Wi-Fi e WiMAX III: As Tecnologias de Rede Sem Fio
Esta série de tutoriais apresenta um estudo de algumas das tecnologias de transmissão de dados através de
sistemas de comunicação sem fio, wireless, utilizadas em redes. Nos sistemas wireless atuais observa-se uma
alta qualidade de transmissão de dados aliada a comunicação através de distâncias cada vez maiores.
Dentre essas tecnologias, o WiFi (Padrão IEEE 802.11) e o WiMax (Padrão IEEE 802.16) se destacam,
apresentando características que são comparadas no decorrer deste trabalho, mostrando como elas
coexistem e complementam-se de modo a prover soluções integradas para o acesso às redes de
comunicação.
Este tutorial parte III apresentará as diferenças existentes entre as tecnologias WiFI e WiMax, e a seguir a
pesquisa exploratória de aplicações práticas dessas tecnologias, composta por uma descrição dos principais
parâmetros relacionados ao projeto de um sistema de rede wireless, incluindo ainda valores empíricos
obtidos através de pesquisa junto a empresas que já utilizam esse tipo de solução.
Esta série de tutoriais foi desenvolvida a partir do Trabalho de Graduação Interdisciplinar “Comparações
entre as Tecnologias WiFi e WiMax: Um Breve Estudo Exploratório” elaborado pelo Anderson e pelo
Bruno, para ser apresentado à Faculdade de Computação e Informática, da Universidade Presbiteriana
Mackenzie, como exigência parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Sistemas de Informação.
Anderson Porto da Silva
Bacharel em Sistemas de Informação pela Universidade Presbiteriana Mackenzie.
Atuou como Programador ASP e Javascript na Aborígine S.A., exercendo atividades de desenvolvimento de
páginas interativas, com comunicação bancária.
Email: [email protected]
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Bruno Tarouco Álvares Soares
Bacharel em Sistemas de Informação pela Universidade Presbiteriana Mackenzie (2008) e Técnico em
Informática pelo Serviço Nacional de Aprendizagem Comercial (SENAC, 2005).
Atuou como Técnico de Informática na CODY Informática, exercendo atividades de instalação de hardware
e software em computadores e redes nos ambientes Windows e Linux e como Estagiário no Banco ABN
AMRO Real AS, exercendo atividades de consolidação e auditorias de dados em aplicativos do tipo banco
de dados e planilhas. Atuou também como Técnico de Telecomunicações Junior na Ericsson Serviços de
Telecomunicações LTDA, exercendo atividades de operação e análise de problemas de sistemas de
telecomunicações.
Atualmente trabalha como Solution Integrator Junior na Ericsson Serviços de Telecomunicações LTDA,
exercendo atividades de implantação e integração de sistemas de telecomunicações.
Email: [email protected]
Categorias: Banda Larga, Redes de Dados Wireless
Nível: Introdutório
Enfoque: Técnico
Duração: 20 minutos
Publicado em: 27/04/2009
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Wi-Fi e WiMAX III: Introdução
Nos últimos anos, as redes de computadores tem se popularizado. Há basicamente dois tipos de redes: redes
com fio, utilizando meios físicos de comunicação (cabos) e redes sem fio que utilizam o ar como meio de
comunicação, onde trafegam sinais de rádio-freqüência e a transmissão e recepção ocorre através de
antenas, sistema Wireless.
Entre os possíveis sistemas de comunicação para redes wireless pode-se destacar o sistema WiFi (Wireless
Fidelity), e o sistema WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access).
Com a popularização recente da tecnologia WiFi nas redes locais, os usuários finais tem acesso a conexão de
a banda larga, visto que, o sistema permite que dispositivos se conectem à rede local (LAN – Local Area
Network) e à Internet a velocidades de até 54 Mbit/s (banda larga), livres de cabos e com portabilidade,
porém sem mobilidade plena, ainda que restrita a 100 metros de cada ponto de acesso.
O WiMax, por sua vez, integra infra-estruturas de redes que vão desde as redes de área local sem fio (LAN)
até as redes metropolitanas (MAN – Metropolitan Area Network), estas sendo seu principal foco. Embora o
WiMax não proporcione um novo mercado, o sistema permite a utilização da tecnologia wireless associada a
redução de custos quando comparada com soluções já existentes, possibilitando o crescimento desse tipo de
mercado. Os custos são menores com o WiMax, pois o seu alcance (pode-se atingir até 50 km da antena de
acesso) é muito superior quando comparado ao seu antecessor o WiFi.
O presente trabalho de pesquisa exploratória apresenta uma descrição de duas empresas que já utilizam o
sistema de transmissão WiMax em cenários diferentes e também será visto um estudo feito na universidade
Pontifica em Campinas. Uma dessas empresas migrou de uma rede padrão (cabeada) para a rede sem fio,
WiMax. A segunda empresa estudada migrou do WiFi para o WiMax, porém a solução adotada foi uma
integração entre os dois sistemas de transmissão de dados sem fio. Já a universidade, implementou em um
cenário parecido com o segundo caso que será estudado, em um processo de integração das duas
tecnologias, WiMax e WiFi.
Objetivo
Tecnologias de comunicação quando utilizam meios físicos de comunicação como pares telefônicos, fibraótica, ADSL e cable-modem estão disponíveis para construção de redes, porém, sua utilização não permite
suprir acesso com mobilidade. Essa é a motivação para a pesquisa de tecnologias alternativas de baixo custo
que tenham potencial para atender esse tipo de demanda conhecida como comunicação wireless.
As tecnologias atuais para a implantação de redes locais sem fio (Wireless Local Area Networks - WLANs)
permitem a operação desse tipo de sistema em taxas de transmissão de dados relativamente altas quando
comparadas às outras redes sem fio, como por exemplo, Bluetooth. Essas altas taxas de transmissão têm
interessado até operadoras de redes celulares, as quais começam a ver as redes IEEE 802.11 como um
complemento às suas redes de acesso. Atualmente, a pesquisa de soluções de comunicação de baixo custo
para redes de computadores é um dos tópicos mais importantes na área de telecomunicações.
O objetivo deste trabalho é estudar redes de comunicação sem fio, especificamente os sistemas WiFi e
WiMax, observando sua operação, apresentando ainda uma avaliação de desempenho desse tipo de sistema
wireless através da pesquisa exploratória onde são apresentados alguns parâmetros de desempenho e a
avaliação de sistemas práticos em funcionamento.
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Justificativa do Estudo
O interesse pelo tema baseia-se na sua atualidade e na possibilidade de afetar o cotidiano das pessoas, que
possuem acesso à Internet rompendo as fronteiras territoriais e culturais, não limitando o acesso a países
subdesenvolvidos ou cidades distantes de grandes metrópoles, além de trazer novas oportunidades de
trabalho na área tecnológica.
O tema WiMax representa a capacidade de conectar grandes áreas geográficas sem a necessidade de
investimentos em infra-estrutura de alto custo, mobilidade e acesso a banda larga para um grande número de
usuários, além de apresentar promessas para permitir a inclusão digital em todo mundo, principalmente nos
países e nas áreas subdesenvolvidas.
Metodologia adotada
A metodologia adotada na formulação deste estudo é apoiada em pesquisas realizadas em artigos e livros
técnicos, que abrangem o assunto de WiMax, utilizando essas informações técnicas e teóricas como base
para a realização do trabalho, além de pesquisas realizada nas empresas Casas Bahia Comercial Ltda e
Diveo Broadband Networks Inc, auxiliando na elaboração da Pesquisa Exploratória.
Estrutura do Estudo
O tutorial parte I apresentou o padrão WiFi, definido pela recomendação IEEE 802.11, descrevendo
inicialmente os conceitos de redes e a seguir as características principais da tecnologia WiFi.
O tutorial parte II apresentou o padrão Wimax, definido pela recomendação IEEE 802.16, descrevendo os
conceitos e as características principais da tecnologia, as recomendações desenvolvidas pelo IEEE e noções
de propagação e segurança.
Este tutorial parte III apresenta as diferenças existentes entre as tecnologias WiFI e WiMax , e a seguir a
pesquisa exploratória de aplicações práticas dessas tecnologias, composta por uma descrição dos principais
parâmetros relacionados ao projeto de um sistema de rede wireless, incluindo ainda valores empíricos
obtidos através de pesquisa junto a empresas que já utilizam esse tipo de solução.
A presente pesquisa exploratória realizada se desenvolveu através das seguintes etapas:
Definição de parâmetros relativos aos sistemas em estudo para a avaliação de desempenho. Nesse
ponto da pesquisa, foi possível levantar as informações sobre: área de cobertura do sinal, número de
acessos simultâneos à rede, velocidade de acesso, taxa de transmissão dos dados, índice de aprovação
dos usuários, qual a modulação utilizada e o índice de aprovação dos usuários.
Elaboração de questionário de pesquisa a ser apresentado aos usuários corporativos das soluções
wireless em estudo. Para obter esses resultados, foi necessário desenvolver um questionário com 37
questões, e através das respostas obtidas foi possível estruturar as informações necessárias para o
desenvolvimento coerente dessa pesquisa exploratória. Esse questionário foi enviado para 4 empresas
distintas: Casas Bahia Comercial Ltda, Diveo Broadband Networks Inc, GlobalWave Telecom e
Prefeitura de São Caetano do Sul, porém, obteve-se êxito em apenas duas delas, Casas Bahia
Comercial Ltda e Diveo Broadband Networks Inc. Os dados sobre a Pontifícia Universidade Católica
de Campinas foram estudos e estruturados por Carlos Saldanha, tornando assim possível a sua
utilização.
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Coleta e organização dos resultados das pesquisas.
Comparação de resultados.
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Wi-FI e WiMAX III: Diferenças entre as Tecnologias
Esta seção descreve as diferenças técnicas entre os padrões IEEE 802.11 a partir do WiFi, e IEEE 802.16
através do WiMax, seu posicionamento e avalia os padrões e a tecnologia associada com diversos modelos
de utilização.
A diferença entre esses dois tipos de acessos metropolitanos, é que o WiMax é nada menos do que uma
evolução do WiFi. Os WISP’s (Wireless Internet Service Provider - provedores de serviços de Internet
wireless) têm buscado tecnologias wireless que possibilitem o acesso metropolitano wireless.
O acesso às áreas muito remotas, ou que sejam muito difíceis ou dispendiosas de alcançar, com as infraestruturas cabeadas tradicionais (como a fibra) requer novas tecnologias e uma abordagem distinta.
O Comitê 802 do IEEE tem os seguintes grupos de trabalho ativos trabalhando na elaboração de normas de
redes sem fio (Wireless), conforme apresentado na tabela 1.
Tabela 1: Redes wireless.
Grupo
Tema
Tecnologia
802.11
Wireless LAN (WLAN)
WiFi
802.15
Wireless Personal Area Network (WPAN)
Bluetooth, entre outras.
802.16
Broadband Wireless Access (BBWA)
WiMax
802.20
Mobile Wireless Access
Mobile-Fi
Fonte: TELECO 2008.
A figura 1 mostra as organizações de padronização de wireless, os padrões, e suas capacidades (largura de
banda e distância).
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Figura 1: Redes Wireless.
Fonte: LIMA 2008.
As três organizações de padronização na figura são:
Projeto de Parceria para a Terceira Geração (3GPP).
Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE).
Instituto Europeu de Normas de Telecomunicações (ETSI).
Os padrões do IEEE e do ETSI são interoperáveis e seu foco é, principalmente, as redes wireless baseadas
em pacotes (packets). O padrão do 3GPP viabiliza os sistemas de comunicação móvel por celular e de
terceira geração(LIMA 2008).
O WiFi como opção para implantação em áreas metropolitanas, trata da interoperabilidade entre produtos
baseados no padrão IEEE 802.11, com as revisões específicas. Foi projetado para a cobertura wireless de
áreas locais.
Os produtos WiFiassociados com a opção de implantação do acesso metropolitano utilizam duas freqüências
de rádio diferentes:
O padrão 802.11a utiliza 5 GHz em uma interligação de AP (Access Point- Ponto de acesso) para AP
(INTEL 2004).
Os padrões 802.11b e 802.11g utilizam 2,4 GHz e são interoperáveis.
Os padrões IEEE 802.11a, 802.11b e 802.11g utilizam distintas faixas de freqüência (tabela 12). Os
dispositivos baseados nestes padrões não trazem interferência entre si. Por outro lado, dispositivos em
bandas distintas não podem se comunicar. Por exemplo, um rádio IEEE 802.11a não pode se comunicar com
um rádio IEEE 802.11b.
Tabela 2: Visão geral dos padrões WiFi.
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Padrão WiFi
Freqüência
Modulação
802.11a
5 GHz
OFDM
802.11b
2,4 GHz
DSSS
802.11g
2,4 GHz
OFDM
Fonte: INTEL 2004.
Os principais benefícios de se usar o WiFi é poder obter flexibilidade em relação a instalações cabeadas,
utilizar produtos do padrão IEEE 802.11 de ‘prateleira’ onde estão disponíveis e seu investimento inicial tem
custo racional para pequenas implantações.
Tem como restrições o WiFi, a necessidade de uma grande base de assinantes para cobrir áreas maiores, o
QoS padronizado para WiFinão estará disponível antes da implementação do padrão IEEE 802.11e, sua
largura de banda compartilhada, e os requisito estimado de latência (figura 2).
Figura 2: Rede de malha IEEE 802.11.
Fonte: INTEL 2004.
Já o WiMax quando se utiliza para acesso metropolitano, tem como característica dois padrões: fixo (IEEE
802.16d) e móvel (IEEE 802.16e).
O primeiro padrão pode ser referido como “wireless fixo”, porque utiliza uma antena montada no local do
assinante. A antena é armada em um telhado ou poste, de forma idêntica ao disco receptor de televisão por
satélite. Este padrão também trata de instalações internas, sendo que neste caso ele pode não ser tão robusto
quanto nas instalações externas. (NAVES 2008)
O padrão fixo do WiMax é uma emenda à especificação do primeiro padrão o IEEE 802.16d voltada para o
mercado de mobilidade, que acrescenta portabilidade e a possibilidade dos clientes com adaptadores para
IEEE 802.16e se conectarem inteiramente à rede WiMax conforme o padrão (figura 3).
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Figura 3: Associação da rede WiMax.
Fonte: INTEL 2004.
Os principais benefícios do WiMax são o alcance e a escalabilidade. Por utilizar um protocolo de concessãorequisição de acesso que, em contraste com o acesso baseado em contenção usado no IEEE 802.11, não
permite colisão de dados, e assim, aproveita a largura de banda disponível com mais eficiência. Juntas as
comunicações são coordenadas pela estação base (NAVES 2006).
Outras características do WiMax quando comparado ao WiFi são:
Maior qualidade de serviço: permite que os WISPs assegurem a QoS aos clientes que a requerem e
estabeleçam níveis de serviço para atender a diferentes requisitos dos clientes.
Operação robusta com classe de operadora: quanto mais usuários são integrados, eles devem
compartilhar a largura de banda agregada, e sua capacidade individual diminui linearmente. A
diminuição, no entanto, é muito menos afetada do que a experimentada no IEEE 802.11. Recebendo o
nome de “acesso múltiplo eficiente”.
Melhor conectividade do usuário: mantém mais usuários conectados em virtude de suas larguras
flexíveis de canal e modulação adaptativa.
Suporte completo para o serviço WMAN: é capaz de comportar maior número de usuários e
oferecer taxas de transferência de dados maiores a distâncias maiores do que as implementações de
última milha baseada no padrão IEEE 802.11.
As redes de malha WiFi estão impulsionando a demanda pelo WiMaxcom o aumento da proliferação do
acesso wireless, aumentando a necessidade de soluções de backhaul (figura 4) com custo racional (NAVES
2006).
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Figura 4: WiMax como opção de backhaul intra-malha.
Fonte: INTEL 2004.
O WiMaxpode ser usado para agregar redes WiFi(como topologias de redes de malha ou hotspots) e usuários
de WiFiao back-end, como mostra a figura 5.
Figura 5: Backhaul WiMax para uma topologia de malha WiFi.
Fonte: INTEL 2004.
Conclui-se que o WiMax apresenta a melhor solução de banda larga e com custo mais racional, porque o
custo de implantação e provimento de serviços tradicionais de banda larga tem custo proibitivo. O WiMax é
baseado nos padrões do IEEE e produtos certificados para WiMax são interoperáveis entre os fornecedores.
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(NAVES 2006).
Vantagens do WiMax
A tecnologia WiMax proporciona maior alcance, não necessitando de uma via direta entre os elementos
interconectados, e permite que o acesso a Internet chegue a áreas sem grande infra-estrutura como nas zonas
rurais.
O WiMax permite que seja reservada uma banda para utilização de dados, e o seu padrão integra a
funcionalidade de QoS (Quality of Service), que seria a capacidade de garantir a qualidade de um
determinado serviço para o usuário.
Desvantagens do WiMax
Como as antenas utilizadas em alguns dispositivos para captar os sinais são significativamente pequenas,
para que estas capturem o sinal do WiMax seria necessário aumentar a sua potência, o que poderia provocar
interferências com outros dispositivos sem fio que utilizarem a mesma freqüência.
Para a exploração de serviços usando essa tecnologia, é necessária a aquisição de licenças para prestação
desses serviços (e de licença de uso de suas bandas) através da empresa registrada no país.
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Wi-Fi e WiMAX III: Case 1 - Diveo
A Diveo Broadband Networks Inc. é um provedor de soluções que fornece infra-estrutura para implementar,
integrar e gerenciar soluções completas de telecomunicações e data centers para empresas de pequeno,
médio e grande porte. Com sede em Fort Lauderdale, Estados Unidos, a empresa mantém operações e três
centros de informações (Data Centers) interligados por uma rede panregional — Brasil, Colômbia e México
— e destaca-se pelo acompanhamento constante da evolução e necessidades de seus clientes, oferecendo
produtos e serviços de última geração e rapidez na entrega e implementação. No Brasil e na Colômbia, as
soluções em Telecomunicações são disponibilizadas através de uma rede wireless de alta velocidade e
confiabilidade, com freqüências licenciadas.
A Diveo do Brasil Telecomunicações iniciou suas operações em 1999 e é a filial mais representativa da
Diveo Broadbands Networks Inc., criada em 1996, contando com mais de mil clientes no país. A companhia
está presente em sete cidades brasileiras: São Paulo, Porto Alegre, Curitiba, Rio de Janeiro, Belo Horizonte e
Brasília. A empresa no Brasil possui em torno de 300 funcionários e tem uma perspectiva de crescimento no
país, através das novas tecnologias que estão sendo implantadas em diversos setores, sendo uma delas o
WiMax.
São apresentadas na tabela 3, as soluções oferecidas pela Diveo BR, em cada um de seus negócios:
Tabela 3: Soluções oferecidas pela Diveo BR.
Telecom
Data Center
- Circuitos “Clear Channel” (DBA)
- Internet Dedicada (DBI)
- Internet Sob Demanda (DiveoFlex)
- VPN IP MPLS
- VPN IP MPLS com QoS
- LAN-to-LAN
- VoIP
- Shared Hosting
- Diveo Voice Solution
- Colocation (“Compartilhamento de Localização”)
- Colocation Monitorado
- Colocation Gerenciado
- Trânsito IP
- Hosting Dedicado
- Continuidade de Negócios
- Monitoração de Aplicações
- Diveo Exchange
WiMax – Produtos e Serviços
A empresa Diveo, oferece alguns serviço relacionados ao WiMax (Easy Link e Easy Net), a empresas
localizadas próximas a suas instalações em São Caetano do Sul, como as Casas Bahia e a Prefeitura
Municipal de São Caetano do Sul. Esses serviços serão descritos detalhadamente nos itens seguintes.
Easy Link – Acesso a Internet
O Easy Link Diveo é um produto desenvolvido com a mais recente tecnologia de redes wireless (WiMax),
incorporando toda a infra-estrutura para acesso à Internet que a Diveo oferece a seus clientes.
Os diferenciais de infra-estrutura e tecnologia da Diveo permitem a oferta de soluções com índices de
disponibilidade muito superiores aos apresentados no mercado.
O produto propicia o estabelecimento de soluções robustas que atendem às necessidades mais críticas dos
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clientes e que se caracterizam pela simplicidade de operação e implantação: com ele, o acesso integrado à
Internet dispensa a utilização roteadores e oferece ao cliente a possibilidade de uso de portas Ethernet. Está
disponível nas velocidades de 512 Kbit/s a 1 Mbit/s.
Visão geral
Acesso à Internet com alta disponibilidade e performance para os seus negócios.
Rápida instalação: rede wireless de alta velocidade e confiabilidade.
Transmissão full duplex.
Velocidades de 512 Kbit/s a 1 Mbit/s.
Acordo de nível de serviço (SLA - Service Level Agreement) garantido em contrato.
One-stop-shop: acesso à Internet, domínio próprio, IP fixo, hospedagem e e-mails numa única oferta.
Serviços de monitoração e gerenciamento ininterruptos.
Suporte técnico 24x7x365, voltado ao segmento corporativo.
Custo acessível.
Benefícios
O Easy Link Diveo oferece:
Velocidade e simplicidade de instalação;
Alta performance garantida e transmissão de dados full duplex: a mesma velocidade para
disponibilização (upload) e cesso (download) à informação;
Alta confiabilidade do serviço com disponibilidade garantida em contrato (SLA);
One-stop-shop: acesso à Internet, domínio próprio, IP fixo, hospedagem e e-mails com um único
provedor;
Know how e confiabilidade comprovada pela carteira de clientes Diveo;
Política de peering agressiva e gateway com as principais operadoras brasileiras;
A quem se destina
O Easy Link Diveo é uma solução de acesso à Internet destinada a pequenas e médias empresas interessadas
em produtos que ofereçam tranqüilidade, segurança e confiança para seu negócio com um custo mais
acessível, além de suporte e atendimento pós-venda 24 horas por dia, todos os dias da semana. Por isso, é a
solução ideal para empresas que utilizam ou ofertam algum serviço na Internet e para as quais qualquer
período de indisponibilidade na rede torna-se crítico.
Easy Net – VPN
O Easy Net Diveo é a solução para estabelecimento de redes corporativas com tecnologia WiMax. É a
alternativa de VPN (Virtual Private Network) MPLS (Multiprotocol Label Switching) com índices de
performance e economia acima da média do mercado, além do excelente nível de SLA e agilidade nas
instalações.
O Easy Net é uma alternativa ao Frame Relay ou outros meios para estabelecimento de redes, com a
principal vantagem de poder oferecer toda a facilidade do MPLS e as garantias do backbone IP Diveo.
O produto propicia o estabelecimento de soluções robustas que atendem às necessidades mais críticas dos
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clientes e que se caracterizam pela simplicidade de operação e implantação: com ele, o acesso integrado à
Internet dispensa a utilização de roteadores e oferece ao cliente a possibilidade de uso de portas Ethernet.
Visão geral
Solução de rede corporativa que permite integrar múltiplos pontos a múltiplos destinos.
Rápida instalação: rede wireless de alta velocidade e confiabilidade;
Transmissão full duplex;
Velocidades de 512 kbit/s a 1Mbit/s;
Acordo de nível de serviço (SLA) garantido em contrato;
Serviços de monitoração e gerenciamento ininterruptos;
Suporte técnico 24x7x365, voltado ao segmento corporativo;
Alta performance, segurança e economia;
Custo acessível.
Benefícios
O Easy Net Diveo oferece:
Estabelecimento de redes corporativas com baixo custo;
Velocidade e simplicidade de instalação;
Alta performance garantida e transmissão de dados full duplex: a mesma velocidade para
disponibilização (upload) e acesso (download) à informação;
Alta confiabilidade do serviço com disponibilidade garantida em contrato (SLA);
Know how e confiabilidade comprovada pela carteira de clientes Diveo;
Interoperabilidade total com a solução VPN Diveo, independentemente da alternativa de última milha
utilizada;
A quem se destina
O Easy Net Diveo é uma solução de VPN destinada a todos os tipos de empresas interessadas em produtos
que ofereçam tranqüilidade, segurança e confiança para seu negócio, além de suporte e atendimento
pós-venda 24 horas por dia, todos os dias da semana.
Implantação
Após estudos realizados pela empresa, verificou-se que através da utilização das redes WiMax seria possível
uma ampliação da área de cobertura da rede, além de haver uma redução significativa no custo e
investimentos em transmissão de acesso.
O projeto foi divido em etapas:
105 dias: utilizados para testes e homologações;
90 dias: aprovações internas, autorizações de gastos para efetuar compra e entrega dos equipamentos
necessários;
75 dias em implantação de unidades de acesso.
Foram necessárias alterações físicas em determinados hardwares para a implantação do WiMax, como por
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exemplo, no Backbone, onde houve a necessidade de inserção de novos equipamentos para que ocorresse
uma integração com os equipamentos já existentes, além de criar novas unidades de acesso e uma interface
usual. Esse novo conjunto de equipamentos foi denominado “Camada Adaptativa”. Nos locais onde são
implantadas as torres que fornecem o sinal WiMax, conhecidos como “sites”, que receberam as unidades de
acesso, foram feitas as adaptações de energia elétrica e de rede, para recebimento dos mesmos, já nas
instalações dos clientes, não houveram necessidades de efetuar alterações.
Os equipamentos utilizados possuem modulação OFDM 256, (técnica de modulação relacionada ao padrão
IEEE 802.16d), deste modo, sendo considerados “Pré-WiMax” por terem sido criados no decorrer da
criação do padrão IEEE 802.16d. Grande parte destes equipamentos foi fornecida pela Alvarion, empresa
israelense especializada em banda larga sem fio.
A implantação foi efetuada por engenheiros especializados da empresa Diveo, por possuir funcionários com
o conhecimento necessário, não havendo nenhum tipo de contratação de serviço de terceiros.
Em São Caetano do Sul, a empresa implantou 5 “sites” com unidades de acesso instaladas, onde cada site
abrange um raio de cobertura de 5 km. A área total pode ser determinada da seguinte forma:
Número de “sites” x área de um disco de 5 Km de raio, se considerado o alcance omnidirecional a
partir de cada site.
A rede WiMax da Diveo possui um limite por unidade de acesso de 20 Mbit/s, contudo o limite por módulo
de assinante depende do modelo aí empregado, sendo definido para cada tipo de assinante em três modelos:
com capacidades de 3 Mbit/s, 6 Mbit/s e 54 Mbit/s. (Nesse último caso, o limite fica sendo a taxa da unidade
de acesso). O número de estações que podem ser conectadas na rede WiMax da Diveo, dependerá muito da
banda demandada pelo conjunto. A empresa possui casos com 40 assinantes por unidade de acesso, mas
ainda há “folga” na respectiva unidade de acesso.
Para que o cliente acesse o WiMax, é necessário que seja instalado módulo, denominado pela empresa como
SU (Subscriber Unit), que disponibiliza uma interface FastEthernet, a qual se pode plugar um computador,
roteador, Ethernet switch e entre outros dispositivos, desde que disponham de conectividade Ethernet.
Segundo Morimoto, “FastEthernet é o termo para vários padrões da Ethernet que levam o tráfego de dados
à taxa nominal de 100 Mbit/s, contra a taxa de transmissão de 10 Mbit/s da Ethernet original” (MORIMOTO
2008).
Segurança
O controle de acesso a rede WiMax, é feito pela empresa Diveo através de uma criptografia AES (Advanced
Encryption Standard) de 128 bits, também conhecido como Rijndael, utilizado para criptografia de chave
simétrica. A empresa nunca teve nenhum problema relacionado a segurança e julga a criptografia AES como
um do principais fatores dessa afirmação.
Resultados
Os benefícios esperados com a utilização da rede WiMax, como ampliação da área de cobertura da rede,
redução significativa no custo e investimentos em transmissão de acesso, foram significativamente atingidos.
Um número superior a 98% dos usuários estão satisfeitos com essa nova tecnologia, principalmente por ter
sido complementar aos outros serviços oferecidos pela empresa, deste modo, não encontrando nenhuma
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resistência para ser introduzido na empresa e em alguns clientes. Os funcionários destacam ainda, a rapidez
como essa rede foi implantada e a facilidade que os novos clientes possuem para utilizar os serviços da
empresa voltados para o WiMax.
A empresa estima ter um retorno deste investimento em um período de 15 a 18 meses e já apresenta novos
projetos para a expansão da rede WiMax, atingindo deste modo outras regiões comerciais, deste modo
permitindo agregar novos clientes.
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Wi-Fi e WiMAX III: Case 2 - Casas Bahia
As Casas Bahia Comercial Ltda foi fundada em 1952 e é hoje uma das maiores empregadoras do Brasil, com
mais de 55 mil colaboradores. Presente em dez estados (SP; RJ; MG; GO; RS; PR; SC; MS; MT; ES), além
do Distrito Federal, a Casas Bahia multiplicou em pouco mais de uma década suas 250 filiais para as mais de
550 atuais.
O Centro de Tecnologia (CT) da Casas Bahia, localizado ao lado da matriz da empresa, em São Caetano do
Sul, controla, em tempo real, todas as operações das mais de 550 lojas e dos 7 centros de distribuição da
Casas Bahia. Inaugurado em 2005, o CT foi projetado com o que há de mais moderno no mercado mundial
de tecnologia da informação.
O prédio do CT, de 8 mil m², abriga uma sala cofre, escritórios com estações de trabalho planejadas, salas de
convivência, de treinamento e de reuniões totalmente equipadas, cyber café e auditório, possuindo acesso a
rede WiMax em todos esses ambientes. O espaço comporta até 750 funcionários e circulação de mais de
1000 pessoas por dia.
Implantação
O principal fator que motivou a empresa Casas Bahia Ltda a implantar a rede WiMax foi a mobilidade
ofertada por este tipo de aplicação, permitindo que cada “site” possuísse a autonomia necessária para acesso
à rede, além de uma redução de gastos com infra-estrutura, permitindo assim que a rede da empresa fosse
ampliada.
O investimento apresentado para esta implantação foi através de parcerias com empresas de tecnologia,
como por exemplo, a Diveo Broadband Networks Inc, minimizando gastos através das aplicações inclusas
das mesmas. Algumas alterações na rede interna foram efetuadas pelos profissionais da Casas Bahia com o
auxílio de seus parceiros, apesar de ter sido modificações muito pequenas e adaptativas, para permitir a
comunicação com a rede já existente (WiFi).
Os primeiros testes da rede WiMax nas Casas Bahia, se deu inicio em 2007, na cidade de São Caetano do
Sul, onde se encontra o Centro de Tecnologia (CT) da empresa. Primeiramente, foram instalados 10 pontos
de acesso mais o ponto concentrador na rede da empresa, contudo para efetuar alguns testes de upload e
download via rede WiMax, foram utilizados alguns pontos de acesso em uma unidade da Prefeitura de São
Caetano do Sul, com boa recepção de sinal por ser bem localizada. Este teste devia apresentar uma taxa de
transmissão de dados de 8 Mbit/s para a comunicação com os demais sites, deste modo se tornando o
principal ponto a ser analisado para verificar o bom funcionamento da rede WiMax.
A empresa utilizou uma freqüência de 5,8 GHz, que no Brasil não necessita de licença por ser uma
freqüência aberta e também muito utilizada em outros países. Sua área de cobertura é de 85 km², contendo
diversos sites para abrangir esse território. O número de acesso suportados na rede WiMax, depende da
demanda alocada em cada BTS (Base Transceiver Station) também conhecido como ERB (Estação Rádio
Base). Atualmente 985 máquinas estão conectadas a rede WiMax da Casas Bahia e para poder conectar
nesta rede, é necessário apenas que o hardware tenha conectividade Ethernet ou apresente uma placa de
conectividade wireless.
A rede WiMax utilizada é composta por uma antena interna ao site e uma IDU (Interface Data Unit) que
comuta este sinal para um cabo UTP (Unshielded Twisted Pair) categoria 5, permitindo assim que seja
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distribuído fisicamente através de switches e também por sinal WiFi para determinados pontos.
Segurança
A empresa Casas Bahia utiliza a mesma criptografia citada anteriormente na empresa Diveo, sendo esta a
AES (Advanced Encryption Standard) de 128 bits. Além de julgar esse tipo de criptografia muito segura, a
empresa nunca teve nenhum tipo de problema em sua rede WiMax, como invasões ou utilização indevida do
sinal.
Resultados
Os principais benefícios esperados com a implantação da rede WiMax estão sendo atingidos, como a
redução de custo, ampliação da rede de acesso entres as filiais, mobilidade e uma taxa de transmissão de
dados de boa qualidade. A empresa informou que como esta nova tecnologia esta em fase de
aperfeiçoamento, fica difícil determinar o ROI (Return On Investment – Retorno sobre o Investimento) para
este tipo de aplicação, contudo a expectativa de retorno para este investimento, caso seja levado em
consideração a infra-estrutura e os equipamentos, o retorno se dá em 24 meses do investimento inicial.
Através de uma pesquisa interna de satisfação, efetuada pela área técnica da Casas Bahia trimestralmente, é
possível notar 100% de satisfação dos usuários através da utilização da rede WiMax, além de não ter
ocorrido nenhum tipo de resistência a essa nova tecnologia, já que a implantação foi transparente, pois as
alterações foram feitas em horários de não utilização da rede. Em relação à performance da rede, pouca
diferença foi notada, apenas em dias que ocorrem fortes intempéries da natureza, como exemplo a chuva.
A empresa manteve a sua rede WiFi em funcionamento em conjunto com a rede WiMax, pois a relação
custo x benefício demonstra que as duas tecnologias se completam. Não foi apresentado nenhum ponto
negativo em relação ao WiMax, o único ser considerado uma barreira é a ausência de visada direta de alguns
pontos específicos dos locais considerados idéias, que pôde ser corrigido utilizando o WiFi.
18
Wi-Fi e WiMAX III: Case 3 – PUC Campinas
A Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUCCAMP) é uma universidade de natureza confessional
e filantrópica, localizada na cidade paulista de Campinas. É a segunda maior universidade da cidade,
contando com aproximadamente vinte mil alunos matriculados.
Implantação
Foi efetuado uma pesquisa exploratória por Saldanha (2007), sobre uma implantação da rede sem fio
metropolitana e local, WMAN e WLAN, analisando os três serviços voz, dados e vídeo, convergentes nesta
conexão, através de um enlace de rádio entre a Pontifícia Universidade Católica de Campinas e a Escola do
Sítio, situada a 4000 m, na região de Barão Geraldo (Bairro Jardim São Gonçalo, a rua Uirapuru, 820)
apresentada na figura 6, onde já estavam instaladas antenas de recepção e transmissão no Laboratório de
Telecomunicações da PUC-Campinas.
A tecnologia empregada para a conexão WiMax utiliza freqüência de 5,8 GHz, sendo isenta de custos para o
seu emprego pela Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL). Para o acesso local foi instalada uma
antena AP (acess point) WiFi, também isenta de custos operacionais, estabelecendo um hotspot (ponto de
acesso público).
Figura 6: Enlace de Rádio de WMAN.
Fonte: SALDANHA 2007.
A figura 7 apresenta o tipo de ocupação do solo, ou seja, a densidade de vegetação e os tipos de áreas
urbanas, importantes para a análise da propagação do sinal, uma vez que este pode perder energia em razão
dos tipos de morfologia do ambiente.
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Figura 7: Tipos de morfologia do percurso do enlace de rádio.
Fonte: SALDANHA 2007.
Resultados
Por esta ser uma tecnologia pré-WiMax, possui vários mecanismos como, por exemplo,
modulação/multiplexação OFDM, que permitem a estabilidade do enlace de rádio, porém apresenta um
limite de atuação. (SALDANHA 2007).
Para uma taxa de 54 Mbit/s, na modulação QAM-64, o nível de modulação é 8 e sua sensibilidade de
potência de -71 dBm, para largura de banda de 20 MHz é de -74 dBm, em 10 MHz. O modelo de
propagação de espaço livre assume a condição ideal para a linha de visada direta (LOS) sem nenhuma
obstrução, entre a transmissão e a recepção.
A medida que o nível de modulação se torna mais robusto, a área de cobertura aumenta, porém a taxa de
transmissão diminui. Alguns testes efetuados por Saldanha, a rede WiMax atingiu aproximadamente 40 Km
de distância, que é ideal para alcançar localidades rurais e de difícil acesso.
20
Wi-Fi e WiMAX III: Tabela Comparativa
Após todas os dados estudados e analisados foi possível desenvolver a tabela 4, que contém informações
resumidas e estruturadas das redes WiMax em cada uma da empresas pesquisadas.
Tabela 4: Comparação entre as empresas.
Características
Localização
Diveo Broadband
Networks Inc
Casas Bahia Comercial
Ltda
Urbana - São Caetano do Urbana - São Caetano do
Sul
Sul
PUC de Campinas
Rural - Campinas
Área de cobertura
Aproximadamente 150
km
85 km²
Aproximadamente40 km
Número de acessos
Simultâneos
40
985
-
Segurança utilizada
AES (Advanced
AES (Advanced
Encryption Standard) de Encryption Standard) de
128 bits
128 bits
-
Velocidade de acesso
512 kbit/s a 54 Mbit/s
-
Até 54 Mbit/s
Índice de satisfação dos
usuários
98%
100%
-
Retorno do
investimento
15 à 18 meses
24 meses
-
Houve Redução de
Custo
Sim
Sim
Sim
Tempo de implantação
270 dias
-
-
Integração com WiFi
Não
Sim
Sim
Freqüência
-
5,8 Ghz
5,8 Ghz
Tipo de Cliente
*Corporativo
Corporativo
-
Requer Licença
-
Não
Não
Taxa de Transmissão
100 Mbit/s
-
-
Modulação
OFDM 256
OFDM 256
OFDM 256
Raio da Célula
3 a 5 km
3 a 5 km
-
*A empresa utiliza WiMax Corporativo, contudo vende o serviço para Cliente Residencial e Corporativo.
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Wi-Fi e WiMAX III: Considerações Finais
Esta série de tutoriais teve por objetivo apresentar um estudo de algumas das tecnologias de transmissão de
dados através de sistemas de comunicação sem fio, wireless, utilizadas em redes, quais sejam: o WiFi
(Padrão IEEE 802.11) e o WiMax (Padrão IEEE 802.16).
O tutorial parte I apresentou o padrão WiFi, definido pela recomendação IEEE 802.11, descrevendo
inicialmente os conceitos de redes e a seguir as características principais da tecnologia WiFi.
O tutorial parte II apresentou o padrão Wimax, definido pela recomendação IEEE 802.16, descrevendo os
conceitos e as características principais da tecnologia, as recomendações desenvolvidas pelo IEEE e noções
de propagação e segurança.
Este tutorial parte III procurou apresentar as diferenças existentes entre as tecnologias WiFI e WiMax , e a
seguir a pesquisa exploratória de aplicações práticas dessas tecnologias, composta por uma descrição dos
principais parâmetros relacionados ao projeto de um sistema de rede wireless, incluindo ainda valores
empíricos obtidos através de pesquisa junto a empresas que já utilizam esse tipo de solução.
Em função das pesquisas realizadas, pode-se notar que com o aparecimento do sistema WiMax e com a
diminuição dos custos na implantação dessa tecnologia, possivelmente em um curto espaço de tempo
empresas que utilizam redes o sistema WiFi migrarão para as redes com o sistema WiMax, pois o custo para
manutenção, manuseio, velocidade, taxa de transmissão de dados e ganho em relação ao alcance de acesso
do sinal promovem uma excelente relação custo benefício, como pode ser visto nos caso apresentados nas
seções anteriores.
Através da pesquisa exploratória, foi possível observar que tanto a empresa Diveo e quanto a empresa Casas
Bahia, tinham como principal objetivo e expectativa aumentar consideravelmente o alcance do sinal e a
velocidade do acesso, e graças a uma implantação bem planejada, o objetivo foi alcançado.
Na empresa Diveo, a primeira e grande vantagem notada pelos usuários foi a velocidade do acesso à
internet, que hoje está entre 512 Kbit/s a 1 Mbit/s. O tráfego de dados da rede, que antes possuía uma taxa
de 10 Mbits/s, passou para uma taxa de 100 Mbits/s. O raio de alcance do sinal aumentou para 5 km o que
aumentou a mobilidade dos usuários, que agora podem acessar a rede da empresa em um perímetro muito
superior. Com esses avanços, o grau de satisfação dos usuários é de 98%, atingindo quase a sua totalidade.
Há diversos pontos fortes nessa tecnologia, mas conforme os estudos realizados destacam-se: o raio de
alcance e a velocidade com que ocorre a troca de dados quando se conectado à rede. E esses pontos foram
confirmados na pesquisa exploratória, pois os usuários que utilizavam a antiga tecnologia destacaram que
tinham problemas com a velocidade de acesso e raio de alcance e hoje isso não existe mais.
Na pesquisa feita nas Casas Bahia, destacou-se, pois houve uma integração entre as duas tecnologias, o WiFi
e o WiMax. Conforme os dados levantados, a relação custo-benefício foi muito superior, pois como a
empresa já utilizava a tecnologia WiFi anteriormente, foi necessário apenas algumas modificações. Com isso,
o alcance foi muito superior ao esperado. Hoje o sinal de acesso nas Casas Bahia chega a 85 km², não
havendo perca na qualidade e nem na velocidade dos dados que trafegam na rede. Já o índice de satisfação
dos usuários chegou ao incrível percentual de 100%.
Ao contrário das duas empresas estudadas, toda a análise feita pelo Saldanha na PUCCAMP teve como
22
objetivo verificar e validar dados sobre o sinal enviado pelo sistema implantado, tais como: a qualidade das
informações transitadas na rede, velocidade de acesso, freqüência e área de cobertura que chegou a 40 km².
Não foi possível medir o índice de satisfação dos usuários, pois se tratou de um experimento em que os
usuários eram os próprios executores dos testes, não sendo necessariamente usuários passivos da tecnologia.
Com isso, o termo conhecido como computação pervasiva entra em cena. Computação pervasiva significa
ter disponível o acesso computacional de modo invisível. Em outras palavras, o usuário final não precisa
necessariamente se dar conta da tecnologia para estar utilizando-a, pois essa tecnologia está embutida nos
mais diversos dispositivos e equipamentos existentes para acesso à comunicação.
Pode-se concluir que o sistema WiMax é superior ao sistema WiFi em diversos aspectos, como: alcance,
velocidade de acesso, custo de implantação. Outra solução que tem sido utilizada é a integração das duas
tecnologias, como ocorreu nas Casas Bahia. Com essa integração é possível diminuir a visada direta e
não-direta do sinal e dessa forma, o sinal não será prejudicado.
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Wi-Fi e WiMAX III: Teste seu Entendimento
1. Qual das recomendações abaixo representa uma tecnologia de rede wireless?
802.11
802.15
802.16
802.20
Todas as anteriores
2. Quais são os tipos de modulação usadas pela tecnologia WiFi?
OFDMA e DSSS
OFDM e DSSS
OFDM e FM
DSSS e FM
3. Qual das alternativas abaixo não representa uma das características importantes do WiMax,
quando se compara essa tecnologia com o WiFi?
Maior qualidade de serviço.
Operação robusta com classe de operadora.
Conectividade seletiva para o usuário.
Suporte completo para o serviço WMAN.
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