagem digital aleatória entrevistou 500 internautas residenciais
acima de 18 anos em cada país. O mesmo método foi utilizado para pesquisar 300
internautas residenciais no Canadá, no Japão e no Brasil. O estudo brasileiro ligou
para 300 assinantes de serviços Internet, entre 18 e 65 anos de idade, nos principais
mercados do País. São Paulo, Rio de Janeiro, Recife e Porto Alegre. O estudo
japonês foi feito ligando para 300 assinantes residenciais de serviços Internet, entre
20 e 65 anos de idade, nos mercados da Grande Tókio e Grande Osaka. Todas as
entrevistas foram feitas em Agosto de 2001 (exceto na Europa). A pesquisa européia
foi feita em Março de 2001.
A America Online Brasil foi o primeiro serviço localizado da AOL na América
Latina, iniciado em novembro de 1999, e teve o melhor inicio de qualquer serviço
AOL no mundo. A empresa firmou acordos com mais de 95 parceiros de conteúdo e
fornece seus serviços em mais que 181 cidades brasileiras. A AOL Brasil também
oferece um serviço conjunto personalizado da America Online Brasil Banco Itaú.
Apesar do resultado da pesquisa ser de quatro anos atrás, podemos utilizar
esses dados como referência devido ao comprovado crescimento da Internet nesses
16
últimos anos, assim garantindo que os resultados obtidos têm grande probabilidade
de estarem em torno ou com valores mais altos que os apresentados.
Com isso, comprovamos que a Internet está influenciando a vida das pessoas
e que está ajudando no desenvolvimento e no cotidiano da população que a utiliza.
A Internet revolucionou o mundo com seus serviços e não podemos deixar de dar
uma grande atenção a esse meio de comunicação que está evoluindo numa escala
exponencial.
2.2. PROGRAMA DE INCLUSÃO DIGITAL NO BRASIL
Um breve histórico da Política de Governo Eletrônico é apresentado a seguir:
Com início no ano 2000 o Governo Brasileiro lançou as bases para a criação
de uma sociedade digital ao criar um Grupo de Trabalho Interministerial com a
finalidade de examinar e propor políticas, diretrizes e normas relacionadas com as
novas formas eletrônicas de interação, através do Decreto Presidencial de 3 de abril
de 2000. As ações deste Grupo de Trabalho em Tecnologia da Informação (GTTI),
formalizado pela Portaria da Casa Civil número 23 de 12 de maio de 2000, andaram
juntas com as metas do programa Sociedade da Informação, coordenado pelo
Ministério da Ciência e Tecnologia.
Por orientação do governo, o trabalho do GTTI concentrou esforços em três
das sete linhas de ação do programa Sociedade da Informação.
• Universalização de serviços;
• Governo ao alcance de todos;
• Infra-estrutura avançada.
Em julho de 2000, o GTTI propôs uma nova política de interação eletrônica do
Governo com a sociedade apresentando um relatório preliminar “GTTI-Consolidado”
contendo um diagnóstico da situação da infra-estrutura e serviços do Governo
Federal, as aplicações existentes e desejadas e a situação da legislação de
interação eletrônica.
17
O estabelecimento do Comitê Executivo de Governo Eletrônico pode ser
considerado um dos grandes marcos do compromisso do Conselho de Governo em
prol da evolução da prestação de serviços e informações ao cidadão.
O Comitê Executivo de Governo Eletrônico - CEGE tem o objetivo de formular
políticas, estabelecer diretrizes, coordenar e articular as ações de implantação do
Governo Eletrônico e, atendendo a um Plano de Metas, apresentou, em 20/09/2000,
o documento "Política de Governo Eletrônico”.
Em setembro de 2002 foi publicado um documento com o balanço das
atividades desenvolvidas nos 2 anos de Governo Eletrônico, com capítulos
dedicados à política de e-Gov, avaliação da implementação e dos resultados, além
dos principais avanços, limitações e desafios futuros do programa. O documento foi
elaborado pela Secretaria de Logística e Tecnologia da Informação do Ministério do
Planejamento, com a colaboração dos membros do Comitê Executivo e constitui
uma base de informações para a continuidade do programa em 2003.
O Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão, através da Secretaria de
Logística e Tecnologia da Informação (SLTI) exerce as atribuições de Secretaria-
Executiva e garante o apoio técnico-administrativo necessário ao funcionamento do
Comitê supervisionando seus trabalhos e interagindo com seus coordenadores.
Em 29 de novembro de 2003, a Presidência da República publicou um
decreto criando 8 Comitês Técnicos de Governo Eletrônico, a saber [6]:
I. Implementação do Software Livre;
II. Inclusão Digital;
III. Integração de Sistemas;
IV. Sistemas Legados e Licenças de Software;
V. Gestão de Sítios e Serviços Online;
VI. Infra-Estrutura de Rede;
VII. Governo para Governo - G2G;
VIII. Gestão de Conhecimentos e Informação Estratégica.
O governo eletrônico será implementado segundo sete princípios, que serão
adotados como referência geral para estruturar as estratégias de intervenção
18
adotadas como orientações para todas as ações de governo eletrônico, gestão do
conhecimento e gestão da TI no governo federal. São elas [6]:
• Promoção da cidadania como prioridade;
• Indissociabilidade entre inclusão digital e o governo eletrônico;
• Utilização do software livre como recurso estratégico;
• Gestão do Conhecimento como instrumento estratégico de articulação e
gestão das políticas públicas;
• Racionalização dos recursos;
• Adoção de políticas, normas e padrões comuns;
• Integração com outros níveis de governo e com os demais poderes.
Cada Comitê Técnico criado possui diretrizes especificas, a seguir são
listadas as diretrizes do Comitê de Inclusão Digital [6]:
• Inclusão Digital como direito de cidadania o A infra-estrutura de acesso não pode ser apenas estatal, mas deve
promover a participação dos cidadãos e das organizações da
sociedade civil em sua gestão, utilizando preferencialmente o modelo
de telecentros comunitários utilizando software livre;
o Promover a inclusão digital não somente de indivíduos, mas também
de organizações da sociedade civil.
• Pluralidade dos modelos sob as mesmas diretrizes o As ações realizadas no âmbito da política de inclusão digital não serão
remetidas a um modelo único de iniciativa;
o Todas as ações deverão obedecer a princípios e diretrizes gerais
válidas para todas.
• Segmentação de públicos o Escolas e crianças são públicos prioritários e indispensáveis, mas não
exclusivos;
o As iniciativas devem enfocar o público como sujeito do processo, não
apenas destinatário de serviços;
19
o A segmentação de públicos não pode impedir que as iniciativas
garantam acessibilidade universal. Poderão ser desenhados
programas para públicos específicos, sem levar a constituição de
“guetos” e a alimentação de exclusão e discriminação pela política de
inclusão digital.
• Infra-estrutura
o Os projetos de inclusão digital devem ser apropriados pela
comunidade, especialmente pelo uso comunitário dos espaços e
processos;
o As iniciativas deverão privilegiar a implantação e utilização de espaços
multifuncionais geridos comunitariamente;
o A disposição de espaços de inclusão digital deve dar-se em função da
cobertura territorial de forma a incluir todas as regiões do país;
o A aplicação de recursos na inclusão digital deve privilegiar gastos com
pessoas, promovendo a qualificação do público-alvo, não com
equipamentos, conexão e licenças.
• Comprometimento com o desenvolvimento local o As iniciativas de inclusão digital devem fomentar o desenvolvimento
social, econômico, político, cultural e tecnológico dos espaços onde se
inserem;
o O estimulo à produção e a sistematização de conteúdo e
conhecimentos locais são elementos fundamentais para a promoção
da efetiva apropriação tecnológica pelas comunidades envolvidas;
o A sustentabilidade das iniciativas se dá pelo estímulo ao uso de TIC
para o desenvolvimento local.
• Integração o A inclusão digital deve se dar de maneira Integrada à promoção do
Governo Eletrônico, e suas ações devem-se integrar no âmbito federal;
o Materializar a política de inclusão digital de nível federal em ações
indutivas, normativas e financiadoras;
o A execução da política de inclusão digital deve ser compartilhada com
outros níveis de governo, setor privado e sociedade civil;
20
o A política de inclusão digital deverá considerar a integração das
diversas demandas existentes, possibilitando a otimização dos
recursos para sua implantação;
o Deve-se procurar o compartilhamento de infra-estrutura de outras
iniciativas com programas de inclusão digital;
o O desenho das ações deve incorporar possibilidades de cooperação e
articulação internacional.
• Avaliação
o As ações devem ser avaliadas permanentemente;
o A política de inclusão digital deve incluir a criação de sistema de
avaliação das ações e indicadores de inclusão digital.
• Utilização de Software o As iniciativas de inclusão digital devem privilegiar a utilização de
software livre, devendo ser este utilizado como a opção tecnológica de
inclusão digital do governo federal;
o Legados de licenças existentes podem ser utilizados em iniciativas de
inclusão digital, por conta da racionalização de recursos.
21
3. ESTUDO DE CASO
Verificando a importância da Internet na vida das pessoas e o desafio de
conciliar o acesso pleno à Internet com as limitações de renda que encontramos,
buscamos alguns exemplos de aplicações de sucesso para o acesso da população à
Internet provando que a realidade brasileira está mudando e poderá trazer bons
resultados para o desenvolvimento do país.
3.1. SUD MENNUCCI - SP
Na reportagem “Vida sem fio muda rotina de Cidade” [35], tomamos
conhecimento de uma iniciativa inédita no Brasil. O governo da cidade de Sud
Mennucci, que fica no noroeste do estado de São Paulo, a 614 quilômetros da
capital, está ofertando sinal de Internet via rádio gratuitamente para a população.
Fundada em 1959, com uma população aproximadamente de 8.200
habitantes [37] a cidade passou a ser conhecida em todo país por uma iniciativa do
prefeito, o Sr. Nelson Gonçalves de Assis. Unindo a vontade de melhorar a
qualidade de vida da população e o trabalho sério, a iniciativa superou expectativas
e contrariou o que muitos achavam inviável ou até impossível.
Em 2002, a cidade só acessava a Internet através de conexões discadas por
um número interurbano. Através do pedido do prefeito ao chefe de informática da
prefeitura, o Sr. Sérgio Soares foi encarregado de achar uma solução para a
implantação de conexões de Internet para a prefeitura.
Após uma pesquisa das tecnologias que poderiam ser utilizadas, o Sr. Sérgio
Soares sugeriu a utilização da tecnologia sem fio Wi-Fi, que possuía um baixo custo
e uma implantação simples. Primeiramente foram conectados os órgãos públicos
que eram distantes cerca de 5 quilômetros, devido à posição estratégica dos
engenhos de cana de açúcar e o centro da cidade.
Atualmente toda a cidade tem acesso gratuito à banda larga wireless,
fornecido pela prefeitura, e os moradores que possuem computador necessitam
somente de uma placa e uma antena para a conexão que varia de R$ 150,00 a R$
400,00. A cidade depende da cana de açúcar, seu orçamento anual é de R$ 11
22
milhões, tem duas escolas com 20 computadores cada e uma biblioteca com três
computadores. Mas esse pouco desenvolvimento e a dificuldade de acesso às
novas tecnologias não impediu de ser um exemplo inédito nacional.
Na sua casa, a cabeleireira, Elvira instalou uma antena para receber o sinal de Internet via
rádio emitido pela prefeitura gratuitamente. Equipado com uma placa Wi-Fi, o computador de
mesa da família Martelo fica 24 horas conectado à Internet, para que todos usufruam a
tecnologia. Alguns clientes de Elvira agendam horário por e-mail ou MSN Messenger. A
Internet também é útil para que a cabeleireira se atualize profissionalmente. “Aprendo novas
técnicas visitando sites especializados”, disse. Como diversão, Elvira gosta de entrar em
salas de bate-papo e confessa que já varou noites online. “Adoro fazer amigos virtuais da
minha idade”. “Conheço gente até de Portugal." Apesar de liberar o uso ilimitado da Internet
pelos filhos, Elvira fica atenta à filha mais nova, Thays, que mantém um blog. "Fiscalizo,
chego até a fuçar o histórico", diz a mãe.
Mas o mais plugado dos três filhos de Elvira é o técnico em informática Luiz Carlos da Silva
Martelo Júnior. Sempre de olho nos produtos à venda no site Mercado Livre, ele sugeriu à
mãe comprar um telefone portátil. Ela adorou a idéia e liberou o dinheiro, pois jamais
encontraria produto semelhante em Sud Mennucci. "Como o telefone é pequeno e tem
microfone e fone de ouvido, posso atender as ligações sem deixar de atender as clientes do
salão", disse.
Pela Internet, Júnior costuma adquirir componentes para o computador, como discos rígidos e
módulos de memória. Mas sua grande sacada foi passar a comprar antenas receptoras e
placas Wi-Fi, para revender na cidade, onde não há nenhuma loja especializada em
equipamentos de informática. Sozinho, já vendeu 30 kits Wi-Fi para micros de mesa. Usuário
do Skype, software para comunicação por voz pela Internet, Júnior conversa com amigos de
outras cidades sem gastar nada. “Falo até com um amigo que está no Japão.” [35]
Em visita à Futurecom 2005, realizada de 24 a 27 de outubro, o Professor
Doutor Ewaldo L. M. Mehl teve a oportunidade de entrevistar o prefeito de Sud
Mennucci. Previamente elaboramos algumas perguntas para a entrevista a fim de
obtermos algumas opiniões especificas a respeito do projeto.
Para o Sr. Celso Torquato Junqueira Franco a população está com uma ótima
aceitação do serviço fornecido pela prefeitura. A cidade está se desenvolvendo bem
e as pessoas estão aprendendo a usufruir das novas tecnologias que a Internet
oferece, como VoIP e o comércio eletrônico, mesmo com o projeto sendo simples e
23
de não haver estudos mais profundos como desenvolvimento de treinamentos e
otimização da rede.
O desenvolvimento pode ser visto na prática, três grupos de estudantes da
cidade participaram no dia 29/10/2005, em São Paulo, da final brasileira do torneio
“Bancos em Ação”. É o maior número de equipes de um mesmo município
classificadas na disputa. A reportagem vinculada no site Folha Online [33] comenta:
O torneio acontece em vários países e é promovido pelo Citibank em parceria com a ONG
americana Junior Achievement. Os jovens simulam atuação no mercado financeiro. Cada
equipe cuida de um "banco", o que inclui lidar com juros de curto e longo prazo em operações
de captação e empréstimos, administrar custos operacionais, promover ações de marketing
para aumentar e manter a base de clientes, investimento em pesquisa e outros. A cidade
classificou seis equipes na fase semifinal de um torneio no qual participaram alunos do Brasil
todo, inclusive de escolas particulares. O Rio de Janeiro, por exemplo, contava com apenas
quatro grupos nessa etapa.
Na reportagem o Sr. Celso Torquato Junqueira Franco ainda comenta: "Se
políticas como essa não forem consideradas prioritárias, há risco de o Brasil excluir
socialmente mais uma geração. Serão os analfabetos digitais", provando que o
governo deve tomar iniciativas inteligentes e buscar soluções inovadoras para essa
situação.
3.2. PIRAÍ - RJ
Piraí é um pequeno município do Estado do Rio de Janeiro com cerca de 23,7
mil habitantes, dos quais 25% residem na área rural[37]. Situa-se no Vale do Paraíba,
no sul do Estado, numa área de 505 quilômetros quadrados. Desde 1996 está sendo
realizado um esforço para facilitar e popularizar o acesso às tecnologias de
informatização e comunicação, com base numa ampla rede de transmissão de voz e
dados sem fio, que viabiliza o acesso à Internet em banda larga.
A história desse caso de sucesso se deu com o programa Município Digital,
que tem seu desenho construído no interior do programa de desenvolvimento local
de Piraí. Em meados da década de 90, o município sofreu um impacto social e
24
econômico com a privatização da Light (empresa que fornece energia no Rio de
Janeiro).
Cerca de 1.200 pessoas foram demitidas e o distrito onde moravam
transformou-se numa cidade fantasma. Em um Município com 23,7 mil habitantes
este número de desempregados pode ser considerado uma catástrofe social, que
exigiria a decretação de um estado de emergência. Por iniciativa da Prefeitura,
estruturou-se um programa de desenvolvimento local gerando, em quatro anos, um
número de postos de trabalho equivalente ao de desempregados a partir do
processo de privatização da Light. Através do condomínio industrial, da formação do
pólo de piscicultura e de cooperativas, o município deu a volta por cima. Dar a volta
por cima foi o título do estudo realizado pela Fundação Getúlio Vargas de São
Paulo. Com base neste estudo, a Prefeitura ganhou em 2001 o Prêmio Gestão
Pública e Cidadania da Fundação FORD e FGV-SP. Este prêmio, uma iniciativa
conjunta da FUNDAÇÃO GETÚLIO VARGAS e da FUNDAÇÃO FORD, reconhece e
dissemina inovações na administração e prestação de serviços públicos por
governos municipais, estaduais e por organizações próprias dos povos indígenas.
Este programa foi desenhado de forma integrada, identificando quatro frentes:
governo, educação, comunidades e empresas.
Como objetivo principal, o programa visa à democratização do acesso aos
meios de informação e comunicação, gerando oportunidades de desenvolvimento
econômico e social e ampliando os horizontes da cidade. Além disso, foram traçados
objetivos mais específicos como:
• Democratizar e otimizar o uso dos recursos tecnológicos da informação
e da comunicação para colaborar na produção e socialização do
conhecimento;
• Modernizar e racionalizar a administração pública;
• Disseminar uma sociedade da informação e do conhecimento e
impulsionar atividades que possibilitem à comunidade uma
incorporação mais ágil deste novo conceito, de modo que:
o Viabilize o desenvolvimento social e facilite o acesso à formação
e à informação para todos;
o Assegure a disponibilidade e o acesso às novas tecnologias;
25
o Elimine as barreiras físicas do acesso à informação
• Garantir a coordenação e regulamentação dos esforços para criar uma
estrutura física de acesso lógico e alto desempenho a ser utilizada
também pelas ações de Inclusão Digital.
O projeto de inclusão digital de Piraí conta com um sistema híbrido SHSW
(Sistema Híbrido com suporte Wireless) desenvolvido pelos próprios técnicos que
trabalham no projeto.
A rede SHSW cobre todo o município de Piraí, com 39 edifícios públicos com
144 computadores, mais de 20 estabelecimentos de ensino com Internet rápida, num
total de 6.300 alunos e 188 computadores (33 alunos por computador).
O acesso à rede SHSW também contempla 20 edifícios com 66
computadores, cobrindo quatro bibliotecas, uma Casa da Criança, uma APAE, uma
Creche, quatro Telecentros e nove Quiosques. Isso representa um universo de 398
computadores à disposição não só dos alunos, mas de toda a comunidade.
Os Telecentros já atendem 220 pessoas por dia (alunos, donas de casa,
professores e universitários), para fins como receitas, contas bancárias, pesquisas e
entretenimento.
Os projetos são: as instalações da Estação Futuro que, além de Telecentro,
servirá para o desenvolvimento de cursos como empreendedorismo, artesanato,
entre outros; expansão de projetos de conteúdos digitais, como o sistema de gestão
em rede (educação, saúde, segurança), ouvidoria municipal, laboratório de
desenvolvimento e multimídia de software e expansão da rede SHSW para
domicílios e empresas privadas do Município de Piraí.
Os programas dos computadores são desenvolvidos em software livre, o que
permite elevada economia de gastos.
Na Figura 4 apresentamos a primeira topologia da rede que estava somente
com a tecnologia wireless e, com o aumento gradativo desta rede, teve seu custo
elevado.
26
Figura 4 – Primeira topologia na cidade de Piraí [37].
Com os estudos dos técnicos envolvidos no projeto, desenvolveu-se a
tecnologia híbrida SHSW, mostrada na Figura 5, adaptando a rede na topologia
desejada para a cidade identificando os melhores tipos de conexão e reduzindo
custos em equipamentos.
Figura 5 – Topologia híbrida na cidade de Piraí [37].
Para viabilizar financeiramente o projeto, o município utilizou parte dos
recursos do Programa de Modernização da Administração Tributária (PMAT) para
interligar escolas e terminais públicos. Recebeu também o apoio de uma empresa de
telecomunicações especializada em Internet sem fio (Taho). A conexão e
27
manutenção da rede foram assumidas pela Rede Rio, que é uma rede de
computadores, integrada por universidades e centros de pesquisa localizados no
Estado do Rio de Janeiro. Outras empresas, como Schweitzer, Itautec, Banco Real e
Sebrae bancaram equipamentos (computadores e acessórios de informática em
geral) para escolas, bibliotecas, telecentros, postos de saúde, assim como
laboratórios para distritos, e quiosques para acesso a Internet de forma gratuita em
diversos pontos da cidade.
Como comentado o município utilizou parte do PMAT para viabilizar
financeiramente o projeto, conforme consultado no site do Banco Nacional de
Desenvolvimento Econômico e Social [30]:
O Programa de Modernização da Administração Tributária e Gestão dos Setores Sociais
Básicos (PMAT) destina-se à modernização da administração tributária e à melhoria da
qualidade do gasto público dentro de uma perspectiva de desenvolvimento local sustentado,
visando proporcionar aos municípios brasileiros possibilidades de atuar na obtenção de mais
recursos estáveis e não inflacionários e na melhoria da qualidade e redução do custo
praticado na prestação de serviços nas áreas de administração geral, assistência à criança e
jovens, saúde, educação e de geração de oportunidades de trabalho e renda.
Ou seja, de um modo geral, objetiva o fortalecimento das administrações
municipais através das seguintes ações:
• Aproveitamento do potencial de arrecadação tributária;
• Geração de recursos para os investimentos sociais;
• Capacitação gerencial, normativa e operacional;
• Acesso às novas tecnologias de informação e comunicação.
Algumas condições para acesso ao programa são impostas ao município:
• Limite de R$ 30 milhões ou R$ 18,00 por habitante ou 7% da receita
liquida (o que for menor);
• Taxa de juros a longo prazo + Remuneração do BNDES de 2,5% ao
ano + remuneração da instituição financeira credenciada a ser
negociado;
28
• Prazo de até 8 anos, incluindo o prazo máximo de carência de 24
meses.
Através do PMAT é possível financiar alguns itens como tecnologias de
informação e equipamentos de informática, capacitações para recursos humanos,
equipamentos de apoio à operação e fiscalização dentre outras possibilidades
sempre atendendo como requisito básico o desenvolvimento das administrações
municipais.
Verificamos que o projeto de inclusão digital de Piraí causou grande impacto e
desenvolvimento na qualidade de vida dos cidadãos através de soluções
inovadoras, planejamento estratégico e parcerias entre governo e empresas
privadas. Destacamos alguns fatores que causaram o sucesso do projeto:
• Pesquisas para obter a melhor tecnologia (SHSW) e um baixo custo;
• Visão integrada entre governo, economia e sociedade;
• Uso racional e criativo dos recursos disponíveis, recorrendo a sobras
do PMAT, assim como a realização de parcerias com empresas;
• Participação na construção e implementação da proposta, obtendo-se
maior apoio e legitimidade do processo;
• Liderança governamental do município;
• Garantia do acesso e inclusão digital para todos, sem distinção de
classe ou qualquer outra forma de discriminação social.
3.3. OURO PRETO - MG
Ouro Preto, cidade com aproximadamente 66.280 habitantes [39], considerada
patrimônio cultural da humanidade pela Unesco, é sede de um dos projetos de
inclusão digital no Brasil: “Ouro Preto – Cidade Digital”. Projeto esse que colocou a
cidade como uma das pioneiras do assunto no país, coordenado pela Universidade
Federal de Ouro Preto (UFOP), Centro Federal de Educação Tecnológica (Cefet)
Ouro Preto e a Prefeitura Municipal da cidade. Com parceria com a INTEL, o
Ministério de Educação (MEC), apoio da Anatel e da Rede Nacional de Pesquisa
29
(RPN), o projeto piloto utiliza a tecnologia Wi-Max de comunicação sem fio por rádio
freqüência para cobrir grandes distâncias em banda larga.
A coordenação executiva do projeto ficou a cargo do professor Américo
Tristão Bernardes, do Departamento de Física da UFOP que gentilmente, em
encontro com o professor Doutor Ewaldo L. M. Mehl durante a Futurecom 2005,
cedeu alguns documentos e fotos para estudos do projeto Ouro Preto – Cidade
Digital.
A inclusão digital na cidade começou pelas escolas municipais e estaduais
para reforçar a educação como prática social transformadora. Também foram
instaladas, em diversos locais, doze antenas para operação, além de duas bases,
erguidas na UFOP para dar suporte à cobertura. Estão foram conectadas três
escolas públicas estaduais e duas municipais, a Biblioteca Pública Municipal de
Ouro Preto, as secretarias municipais de Planejamento e de Saúde, e o Laboratório
de Redes de Computadores do Departamento de Computação da Universidade
Federal de Ouro Preto (UFOP). Posteriormente, serão ligadas mais três escolas
municipais e duas estaduais, utilizando Wi-Fi ligado à rede Wi-Max. O sistema atinge
toda a sede do município e funciona de maneira semelhante à telefonia celular. As
instalações na UFOP estão mostradas nas Figura 6 e Figura 7.
Figura 6 - Vista do local onde estão instaladas antenas para atender ao projeto de Ouro
Preto. [2]
30
Figura 7 – Instalação na Universidade de Ouro Preto [2]
Os equipamentos foram instalados na cidade em março de 2005. Algumas
razões justificaram a escolha do local: por Ouro Preto ser um patrimônio histórico
brasileiro, existe uma série de normas que restringem a intervenção local,
dificultando a instalação de fibras subterrâneas. A topografia acidentada da cidade,
construída em cima de morros, dificulta a comunicação por meio de antenas que
necessitem de visada. Com isso, Ouro Preto não possui conexões de banda larga
em grande escala.
O objetivo do projeto, além da inclusão digital, foi criar o piloto de uma rede
comunitária, para testar a viabilidade da tecnologia e ser replicada em escala maior.
Segundo o prof. Américo, “a implantação no meio comercial servirá para criar um
modelo de negócios para a criação de redes comunitárias, com a possibilidade de o
projeto ser desenvolvido pela incubadora de empresas da UFOP”.
Uma rede comunitária difere de uma rede local no que se refere ao modelo.
Em uma rede local (LAN), usa-se um provedor para acesso à Internet, não há
conexão direta entre os usuários, somente através da Internet. Também é
necessário utilizar um meio físico para a conexão geralmente feita por uma empresa
de telecomunicações, assim o usuário contrata o serviço do provedor e da empresa
de telecomunicações para estar conectado à Internet, como pode ser visto na Figura
8.
31
Figura 8 – Rede local típica [2]
Já em uma “rede comunitária”, mostrada na Figura 9, os usuários formam a
rede, todos interconectados e paralelamente compartilham a mesma conexão para a
Internet, geralmente direcionada para pequenos e médios municípios. Segundo o
prof. Américo “a rede comunitária deve ser um patrimônio local, gerido com
interesses da comunidade”. Esse modelo de rede traz vantagens como serviços
focados em interesses locais com uma qualidade melhor e um custo menor para a
comunidade além de possuir um modelo econômico sustentável com parcerias
público / privadas.
Figura 9 – Rede Comunitária [2]
A fase experimental do projeto encerrou-se em Outubro de 2005, foram
utilizados equipamentos das empresas Aperto e Alvarion, operando em freqüência
de 3,5 GHz graças a uma concessão da Anatel que se encerrou junto com a fase
experimental. A partir de Outubro de 2005 a rede Wi-Max de Ouro Preto deixa de ser
32
um projeto e passa e ser uma rede normal funcionando na freqüência pública de 5,8
GHz.
Na Figura 10 é apresentado o mapa com as conexões utilizando equipamentos
das duas empresas – Aperto e Alvarion.
Figura 10 – Cobertura da rede de dois fabricantes diferentes. [2]
A banda passante dos equipamentos é de aproximadamente 14 Mbps sendo
que a banda nominal é de 20 Mbps, não há interoperabilidade entre os
equipamentos da Aperto e da Alvarion devido a tecnologia Wi-Max estar em fase de
estudos e padronização (IEEE 802.16). Na outra ponta a empresa Telemar
emprestou um link de 2 Mbps para o acesso comercial, a Rede Nacional de
pesquisa – RNP aumentou seu link para os estudos e cedeu temporariamente
alguns equipamentos faltantes.
Assim verificamos mais um caso no qual a parceria público / privada foi
essencial para o desenvolvimento do projeto, bem como a participação da UFOP
e
C
m
ESCALA 1 : 10.000
1 km
Legenda: Instalação de CPE (rede 1)
Conexão via Wi-Fi
Linha de conexão Wi-Fi
área de cobertura da BSU-1 (Aperto)
Instalação de CPE (rede 2)
área de cobertura da BSU-2 (Alvarion)
33
que disponibilizando recursos humanos técnicos só têm a ganhar para a formação
dos futuros alunos.
3.4. PINHAIS - PR
O menor município do Paraná, com 60,92 quilômetros quadrados, com uma
população de aproximadamente 103.000 habitantes, em 20 de março de 1992
Pinhais foi elevado à condição de Município, sendo emancipado de Piraquara [39].
Situado a apenas 7 quilômetros do centro de Curitiba, com a base da
economia industrial, Pinhais se destaca no cenário nacional. Devido à curta distância
que separa a cidade da capital e o acesso fácil a outras regiões pelo farto
escoamento rodoviário, Pinhais tem atraído um grande número de empresas de
diversos ramos para realizarem seus investimentos. Com aproximadamente 3.000
empresas a cidade tem uma arrecadação anual em torno de R$ 90 milhões, o que
torna o acesso aos investimentos facilitado. Com investimentos planejados e uma
administração organizada, Pinhais é referência nacional em gestão pública no país.
Na área de telecomunicações a cidade necessitava de comunicação entre as
secretarias Municipais, o que instigou o processo de modernização e atualização
tecnológica da prefeitura. A partir desse momento iniciaram-se a instalação da
solução de comunicação de dados e informação no prédio da administração,
educação, escolas e creches, seguindo para as secretarias de Ação Social e
Secretaria de Saúde com seus respectivos postos. O projeto começou em 2001 com
a ligação por fibra óptica de dois prédios da prefeitura e atualmente o município tem
54 prédios interligados via rádio trafegando dados, imagem e voz.
Pinhais tem cerca de 800 computadores distribuídos entre seus 1500
funcionários, sendo que 350 desses computadores são para escolas. Foram feitos
treinamentos especializados para os professores das escolas municipais, com o
objetivo do uso dos computadores para o ensino. [21]
Segundo o Coordenador de Tecnologia da Informação de Pinhais, o Sr. João
Luiz Marques Guimarães após estudos detectou-se que para densidades acima de
15 computadores em uma construção a melhor alternativa é a ligação por cabos.
Com isso 6 secretarias se enquadraram nesse perfil sendo interligadas por fibra
34
óptica com a prefeitura que tem seu próprio provedor de acesso à Internet. São 7
servidores sendo que 4 com processadores duplos para o atendimento dos 800
computadores.
A rede possui 1000 sensores combinados com 66 câmeras de vídeo IP e
mais 34 câmeras de vídeo analógicas fazendo a segurança dos órgãos públicos,
escolas e bens patrimoniais. Combinando rondas ostensivas nas praças e parques
municipais e o atendimento 24 horas às ocorrências detectadas pela sala de
monitoramento, houve uma diminuição de 98% dos roubos de equipamentos de alto
valor.
No ano de 2005 foram investidos R$300.000 em infra-estrutura e
equipamentos para telefonia via Internet – VoIP com 6 centrais totalizando uma
capacidade de 600 ramais. Estima-se que o retorno do investimento se dê em 2
anos. Na Figura 11 apresentamos o mapa de conectividade da rede de Pinhais com
as ligações em fibra óptica (IEEE 802.3u) entre os prédios do governo e o restante
das interligações via rádio (IEEE 802.11b, IEEE 802.11g). Verificamos que a solução
via rádio tem melhor desempenho ao cobrir grandes áreas com densidades
pequenas e médias de computadores, diferente da solução cabeada que, para áreas
de cobertura grandes, tem seu custo muito elevado, porém apresentam uma
viabilidade econômica quando estamos diante de uma grande densidade de
computadores em pequenas áreas. Por conseqüência, podemos observar que uma
solução hibrida também foi utilizada em Pinhais reforçando a idéia exposta no caso
de Piraí.
Esta rede de Pinhais é comparada a uma estrutura de rede de empresas de
médio porte, com o uso de tecnologias de empresas de grande porte devido ao seu
planejamento, a sua topologia e aos equipamentos utilizados.
35
Figura 11 – Diagrama da rede de Pinhais. [12]
A seguir estão alguns exemplos do desenvolvimento de pinhais, a Figura 12 e
a Figura 13 mostram imagens das câmeras de segurança nas escolas, e na Figura 14
podemos ver como é feito o monitoramento instantâneo dessas câmeras.
Figura 12 – Imagem captada por câmera de segurança em laboratório de informática da
escola. [12]
36
Figura 13 – Sistema para monitoramento das câmeras de segurança. [12]
Figura 14 – Monitoramento das câmeras de segurança. (foto dos autores)
Com uma Coordenadoria de Tecnologia da Informação a Prefeitura de
Pinhais tem uma rede completa contando com antivírus coorporativo para
aproximadamente 600 computadores, garantindo a segurança e integridade dos
dados. A rede é segmentada por Redes Virtuais (VLANs), possui um Firewall, uma
Zona Desmilitarizada (DMZ) e várias políticas de segurança, conforme mostrado na
Figura 15.
37
Figura 15 – Esquemático da rede de Pinhais. [12]
A rede conta com equipamentos de ótima qualidade, entre switches,
roteadores, antenas de rádio e pontos de acesso de rádio.
Fazem parte da rede equipamentos como:
• Rádio Enterasys R2 – Suporta cartões de até 54 Mbps (Wi-Fi 802.11g) e tem
10 unidades em funcionamento. O Rádio Enterasys R2 está mostrado na
Figura 16.
Figura 16 - Rádio Enterasys R2 [12]
• Rádio Enterasys AP 2000 – Suporta cartão de 11 Mbps (Wi-Fi 802.11b) e tem
28 unidades em funcionamento. Mostrado na Figura 17.
38
Figura 17 - Rádio Enterasys AP 2000 [12]
• Switch SSR 2000 – Suporta criação de Redes Virtuais (VLAN) e regras de
administração para as suas portas. Mostrado na Figura 18.
Figura 18 - Switch SSR 2000 [12]
• Digital Vídeo Receiver (DVR) – Equipamento para captura de vídeo com
imagens de alta resolução. Mostrado na Figura 19.
Figura 19 - Digital Vídeo Receiver [12]
• Antena Omnidirecional – Antena que envia sinal para vários clientes.
Mostrada na Figura 20.
39
Figura 20 - Antena Omnidirecional [12]
• Antena Direcional – Antena que envia sinal somente para um cliente.
Mostrada na Figura 21.
Figura 21 - Antena direcional (foto dos autores)
A rede da prefeitura de Pinhais tem um link fornecido pela empresa Brasil
Telecom com capacidade de 1 Mbps e planos para ampliação desse link para 2
Mbps. São previstos para a rede a implantação de serviços de acesso à Internet
para a população em quiosques públicos, serviço da prefeitura via Internet como o
pagamento de IPTU – Imposto Predial Territorial Urbano, a instalação de câmeras
40
de vídeo nas principais ruas da cidade a fim de diminuir o índice de criminalidade e a
implantação de telefonia via Internet - VoIP - entre os órgãos públicos.
O sucesso do projeto deve-se ao planejamento a longo prazo, foram quatro
anos investindo em infra-estrutura, estudando tecnologias e adaptando as melhores
soluções para o que a prefeitura e o Município de Pinhais necessitavam. O retorno
do investimento é visto com facilidade no aumento da segurança, na melhoria da
educação e no aumento da agilidade no gerenciamento das informações devido a
implantações de softwares específicos e a interligação dos órgãos públicos.
Acompanhados pelos professores Ewaldo L. M. Mehl e Tibiriçá K. Moreira,
visitamos a prefeitura de Pinhais no dia 10/11/2005, onde conseguimos as
informações necessárias para este projeto. O coordenador de Tecnologia da
Informação, o Sr. João Luiz Guimarães, e o vice-prefeito de Pinhais, o Sr. Mário
Bonaldo, que receberam o grupo de forma bastante atenciosa, não mediram
esforços para nos colocar a par das inovações implantadas.
3.5. COMPARATIVO DOS CASOS DE ESTUDO
Para facilitar o estudo montamos um quadro, na Tabela 1, comparativo entre
as cidades estudadas com suas características gerais relacionadas à implantação de
redes de dados.
Observamos que as cidades estudadas têm populações variadas, sempre de
pequeno e médio porte. No caso de Pinhais - PR, apesar de apresentar a maior
população do estudo, sua área territorial é a menor do Paraná, com 60,92
quilômetros quadrados. Isto torna a região um município de pequeno porte com uma
alta densidade demográfica.
Com isso, verificamos que a implantação de projetos de inclusão digital fica
facilitada devido ao tamanho do município, tornando-o atrativo, pois normalmente
pequenos municípios têm maior dificuldade em ter acesso às inovações tecnológicas
que estão nas cidades de grande porte.
41
Tabela 1 - Comparativo dos casos estudados.
Sud Mennucci Piraí Ouro-Preto Pinhais Internet Disponível para TODA a população
Sim Não (estudos sendo
feitos para futura implantação)
Não Não (estudos sendo
feitos para futura implantação)
Internet Disponível em escolas e Telecentros Sim Sim Sim Sim
Tecnologias e Protocolos WiFi - 802.11b
WiFi - 802.11b; Fast Ethernet
802.3u WiMax - 802.16
WiFi 802.11b, 802.11g; Fast
Ethernet 802.3u Banda fornecida aos usuários
Banda Larga limitada em 64 kbps Banda Larga com
até 14Mbps
Investimento da Prefeitura
R$17.000,00 (Equipamentos e infraestrutura) + R$3.200,00/mês
para aluguel do link
Não informou - Utilização de verba
pública (PMAT), apoio técnico e financeiro de
empresas privadas (Taho, Itautec, Banco Real e
Sebrae)
Não informou - Patrocínio de
empresas privadas (Intel, Telemar), parcerias com
Universidades e órgãos públicos (Anatel, RNP)
R$ 650.000 (Rede) + R$ 300.000 (2005-VoIP)
Investimento do Usuário
R$150,00 a R$ 400,00 para
instalação e compra do equipamento
Nenhum, para acesso em
telecentros e escolas.
Nenhum, para acesso em
telecentros e escolas.
Nenhum, para acesso em
telecentros e escolas.
Telefonia via Internet Utilização do Skype pelos usuários Não informado Não informado Sim, entre órgãos
públicos.
Número aprox. de usuários 200
6.300 alunos + 220 pessoas por dia em
telecentros
Alunos das escolas e Universidades (5
escolas, 1 biblioteca, 2 secretarias
municipais e 1 Laboratório na
UFOP)
8500 alunos nas escolas municipais; 54 prédios (escolas, secretarias, postos
de saúde)
População da Cidade 8.200 23.700 66.280 103.000
Quanto menor a população mais fácil fica o controle de acesso e mais simples
é a instalação dos equipamentos, como no caso de Sud Mennucci - SP. Por
conseqüência, devemos aliar ao tamanho do município e à sua densidade
demográfica um estudo utilizando ferramentas de Tecnologia da Informação, a fim
de abranger as diferentes áreas de cobertura e quantidade de pessoas das regiões
estudadas.
Como todos os projetos citados partem da iniciativa do governo e de órgãos
públicos (Universidades), a verba inicial deve ser muito bem controlada e
42
economizada, sendo assim vários estudos foram feitos para contornar esse
problema detectando-se na tecnologia wireless a melhor relação custo benefício.
Com isso, percebemos a tendência da rede sem fio ser economicamente mais viável
quando abrange uma maior área de cobertura.
Verificamos que, em um futuro próximo, poderão surgir serviços de dados
ofertados pelo governo com baixo custo ou gratuitamente. Esse cenário fica claro
quando observamos que a maioria dos municípios oferta serviços de Internet em
telecentros para a população e afirmam ter estudos e intenções de ampliar o serviço
para as residências da região.
43
4. TECNOLOGIAS ESTUDADAS
Nesta seção iremos descrever brevemente algumas tecnologias utilizadas em
soluções para redes de dados, a fim de utilizarmos a tecnologia que melhor se
enquadra no estudo.
Primeiramente, a fim de um melhor entendimento de redes de computadores,
iremos citar brevemente algumas topologias. A topologia refere-se ao “layout físico”
e ao meio de conexão dos dispositivos na rede, ou seja, como estes estão
conectados. Os pontos no meio onde são conectados recebem a denominação de
nós, sendo que estes nós sempre estão associados a um endereço, para que
possam ser reconhecidos pela rede. São várias as topologias existentes, porém, as
variações sempre derivam de três topologias básicas, que são as mais
frequentemente empregadas: Barramento, Estrela e Anel. Ainda descreveremos as
redes em Malha e topologias híbridas.
• Barramento (Bus): Esta topologia é caracterizada por uma linha única de
dados, finalizada por dois terminadores, conforme Figura 22. Toda mensagem
enviada por uma estação pode ser “ouvida” pelas demais estações, sendo
reconhecida somente por aquela que é o destino. Nas redes baseadas nesta
topologia não existe um elemento central, todos os pontos atuam de maneira
igual, algumas vezes assumindo um papel ativo outras vezes assumindo um
papel passivo. Essa é a topologia utilizada nas redes locais Ethernet ponto a
ponto, que também será descrita no decorrer do trabalho.
Figura 22 - Topologia em Barramento. [19]
44
• Estrela (Star): A topologia estrela é caracterizada por um elemento central
que "gerencia" o fluxo de dados da rede, estando diretamente conectado a
cada nó, conforme Figura 23. Toda informação enviada de um nó para outro
deverá obrigatoriamente passar pelo ponto central, ou concentrador, tornando
o processo mais eficaz, já que os dados não irão passar por todas as
estações. O concentrador encarrega-se de rotear o sinal para as estações
solicitadas, economizando tempo. As redes cliente-servidor segue a topologia
estrela.
Figura 23 - Topologia em Estrela. [19]
• Anel (Ring) - Uma topologia em anel é constituída de um circuito fechado,
conforme Figura 24. Quando uma mensagem é enviada por um nó, ela entra
no anel e circula até ser retirada pelo nó de destino, ou então até voltar ao nó
fonte, dependendo do protocolo empregado. A implementação mais comum
da topologia estrela são as redes Token-Ring / IEEE 802.5, que será
explicada no decorrer do trabalho.
Figura 24 - Topologia em Anel. [19]
45
• Malha (mesh) - Nesta topologia todos os nós estão atados a todos os outros
nós, como se estivessem entrelaçados, conforme Figura 25. Para as redes
cabeadas existe um problema ao usar essa topologia, pois para cada
segmento de rede seria necessário instalar, em uma mesma estação, um
número equivalente de placas de rede.
Figura 25 - Topologia em Malha. [19]
Se utilizarmos uma combinação de mais de uma topologia, a rede é chamada
de Híbrida. As redes híbridas normalmente surgem da fusão de duas ou mais redes
locais, ou de redes locais com redes metropolitanas. As redes públicas são
exemplos de redes híbridas.
Neste momento do trabalho vale a pena explicar a classificação das redes
dependendo de sua extensão geográfica, as seguintes classificações são mostradas
na Figura 26:
Figura 26 - Classificação das redes quanto à sua extensão geográfica. [36]
46
• PAN (Personal Area Network ou Rede de Área Pessoal): Rede de
computadores pessoais, formadas por nós muito próximos ao usuário
(geralmente em distâncias de poucos metros). Estes dispositivos podem ser
pertencentes ao usuário ou não. Tecnologicamente é a mesma coisa que uma
LAN, diferindo-se desta apenas pela pouca possibilidade de crescimento e
pela utilização doméstica. [34]
• LAN (Local Area Network ou Rede de Área Local): Rede que interliga
computadores em uma área de alcance bastante restrita. Em geral limita-se a
prédios, ou até mesmo prédios próximos. [34]
• CAN (Campus Area Network ou Rede de Campus): Rede que se distribui por
um campus universitário ou planta industrial numa área com
aproximadamente 5 km de raio. [16]
• MAN (Metropolitan Area Network ou Rede de Área Metropolitana): É um
conjunto de duas ou mais redes locais que se distribuem por uma área ou
espaço geográfico amplo, que pode englobar toda uma cidade ou grupo de
cidades próximas. O uso de pontes e roteadores é obrigatório. [16]
• WAN (Wide Area Network ou Rede de Longa Distância): Conjunto de várias
redes locais que se distribuem por uma área ou espaço geográfico irrestrito,
que pode englobar vários estados ou vários países. A interligação se faz por
meio de pontes e roteadores, porém estes devem ser dimensionados
prevendo-se, por exemplo, o fluxo de dados, rotas alternativas e suporte a
múltiplos protocolos. [16]
4.1. REDES CABEADAS
Os meios de transmissão que estaremos abordando para a rede cabeada
serão cabo coaxial - mostrado na Figura 27; cabo de par trançado – mostrado na
Figura 28; e cabo de fibra óptica – mostrado na Figura 29:
47
• Cabo Coaxial:
Figura 27 - Cabo coaxial e conector em placa de rede. [1]
O cabo coaxial é constituído de dois condutores dispostos axialmente (na
forma de eixo), separados entre si e envoltos por material isolante. O condutor
interno, mais rígido, é feito de cobre e pode ser torcido ou sólido (o condutor sólido é
mais indicado em redes locais, já que os dados fluem com mais facilidade num meio
homogêneo). O condutor externo é uma malha metálica que, além de atuar como a
segunda metade do circuito elétrico, também protege o condutor interno contra
interferências externas. Quando esta malha externa é feita de alumínio o cabo
coaxial é dito cabo coaxial grosso (especificação RG-213 A/U), ou de banda larga,
pois possui uma resistência de 75 ohms, transmitindo dados numa velocidade de até
10 Mbps a freqüência de 10 GHz. Os cabos coaxiais de banda larga obedecem ao
padrão 10Base5, e são muito utilizados em circuitos internos de TV. Este tipo de
cabo é indicado para instalações externas. Se a malha externa for de cobre a
resistência obtida é de 50 ohms, o que permite a transmissão de dados à velocidade
de 10 Mbps a uma freqüência de 2 GHz. Este cabo é chamado de cabo coaxial fino
(especificação RG-58 A/U), ou cabo coaxial de banda base. Este tipo de cabo
obedece ao padrão 10Base2, sendo utilizado em redes padrão Ethernet com baixo
escopo de atuação.
Os cabos coaxiais, se forem instalados adequadamente, oferecem uma boa
resistência contra interferências externas, ou ruídos. O seu processo de instalação
tem custo elevado.
48
• Cabo Par Trançado:
Figura 28 - Par trançado e conector RJ45 para par trançado. [1]
O cabo par trançado é formado de pares de fios entrelaçados, separados por
material isolante, que normalmente são recobertos por uma proteção de PVC (Poly
Vinyl Chloride). Cada par constitui um condutor positivo e outro negativo, que ao
serem dispostos entrelaçados formam um campo eletromagnético, que faz o papel
de barreira contra interferências externas, reduzindo a diafonia, que são os ruídos
provocados pelos sinais elétricos que trafegam em sentidos opostos. Muitos tipos de
cabo de par trançado, como os cabos telefônicos, não são protegidos por uma
blindagem externa. Esses cabos são chamados de Cabos Par Trançado Sem
Blindagem (UTP - Unshielded Twisted Pair), mas não devem ser utilizados em redes
de computadores. A maioria dos Cabos Par Trançado Blindado (STP - Shielded
Twisted Pair) utilizam um encapsulamento de PVC, conforme citado anteriormente.
Em redes de computadores encontramos três tipos de cabos par trançado,
que são classificados quanto à sua amperagem:
• Nível ou categoria 3: para redes de até 10 Mbps, padrão 10BaseT para redes
Ethernet;
• Nível ou categoria 4: para redes até 16 Mbps, padrão 16BaseT, esse nível é
pouco utilizado;
• Nível ou categoria 5: 100 Mbps, padrão 100BaseT.
O cabo par trançado é economicamente mais viável do que o cabo coaxial, e
sua instalação também é mais fácil. Essas vantagens associadas a sua
predisposição contra ruídos internos e/ou externos foi o que fez com o que os cabos
49
de par trancado tomassem o lugar dos cabos coaxiais nas redes locais,
principalmente em redes padrão Ethernet.
• Cabo de Fibra Óptica:
Figura 29 - Cabos de fibra óptica. [1]
O cabo de fibra óptica possui um filamento condutor interno feito de
substância derivada de material vítreo ou plástico, revestida por um material com
baixo índice refratário, normalmente silicone ou acrilato. Podemos ter um
agrupamento de fibras envoltas por gel, encapsuladas num revestimento secundário
de náilon e, finalmente, uma capa externa de PVC. A tecnologia aplicada na
fabricação dos cabos de fibra óptica é mais complicada se comparada à utilizada
nos cabos par trançado ou coaxial, isso torna seu custo de produção e instalação
mais elevado do que as outras tecnologias. Por isso, a fibra óptica não é tão
empregada em redes locais como o cabo par trançado. A conexão com a fibra óptica
é ponto-a-ponto, não podemos "espetar" um novo segmento de rede à um que já
existe, como se faz com cabos coaxiais; o cabo de fibra óptica também não pode
apresentar uma curvatura intensa pois ele quebra com facilidade e o sinal emitido
poderia chocar-se com a superfície do revestimento e ser refletido, interferindo na
transmissão. Os dados trafegam pela fibra óptica na forma de sinais luminosos que
são gerados ou por tecnologia laser (Light Amplification by Stimulated Emission of
Radiation) ou por um diodo emissor de luz (LED - Light Emissor Diode).
A velocidade de transmissão é muito mais elevada em comparação às demais
tecnologias, conseguimos taxas de até 16 Tbps (terabits por segundo, ou 16 trilhões
de bits por segundo), operando à freqüências de até 800 terahertz. Outra vantagem
50
é a economia de espaço, um cabo de um centímetro de diâmetro pode comportar
144 fibras, possibilitando até oito mil conversações simultâneas em ambos os
sentidos de transmissão. Além disso, fibra óptica é totalmente imune às variações
eletromagnéticas externas, o que torna a transmissão mais confiável. Ambientes
sujeitos a uma variação extrema de ruídos Eletromagnéticos ou Radiofrequência
requerem a implementação de redes de computadores baseadas em fibra óptica.
Existem basicamente dois tipos de fibras: multimodo e monomodo. Fibras
multimodo são tipos de fibras ópticas com dimensões de núcleo relativamente
grandes, permitem a incidência de raios de luz em vários ângulos. Já nas fibras
monomodo o diâmetro do núcleo é pequeno, não possibilitando mais de um modo
de propagação, fazendo com que a luz se propague em linha reta ao longo do cabo,
a largura de banda utilizável é maior do que a das fibras multimodo.
A tecnologia de redes cabeadas é bastante utilizada em soluções LAN, e
apresenta diversas variações para diferentes padrões e diferentes métodos de
acesso, esses padrões são estabelecidos pelo IEEE (Institute of Electrical and
Electronics Engineers). A cada tecnologia é criado um novo sub-comitê para que
seja feita a padronização, seguem os principais comitês e uma breve descrição de
cada um:
- Ethernet (IEEE 802.3): A norma IEEE 802.3 refere-se a uma família de redes
locais baseadas no protocolo de acesso ao meio CSMA/CD (Carrier Sense Multiple
Access with Collision Detection), que sugere uma forma para permitir a comunicação
de várias estações através do mesmo meio físico, utilizando um canal broadcast,
quando uma estação quer transmitir ela deve ouvir o meio, assim, ela só transmite
se estiver livre, evitando colisões. Se duas estações iniciam uma transmissão ao
mesmo tempo, isso é percebido, pois uma não deixa de “escutar” a outra, mesmo
quando transmitindo, então ambas cessam a transmissão. A norma 802.3 especifica
uma família inteira de sistemas CSMA/CD, rodando a velocidades que variam de 1 a
10 Mbps em vários meios físicos. O protocolo Ethernet é uma das possíveis
implementações da norma 802.3. as redes Ethernet de 10Mbpss, sejam elas par
trançado, coaxial e fibra ótica, e utilizam a codificação Manchester para fazer a
51
transmissão das mensagens. Este protocolo envia a sincronização dos bits
juntamente com o sinal, facilitando sua recuperação.
- Fast Ethernet (IEEE 802.3u): permite transmissões de até 100 Mbps,
geralmente utilizada em sistema de backbone. O Fast Ethernet foi definido em 1995,
estendendo a capacidade do Ethernet para 100Mbps, mas preservando a
especificação original de formato do quadro de dados. Tal especificação abandonou
a utilização de cabo coaxial, sendo padronizada apenas em par trançado e fibra
óptica.
- Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab): O padrão surgiu em 1998 e define uma
largura de banda de até 1000 Mbps (1 Gbps). É compatível com os padrões Ethernet
e Fast Ethernet, pois usa os mesmos protocolos. Seu uso é essencialmente entre
roteadores, switches e hubs, mas também pode ser usado para conectar servidores
e estações de trabalho.
- 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae): Padrão de redes Ethernet de 10 Gbps,
desenvolvido pelo IEEE em parceria com uma associação de mais de 70 membros
da indústria. A primeira reunião aconteceu em 2000 e a aprovação veio somente em
2002. O padrão 10 Gigabit Ethernet suporta apenas fibras ópticas, com dois padrões
para fibras multimodo, com alcance de 100 e 300 metros e mais três padrões para
fibras monomodo, com alcance de 2, 10 ou 40 quilômetros, dependendo da
qualidade dos cabos utilizados.
- Ethernet First Mile (IEEE 802.3ah): A conexão entre usuário final e o
provedor é conhecida como “primeira milha” (first mile). Com o estabelecimento do
padrão IEEE 802.3ah, disponibiliza-se três topologias para a primeira milha,
utilizando-se cobre ou fibra óptica. Para cobre, o padrão oferece acesso ponto-a-
ponto sobre pares de cobre do tipo usado em telefonia, com velocidades típicas de
10 Mbps para uma distância de até 750 m entre o assinante e o provedor, ou 2 Mbps
a uma distância máxima de 2,7 km entre assinante e provedor. Para fibra ótica, há a
possibilidade de fibras monomodo ou multimodo, usando uma ou duas fibras.
52
Velocidades nesta topologia vão de 100 Mbps a 1 Gbps para distâncias na ordem de
10 km para fibras monomodo ou 550 m para fibras multimodo. Na arquitetura ponto-
a-multiponto usa-se fibras monomodo com velocidade de 1 Gbps para até 10 km ou
20 km.
4.2. REDES SEM FIO (WIRELESS)
Wireless caracteriza qualquer tipo de conexão para transmissão de
informação sem a utilização de fios ou cabos. Uma rede sem fio é um conjunto de
sistemas conectados por tecnologia de rádio através do ar. Os benefícios que as
redes sem fio trazem são inúmeros, entre eles: mobilidade, escalabilidade e
instalação rápida, simples, flexível e com redução de custo, quando comparada à
instalação das redes cabeadas. As tecnologias de comunicação wireless seguem os
padrões técnicos internacionais estabelecidos pelo IEEE (Institute of Electrical and
Electronics Engineers), que definiu as especificações para a interconexão de
equipamentos (computadores, impressoras, etc.) e demais aplicações através do
conceito "over-the-air", ou seja, proporciona o estabelecimento de redes e
comunicações entre um aparelho cliente e uma estação ou ponto de acesso, através
do uso de freqüências de rádio.
Dentro do modelo wireless de comunicação existem vários tipos de
tecnologia, como Bluetooth, Infravermelho, Wi-Fi (Wireless Fidelity) e Wi-Max
(Interoperability for Microwave Access). Além disso, esta categoria de redes pode
ser dividida em vários tipos, que são: Redes Locais sem Fio ou WLAN (Wireless
Local Area Network), Redes Metropolitanas sem Fio ou WMAN (Wireless
Metropolitan Area Network), Redes de Longa Distância sem Fio ou WWAN (Wireless
Wide Area Network), redes WLL (Wireless Local Loop) e o novo conceito de Redes
Pessoais Sem Fio ou WPAN (Wireless Personal Area Network).
A comunicação de dados sem fio foi utilizada pela primeira vez no Havaí com
a intenção de contornar as dificuldades de cabeamentos das diversas ilhas
existentes no arquipélago havaiano. Os cientistas e pesquisadores que lá
trabalhavam, utilizavam uma rede interligada através de cabos telefônicos; porém, a
rede não supria as demandas e havia uma necessidade constante de expansão.
53
Como as ilhas do arquipélago ficavam relativamente distantes umas das outras e
devido às dificuldades de interligação física (via mar e terra), eles desenvolveram um
sistema de transmissão que não necessitava de cabos de interligação, que foi
chamado de rede wireless. Mas somente com a liberação para exploração comercial
e a normalização das redes locais sem fio ou WLAN, foi que se iniciou o crescimento
dessa tecnologia. Abaixo temos um pequeno histórico:
• Tudo começou em 1971 na Universidade do Havaí com um projeto de
pesquisa chamado AlohaNet, que permitia a comunicação dos computadores
situados em sete campus espalhados por 4 ilhas com um computador central
através de uma rede sem fio, usando radio difusão. A comunicação era
bidirecional em uma topologia em estrela.
• Em 1980 existia um projeto de pesquisa entre os EUA e o Canadá
patrocinado pela Conferência de Redes de Computadores, que trabalhavam
no desenvolvimento e experimentos de novas tecnologias de redes sem fio.
Foi criado um FORUM para o desenvolvimento das Wireless LAN’s
• 1985 a FCC (Federal Communications Commission) impulsionou o
desenvolvimento comercial de componentes LAN baseados em radio difusão,
por ter autorizado o uso público das bandas ISM (Industrial, Scientific, and
Medical).
• Depois da liberação das bandas ISM, as indústrias de equipamentos wireless
começaram a desenvolver tecnologias de rádios proprietárias.
• Para evitar a falta de interoperabilidade entre as novas tecnologias que
estavam surgindo, em 1980 o grupo de trabalho do IEEE do 802, responsável
pelos padrões de redes locais, começaram a projetar e desenvolver padrões
para a rede sem fio.
Hoje em dia, as WLAN’s têm sido muito usadas em campus de instituições de
ensino, prédios comerciais, resorts, aeroportos, condomínios residenciais, medicina
móvel no atendimento aos pacientes, transações comerciais e bancárias. Além
disso, as WLAN’s também são empregadas onde não é possível atravessar cabos,
como por exemplo, em construções antigas ou tombadas pelo patrimônio histórico.
54
Esses exemplos foram conferidos na seção anterior, onde as cidades, por vários
desses motivos, adotaram as redes sem fio.
4.2.1. Funcionamento de uma Rede sem Fio
Através da utilização de portadoras de rádio ou infravermelho, as WLAN’s
estabelecem a comunicação de dados entre os pontos da rede. Os dados são
modulados na portadora de rádio e transmitidos através de ondas eletromagnéticas.
Múltiplas portadoras de rádio podem coexistir num mesmo meio, sem que
uma interfira na outra. Para extrair os dados, o receptor sintoniza numa freqüência
específica e rejeita as outras portadoras de freqüências diferentes.
Num ambiente típico, o dispositivo transceptor (transmissor/receptor) ou ponto
de acesso (access point) é conectado a uma rede local Ethernet convencional, ou
seja, com fio. Os pontos de acesso não apenas fornecem a comunicação com a rede
convencional, como também intermediam o tráfego com os pontos de acesso
vizinhos, num esquema de micro células com roaming (quando uma estação cliente
associa-se a outro ponto de acesso) semelhante a um sistema de telefonia celular,
como pode ser visto na Figura 30. A placa de rede é a responsável pela escolha do
melhor ponto de acesso a ser utilizado, para isso é levado em conta o nível do sinal
e a taxa de utilização da rede, se o nível de sinal diminui, por exemplo, a placa de
rede busca outro ponto de acesso.
Figura 30 - Roaming entre os Pontos de Acesso. [18]
55
4.2.2. Topologia de uma Rede sem Fio
As redes sem fio são implementadas com dois tipos básicos de componentes.
São eles: os adaptadores de redes, que são interfaces eletrônicas nos
computadores dos clientes, e os Pontos de Acesso, que provêem os serviços às
estações associadas.
A Figura 21 seguinte mostra uma instalação típica externa de uma rede sem
fio.
Figura 31 - Instalação externa típica wireless. [24]
Os elementos que compõem a arquitetura sem fio, no padrão IEEE 802.11
estão descritos abaixo:
• BSA (Basic Service Area) - Conhecidas também como células. O tamanho da
BSA depende das características do ambiente e da potência dos
transmissores/receptores usados nas estações;
• BSS (Basic Service Set) – representa um grupo de estações comunicando-se
por radiodifusão ou infravermelho em uma BSA;
• AP (Access Point) ou Ponto de Acesso – são estações especiais
responsáveis pela captura das transmissões realizadas pelas estações de sua
BSA, destinadas a estações localizadas em outras BSA’s, retransmitindo-as,
usando um sistema de distribuição. Uma das funções do ponto de acesso é
implementar uma ponte entre a rede wireless e a rede física;
56
• DS (Distribution System) – representa uma infraestrutura de comunicação que
interliga múltiplas BSA’s para permitir a construção de redes cobrindo áreas
maiores que uma célula;
• ESA (Extended Service Area) – representa a interligação de vários BSA’s pelo
sistema de distribuição através dos pontos de acesso;
• ESS (Extended Service Set) - Conjunto de estações formado pela união de
vários BSS’s conectados por um sistema de distribuição.
O padrão 802.11 estabelece três topologias básicas:
• Redes Ad Hoc ou IBSS (Independent Basic Service Set): é a composição de
uma rede sem fio onde as estações comunicam-se mutuamente sem a
necessidade de um ponto de acesso, como pode ser visto na Figura 32. Este
tipo de rede se caracteriza pela topologia altamente variável, existência por
um período de tempo determinado e baixa abrangência. Os clientes da rede
devem possuir o mesmo SSID (Service Set Identifier).
Figura 32 - Rede IBSS. [24]
• Redes de Infra-estrutura básica ou BSS (Basic Service Set): Corresponde a
uma célula de comunicação da rede sem fio, é um conjunto de estações
controladas por um único ponto de acesso, a estrutura dessa rede é mostrada
na Figura 33. Todas as mensagens são enviadas ao ponto de acesso, que as
repassa aos destinatários. Dessa forma, o ponto de acesso funciona com o
mesmo princípio de um hub para ambientes sem fio e como uma ponte entre
57
o ambiente sem fio e a rede fixa. É identificado por um único identificador
alfanumérico SSID.
Figura 33 - Rede BSS. [24]
• Redes de infra-estrutura ou ESS (Extended Service Set): é um conjunto de
um ou mais BSS’s interconectados, integrado as redes locais. Estes
aparentam ser um único BSS para a camada de enlace de dados de qualquer
estação associada a qualquer BSS. A estrutura deste tipo de rede é composta
por um conjunto de pontos de acesso interconectados, permitindo que um
dispositivo migre entre dois pontos de acesso da rede. Sua estrutura é
mostrada através da Figura 34. Não requer o mesmo SSID em todos os BSS.
Figura 34 - Rede ESS. [24]
Existem duas formas de entrar nos BSS: através de escaneamento ativo,
quando o cliente envia quadros de pesquisa, procurando um BSS que deseja; ou o
58
escaneamento passivo, quando o cliente apenas escuta o meio em busca de
quadros do BSS que deseja.
Depois de feita a busca pelo BSS desejado é necessária a conexão do cliente
na rede. Este processo consiste de dois passos: a autenticação e associação.
Primeiro faz-se a autenticação e a rede verifica a identidade do cliente que deseja se
conectar. Em seguida, é feita a associação, e então se permite que o cliente envie
dados através do ponto de acesso.
4.2.3. Pontos de Acesso
Os pontos de acesso são dispositivos de acesso half-duplex que provêem um
ponto de entrada de estações clientes na rede. Conforme já citado, funciona como
uma ponte de comunicação entre a rede sem fio e a rede convencional, é
equivalente em funcionalidade a um switch das redes Ethernet.
Pontos de acesso podem funcionar de três formas diferentes. No modo raiz, o
ponto de acesso é conectado a uma rede cabeada. Assim os Pontos de Acesso
conectados à rede de cabos podem comunicar-se entre si para coordenar
funcionalidades, como o roaming e a transmissão de dados a outras estações
ligadas a um Ponto de Acesso diferente. O modo bridge, funcionalidade opcional dos
pontos de acesso, é usado para ligar dois pontos distantes e não permite a
associação de clientes. Outro modo opcional e não recomendado de funcionamento
dos pontos de acesso é o modo repetidor, que serve como extensor no alcance da
rede.
Os pontos de acesso, mostrados na Figura 35, têm muitas opções, como
antenas fixas ou destacáveis, capacidade de filtros (endereço MAC, protocolo,
portas), cartões PCMCIA de transmissão removíveis, variação no sinal de saída e
diferentes tipos de conectores para a rede de fios. Todas essas opções não são
regidas pela norma da IEEE. As formas de controle e configuração também podem
variar de acordo com o fabricante. Existe hardware que oferece possibilidade de uso
de console, telnet ou páginas HTML, para acesso às suas configurações, além da
facilidade do USB para conexão com um computador, permitindo a rápida
configuração inicial do dispositivo.
59
Sobre configurações de software pode haver tabelas de associação,
protocolos de autenticação, como o RADIUS (Remote Authentication Dial In User
Service), VPN (Virtual Private Network), funções de roteador, e protocolos de
gerenciamento como o SMNP (Simple Network Management Protocol).
Figura 35 - Diferentes modelos de Pontos de Acesso.
4.2.4. Estações
São os dispositivos reconhecidos como clientes nas redes que usam pontos
de acesso. Todos os fabricantes de rádios fazem clientes principalmente no formato
de cartões PCMCIA (PC Card) ou compact flash (CF), que podem ser usados neste
formato ou então conectados a adaptadores USB, ISA, PCI.
Existe também uma enorme variedade de antenas e conectores. Antenas
compactas como no caso dos cartões CF ou PCcard, ou antenas direcionais ou
omni-direcionias. Em relação ao software, variam muito as funcionalidades
encontradas em cada produto. Existem funcionalidades comuns a todos os
fabricantes, como operação nos modos de infra-estrutura e ad-hoc, obtenção do
identificador da rede (SSID), chave WEP, e ferramentas de autenticação. E há
também softwares que auxiliam na conexão, como ferramentas de pesquisa de sinal,
monitores de velocidade, espectro, e potência do sinal, específicos de cada
fabricante.
60
• Cartões PCI: São instalados internamente no microcomputador. Esse tipo de
interface é mostrado na Figura 36.
Figura 36 - Interfaces Wireless PCI. [44]
• Cartões PCMCIA: utilizados nos computadores portáteis, alguns roteadores
duais podem funcionar como roteadores padrão e acrescentar capacidade
sem fio mediante um ponto de acesso PCMCIA. Cartões PCMCIA estão
mostrados na Figura 37.
Figura 37 - Cartões PCMCIA. [44]
• Cartões USB: São conectados a porta USB do microcomputador. Em exemplo
de cartão com interface USB é mostrado na Figura 38.
61
Figura 38 - Interfaces wireless USB. [44]
4.2.5. Tipos de Transmissão
Há várias tecnologias envolvidas nas redes locais sem fio e cada uma tem
suas particularidades, suas limitações e suas vantagens. A seguir, são apresentadas
algumas das mais empregadas.
• Sistemas Narrowband: Os sistemas narrowband, ou banda estreita, operam
numa freqüência de rádio específica, mantendo o sinal de rádio o mais
estreito possível, o suficiente para passar as informações. O crosstalk,
indesejável entre os vários canais de comunicação pode ser evitado
coordenando cuidadosamente os diferentes usuários nos diferentes canais de
freqüência.
• Spread Spectrum: É uma técnica de rádio freqüência desenvolvida pelo
exército e utilizada em sistemas de comunicação de missão crítica, garantindo
segurança e rentabilidade. O Spread Spectrum é o mais utilizado atualmente.
Utiliza a técnica de espalhamento espectral com sinais de rádio freqüência de
banda larga, foi desenvolvida para dar segurança, integridade e confiabilidade
deixando de lado a eficiência no uso da largura de banda. Em outras
palavras, maior largura de banda é consumida que no caso de transmissão
narrowband, mas deixar de lado este aspecto produz um sinal que é, com
efeito, muito mais ruidoso e assim mais fácil de detectar, proporcionando aos
receptores conhecer os parâmetros do sinal spread spectrum via broadcast.
Se um receptor não é sintonizado na freqüência correta, um sinal spread
spectrum inspeciona o ruído de fundo. Existem duas alternativas principais:
62
Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) e Frequency Hopping Spread
Spectrum (FHSS).
o Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS): Gera um bit-code (também
chamado de chip ou chipping code) redundante para cada bit
transmitido. Quanto maior o chip, maior será a probabilidade de
recuperação da informação original. Contudo, uma maior banda é
requerida. Mesmo que um ou mais bits no chip sejam danificados
durante a transmissão, técnicas estatísticas embutidas no rádio são
capazes de recuperar os dados originais sem a necessidade de
retransmissão. A maioria dos fabricantes de produtos para Wireless LAN
tem adotado a tecnologia DSSS depois de considerar os benefícios
versus os custos, e o benefício que se obtém com ela.
o Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS): Utiliza um sinal portador
que troca de freqüência no padrão que é conhecido pelo transmissor e
receptor. Devidamente sincronizada, a rede efetua esta troca para
manter um único canal analógico de operação.
4.2.6. Antenas
Uma antena faz transmissão da energia do RF ao meio aéreo. Um
transmissor dentro da placa de rede ou de um ponto de acesso emite um sinal de RF
à antena, que age como um radiador e propaga o sinal através do ar. A antena
opera também no sentido inverso capturando sinais de RF do ar e fazendo os
disponíveis ao receptor. Uma das funções da antena é direcionar a intensidade de
radiação em uma determinada direção na qual se deseja transmitir o sinal, como é o
caso de ligação ponto a ponto de um enlace de microondas e comunicação via
satélite.
As seguintes características devem ser observadas nas antenas para a
instalação de um sistema wireless:
63
- Freqüência: Para rede wireless, a antena deve ser ajustada para 2,4 GHz
ou 5 GHz, dependendo do padrão utilizado. Uma antena funcionará eficientemente
somente se a freqüência da antena e do rádio coincidirem.
- Potência: As antenas podem tratar uma quantidade específica de potência
emitida pelo transmissor. No caso do 802.11, a ser visto mais adiante, a antena será
geralmente superior a 1 watt a fim segurar o pico máximo de potência de
transmissão da placa ou do ponto de acesso.
- Padrão de Radiação: O padrão de radiação define a propagação da onda de
rádio da antena. O padrão de radiação mais básico é isotrópico, que significa que a
antena transmite as ondas de rádio em todos os sentidos igualmente.
- Ganho: O ganho de uma antena representa quão bem ela aumenta a
potência do sinal, com o decibel (dB) como unidade de medida. O número do dB é
10 vezes o logaritmo da potência da saída dividido pela potência de entrada. A
maioria de fabricantes da antena especificam o ganho como o dBi, que é o ganho
relativo a uma fonte isotrópica. Ou seja, o dBi é quanto a antena aumenta a potência
do transmissor comparado a usar uma antena isotrópica fictícia. O dBi representa o
ganho real que a antena fornece à saída do transmissor.
O sinal recebido difere do sinal transmitido devido a vários empecilhos na
transmissão. Para transmissão em visada direta, também chamada de transmissão
LOS (Line of Sight), sem fio, os principais empecilhos são: atenuação, perda de
espaço livre, ruído, absorção atmosférica, multipath, refração.
A distância que o sinal é capaz de percorrer depende também da qualidade
da antena usada. As antenas padrão utilizadas nos pontos de acesso, geralmente
de 2 dBi são pequenas e práticas, além de relativamente baratas, mas existe a
opção de utilizar antenas mais sofisticadas para aumentar o alcance da rede. Um
ponto de acesso com antenas padrão é mostrado na Figura 39.
64
Figura 39 - Ponto de acesso com as antenas padrão. [42]
Algumas placas de rede e pontos de acesso trazem antenas integradas,
alguns computadores portáteis também trazem a antena integrada dentro da tampa,
de forma a não poder ser substituída pelo usuário. Outros dispositivos wireless têm
antenas destacáveis. Isso garante mais flexibilidade permitindo a seleção de uma
antena com características mais apropriadas à aplicação.
A distância máxima, a qualidade do sinal e a velocidade de transmissão
podem variar bastante de um modelo de ponto de acesso para outro, de acordo com
a qualidade do transmissor e da antena usada pelo fabricante. Existem basicamente
três tipos de antenas que podem ser utilizadas nas redes sem fio:
Antenas Yagi:
Antena de grande potência, que pode ser usada tanto para transmitir sinais
por distâncias relativamente grandes, quanto captar sinais fracos, que antenas
menores não seriam capazes de captar. As antenas Yagi medem cerca de 50
centímetros e custam cerca de 200 dólares, e são usadas em algumas tecnologias
de rede sem fio, algumas das quais permitem conexões a distâncias de até 2
quilômetros. [41] Um exemplo de antena Yagi pode é mostrado na Figura 40.
As antenas Yagi são antenas direcionais, essas antenas são mais úteis para
cobrir alguma área específica, longe do ponto de acesso, ou então para um usuário
em trânsito, que precisa se conectar a rede.
As antenas de ganho mais elevado terão uma menor largura do feixe, que
limita a cobertura nos lados das antenas. As antenas direcionais têm ganho muito
maior do que as omnidirecionais.
65
As antenas de alto ganho funcionam melhor em grandes distâncias, com
cobertura estreita, ou como ponte entre edifícios.
Figura 40 - Antena Yagi. [42]
Antenas Ominidirecionais
Assim como as antenas padrão dos pontos de acesso, cobrem uma área
circular ou esférica, conforme mostrado no diagrama da Figura 41, caso o ponto de
acesso esteja instalado acima do solo, em torno da antena.
Figura 41 - Diagrama tridimensional de irradiação das antenas omnidirecionais.[43]
A vantagem é a possibilidade de utilizar uma antena com uma maior potência,
existem modelos de antenas ominidirecionais de 3 dBi, 5 dBi, 10 dBi e 15 dBi, que
apresentam maior potência do que as antenas dos pontos de acesso. O ganho das
antenas omnidirecionais está relacionado com o seu n;úmero de dipolos, como
mostrado na Figura 42.
66
Figura 42 - Ganho das antenas omnidirecionais [43]
Assim como as Yagi, as antenas ominidirecionais, como a mostrada na Figura
43, podem ser usadas tanto para aumentar a área de cobertura do ponto de acesso,
quanto serem instaladas numa interface de rede, em substituição à antena que a
acompanha, permitindo captar o sinal do ponto de acesso de uma distância maior.
As antenas omnidirecionais aplicam-se à maioria das aplicações em ambientes
internos. Elas fornecem a cobertura mais ampla, tornando possível formar círculos
de cobertura que se sobrepõem a partir de múltiplos pontos de acesso distribuídos.
Figura 43 - Antenas ominidirecionais. [42]
• Mini-parabólicas: antenas do tipo direcional, ou seja, captam o sinal em
apenas uma direção, como as Yagi, mas podem ter uma potência maior,
67
dependendo do modelo usado. Um modelo desse tipo de antena é mostrado
na Figura 44.
Figura 44 - Antena de Grade. [42]
Neste ponto iremos expor alguns conceitos básicos sobre a radiopropagação,
uma vez que o objetivo deste trabalho é o estudo de diferentes soluções de redes,
esses conceitos serão importantes para o entendimento da aplicação da solução
wireless.
Altura da Antena:
O link de rádio deve ser feito, de preferência, em locais onde há visada
entre as antenas. A altura das antenas deve ser observada a fim de evitarmos
obstáculos, outro fator a ser considerado é a curvatura terrestre, que para grandes
distâncias, passa a ser significativo. Quando se leva em conta a curvatura da
Terra, grandes distâncias passam a não ser alcançadas por esse motivo. A
fórmula para cálculo da distância do horizonte é a mostrada na Eq.01:
(Eq.01)
DH - distância do horizonte (km) h - altura da antena (m)
68
A Tabela 2 relaciona a algumas alturas de antena com o alcance máximo:
Tabela 2 – Alcance máximo de antennas no horizonte. Altura da antena (m) Distância do horizonte (km)
3 6,9 4 8 5 8,9 6 9,8 7 10,6 8 11,3 9 12,0
10 12,6
Para a implementação do sistema wireless não podemos esquecer das
formas de perdas do sinal. Devemos considerar parâmetros de elementos geradores
de perdas tais como protetor de surtos, amplificador e o cabo que vai até a antena.
O ganho de potência de sinal da antena também é considerado para a avaliação da
potência recebida. A Figura 45 mostra as perdas durante o percurso da onda
eletromagnética no meio.
Figura 45 – Perda e ganho de sinal durante o percurso da onda eletromagnética.
O sistema wireless apresenta diversas formas de atenuação do sinal, temos
as perdas por atenuação no espaço livre somadas às perdas nos cabos da antena e
69
conectores. Os ganhos do sistema são os ganhos das antenas, na recepção e
transmissão do sinal.
Atenuação em espaço livre:
Define a relação, em dB, entre a potência do sinal eletromagnético na saída da
antena transmissora e a potência disponível para ser captada em um determinado
ponto de recepção no espaço. Este cálculo não leva em consideração obstáculos. A
atenuação em espaço livre é definida pela Eq.02:
Ao = 28,1 + 20log d (km) + 20log f (MHz) (Eq.02) Ao = atenuação no espaço livre, em dB. d = distância que deve ser colocada em Km. f = freqüência que deve ser colocada em MHz.
Potência Efetivamente Recebida:
Considerando-se espaço livre, citaremos algumas fórmulas para se chegar ao
valor da potência efetivamente recebida pela antena receptora. Encontramos a
potência efetivamente recebida multiplicando a área efetiva da antena com a sua
densidade de potência. Então, um dos conceitos importantes é o de área efetiva de
recepção de uma antena, definido pela Eq.03:
(Eq.03) Ae - Área efetiva da antena λ = 3x108 [m/s] / f [Hz] - comprimento de onda GR - ganho máximo da antena receptora
Conhecendo-se a densidade de potência na recepção, a potência recebida é
encontrada através do produto entre a densidade de potência e a área efetiva de
recepção da antena. A relação entre densidade de potência e o campo elétrico
recebido é estabelecida, em campo distante, por:
(Eq.04) s - densidade de potência [W/m2] E - módulo do campo elétrico [V/m]
70
η - impedância intrínseca do meio [Ω]; no espaço livre : η = 120π ≅ 377 Ω
A densidade de potência a uma distância d, para uma antena isotrópica é
dada pela Eq.05:
(Eq.05)
PT - potência transmitida
Para uma antena de ganho GT, o ganho multiplica a expressão de densidade
de potência, gerando:
(Eq.06)
Igualando as expressões de densidade de potência chegamos, no espaço
livre, ao módulo do campo elétrico, que também será utilizado para chegarmos ao
valor da potência efetivamente recebida, mostrado na Eq.07:
(Eq.07) Então, a potência efetivamente recebida será a definida na Eq. 08: [40]
(Eq.08)
4.2.7. Redes Wi-Fi
No padrão IEEE 802.11, é especificada a forma de ligação física e de enlace
de redes locais sem fio, com o objetivo de fornecer uma alternativa às conexões
utilizando cabos. As redes sem fio 802.11 utilizam ondas de rádio para propagação
de dados através do ar, nas freqüências de 2.4 GHz ou 5.8 GHz, chamadas de
bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical), livre para uso sem licença
governamental. As condições de uso dessas frequências estão descritas na Tabela
3. Para evitar conflitos no uso das freqüências, existem acordos governamentais
71
sobre o direito de uso das freqüências de transmissão. Uma agência da ITU-R
(International Telecommunication Union – Radio Communication Sector) é
responsável por coordenar essa alocação para que possam ser fabricados
dispositivos que funcionem mundialmente. No Brasil, a Anatel (Agência Nacional de
Telecomunicações) é o órgão regulador das freqüências de transmissões.
Os padrões que recebem mais atenção ultimamente correspondem a essa
família de especificações 802.11, conhecidas como Wireless Local Area Networks. A
família de padrões IEEE 802.11 foi apelidada de Wi-Fi, abreviatura de Wireless
Fidelity (fidelidade sem fios), marca registrada pertencente à WECA (Wireless
Ethernet Compatibility Alliance), uma organização sem fins lucrativos criada em 1999
para garantir os padrões de interoperabilidade dos produtos Wi-Fi.
Tabela 3 – Condições de uso das frequências de Wi-Fi
Frequências (MHz) Condições de uso no Brasil
2400-2483
5725-5850
Destinadas no Brasil, em caráter secundário, a Equipamentos de Radiocomunicação Restrita como redes Wi-Fi e Rádio Spread Spectrum.
A faixa de 2400 MHz é utilizada no Brasil em caráter primário pelo Serviço Auxiliar de Radiodifusão e Correlatos (SARC) e de Repetição de TV.
A Anatel estabeleceu que sistemas (2400 MHz) em localidades com população superior a 500 mil habitantes e com potência (eirp) superior a 400 mW não podem operar sem autorização da Anatel.
5150-5350
5470-5725
Sistemas de Acesso sem Fio em Banda Larga para Redes Locais.
A faixa de 5150-5350 MHz pode ser utilizada em ambientes internos (indoor) e a de 5470-5725 MHz em ambientes externos e internos.
As redes Wi-Fi utilizam frequências que não precisam de autorização para ser
utilizadas. As condições de uso destas frequências no Brasil estão estabelecidas
pelo Regulamento sobre Equipamentos de Radiocomunicação de Radiação Restrita.
(seções IX e X), reeditado pela resolução 365 de 10/05/04 da Anatel.
Podemos acompanhar um breve histórico do padrão IEEE 802.11 a seguir:
72
• 1990 – O grupo de trabalho do IEEE para desenvolvimento do protocolo
802.11 foi criado. O objetivo era criar um padrão para redes locais sem fio. O
padrão foi especificado para operar na frequência de 2.4GHz.
• 1997 - O grupo aprovou o padrão IEEE 802.11 como o primeiro padrão
mundial para redes WLAN’s. Um dos fatores que influenciou na demora de
sua aprovação foi a baixa taxa de transferência inicial, em torno de Kbps.
• 1998 – Surgem os primeiros produtos no mercado.
• 1999 – Ratificação da IEEE, nessa revisão surgiu duas novas extensões do
IEEE 802.11: o 802.11a e o 802.11b. Produtos baseados em 802.11b
começam a ser produzidos.
Atualmente, podemos encontrar no mercado várias especificações na família
802.11, entre eles: 802.11, 802.11a, 802.11b e 802.11g, as características básicas
de cada um dos padrões são mostradas na Tabela 4 e Figura 46. O padrão mais
popular é o 802.11b. Por seu baixo custo em relação a outros padrões, está
presente em 90% da base de equipamentos instalada no mundo. O padrão mais
recente, o 802.11g, funciona na mesma faixa de 2,4GHz do 802.11b e utiliza uma
tecnologia de modulação mais avançada, o que propicia melhora significativa na
qualidade dos sinais. Esse padrão cobre a mesma área do 802.11b, mas oferece
uma largura de banda cinco vezes maior, até 54Mbps.
Tabela 4 – Características dos principais padrões 802.11. [23]
73
Figura 46 – Frequências de operação dos principais padrões 802.11
• 802.11a
Por causa da grande procura de mais largura de banda, e o número crescente
de tecnologias a trabalhar na banda 2,4GHz, foi criado o 802.11a para WLAN, a ser
utilizado nos Estados Unidos. Este padrão utiliza a freqüência de 5GHz, onde a
interferência não é problema. Graças à freqüência mais alta, o padrão também é
quase cinco vezes mais rápido, atingindo até 54 Mbps. Esta é a velocidade de
transmissão nominal, que inclui todos os sinais de modulação, cabeçalhos de
pacotes e correção de erros, a velocidade real das redes 802.11a é de 24 a 27Mbps,
pouco mais de 4 vezes mais rápido que no 802.11b. Outra vantagem é que o
802.11a permite um total de 8 canais simultâneos, contra apenas 3 canais no
802.11b. Isso permite que mais pontos de acesso sejam utilizados no mesmo
ambiente, sem que haja perda de desempenho. O problema é que o padrão é mais
caro, e os transmissores 8021.11a também possuem um alcance mais curto,
teoricamente metade do alcance dos transmissores 802.11b, o que torna necessário
usar mais pontos de acesso para cobrir a mesma área, e contribui para aumentar
ainda mais os custos.
• 802.11b
É do padrão de rede sem fio 802.11b que surgiu o nome comercial Wi-Fi. O
padrão 802.11b utiliza frequências entre 2.4000 e 2.4835GHz, com um total de 11
74
canais disponíveis: 2.412, 2.417, 2.422, 2.427, 2.432, 2.437, 2.442, 2.447, 2.452,
2.457 e 2.462 GHz. Essa canalização é mostrada na Figura 5.
Tabela 5 - Canalização do padrão IEEE 802.11 no Brasil (2,4 GHz) [18]
Canal Frequência Central (MHz) 1 2412 2 2417 3 2422 4 2427 5 2432 6 2437 7 2442 8 2447 9 2452
10 2457 11 2462
Os transmissores podem utilizar qualquer uma das faixas em busca da banda
mais limpa, o que já garante alguma flexibilidade contra interferências. Mas existe
um porém, dos 11canais, apenas 3 podem ser utilizados simultaneamente, pois os
transmissores precisam de uma faixa de 22 MHz para operar, como pode ser visto
na Figura 47. Portanto, se existirem até 3 transmissores na mesma área, não haverá
problemas, pois cada um poderá utilizar um canal diferente. Com 4 ou mais pontos
de acesso teremos perda de desempenho sempre que dois tentarem transmitir
dados simultaneamente.
Figura 47 - Ilustração da canalização do padrão IEEE 802.11 no Brasil (2,4 GHz) [18]
A camada física do 802.11b utiliza espalhamento espectral por seqüência
direta (DSSS – Direct Sequence Spread Spectrum) em ambientes abertos ou
75
fechados. A taxa de frequência pode ser reduzida a 5.5 Mbps ou até menos,
dependendo das condições do ambiente no qual as ondas estão se propagando (por
exemplo paredes ou interferências).
As redes 802.11b estão sujeitas as interferências dos transmissores
bluetooth, dos telefones sem fio, dos aparelhos de microondas e outros pontos de
acesso 802.11b próximos. Nessa topologia de rede o equipamento central é o ponto
de acesso, que retransmite os pacotes de dados de forma que todas as estações da
rede os recebam.
• 802.11g
Traz basicamente uma diferença do protocolo 802.11b, sua velocidade
alcança 54 Mbps contra os 11 Mbps do 802.11b. Ou seja, temos uma velocidade
três ou quatro vezes maior num mesmo raio de alcance. A freqüência e número de
canais são exatamente iguais aos do 802.11b, ou seja, 2.4GHz com 11 canais. Essa
tecnologia mantém total compatibilidade com dispositivos 802.11b, e que tudo o que
é suportado hoje nas redes cabeadas com relação à segurança também pode ser
aplicado a este padrão. O ponto de acesso irá utilizar a menor velocidade como
regra para manter a compatibilidade entre todos os dispositivos conectados.
Alguns grupos iniciaram recentemente estudos de variações do padrão,
citaremos alguns deles a seguir:
• 802.11n
Foi submetido para aprovação recentemente, esse novo protocolo promete
velocidades de transmissão de até 100 Mbps. O sistema vai empregar ao invés de
uma antena para enviar e receber, uma antena para receber e uma para enviar.
• 802.11s
O padrão 801.11s foi proposto recentemente pela Intel, a novidade no
802.11s inclui a tecnologia que permite que pontos de acesso comuniquem-se entre
si, sendo o sistema auto-configurável. Assim, uma área maior pode ser coberta e o
usuário sempre estará usando a melhor rota para comunicação de dados. A grande
76
aplicação para este protocolo será principalmente a cobertura de grandes áreas com
um grande número de usuários simultâneos, como redes que cobrem cidades
inteiras.
O formato dos frames utilizados nas redes 802.11x, mostrado na Figura 48, é
um pouco diferente dos frames de outros tipos de redes. Isso pode acarretar
problemas de segurança dentro destas redes. Cada frame consiste de três
componentes básicos:
- Cabeçalho MAC (MAC header) que inclui informações sobre o frame control (frame
de controle), duration (duração), address (endereço) e sequence control (controle de
seqüência).
- Frame body (corpo de frame), o qual representa as informações carregadas por
cada tipo específico de frame.
- FCS (frame check sequence – seqüência de checagem do frame), que contém um
código de redundância cíclica.
Figura 48 – Formato dos frames 802.11. [7]
A seguir uma breve descrição dos campos:
• Frame Control (frame de controle), com vários subcampos que visam à
especificação das diversas características do frame a ser enviado.
• Duration/ID (Duração/ID), cujo comprimento é 16 bits, carrega a identificação
de associação da estação que transmitiu o quadro, além do valor de duração
definido para cada tipo de frame.
• Os quatro campos Address (Endereço), usados para indicar o SSID, são os
endereços de origem e de destino, os endereços da estação transmissora e
da receptora. Contêm 48 bits para cada endereço e podem ser de dois tipos:
endereço individual ou de grupo.
77
• Sequence Control (Controle de Seqüência) é utilizado na manutenção dos
frames em fluxo, possui 16 bits de comprimento e consiste dos subcampos
Sequence Number (Número de Seqüência), de 12 bits e Fragment Number
(Número do Fragmento), de 4 bits. Ambos permanecem constantes em caso
de retransmissão.
• Frame Body (Corpo do Quadro) é de comprimento variável (0 a 2312 octetos)
e contém informações acerca do tipo e subtipo dos frames, além dos dados
enviados e/ou recebidos.
• FCS – Frame Check Sequence, com 32 bits, esse é o campo utilizado para
detectar erros nos frames, assim que eles chegam ao destino. [7]
São necessários cuidados com relação à segurança das redes wireless em
geral, apresentaremos algumas soluções adotadas para segurança dessas redes. O
padrão IEEE 802.11 fornece o serviço de segurança dos dados através de dois
métodos: autenticação e criptografia, neste processo existe a troca de chaves e
senhas. Autenticação é o serviço que verifica se uma estação está autorizada a se
comunicar com outra estação em uma dada área de cobertura. O método de
criptografia se destina a fornecer às redes sem fio o mesmo nível de segurança das
redes convencionais.
O IEEE 802.11 provê dois mecanismos de autenticação: Sistema Aberto
(Open System) e Chave Compartilhada (Shared Key Authentication). A autenticação
por sistema aberto simplesmente provê uma forma para que duas entidades
concordem em trocar dados sem os benefícios de segurança. Este tipo de
autenticação permite que qualquer dispositivo que saiba qual o SSID da WLAN em
questão possa se associar. A autenticação por chave compartilhada, detalhada pela
Figura 49, requer que as duas entidades compartilhem uma mesma chave. Esta
chave é utilizada para garantir que ambos os lados sejam autenticados umas pelas
outras.
78
Figura 49 - Mecanismos de autenticação [14]
Os métodos de criptografia disponíveis atualmente são conhecidos por WEP
(Wireless Equivalent Privacy), WPA (Wi-Fi Protected Access) e WPA2. A base do
método WEP é uma senha conhecida pelos participantes da rede. O mesmo
princípio de senha compartilhada é usado em um dos modos de operação do WPA,
com a vantagem de usar mecanismos mais resistentes a ataques do que o WEP.
Um outro modo de operação do WPA é o WPA2, que exige uma infra-estrutura mais
complexa, incluindo servidor de autenticação, que pode ainda se reportar a outros
servidores, como controladores de domínio, e bancos de dados contendo base de
usuários.
A especificação do IEEE 802.11b aborda vários serviços para levar segurança
ao ambiente operacional. A maior parte da segurança é colocada no protocolo WEP
para proteger a camada de enlace de dados durante a transmissão de um cliente
com os pontos de acesso. Ou seja, o WEP só controla a parte sem fio da rede, logo
a parte cabeada terá sua segurança feita por outros meios.
Segundo pesquisas recentes, o Brasil é líder em hackers nas redes sem fio.
Os hackers brasileiros são especialistas em algumas práticas típicas das redes
wireless:
• Wardriving - Atividade de dirigir um automóvel à procura de redes sem
fio abertas, passíveis de invasão. Para efetuar a prática do wardriving é
necessário um automóvel, um computador, uma placa Ethernet
configurada no modo "promíscuo" (o dispositivo efetua a interceptação
e leitura dos pacotes de comunicação de maneira completa), e um tipo
de antena, que pode ser posicionada dentro ou fora do veículo;
• Warchalking - Prática de escrever símbolos indicando a existência de
redes wireless e informando sobre suas configurações. As marcas
79
usualmente feitas em giz em calçadas indicam a posição de redes sem
fio, facilitando a localização para uso de conexões alheias.
Figura 50 - Simbologia de warchalking. [23]
Na Figura 50, Open Node significa que a rede é vulnerável, Closed Node serve
para indicar uma rede fechada e a letra W dentro do círculo informa que a rede
utiliza o padrão de segurança WEP, com presença de criptografia. Em cima de cada
símbolo aparece o SSID, que funciona como uma senha para o login na rede,
obtidos através de softwares próprios conhecidos como sniffers e, em baixo, a taxa
de transmissão da rede.
Para se proteger de acessos indesejados existe a possibilidade de
implementação de sistemas de segurança, além das ações que podem ser tomadas,
como isolamento de tráfego da rede com a utilização de firewall e a criptografia em
nível de aplicação com software VPN (Virtual Private Network), o que aumenta a
proteção da rede.
4.2.8. Redes Wi-Max
Wi-Max é uma sigla para Worldwide Interoperability for Microwave Access
(Interoperabilidade Mundial para Acesso por Microondas). Trata-se de uma
tecnologia de banda larga sem-fio, capaz de atuar como alternativa a tecnologias
80
como cabo e DSL na construção de redes comunitárias e provimento de acesso de
primeira milha. Trata-se de uma tecnologia de rede metropolitana sem fio, com
suporte a cobertura na ordem de quilômetros e taxas de transmissão de até 74
Mbps, além de qualidade de serviço (QoS) e interfaces para redes IP, ATM, E1/T1 e
Ethernet. Em teoria, espera-se que os equipamentos Wi-Max tenham alcance de até
50 km, na prática, alcance e banda dependerão do equipamento e da freqüência
usados, bem como da existência ou não de visada.
O Wi-Max irá facilitar o desenvolvimento de uma série de aplicações de
Banda Larga Sem Fio (Wireless Broadband), exemplos são mostrados na Figura 51.
Figura 51 – Aplicações atendidas com o Wi-Max. [4]
Estas aplicações são possíveis porque o Wi-Max possui as seguintes
características:
• Fornecimento de link de dados de n x E1 (com garantia de banda).
• Fornecimento de link de dados de fração de E1 (com garantia de banda).
• Fornecimento de link de dados em um padrão equivalente ao ADSL / Cable
Modem.
81
• Portabilidade, isto é, o usuário pode transportar sua CPE (customer premise
equipment) e utilizar o serviço em local diferente do usual.
• Instalação da CPE no modo plug and play.
• Cobertura sem linha de visada.
A tecnologia foi desenvolvida por várias empresas, lideradas pela Intel e pela
Nokia, com base na norma 802.16 da IEEE (Internet Engeneering Task Force),
estabelecida pelo grupo de trabalho em padrões de acesso sem-fio de banda larga
(Working Group on Broadband Wireless Access Standards). Além de operar em uma
ampla faixa de freqüência – de 2 a 66 GHz – as principais vantagens estão no tripé
banda larga, longo alcance e dispensa de visada, o que não ocorre com outras
tecnologias sem-fio. O Wi-Fi, por exemplo, foi desenvolvido para funcionar em redes
locais, tendo, portanto, menor alcance. Oposto do Wi-Max, que foi desenvolvido para
funcionar em redes metropolitanas (MAN). Em muitos casos, como está sendo
demonstrado no projeto Ouro Preto: Cidade Digital, as duas tecnologias atuam de
forma complementar.
A primeira versão do padrão 802.16, que foi ratificado em dezembro de 2001,
após 2 anos do início do desenvolvimento da norma, estava focando basicamente as
faixas de freqüências situadas entre 10 GHz e 66 GHz, e só operaria em linha de
visada. A versão 802.16a, que foi concluída em 2003, foi projetada para sistemas
operando em bandas de frequência entre 2 GHz e 11 GHz, e passou a focar as
aplicações sem linha de visada, dentro das faixas de freqüência entre 2 GHz e 11
GHz, considerando também os aspectos de interoperabilidade entre diferentes
fabricantes. A evolução das especificações pode ser acompanhada através da
Tabela 6. A maior diferença entre essas duas bandas de freqüência está na
capacidade de suportar a falta de visada direta nas freqüências mais baixas (2 -10
GHz), algo que não é possível nas bandas de freqüência mais elevadas (10 - 66
GHz). Além disso, o padrão original permite a operação apenas em bandas de
freqüência licenciadas, já a variação do padrão permite tanto a operação em bandas
licenciadas quanto em bandas não licenciadas.
82
Tabela 6 - Evolução das especificações do IEEE para a Wireless MAN.
IEEE 802.16 Dezembro de
2001
IEEE 802.16c Dezembro de
2002
IEEE 802.16a Janeiro de
2003
IEEE 802.16d 1o Trimestre de
2004 Wi-Max
IEEE 802.16e 4o Trimestre de
2004
10-66 GHz Linha de visada
Até 34 Mbps (canalização de
28 MHz)
Interoperabilidade
2-11 GHZ Sem linha de
visada Até 75Mbps
(canalização de 20 MHz)
Modificações na 802.16a e
interoperabilidade
Mobilidade Nomândica 802.11/16
Até o momento, existem três variações principais do padrão: 802.16a (fixed
wireless access), 802.16d (fixed wireless access) e o 802.16e (mobile wireless
access). Os padrões estão sendo desenvolvidos por empresas participantes do Wi-
Max Fórum. A versão 802.16e deve viabilizar o desenvolvimento dos primeiros
processadores para computadores com Wi-Max embutidos, com previsão de
chegada no mercado no início de 2007.
O Wi-Max Fórum é uma organização sem fins lucrativos, formada por
empresas fabricantes de equipamentos e de componentes – listados na Tabela 7 - e
tem por objetivo promover em larga escala a utilização de redes ponto multiponto,
operando em freqüências entre 2 GHz e 11 GHz, alavancando a padronização IEEE
802.16 e garantindo a compatibilidade e interoperabilidade dos equipamentos que
adotarem este padrão. O Wi-Max Fórum é o equivalente, ao Wi-Fi Alliance,
responsável pelo grande desenvolvimento e sucesso do Wi-Fi em todo o mundo. O
Wi-Max é constituído pelas indústrias líderes do setor, que estão comprometidas
com as interfaces abertas e com a interoperabilidade entre os diversos produtos
utilizados no Acesso Banda Larga Wireless. Os participantes do Wi-Max Fórum
estão listados abaixo: Tabela 7 – Participantes do Wi-Max fórum
Advantech AMT KarlNet
AirXstream L3 PrimeWave
Analog Devices Micom Labs
Arris MTI
AT&T M-Web
83
Axxcelera Broadband Wireless NextWave Telecom
Bandai Wireless NextNet Wirelss
BeamReach Networks Nozema
Comtech AHA Orthogon Systems
Covad Pronto Networks
CTS Communications Components PCCW
Cushcraft Corporation picoChip
Daintree Networks Inc. Radwin
Elcotez Remec
Engim SGS
Filtronics Siemens Mobile
First Avenue Networks Unwired Australia
Gradiente Electronica S.A. Vcom
Inphi Corporation Vyyo
Intracom ZTE Corporation
K&L Microwave
Com o esquema de modulação robusto, o Wi-Max entrega elevadas taxas de
throughput (quantidade de dados transmitidos em uma unidade de tempo) com
longo alcance e uma grande eficiência espectral e que é também tolerante às
reflexões de sinais. A velocidade de transmissão dos dados varia entre 1 Mbps e 75
Mbps, dependendo das condições de propagação, sendo que raio típico de uma
célula Wi-Max é de 6 km a 9 km. Uma modulação dinâmica adaptativa permite que
uma estação rádio base negocie o throughput e o alcance do sinal. Por exemplo, se
a estação rádio base não pode estabelecer um link robusto com um assinante
localizado a uma grande distância, utilizando o esquema de modulação de maior
ordem, 64 QAM (Quadrature Amplitude Modulation), a modulação é reduzida para
16 QAM ou QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), o que reduz o throughput,
porém aumenta o alcance do sinal.
Para acomodar o planejamento da célula Wi-Max, tanto nas faixas licenciadas
quanto nas não licenciadas, o 802.16a/d suporta diversas larguras de banda. Por
exemplo, se temos disponível 20 MHz de espectro, podemos dividí-lo em dois
setores de 10 MHz ou 4 setores de 5 MHz cada. O operador pode crescer a
84
quantidade de usuários mantendo um bom alcance do sinal e um bom throughput.
Também podemos reusar o mesmo espectro em dois ou mais setores, criando uma
isolação entre as antenas da estação radio base.
O padrão 802.16 apresenta qualidade de serviço que permite a transmissão
de voz e vídeo, que requerem redes de baixa latência. O MAC (Media Access
Control) do 802.16 provê níveis de serviço "Premium" para clientes corporativos,
assim como um alto volume de serviços em um padrão equivalente aos serviços
hoje oferecidos pelos serviços de ADSL e de Cable Modem, tudo dentro da mesma
estação radio base. Características de privacidade e criptografia estão previstos no
padrão 802.16 permitindo transmissões seguras incluindo os procedimentos de
autenticação.
Oficialmente o padrão 802.16a/d está sendo estabelecido para faixa de
freqüências entre 2 GHz e 11 GHz, porém existe interesse de utilizá-lo também em
bandas inferiores a 2 GHz. Na Figura 52 são relacionadas algumas das bandas,
conforme definido pelo FCC (Federal Communications Commission) dos Estados
Unidos, que poderão ser utilizadas pelo padrão 802.16a/d.
Figura 52 – Bandas que poderão ser utilizadas pelos padrões 802.16a/d. [1]
85
Tabela 8 – Algumas faixas de frequência e suas aplicações.
UHF 0,75 - 0,8 GHZ -
ISM 0,9 - 0,93 GHZ Banda não licenciada, para utilização em aplicações industriais, científicas e médicas. É nessa faixa que se encontra o Wi-Fi
UPCS 1,91 - 1,93 GHZ Banda não licenciada para utilização em serviços de comunicação pessoal
WCS 2,3 GHZ Wireless Communications Service
ISM 2,4 - 2,48 GHZ Banda não licenciada, para utilização em aplicações industriais, científicas e médicas
MMDS 2,5 - 2,7 GHZ Multi-Channel Multipoint Distribution Service
Internacional 3,4 - 3,7 GHZ
4,8 - 5,0 GHZ
Banda licenciada na Europa, América Latina e Asia
Banda licenciada no Japão
UNII 5,15 - 5,35; 5,725 -
5,85 GHZ Banda não licenciada, para uso do serviço nacional de informação de infra-estrutura
Novo Espectro
5,470 - 5,725 GHZ -
A topologia de rede definida pelo IEEE 802.16a é mostrada na Figura 53. São
definidos elementos Base Station (BS) e Subscriber Station (SS). A BS realiza a
interface entre a rede sem-fio e a rede núcleo (Core Network), suportando interfaces
ATM, IP, E1/T1 ou Ethernet, conforme citado anteriormente. A SS permite ao usuário
acessar a rede, por intermédio do estabelecimento de enlaces com a BS, em uma
topologia ponto-multiponto. Como alternativa à topologia ponto-miultiponto, o padrão
especifica a topologia Malha, na qual um SS pode se conectar a uma ou mais SS
intermediárias, até atingir a BS. Nesse caso trata-se de uma estratégia para expandir
a área de cobertura total da rede sem a necessidade de um aumento proporcional
do número de BS’s.
86
Figura 53 - Topologia IEEE 802.16a. [11]
4.2.9. Bluetooth
O padrão Bluetooth (IEEE 802.15.1) é baseado na tecnologia WPAN
(Wireless Personal Area Network), que utiliza ondas de rádio para a interconexão de
equipamentos fixos e portáteis a curtas distâncias. Foi inicialmente desenvolvido
pela Ericsson na década de 90 e hoje é desenvolvida hoje por diversas companhias.
O nome foi adotado em homenagem ao rei viking Harald Bluetooth.
A proposta do Bluetooth é tornar-se padrão de conexão entre aparelhos
próximos, como câmeras digitais, celulares, fones de ouvido, impressoras, teclados,
mouses, etc. A taxa de transferência de dados alcançada com Bluetooth 1.0 é baixa,
até 1 Mbps, e sua área de cobertura chega a no máximo dez metros, na maioria dos
casos. Já o Bluetooth 2.0, consegue transferir dados a 12 Mbps.
Essa tecnologia usa um sistema de sinal que provê um link seguro e robusto,
mesmo em ambientes com alto nível de ruído e de grande interferência. Além disso,
não é necessária a conexão com linha de visada para que seja estabelecida a
comunicação. A padronização permite a interoperabilidade de equipamentos de
diferentes fabricantes, desde que tenham a interface bluetooth. Os pontos fortes
dessa tecnologia são o baixo custo, a facilidade de implementação, o baixo consumo
de energia e a capacidade de interoperar com rede telefônica, celular e Internet,
desde que estejam disponíveis interfaces bluetooth.
87
O bluetooth trabalha com o micro rádio, baseado em um chip, na frequência
de 2.4 GHz e utiliza o Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS). O padrão
especifica diferentes níveis de potência de sinal, o primeiro mais baixo é usado para
comunicações dentro de ambiente fechado, como uma sala, e o segundo, com um
nível de potência mais elevado permite abranger até um andar de escritório. O
bluetooth como WLAN permite conexões ponto a ponto e ponto multiponto, atingindo
velocidades de até 720 Kbps e com alcance médio de 10 metros. Variações do
padrão são:
• UWB (Ultra Wide Band) - Também conhecido como 802.15.3, o UWB é a
tecnologia que promete substituir o bluetooth. Seu consumo de energia é cem
vezes menor que o do bluetooth e sua área de operação pode variar entre 3,1
e 10,6 GHz. A velocidade de transmissão do UWB é de 100 a 500 Mbps,
porém sua área de cobertura é de no máximo 10 metros. O UWB opera de
forma diferente das demais tecnologias sem fio, além de ter um espectro de
atuação amplo, o UWB transmite por "rajadas" de sinal (centenas por
segundo). A combinação do "gatilho rápido" com a ampla cobertura de banda
permite que o UWB consuma menos energia e consiga taxas de transmissão
maiores que as do Wi-Fi por exemplo.
• ZigBee (IEEE 802.15.4) - Padrão defendido pela ZigBee Alliance, tem como
proposta tornar-se padrão de rede sem fio de baixo consumo e curto alcance
para monitoração e automação de aplicações industriais, comerciais ou
urbanas, como por exemplo, controle de sistemas de iluminação pública,
leitura de medidores residenciais de água, luz e gás, monitoramento industrial
ou médico e automação de forma ampla. Sua taxa de transferência média é
250 Kbps, seu consumo de energia é aproximadamente mil vezes menor que
o de um dispositivo bluetooth. Os dispositivos dessa tecnologia podem entrar
em modo "sleep" sem necessariamente fechar a conexão. O ZigBee opera
em 2.4 GHz, nas mesmas frequências do Wi-Fi e Bluetooth. A área de
cobertura é de aproximadamente trinta metros, sendo possível conectar até
255 dispositivos por rede ZigBee.
88
4.3. COMPARATIVO ENTRE TECNOLOGIAS
Para a decisão da melhor tecnologia a ser utilizada nesse estudo iremos
compará-las, focando o baixo custo e as conclusões obtidas na seção 3.5.
O meio de transmissão mais utilizado nas empresas hoje em dia é o
cabeamento metálico. O cabo par trançado é muito utilizado, pois atende as
necessidades da maioria das empresas trazendo segurança, confiabilidade e
performance para a rede, dentro de um custo aceitável. Cabos coaxiais não são
mais utilizados para interconectar computadores em rede, atualmente são mais
utilizados nas empresas de TV a cabo, circuitos internos de segurança e banda larga
sobre cabo. As fibras ópticas apresentam vantagens sobre o cabeamento metálico,
porque permitem taxas elevadas de transmissão, têm baixa atenuação, imunidade a
ruídos e interferências, além de serem um meio de transmissão que apresenta maior
segurança em relação às outras tecnologias. Porém as fibras ópticas, os conectores,
os equipamentos periféricos e a instalação do sistema apresentam um preço bem
elevado. É por esse motivo que se utiliza a mistura dessas duas tecnologias, o par
trançado interliga as estações de trabalho e a fibra óptica é utilizada no backbone da
rede, fazendo interligações de redes distantes, ou mesmo segmentos da mesma
rede que estejam distantes.
Os sistemas wireless, apresentam maior mobilidade que os sistemas
cabeados, eles podem atender regiões aonde não chegariam cabos, ou mesmo
onde não é permitida a passagem de cabos, como o exemplo do projeto Ouro Preto.
A desvantagem dos sistemas wireless é um menor nível de segurança quando
comparado às redes cabeadas, porém isso pode ser contornado utilizando-se
softwares de proteção e medidas de segurança na rede. A tecnologia Wi-Fi garante
a interoperabilidade entre os fabricantes, já a tecnologia Wi-Max ainda está em
desenvolvimento. Os componentes da rede Wi-Fi, como placas de rede para o
usuário final, já apresentam preços acessíveis, como veremos no decorrer deste
estudo. Porém, não ocorre o mesmo para o Wi-Max. Além disso, o Wi-Max ainda
está em desenvolvimento, a padronização está sendo finalizada e só então teremos
a garantia de interoperabilidade dos equipamentos. Ambos, Wi-Fi e Wi-Max, são
89
tecnologias promissoras, pois torna o serviço acessível para mais pessoas e estão
livres dos custos com cabeamento para a construção de novas redes.
Um resumo desse comparativo pode ser visto através da Tabela 9:
Tabela 9 – Comparativo básico entre tecnologias.
Cabo coaxial Cabo UTP cat.5 Fibra óptica Wi-Fi Wi-Max
Alcance (km) 0,5 0,1 20 0,1 (interno)
23 (externo) 50 (externo)
Taxa de Transmissão
Até 10 Mbps Até 100 Mbps Até 16 Tbps Até 11 Mbps Até 75 Mbps
Frequência de operação
2 GHz ou
10 GHz Até 100 MHz Até 800 THz
2.4 GHz ou
5.8 GHz
2 GHz a
11 GHz
A escolha das tecnologias a serem utilizadas depende de alguns fatores,
como o tipo de informação que irá trafegar na rede, distâncias entre as estações e
condições físicas do ambiente a ser instalada a rede. Muitas vezes a melhor solução
é uma combinação de diferentes tecnologias, como já foi citado. Faremos um
levantamento de todas essas condições e uma proposta de projeto para o caso de
uma real implementação na próxima seção.
90
5. PROPOSTA DA REDE DE DADOS
Para completar o presente trabalho, iremos propor uma solução para uma
rede de dados de baixo custo para a cidade de Morretes, no Estado do Paraná. Sua
localicação dentro do Estado é mostrada na Figura 54.
Ao analisarmos as cidades, na seção 3, percebemos que elas são de
pequeno ou médio porte, com áreas reduzidas, o que facilita o controle e a
instalação da rede. Com isso, nossas opções para estudo não reduziram muito, pois
a região metropolitana de Curitiba possui muitas cidades que se enquadram nesses
padrões. Precisávamos de uma cidade próxima a Curitiba para poder fazer o estudo
em campo, então buscamos cidades que pudessem oferecer algum diferencial para
o projeto.
Nessa etapa da pesquisa, Morretes ganhou uma atenção especial por ser
uma cidade com enorme potencial turístico, na região do litoral paranaense e com
um interessante atrativo histórico. Apesar da sua grande área de 684,580 km2, 70%
dessa área não é habitada por ser de proteção ambiental (Mata Atlântica), e quase
50% da população vive na área urbana, que compreende aproximadamente 10 km2.
Escolhido o local de estudo, direcionamos as pesquisas para a cidade buscando
firmar contatos, adquirir o máximo de informações e possíveis interesses de
colaboração para com o projeto.
Contatamos o Sr. Carlos Alberto Gnatta Neto, secretário de turismo de
Morretes que, ao tomar conhecimento do projeto, mostrou-se muito interessado e
com disposição para apoiá-lo. As informações sobre o estudo também foram
repassadas ao prefeito da cidade, o Sr. Hélder Teófilo dos Santos que também
mostrou interesse.
Com isso, Morretes, que por possuir um grande potencial turístico e muitas
construções históricas que não podem ser modificadas para adaptação de uma
rede, foi escolhida para o estudo. Para complementar, a cidade recebeu autorização
do Governo do Estado para a construção de um centro de eventos, orçado em R$
2,5 milhões, que contará com vários atrativos como espaço para shows,
gastronomia, feiras, biblioteca e em especial um telecentro com pontos gratuitos de
acesso à Internet. O centro de eventos será mais um atrativo turístico e cultural que
91
servirá todo o litoral paranaense, aumentando consideravelmente as atenções para
a cidade. Portanto, todos esses fatores apresentados, em conjunto com nosso
estudo, poderão ser utilizados para iniciar a inclusão digital na cidade, ajudando a
desenvolver setores como o comércio e o turismo.
Figura 54 – Localização de Morretes no Estado do Paraná. [31]
5.1. ASPECTOS GEOGRÁFICOS E HISTÓRICOS
Com 16.077 habitantes, Morretes está situada na região do Litoral
Paranaense, conforme
Figura 55, estendendo-se da encosta da Serra do Mar e limitando-se ao oeste
com os municípios de São José dos Pinhais, Piraquara e Quatro Barras; ao norte
com o município de Campina Grande do Sul; ao nordeste com o município de
Antonina e com a Baía de Paranaguá; ao leste com Paranaguá e ao sul e sudeste
com o município de Guaratuba.
A fronteira oriental de Morretes fica a cerca de 35 km do mar. Todas as
divisas municipais são formadas por acidentes geográficos, ao norte e oeste pelos
espigões das Serras dos "Órgãos", da "Graciosa", do "Marumbi" e da "Farinha
Seca", no sudeste pelas serras da Igreja, das "Canavieiras" e da "Prata".
92
No sudeste é o rio Arraial, numa altitude de cerca de 800 m que forma o limite
do Município, e com Antonina e Paranaguá os acidentes limítrofes são os rios
"Sapetanduva" e "Jacareí".
Figura 55 – Localização de Morretes [26]
Será apresentado um breve histórico da cidade. Morretes data de 1.721,
quando o Ouvidor Rafael Pires Pardinho determinou que a Câmara Municipal de
Paranaguá demarcasse 300 braças em quadra no local onde seria a futura
povoação de Morretes, para em 31 de outubro de 1.733 a mesma Câmara
determinar a demarcação das terras. Pela Lei Provincial número 16, de 01 de março
de 1.841, foi elevada à categoria de Município, sendo desmembrada de Antonina e
instalada solenemente em 05 de julho de 1.841. Em 24 de maio de 1.869, pela Lei
Provincial número 188, passou a denominar-se Nhundiaquara e recebeu o título de
Cidade, mas em 07 de abril de 1.870, pela Lei número 227, voltou a denominar-se
Morretes. [32]
5.2. CENÁRIO ATUAL
93
O ambiente a ser atendido pela rede abrange prédios de órgãos públicos, ou
seja, a Prefeitura, as Secretarias Municipais, as Escolas Municipais Urbanas e
Rurais e o Hospital. Além dos órgãos públicos, telecentros poderão ser atendidos
pelo projeto incentivando a disseminação da informação, onde a população em geral
terá acesso ao portal da Prefeitura e à Internet.
Em uma segunda etapa do projeto, o público poderá acessar a rede, dentro
do raio urbano, com qualquer computador que possua uma placa de rede sem fio.
Não podemos esquecer de agregar estes serviços ao comércio. O livre acesso à
rede permite que pousadas e restaurantes divulguem seus serviços, além de
fornecer aos usuários do estabelecimento o acesso a informações turísticas e
Internet.
Para obter dados mais exatos sobre a rede, fizemos algumas pesquisas com
a Prefeitura da cidade de Morretes. Segundo informações repassadas, atualmente
os órgãos públicos trabalham com 49 computadores distribuídos conforme Tabela 10:
Tabela 10 – Quantidade de computadores nos diversos setores públicos.
Departamento Quantidade de Computadores Prefeitura 19 Secretaria de Ação Social 6 Secretaria de Turismo 2 Secretaria de Cultura 5 Secretaria de Educação 5 Secretaria Saúde 6 Hospital 6
Somente os computadores da Prefeitura possuem acesso à Internet, existe
um link conectando o prédio da Prefeitura à Internet com velocidade efetiva de 128
Kbps. Esse link, fornecido pela empresa Brasil Telecom permite o uso de até 8
endereços IP fixos, entretanto somente 1 endereço IP é utilizado. O valor gasto com
o link dedicado é aproximadamente de R$ 800,00 por mês, sendo que a Prefeitura
precisa trabalhar dentro de um orçamento médio anual de 11 milhões de reais.
Comparando rapidamente o orçamento de Morretes, verificamos que este valor está
bem abaixo do esperado, pois a cidade de Sud Mennucci possui também um
orçamento em torno de R$ 11 milhões, mas com uma população de somente 8.200
94
habitantes, cerca de metade da população de Morretes. Isso possibilita um acesso
maior para os investimentos e uma melhor distribuição da verba para a cidade.
Contando com a colaboração da Secretária de Educação, a Professora
Jeanie Elis da Silva Oliveira, foi fornecido o censo escolar da cidade e a localização
das escolas, possibilitando o estudo para provável implantação da rede. A Tabela 11
mostra uma lista com as escolas municipais urbanas e rurais de Morretes.
Tabela 11 - Censo Escolar de Morretes realizado em 16 de Agosto de 2.005 [26].
Número de Alunos 2.453
Escolas Municipais Urbanas
1. Escola Mun. Profº Arlindo de Castro
2. Escola Mun. Benedita da Silva Vieira
3. Escola Mun. Profª Deusada Bosco da Costa
Pinto
4. Escola Mun. Profª Dulce Seroa Motta Cherobim
5. Escola Mun. Dr. Luiz Fernando de Freitas
6. Escola Mun. Miguel Schleder
7. Centro Mun. De Educação Infantil Profª Maria
Luisa B. Merkle
Escolas Municipais Rurais
1. Escola Rural Mun. de América de Cima
2. Escola Rural Mun.Thereza Madalozo Zilli
3. Escola Rural Mun. de Anhaia
4. Escola Rural Mun. de Bairro Branco
5. Escola Rural Mun. de Candonga
6. Escola Rural Mun. de Canhembora
7. Escola Rural Mun. de Elias Abrahão
8. Escola Rural Mun. de Floresta
9. Escola Rural Mun. de Marumbi
10. Escola Rural Mun. de Morro Alto
11. Escola Rural Mun. de Novo Mundo
12. Escola Rural Mun. de Rodeio
13. Escola Rural Mun. de Sítio Grande
14. Escola Rural Mun. de São João da Graciosa
Nº de Computadores a
disposição dos alunos
0
95
Em entrevista realizada na Escola Municipal Miguel Schleder, mostrada na
foto da Figura 56, a Diretora, Professora Vera, demonstrou o receio de que, mesmo
com uma rede de computadores implantada, os professores não a utilizem, pois
faltam conhecimentos com informática. Os professores não saberiam como preparar
aulas utilizando um laboratório de Informática ou mesmo fazer pesquisas e utilizar a
Internet. Esse receio mostra que somente investimentos com a implantação do
serviço não é suficiente, devem existir investimentos com treinamento para que o
serviço seja utilizado da melhor forma.
Figura 56 - Escola Municipal Miguel Schleder.(foto dos autores)
A escola possui 12 turmas entre pré-escola e 4ª série, além de 6 turmas com
crianças que apresentam necessidades especiais. Há espaço físico para a
instalação de um laboratório de informática, porém faltam suprimentos, como mesas
e cadeiras, além do equipamento do laboratório. Foram entrevistados cerca de 70
alunos da escola, de 3 turmas distintas, sendo uma turma de 3ª série e duas turmas
de 4ª série. Os resultados dessa entrevista podem ser conferidos abaixo:
• 10% dos alunos têm acesso a computador e Internet em casa;
• 40% dos alunos acessam a Internet em “Lan House” ou em aulas particulares
de computação;
• 30% dos alunos não sabem o que é Internet e nunca tiveram contato com um
computador.
96
Comprovou-se que a maioria dos alunos tem pouco contato com
computadores e Internet, confirmando a exclusão digital de alunos de escolas
municipais.
Também foi realizada visita a uma escola Estadual, Colégio Estadual Rocha
Pombo, localizado no centro de Morretes. Todos os colégios estaduais do estado do
Paraná estão participando de um projeto do governo para inclusão digital, portanto o
Colégio Estadual Rocha Pombo já está recebendo computadores multifuncionais,
que servirão para aulas em laboratório de informática e acesso à Internet. Para esse
projeto serão fornecidos links de dados nos colégios através de fibra óptica. O
fornecimento é uma parceria da Celepar (Companhia de Informática do Paraná) e da
Copel (Companhia Paranaense de Energia). Na opinião da Diretoria, Professora
Joseane Nascimento Pazinato, mesmo com os computadores disponíveis falta
treinamento para que os professores consigam preparar aulas em laboratório de
informática, além do receio de que o laboratório seja montado e fique sem
manutenção. Ainda não foram repassadas informações sobre como serão os
treinamentos e a manutenção do laboratório de computadores reforçando a idéia de
que, para termos um resultado eficiente da inclusão digital, não basta fornecer
somente infra-estrutura, são necessários treinamentos e planos de
acompanhamento para o pessoal treinado e para os equipamentos.
Entrevistamos dois estabelecimentos comerciais a fim de obter uma opinião
sobre a proposta do estudo, um Restaurante, mostrado na Figura 57, e uma Lan
House. Os proprietários do Restaurante Casarão, Maurício e Silvana, afirmaram que
recebem cerca de 80% das reservas via email, e que a propaganda do
estabelecimento realizada através do web site pode ser percebida facilmente em
conseqüência do número de reservas. Os proprietários do restaurante mostraram
interesse em participar de um projeto como o estudado nesse trabalho. Foi
perguntado a eles se caso houvesse a possibilidade de trocar o provedor atual de
Internet (conexão discada) por um provedor da prefeitura, e nesse caso a
mensalidade paga ao provedor privado seria revertida à prefeitura, eles o fariam, a
resposta foi positiva. Essa mensalidade seria utilizada para a manutenção do serviço
97
público. Os proprietários reafirmaram o interesse justificando que quanto melhor o
desenvolvimento da cidade mais resultados serão percebidos no comércio.
Figura 57 - Restaurante Casarão. (foto dos autores)
Porém, o proprietário da única Lan House da cidade não mostrou muito
interesse no projeto. Após uma breve explicação do estudo e solicitada uma opinião
sobre o assunto, o proprietário da Lan House reprovou totalmente o estudo,
alegando ser extremamente inviável e prejudicar totalmente seu negócio. Atualmente
o estabelecimento tem um link de 1,5 Mbps da empresa Brasil Telecom com 16
microcomputadores na loja, o acesso para jogos ou Internet custa R$ 2,50 por hora.
5.3. DESENVOLVIMENTO DO PROJETO
Com a finalidade facilitar a implantação e reduzir os investimentos iniciais,
sugerimos separar o projeto em três etapas:
1. Interligação entre os prédios Municipais (Prefeitura, Secretarias e Hospital),
criação de uma rede especificamente da Prefeitura.
2. Adição gradativa das Escolas Urbanas e Rurais por ordem de proximidade do
centro de Morretes. Treinamento e acompanhamento para professores e
alunos nos primeiros meses da implantação da rede.
98
3. Aplicação da rede em telecentros, abertura da rede para os computadores
pessoais dos moradores da cidade e comerciantes. Acompanhamento e
treinamento nos centros culturais nos primeiros meses da implantação da
rede.
5.3.1. Órgãos Municipais
A seguir apresentaremos uma breve descrição das modificações propostas na
cidade, a princípio, conforme já citamos, buscando a interligação dos órgãos
municipais. Esta etapa requer um investimento maior para a infra-estrutura da rede a
fim de deixá-la preparada para ampliações futuras.
Cenário Atual:
• Somente a prefeitura tem acesso à Internet.
• Rede com 19 computadores no prédio.
• Link de 128 Kbps com garantia de banda de 100% - custo mensal aproximado
de R$ 800,00.
• Não há interligação entre os outros órgãos municipais.
Cenário Proposto:
• Ampliação do link da prefeitura para 512Kbps ou 1 Mbps com garantia de
banda de 50%.
• Criação de uma rede municipal, interligando Prefeitura, Secretarias e Hospital.
• Possibilidade de expansão da rede.
5.3.2. Desenvolvimento do Projeto
Com base nos estudos apresentados faremos um comparativo do custo dos
equipamentos com duas possíveis soluções, uma rede cabeada e uma rede sem fio.
A rede sem fio utilizará tecnologia Wi-fi, descartamos a possibilidade de utilizar
tecnologia Wi-Max por alguns fatores como:
99
• Alto custo dos equipamentos, por utilizarem altas freqüências, de 2 GHz a 11
GHz.
• Protocolo não padronizado, impossibilitando a comunicação entre
equipamentos de fabricantes diferentes.
• Tecnologia recente sujeita a falhas.
Apresentamos na Figura 58 a localização dos prédios em Morretes, que
deverão ser atendidos, os pontos marcados no mapa estão listados na Tabela 12.
Verificamos que todos os prédios estão dentro de um raio de 700 metros.
700 m
1
2-63
5
4
7
Figura 58 – Mapa com prédios atendidos pela rede sem fio.
Tabela 12 – Legenda da Figura 58
Departamento Quantidade de Computadores 1 – Prefeitura 19 2 – Secretaria de Ação Social 6 3 – Secretaria de Turismo 2 4 – Secretaria de Cultura 5 5 – Secretaria de Educação 5
100
6 – Secretaria de Saúde 6 7 – Hospital 6
• Solução 1: Utilizando tecnologia cabeada
• Descrição da rede:
Rede típica cabeada, possui boa confiabilidade, segurança e performance, é
necessário utilizar fibra óptica para conexões acima de 100 metros elevando o custo
dos equipamentos. Possui um custo elevado de instalação, pois necessita de
passagem de cabos por vias aéreas, subterrâneas e montagem do cabeamento
estruturado em construções.
A rede pode ser segmentada em várias redes virtuais possibilitando um
melhor gerenciamento dos usuários. Para isso foram colocados switches
gerenciáveis nos prédios da prefeitura, secretaria de cultura e secretaria de ação
social. Foi necessário utilizar conversores de mídia para interligar as conexões entre
fibras ópticas e cabos metálicos. Utilizamos fibra óptica e transceivers ópticos
multimodo para reduzir os custos, pois as distâncias máximas não ultrapassam 2
quilômetros, que é o valor máximo para uma conexão desse tipo. Caso contrário,
deveríamos utilizar fibras e transceivers monomodo com custos em torno de 120%
acima dos equipamentos multimodo.
Todas as interfaces de fibra óptica têm conectores SC-SPC, que são mais
simples e com um custo menor. As interfaces de cabos metálicos possuem interface
RJ45.
• Topologia da rede proposta:
101
19 Pcs1 SW 24PG3 CM
Prefeitura
Cultura
Turismo
Educação
Hospital
Ação Social / Saúde
5 Pcs1 SW 8P2 CM
2 Pcs1 SW 8P1CM
5 Pcs1 SW 8P1CM
6 Pcs1 SW 16P1CM
12 Pcs1 SW 24P2 CM
SC-SPC
SC-SPCSC-SPC
SC-SPC
SC-SPC
SC-SPC
SC-SPC
SC-SPC
FO - 1km
FO - 1km
FO - 0,5km
FO - 0,3km
FO - 0,25kmSC-SPC
SC-SPC
Legenda:
Pcs = Computadores
SW 24PG = Switch nível 2, 24 portas RJ45, gerenciável.
SW 24P = Switch nível 2, 24 portas RJ45.
SW 8P = Switch nível 2, 8 portas RJ45.
SW 16P = Switch nível 2, 16 portas RJ 45.
CM = Conversor de Mídia (Óptico Elétrico)
SC-SPC = interface para conexão dos cabos ópticos.
FO = Cabo de Fibra Óptica Multimodo 62,5 – 2 fibras.
102
Tabela 13 - Equipamentos para a rede cabeada:
Equipamento Quantidade Preço un. (R$)
Preço total
Cabo UTP Cat 5 (m) 800 0,66 528,00Conector RJ45 85 0,65 55,25Tomada Aparente RJ45 2 posições 20 6,26 125,20Conversor de Mídia Fast Ethernet (Óptico Elétrico) 10 352,00 3.520,00Switch nível 2, com funcionalidades de VLAN e Spaning Tree, 24 portas RJ45 10/100 autosensing, QoS, Limitação de Banda 1 1.018,00 1.018,00Switch SOHO 8 portas RJ45 10/100 3 75,50 226,50Switch SOHO 16 portas RJ45 10/100 1 135,60 135,60Switch 24 portas RJ45 10/100 1 277,93 277,93Placa de rede PCI RJ45 10/100 Mbps 30 15,30 459,00Cabo de Fibra Óptica Multímodo 62,5 – 2 fibras 3200 3,70 11.840,00Conectores SC-SPC para fibra óptica 22 5,60 123,20TOTAL 18.308,68
• Observações:
1. A rede existente do prédio da prefeitura foi considerada no levantamento
de custos e poderá ser utilizada.
2. Não foram calculados custos de instalação
3. O link da empresa contratada estará na prefeitura.
• Solução 2: Utilizando tecnologia sem fio
• Descrição da rede:
Solução sem fio com uma ótima relação custo / benefício, facilmente
ampliável e adaptável a mudanças. Baixo custo em equipamentos e de fácil
instalação. Uma antena omnidirecional seria colocada na chaminé do centro de
eventos transmitindo o sinal de rádio para os outros pontos de acesso. Nas
secretarias da Cultura e do Turismo não foram previstos pontos de acesso sem fio
devido a proximidade com a antena omnidirecional, cerca de 150 metros.
Lembrando que, apesar da prefeitura estar a menos de 200 metros da antena
central, o prédio já conta com uma rede interna cabeada e por isso necessitamos de
103
somente uma antena direcionada à chaminé, dispensando a compra de placas
wireless para cada computador.
Nas secretarias de Ação Social, de Saúde, de Educação e no Hospital
usaremos a solução híbrida como na prefeitura, reduzindo o custo em 50% do caso
em que fosse usada somente a tecnologia wireless, provando que cada caso deve
ser estudado buscando sempre a otimização da rede.
• Observações:
1. A rede existente do prédio da prefeitura foi considerada e poderá ser
utilizada, diminuindo alguns custos e tornando a solução híbrida.
2. Não foram calculados custos de serviços de instalação.
3. O link da empresa contratada estará Secretaria de Cultura que fará a
conexão com a antena omnidirecional instalada na chaminé do Centro de
Eventos.
Verificamos que a rede sem fio é a melhor opção para a topologia estudada.
A implantação da rede tem uma economia no custo dos equipamentos de 70%.
Apesar de não calculados, os custos de instalação são menores quando
comparados com a solução cabeada, pois necessitam somente da instalação das
antenas e das placas de rede nos computadores. Portanto, utilizaremos a solução 2,
descrita nessa seção, para os estudos das próximas etapas.
Completando a análise da rede sugerimos que o link da prefeitura seja
alterado de 128 Kbps efetivos para 512 Kbps ou 1 Mbps, com uma garantia de
banda de 50%. Considerando que o tráfego de informações é de caráter
administrativo, a rede não necessita de garantia de banda de 100% e, com isso, ao
trocarmos o plano, o valor ficará muito próximo do antigo, sendo que a banda estará
em 512 Kbps ou 1 Mbps. Como a possibilidade de existir acesso simultâneo de
todos os computadores é remota, sugerimos o link de 512 Kbps baseando-se no
estudo da cidade de Sud Mennucci que possui um link de 1 Mbps para atender
cerca de 200 clientes. Abaixo segue o levantamento de preços da operadora local:
• Plano IP Turbo – Brasil Telecom (única operadora que atende a cidade):
104
o Link – 512 Kbps – R$ 512,00 + R$ 133,00 / mês do aluguel do modem
o Link – 1024 kbps – R$ 1024,00 + R$ 133,00 / mês do aluguel do
modem
o Taxa de instalação: R$ 694,00 (para Curitiba, o valor pode variar
dependendo do local).
o O modem pode ser alugado ou comprado.
o Com garantia de 50% da banda fornecida.
o Número de computadores: limitado pelo uso da banda.
o Fornecimento de 8 endereços de IPs fixos, sendo que 3 são utilizados
para o serviço e 5 ficam a disposição do usuário.
o Preços cotados para contrato de 2 anos.
Caso a rede necessite de ampliação, tanto a topologia como o plano de
acesso à Internet são passíveis de mudança. Com a garantia de banda de 50% do
link, os serviços de voz pela Internet também ficam acessíveis. Telefones wireless
poderão ser usados entre funcionários do governo além do tradicional programa de
telefonia via Internet, o Skype, reduzindo os gastos do governo.
105
• Topologia da rede proposta:
19 Pcs1 SW 24P1AP1 Ant. D
Prefeitura
Cultura
Turismo
Educação
Hospital
Ação Social / Saúde
Ant. Omini
2 Pcs
5 Pcs1 AP1 Ant. D
6 Pcs1 AP1 Ant D1 SW 16P
12 Pcs1 AP1 SW 24P1 Ant. DChaminé
5 Pcs
Legenda:
Pcs = Computadores
SW 24P = Switch nível 2, 24 portas RJ45, gerenciável.
AP = Ponto de acesso para rede sem fio (Access Point)
Ant. D = Antena Direcional 2,4GHz
Ant. Omni = Antena Omnidirecional 2,4GHz
106
Tabela 14 – Equipamentos para rede sem fio, considerando tecnologia Wi-Fi.
Equipamento Quantidade Preço un. (R$)
Preço total
Antena Omnidirecional 2,4GHz 1 300,00 300,00Antena Direcional 2,4GHz + conector +cabo 4 115,00 460,00Ponto de acesso wireless 4 330,00 1.320,00Cabo UTP Cat 5 (m) 535 0,66 353,10Switch nível 2, com funcionalidades de VLAN e Spaning Tree, 24 portas TP 10/100 autosensing, QoS, Limitação de Banda 1 1.018,00 1.018,00Placa de Rede PCI wireless 7 100,00 700,00Placa de Rede PCI RJ45 10/100 Mbps 23 15,30 351,90Switch SOHO 8 portas RJ45 10/100 1 75,50 75,50Switch SOHO 16 portas RJ45 10/100 1 135,60 135,60Switch 24 portas RJ45 10/100 1 277,93 277,93TOTAL 4.992,03
• Descrição dos Equipamentos wireless utilizados na solução:
• Antena Omnidirecional 15 dBi
Figura 59 – Antena Omnidirecional
Com seu de irradiação de 360º, sua área de cobertura pode chegar a mais de
8 quilômetros de distância dependendo da topografia da região, do radio a ser
utilizado, do ruído local e da visada direta. A antena é mostrada na Figura 59.
Com 15 dBi de ganho, é usada para aplicações multi-ponto de longo alcance
na freqüência de 2,4 GHz.
o Peso: 1 kg
107
o Dimensões: 1,56 (altura) x 0,35 (diâmetro) metros
o Resistência ao vento: 100 Km/h
o Impedância: 50 Ohms
o Potência máxima de entrada: 100 W
o Polarização: Vertical
o Lóbulo de radiação vertical, mostrado na Figura 60
Figura 60 – Lóbulo de radiação vertical
• Antena Direcional 2,4 GHz, 24 dBi:
Figura 61 – Antena Direcional
Antena ½ parabólica de grade com ganho de 24 dBi, largura do feixe de
transmissão de 9,5 graus, sendo indicada para ligações ponto a ponto, mostrada na
Figura 61. Com refletor em arame de aço galvanizado, oferece longa vida útil. Possui
sistema de fixação para polarização horizontal e vertical.
o Peso: 3,5 kg
o Dimensões: 0,795 x 0,675 metros
108
o Resistência ao vento: 100 Km/h
o Impedância: 50 Ohms
o Potência máxima de entrada: 50 W
o Lóbulo de radiação horizontal:
Figura 62 – Lóbulo de radiação horizontal.
• Pontos de Acesso Wireless:
Figura 63 – Exemplo de um ponto de acesso sem fio
109
As características técnicas do ponto de acesso - Figura 63 - orçado estão
mostradas na Tabela 15: Tabela 15 – Características técnicas do ponto de acesso.
Padrão
IEEE 802.11b
IEEE 802.3 10Base-T
IEEE 802.3 100Base-TX
Porta 1 x RJ-45
Segurança de Dados Criptografia 40 WEP (Wired Equivalent
Privacy), Criptografia em 128 bits.
Segurança 64/128-bit WEP
802.1x autenticação
Administração Web managed
DHCP Cliente/Servidor
Taxa de Transferência Mbps / Canal
11 : CCK
5.5 : CCK
2: Barker
1 : Barker
Tecnologia de Modulação Direct Sequence Spread Spectrum
Esquema de Modulação Direct Sequence Spread Spectrum
(DSSS)
Complementary Code Keying (CCK)
Sensibilidade de Recepção 8%PER @ -82 dBm, Potência de Transmissão +18 dBm.
Intervalo de Cobertura. Valores nominais
Até 100 metros. In-door
Até 300 metros. Out-door
Fatores ambientais podem afetar
adversamente os intervalos de
cobertura.
Antena
Externa com conector SMA reverso
Sistema de Antena Giratória; Ganho
2.5dB
Intervalo de Freqüência 2.400 – 2.4835 GHz, Banda ISM
Arquitetura de Rede Suporta Modo Estruturado
(Comunicações de malhas de redes
via Access Point con Roaming) e Ad-
hoc
Compatível com Padrão IEEE 802.11b
Modos de Operação Access Point
Wireless Repeater
Access Point Cliente
110
• Placa de Rede PCI Wireless
Figura 64 – Exemplo de placa de rede wireless.
Tabela 16 – Características Técnicas da Placa de Rede Wireless PCI Características Benefícios
Taxas com velocidades de até 108Mbps Capacidade de transmissão de arquivos grandes como vídeos e música.
Criptografia de WEP de dados de até 152-bit WEP Alta segurança. Suporta padrão IEEE802.1x e WPA Reforça a autenticação e a segurança. Controle de potência de transmissão TPC. Oferece flexibilidade para o ajuste da potência de
saída.
• Simulação Com o objetivo de verificar a topologia da rede apresentada e o seu
funcionamento com as especificações dos equipamentos, iremos fazer um cálculo
da potência recebida em um receptor situado a 2,5 km do transmissor. Essa
distância foi escolhida porque assim existe a possibilidade de atender as escolas
próximas e a maioria das residências urbanas, etapa que será estudada nas as
próximas etapas do projeto. Caso haja a necessidade de que o sinal seja levado a
pontos mais afastados podemos retransmitir esse sinal, aumentando sua potência e
estendendo o alcance.
A antena especificada tem ganho de 15 dBi, em uma frequência de 2,4 GHz.
O ganho da antena direcional é de 24 dBi, e o ganho do ponto de acesso é 2,5 dBi.
Se a potência do transmissor for de 100 W, ou seja, 49,9 dBm, podemos utilizar as
formulas listadas na seção 4.2.6. Antenas para calcular aproximadamente a potência
recebida:
111
- Área efetiva (considerando a antena direcional como receptora):
Ae = (λ2 * GR) / 4 π
λ = (3 * 108 / 2400)2
Ae = (3 / 24) 2 * 24 / 4 π Ae = 2,9 * 10-2
- Área efetiva (considerando a antena do ponto de acesso como receptora):
Ae = (λ2 * GR) / 4 π
λ = (3 * 108 / 2400)2
Ae = (3 / 24) 2 * 2,5 / 4 π Ae = 3,2 * 10-3
- Cálculo da densidade de potência:
s = PT * GT / 4 π d2
s = 49,9 * 15 / 4 π (2,5)2 s = 9,5
- Potência Efetivamente Recebida (considerando a antena direcional como
receptora):
PR = Ae * s
PR = 2,9 * 10-2 * 9,5 PR = 0,27 DbM
- Potência Efetivamente Recebida (considerando a antena direcional como
receptora):
PR = Ae * s
PR = 2,9 * 10-2 * 9,5 PR = 0,29 dBm
Comprovamos que a potência recebida na antena direcional, localizada a 2,5
quilômetros, já considerando o ganho da antena será de 0,27 dBm, ou 1 mW
(1,0655 mW). Para os pontos de acesso localizados à essa distância a potência
recebida é de 0,29 dBm, também 1 mW (1,0701 mW). O que garante a utilização da
rede.
Com isso, finalizamos a proposta da primeira etapa do estudo para inclusão
digital em Morretes. Com uma rede de baixo custo e preparada para ampliações, o
governo da cidade terá um recurso de extrema importância para o desenvolvimento
112
da administração do Município, podendo implantar softwares de gestão e
aumentando a velocidade na comunicação. Para auxiliar a implantação da rede é
possível buscar recursos junto ao governo federal como o PMAT - Programa de
Modernização da Administração Tributária.
Também é necessária a busca de parceiros privados, tornando parte da rede
privada para facilitar a entrada de recursos e a manutenção da rede e dos
equipamentos.
5.3.3. Escolas
Na segunda etapa da proposta, ampliaremos a rede para escolas próximas ao
centro da cidade. Nenhuma escola possui computador disponível para os alunos,
com isso, faz-se necessário buscar recursos para o financiamento desta etapa do
projeto. Como na primeira fase, parcerias com empresas privadas, recursos do
governo como o PMAT – Programa de Modernização da Administração Tributária,
PROJER – Programa de Geração de Empregos e Renda, são necessários para
viabilizar o projeto. Com a etapa da rede da prefeitura concluída, são necessários os
seguintes itens para a continuação do projeto:
• Investimento em computadores para as escolas, previsão de aulas com no
máximo 3 alunos por computador.
• Viabilidade de a escola receber um laboratório de computadores (infra-
estrutura).
• Previsão para treinamento dos professores.
• Manutenção dos laboratórios.
• Investimento em equipamentos para a rede wireless.
As escolas previstas que poderão ser atendidas pela rede já implantada estão
no mapa da Figura 65:
113
1
2-63
5
47
8
9
10
11
1,1 Km
2,3 Km
Figura 65 – Mapa com as escolas municipais que poderão ser atendidas pela rede.
114
As marcações na Figura 65 correspondem à Tabela 17:
Tabela 17 – Legenda do mapa da figura 65. Departamento Número de
Alunos Quantidade de
Computadores (previsão) 8 – Esc. Municipal Miguel Schleder 439 10 9 – Esc. Municipal Dr. Luiz Fernando de Freitas 174 8
10 – Esc. Municipal Profª Dulce Seroa Motta Cherobim 196 8
11 – Esc. Rural Municipal de Sítio Grande 15 5 TOTAL 824 31
• Descrição da rede:
A antena omnidirecional, que já estaria em operação, colocada na chaminé
localizada no Centro de Eventos, transmitirá o sinal de rádio para pontos de acesso
adicionados à topologia. Nas escolas municipais, com exceção da Escola Municipal
Sítio Grande, propomos uma solução da rede sem fio combinada com a rede
cabeada. Dentro dos laboratórios de informática a rede funcionará através de cabos
UTP, reduzindo o custo em relação a uma rede exclusivamente sem fio. Já na
Escola Rural Municipal Sítio Grande, devido ao pequeno número de alunos,
precisaremos de um número também reduzido de computadores, compensando a
implementação de interfaces wireless nos micros. Apesar do número baixo de
alunos da Escola de Sítio Grade, a justificativa para implantar computadores com
acesso à Internet se dá devido à proximidade com o centro da cidade e com a
possibilidade dos alunos de outras escolas rurais próximas à escola de Sitio Grande
visitarem o laboratório para aulas de informática.
115
• Topologia da rede proposta:
19 Pcs1 SW 24P1AP1 Ant. D
Prefeitura
Cultura
Turismo
Educação
Hospital
Ação Social / Saúde
Ant. Omini
2 Pcs
5 Pcs1 AP1 Ant. D
6 Pcs1 AP1 Ant D1 SW 16P
12 Pcs1 AP1 SW 24P1 Ant. DChaminé
5 Pcs
Esc. Mun. Miguel Schleder
10 Pcs1 AP1 Ant D1 SW 16P
Esc. Mun. De Sítio Grandre
5 Pcs1 AP1 Ant D1 SW 8P
Esc. Mun. Dulce Seroa Motta Cherobim
8 Pcs1 AP1 Ant D1 SW 16P
Esc. Mun. Dr. LuizFernando de Freitas
8 Pcs1 AP1 Ant D1 SW 16P
Legenda:
Pcs = Computadores SW 24P = Switch nível 2, 24 portas RJ45, gerenciável. AP = Ponto de acesso para rede sem fio (Access Point) Ant. D = Antena Direcional 2,4GHz Ant. Omni = Antena Omnidirecional 2,4GHz
116
Os equipamentos necessários para ampliação da rede estão listados na
Tabela 18, assim como o custo para a compra desses novos equipamentos:
Tabela 18 – Equipamentos e custos para a segunda etapa do projeto.
Equipamento Quantidade Preço un. (R$) Preço totalAntena Direcional 2,4GHz + conector +cabo 4 115,00 460,00Ponto de acesso wireless 4 330,00 1.320,00Cabo UTP Cat 5 (m) 400 0,66 264,00Placa de Rede PCI TP 10/100 Mbps 15 15,30 229,50Switch SOHO 8 portas RJ45 10/100 1 75,50 75,50Switch SOHO 16 portas RJ45 10/100 3 135,60 406,80Micro Computador 31 1.598,00 49.538,00TOTAL 52.293,80
O micro computador listado foi orçado com base no modelo descrito e
detalhado na Tabela 19 a seguir:
Tabela 19 – Detalhamento do microcomputador.
Componente Preço un. (R$) MONITOR AOC 15´ CT500G BEGE 306,00 GABINETE CLONE-4BAIAS-ATX 99,00 PLACA MAE ECS KM400-M2 S/V/F/R-AMD/SEMPRON 168,00 PROCESSADOR AMD SEMPRON K8 2800 BOX 64BITS (S754) 462,00 MEMORIA DDR 512 MB PC2700-333 BRAND 192,00 COOLER MTEK XP 2.8 SEMPRON 18,00 HD 40 GB SAMSUNG 7200 RPM 211,00 CD ROM 52X LG-S/CABO 63,00 DRIVE DE DISQUETE 1.44 25,00 TECLADO A-TOUCH-ABNT 20,00 MOUSE SPEED SCROLL PS2 PRETO/BEGE 13,00 SPEAKER MTEK SPK695 14,00 MICROFONE C/PEDESTAL CLONE-BLACK 7,00 TOTAL 1598,00
É importante destacar que o custo somente dos equipamentos de rede é
menor que R$3.000,00, o que encarece o orçamento são os computadores. Por
117
isso, novamente enfatizamos a importância da busca de parcerias público-privadas e
apoio de programas do governo, pois assim viabilizamos a execução de projetos
como esse. Além dessas parcerias, universidades e escolas particulares devem ser
procuradas para participação do projeto a fim de colaborar com treinamentos para
professores e funcionários.
Os equipamentos wireless utilizados para esse orçamento serão os mesmos
descritos na primeira etapa do projeto.
5.3.4. População
Na terceira etapa propomos a extensão da rede para o acesso da população
de Morretes. Para isso o usuário deverá ter um computador e uma placa de rede
wireless. O acesso poderá ser gratuito, variando com o orçamento do governo, ou de
baixo custo, estabelecendo parcerias com empresas privadas que já mantém a rede
da prefeitura e manteriam a rede para a população, cobrando um valor bem abaixo
do mercado.
Outra forma de parceria seria oferecer a rede para os comerciantes da região,
em sua maioria hotéis, pousadas e restaurantes que forneceriam o serviço de
Internet em seus estabelecimentos pagando a manutenção do serviço para uma
empresa parceira da prefeitura ou mesmo a prefeitura.
Também podemos incluir a ampliação da rede para o telecentro que será
construído na cidade, na área onde está a chaminé central e futuros projetos de
inclusão digital, como quiosques e centros culturais.
• Descrição da rede:
Conforme o mapa da Figura 65, verificamos que o centro de Morretes
encontra-se em um raio de aproximadamente 2,5 quilômetros a partir da chaminé
onde estará a antena omnidirecional. Como todo o centro da cidade não possui
relevo acidentado qualquer ponto dentro desse raio possuirá visada direta para a
118
antena. Com isso, para acesso à rede basta a instalação de uma placa wireless e
caso necessário uma antena direcional acoplada a para melhorar o sinal.
Uma rede wireless, como a projetada, recebe facilmente novos usuários.
Sugerimos que nesse ponto o link seja aumentado para 1,5 Mbps ou 2 Mbps, caso
já não tenha acontecido anteriormente. Para os acessos “domésticos” na rede os
cuidados com a segurança teriam que ser aumentados, um servidor de autenticação
pode ser adicionado à topologia. Para os acessos via telecentro, os cuidados com
segurança seriam os mesmos.
O principal telecentro ficará situado na futura fábrica de eventos. Como neste
mesmo local temos uma antena da rede a instalação dos computadores só requer a
aquisição de placas de rede wireless. Para o crescimento da rede onde não há
alcance do sinal, ou visada direta, basta a instalação de antenas omnidirecionais em
uma escola que já recebe o sinal através de uma antena direcional, para que assim
o sinal seja repetido para a comunidade ao redor da escola.
119
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho apresentou a proposta de uma rede de dados de baixo custo
para a cidade de Morretes baseando-se em exemplos práticos e tecnologias
disponíveis no mercado.
A análise dos estudos de caso foi importante para estabelecermos referências
quanto à aplicação das tecnologias e verificarmos o impacto sócio-econômico dos
projetos de inclusão digital no Brasil.
Foram estudadas as principais tecnologias disponíveis dando ênfase para a
tecnologia sem fio conforme conclusões obtidas dos estudos de caso que apontam
essa como sendo a mais econômica e eficiente. Analisamos os padrões para redes
de dados, IEEE 802.3, IEEE802.11 e IEEE 802.16. Baseando-se nos padrões
estudamos equipamentos e tecnologias comercialmente viáveis e facilmente
adaptáveis à topologia da rede que sugerimos. Realizamos simulações para detectar
a melhor opção, utilizando as diferentes possibilidades tecnológicas existentes.
Portanto, concluímos que a tecnologia sem fio pode auxiliar o país a
desenvolver projetos de inclusão digital, principalmente em regiões carentes de infra-
estrutura para rede de dados, ou regiões onde não exista a possibilidade da
passagem de cabos. Para topologias iguais ou similares a estudada, uma rede que
utiliza a transmissão sem fio, com alguns segmentos cabeados, é economicamente
mais viável que outras soluções disponíveis. Além disso, parcerias público-privadas
e programas governamentais que incentivam o desenvolvimento social devem ser
mais bem estudados a fim de propor um modelo de negócio otimizado para a
implantação de redes de baixo custo para acesso da população.
120
7. REFERÊNCIAS
[1] BARROS, R. M. B. et al. Comparação de Soluções da Camada Física para
Redes de Computadores. Goiânia, 2004. 81 f. Monografia (Trabalho de
Conclusão de Curso) - Centro Federal de Educação Tecnológica de Goiás.
[2] BERNARDES, A. T. Ouro Preto Cidade Digital. Apresentação em
25/10/2005.
[3] CASTELLS, M. A Sociedade em Rede (A Era da Informação: Economia, Sociedade e Cultura. Vol.1). São Paulo: Paz e Terra, 1999.
[4] CILLO, G. C. B. P. Solução Wireless: A Segurança Aplicada à Tecnologia. São Paulo, 2004. 33 f. Monografia (Curso de Ciência da
Computação) – Universidade São Francisco.
[5] COMER, D. E. Redes de Computadores. Porto Alegre: Bookman, 2001.
[6] Diretrizes do Governo Eletrônico, Junho 2004.
[7] DUARTE, L. O. Análise de Vulnerabilidades e Ataques Inerentes a Redes Sem Fio 802.11x. São José do Rio Preto: Laboratório ACME! de Pesquisa
em Segurança, 2003. 56 f. Monografia (Departamento de Ciências de
Computação e Estatística do Instituto de Biociências, Letras e Ciências
Exatas ) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho.
[8] FALBRIARD, C.; MILANO, P. S. Redes Banda Larga. São Paulo: Editora
Érica, 2002.
[9] FERREIRA, F. X. Oportunidades e Desafios em Telecomunicações. Florianópolis, Palestra à Futurecom 2004.
[10] FERREIRA, F. X. Novos Conceitos, Novos Serviços, Novos Negócios. Florianópolis, Palestra à Futurecom 2005.
[11] FIGUEIREDO, F. L. Fundamentos da Tecnologia WiMAX. Centro de
Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações – CPqD.
[12] GUIMARÃES, J. L. M. Telecomunicações um Ambiente Celular. Apresentação em 03/11/2005.
[13] JÚNIOR, J. H. T.; MOURA, J. A. B.; SUAVÉ, J. P.; TEIXEIRA, S. Q. R.
Redes de Computadores – Serviços, Administração e Segurança. São
Paulo: Makron Books, 1999.
121
[14] KOFUJI, S. T. Redes Wireless LAN. São Paulo: Apresentação do Instituto
de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo, 2003.
[15] KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de Computadores e a Internet. São
Paulo: Addison Wesley, 2003.
[16] MACHADO, C. S. Redes. Brasília: Comunicação Didital Ltda., 1999.
[17] MORO, E. L. S. A Influência da Internet nos hábitos de leitura do adolescente. Belo Horizonte, 2005. 13 f. Artigo (III Seminário de Biblioteca
Escolar) – Escola da Ciência da Informação da UFMG.
[18] NAJNUDEL, M. Estudo de Propagação em Ambientes Fechados para o Planejamento de WLANs. Rio de Janeiro, 2004. 136 f. Dissertação
(Mestrado em Engenharia Elétrica) – Pontifícia Universidade Católica do Rio
de Janeiro.
[19] OUELLET, E.; PADJEN, R.; PFUND, A. Building a Cisco Wireless LAN.
Estados Unidos da América: Syngress Publishing, Inc., 2002.
[20] PINTO, E. M. L. Uma Análise de Utilização da Tecnologia PLC/BPL para Inclusão Digital no Estado de Santa Catarina. Santa Catarina, 2004. 98 f.
Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal
de Santa Catarina.
[21] PREFEITURA MUNICIPAL DE PINHAIS. Pinhais. Folder Institucional, 2004.
[22] RECUERO, R. C. A Internet e a Nova Revolução na Comunicação Mundial.
Rio Grande do Sul, 2000. (Ensaio) – Pontifícia Universidade Católica do Rio
Grande do Sul.
[23] ROHR, H. F. et al. Tendências em Redes sem Fio. São Paulo, 2005. 49 f.
Monografia (Trabalho de Conclusão de Curso) – Instituto de Pesquisas
Tecnológicas do Estado de São Paulo.
[24] SACRAMENTO, W. Redes Locais Sem Fio – Wireless LAN (IEEE 802.11). Apresentação do Laboratory for Advanced Collaboration - LAC - PUC-Rio,
2003.
[25] SANTANA, L. N. Testes de Dispositivos de Redes Baseadas no Padrão IEEE 802.11. Salvador, 2005. 53 f. Monografia (Curso de ciência da
Computação) – Universidade Federal da Bahia.
122
[26] SECRETARIA DA CULTURA DE MORRETES - Informações sobre Morretes,
2005.
[27] TOLEDO, A. P. Redes de Acesso em Telecomunicações. São Paulo:
Makron Books, 2001.
[28] http://twiki.softwarelivre.org/bin/view/PSLGO/Noticia20050417172020 -
acessado em 23/08/05
[29] http://www.aol.com.br/institucional/pressreleases/2003/0188.adp - acessado
em 22/09/05.
[30] http://www.bndes.gov.br/programas/sociais/municip.asp - acessado em
04/11/2005
[31] http://www.morretes.com.br/ - acessado em 04/11/2005
[32] http://www.morretes.pr.gov.br/ - acessado em 04/11/2005
[33] http://www1.folha.uol.com.br/folha/informatica/ult124u19186.shtml - acessado
em 30/10/05.
[34] www.andreluiz.adm.br/downloads/ivc/7analise/redes_lans.pdf – Redes Locais de Computadores - acessado em 30/10/2005.
[35] www.link.estadao.com.br/index.cfm?id_conteudo=2839 - acessado em
23/08/05
[36] www.iec.org/online/tutorials – Optical Ethernet – acessado em 30/10/2005.
[37] www.piraidigital.com.br - acessado em 23/08/05
[38] www.teleco.com.br – acessado em 04/11/2005
[39] www.ibge.gov.br/censo/default.php - acessado em 15/10/2005
[40] www.wirelessbrasil.org – acessado em 30/10/2005
[41] www.projetoderedes.com.br/glossario - acessado em 01/11/2005 [42] www.warchalking.com.br/cgi-bin/base/tutoriais2.444?12 – Transmissão de
Dados e Interferência. – acessado em 01/11/2005
[43] www.tsm.com.br/downloads/tsm_tutor1.pdf - Antenas e Sistemas de Rádio-Enlace. Apresentação - acessado em 17/11/2005.
[44] www.fasar.com.br/p/andre/pdf/x12_Meios_de_Transmissao4_WLAN_A.pdf -
Redes de Computadores. – acessado em 17/11/2005.
