análise tecno-económica de serviços móveis e sem fios

Transcrição

RELATÓRIO FINAL DE PROJECTO
ANÁLISE TECNO-ECONÓMICA DE
SERVIÇOS MÓVEIS E SEM FIOS
AUTOR
Nelson José Marques de Oliveira
ORIENTADOR
Prof. Doutor A. Manuel de Oliveira Duarte
Departamento de Electrónica e Telecomunicações
Universidade de Aveiro
Dezembro de 2003
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar, gostaria de agradecer ao Professor A. Manuel Oliveira Duarte pela
orientação, incentivo e motivação extra no decorrer do projecto. Foi um enorme prazer,
corresponder com muita entrega e investigação aplicada no desenvolvimento dos
trabalhos associados a este Projecto, face à confiança inicial depositada.
Gostaria de agradecer a todos aqueles que contribuíram para a realização deste
relatório, quer directa ou indirectamente.
Aos colaboradores do Grupo de Sistemas de Banda Larga, José Pedro Borrego, João
Rocha, Fernando Ramos, Daniel Martins e António Alves.
Ao Professor Rui Aguiar, pelos esclarecimentos técnicos prestados.
Aos amigos José Pereira, Marta e Elisabete, e a todos os outros colegas que agora
iniciaram o projecto, pela saudável camaradagem ao longo deste ano na sala do
GSBL.
À minha namorada, Sónia, pela paciência e compreensão, dado o pouco tempo que
lhe dediquei nos últimos meses, em prol do presente trabalho.
À minha irmã Diana, pela compreensão e apoio.
Aos meus Pais, a quem tudo devo e por isso devo-lhes a alegria de poder (finalmente)
perspectivar a conclusão do curso, depois dos problemas que me desviaram desse
objectivo.
Agradeço a Deus a oportunidade que me concedeu em “agarrar” de novo a vida,
sempre com muito espírito de sacrifício e humildade. Foi a fé que me ajudou a
recuperar e, independentemente do que o futuro me reservar, espero seguir sempre
esse caminho.
Por último, dedico este relatório à memória da minha avó Casimira, uma fonte de
inspiração de vida.
Nelson Oliveira
Análise Tecno-Económica de Serviços Móveis e Sem Fios
ÍNDICE
ÍNDICE ........................................................................................................................................................... I
ÍNDICE DE FIGURAS .............................................................................................................................. IV
ÍNDICE DE TABELAS.............................................................................................................................. VI
1
INTRODUÇÃO ....................................................................................................................................1
NETWORKING - PRINCÍPIOS BÁSICOS PARA O FUNCIONAMENTO DE REDES ....................3
1.1
DEFINIÇÃO DE TOPOLOGIAS .........................................................................................................4
1.1.1
Topologia Bus..........................................................................................................................4
1.1.2
Topologia Estrela ....................................................................................................................5
1.1.3
Topologia Anel (Token Ring) ..................................................................................................6
1.1.4
Topologia Mesh .......................................................................................................................6
1.1.5
Escolha Acertada da Topologia e implicação nas Redes Sem Fios ......................................7
1.2
AS REDES VPN (VIRTUAL PRIVATE NETWORKS) ........................................................................8
2
O MODELO DO SISTEMA OSI E O ENQUADRAMENTO NOS PROTOCOLOS
WIRELESS.....................................................................................................................................................9
2.1
2.2
2.3
2.4
TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL/INTERNET PROTOCOL (TCP/IP) .....................................13
PROTOCOLOS DE TCP/IP ............................................................................................................15
O PROTOCOLO DE APLICAÇÃO WIRELESS (WAP).....................................................................16
OS SISTEMAS WIRELESS 802.11 E O MODELO OSI ....................................................................17
PARTE I – INTRODUÇÃO ÀS REDES LOCAIS SEM FIOS (WLAN) .............................................19
3
AS REDES LOCAIS SEM FIOS (WIRELESS LOCAL AREA NETWOIRK) ........................19
3.1
3.2
INTRODUÇÃO ...............................................................................................................................19
A ARQUITECTURA WIRELESS LAN 802.11.................................................................................21
PARTE II – REDES WLANS: TECNOLOGIAS, STANDARDS E FORUMS...................................26
4
TECNOLOGIAS DE REDES SEM FIOS (DATA NETWORKING) ...........................................26
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.1.4
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6
4.2.7
4.2.8
4.2.9
4.3
4.4
4.5
4.5.1
4.5.2
4.6
4.7
4.7.1
O ESPECTRO DE FREQUÊNCIAS ...................................................................................................26
O Spread Spectrum................................................................................................................26
Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) ....................................................................27
Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) ...........................................................................28
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) ......................................................29
IEEE 802.11 – ESPECIFICAÇÕES PARA WIRELESS LANS ...........................................................30
O IEEE 802.11 LAN Standard ..............................................................................................30
O IEEE 802.11b.....................................................................................................................32
O IEEE 802.11a.....................................................................................................................33
O IEEE 802.11g.....................................................................................................................34
O IEEE 802.11j .....................................................................................................................34
O IEEE 802.11e.....................................................................................................................35
O IEEE 802.11h e O 5GPP...................................................................................................35
O IEEE 802.11i .....................................................................................................................36
O IEEE 802.1x.......................................................................................................................36
O BLUETOOTH.............................................................................................................................36
O HOMERF..................................................................................................................................38
O ETSI E AS HIGH-PERFORMANCE RADIO LANS ......................................................................39
O HiperLAN/1 .......................................................................................................................39
O HiperLAN/2 .......................................................................................................................39
A ALOCAÇÃO DO ESPECTRO DOS 5 GHZ NA EUROPA, JAPÃO E ESTADOS UNIDOS....................41
OUTROS GRUPOS DE TRABALHO ................................................................................................43
O Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) ou Wi-Fi Alliance Fórum................43
4.7.1.1
4.7.2
A Certificação Wi-Fi .................................................................................................................. 43
WLAN Interoperability Forum (WLIF).................................................................................44
PARTE III – SEGURANÇA DAS REDES WLAN .................................................................................45
i
5
AUTENTICAÇÃO E SEGURANÇA ..............................................................................................45
5.1
O PROTOCOLO WEP....................................................................................................................45
5.1.1
A Encriptação no WEP .........................................................................................................46
5.1.2
A Desencriptação no WEP....................................................................................................47
5.1.3
O Algoritmo RC4 do WEP ....................................................................................................48
5.2
A NOVA SOLUÇÃO: O WI-FI PROTECTED ACESS (WPA)...........................................................48
5.2.1
Características do WPA ........................................................................................................50
5.2.2
Mecanismos de Segurança do WPA......................................................................................51
5.2.3
A Encriptação: TKIP.............................................................................................................52
5.2.4
A Autenticação: 802.1x/AES+EAP .......................................................................................53
5.2.4.1
Exemplo prático de Funcionamento do 802.1x ......................................................................... 55
5.3
O RADIUS..................................................................................................................................58
5.3.1
A Futura Norma WPA2 e o IEEE 802.1i ..............................................................................59
PARTE IV – SITE SURVEY......................................................................................................................62
6
SITE SURVEY: CONSTRUÇÃO DE UM MODELO DE REFERÊNCIA ...............................62
6.1
ETAPAS A REALIZAR NUM RF SITE SURVEY ...............................................................................62
PARTE V – ESTUDO DO CASO: COBERTURA WIRELESS DE ZONAS GEOGRÁFICAS
ESPECIFÍCAS EM PORTUGAL .............................................................................................................69
7
COBERTURA WIRELESS E ACESSO RÁDIO PÚBLICO DE BANDA LARGA EM ZONAS
GEOGRÁFICAS ESPECIFÍCAS EM PORTUGAL ..............................................................................69
7.1
7.2
7.3
7.4
7.4.1
7.4.2
7.4.3
7.4.4
7.5
7.5.1
7.5.2
8
INTRODUÇÃO E MOTIVAÇÃO ......................................................................................................69
ABORDAGEM E METODOLOGIA...................................................................................................72
IDENTIFICAÇÃO DOS LOCAIS .......................................................................................................73
CARACTERIZAÇÃO DAS ZONAS DE REFERÊNCIA E LOCAIS IDENTIFICADOS...............................73
Caracterização geográfica e demográfica ...........................................................................73
Identificação das principais actividades sócio-económicas ................................................74
Identificação das infra-estruturas existentes........................................................................75
Identificação das necessidades em termos de serviços ........................................................75
POSSÍVEIS CENÁRIOS DE OFERTA DE INFRA-ESTRUTURAS DE TRANSPORTE E DE DISTRIBUIÇÃO 76
Rede de Distribuição (ou de Acesso) ....................................................................................76
Rede de Transporte (ou de Interligação)..............................................................................77
SOLUÇÕES DE ENGENHARIA E ARQUITECTURAS WLAN ASSOCIADAS ...................77
8.1
OBJECTIVOS ................................................................................................................................77
8.2
OUTRAS SOLUÇÕES NÃO ADOPTADAS: O ADSL+WI-FI E O SATÉLLITE+WI-FI ........................78
8.2.1
O ADSL(Transporte)+Wi-Fi(Acesso)...................................................................................78
8.2.2
O Satélite+Wi-Fi ...................................................................................................................79
8.3
CASO I – ALENTEJO: A SOLUÇÃO PRECONIZADA .......................................................................80
8.3.1
A Rede de Transporte ............................................................................................................83
8.3.1.1
8.3.1.2
8.3.2
A Rede de Acesso...................................................................................................................88
8.3.2.1
8.3.2.2
8.4
8.5
9
Rede de Transporte: Características Técnicas do MP11a ......................................................... 84
O Cluster A................................................................................................................................. 86
Cluster B ..................................................................................................................................... 88
Cluster C ..................................................................................................................................... 90
POPULAÇÃO ADERENTE AO SERVIÇO .........................................................................................92
CASH-FLOW ................................................................................................................................93
METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS .......................................................93
9.1
INDICADORES E AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS ........................................................93
10
MASSIFICAR O WI-FI ....................................................................................................................96
11
PEQUENAS VILAS – ESTUDO DO CASO: S. JACINTO (AVEIRO) .....................................98
11.1
11.2
11.3
METODOLOGIA E MOTIVAÇÃO ...................................................................................................98
ESTUDO DE VIABILIDADE DA SOLUÇÃO TÉCNICA DE ENGENHARIA RÁDIO ............................100
SERVIÇOS INOVADORES A DISPONIBILIZAR ..............................................................................101
PARTE VI – WIRELESS LAN: MODELOS E SERVIÇOS, PARA HOTSPOTS PÚBLICOS .....103
ii
12
WIRELESS LAN: MODELOS E SERVIÇOS, PARA HOTSPOTS PÚBLICOS...................103
12.1
INTRODUÇÃO .............................................................................................................................103
12.2
MODELO ACTUAL DE WLAN HOTSPOT ...................................................................................105
12.3
HOTSPOT PÚBLICO: ARQUITECTURA MODELO E PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS ........................108
12.4
ARQUITECTURAS DE REDE ........................................................................................................110
12.4.1
Modelo Distribuído (ou Local) ......................................................................................110
12.4.2
Modelo Centralizado ......................................................................................................110
12.5
ARQUITECTURAS DE ROAMING (GLOBAL) ...............................................................................113
12.6
DESCRIÇÃO ACTUAL DOS FORNECEDORES DO MERCADO DE HOTSPOTS PÚBLICOS ...............116
12.7
SEGMENTAÇÃO DO MERCADO DE HOTSPOTS: ISP VS WIRELESS ISP(WISP) .........................118
12.8
O MERCADO EUROPEU E MUNDIAL DE HOTSPOTS PÚBLICOS ..................................................120
12.8.1
Conjectura Actual e Evolução Futura ...........................................................................120
12.8.2
Breve Análise a Casos de Referência (Pioneiros) .........................................................124
PARTE VII – ESTUDO DO CASO: HOTSPOTS PÚBLICOS EM PORTUGAL ...........................127
13
HOTSPOTS PÚBLICOS EM PORTUGAL.................................................................................127
13.1
IMPULSIONADORES DO MERCADO E CONJECTURA ACTUAL ....................................................127
13.2
LEGISLAÇÃO E REGULAMENTAÇÃO EM PORTUGAL .................................................................129
13.3
QUE TECNOLOGIA A USAR NUM HOSTPOT PÚBLICO: 802.11A OU 802.11B ? ...........................131
13.4
MASSIFICAR O WI-FI.................................................................................................................136
13.5
EXPERIÊNCIAS PILOTO, BREVE ANÁLISE A CASOS DE REFERÊNCIA ........................................137
13.5.1
Pioneirismo: Os Campus Virtuais (e-U)........................................................................137
13.5.2
Os primeiros Hotspots Públicos em Portugal: Docas de Santo Amaro e C.C. Colombo,
em Lisboa 138
13.6
MODELOS DE NEGÓCIO EM PORTUGAL.....................................................................................140
14 ESTUDO (AD-HOC) DO CASO: EXPOSALÃO BATALHA - O 3º MAIOR CENTRO DE
CONFERÊNCIAS DO PAÍS .....................................................................................................................142
14.1
AS VANTAGENS DA ADOPÇÃO DE UMA SOLUÇÃO (INOVADORA) PROPRIETÁRIA ....................142
14.2
DIMENSÕES E ÁREAS A COBRIR ................................................................................................144
14.3
ENGENHARIA E SOLUÇÕES TÉCNICAS PARA O HOTSPOT DA EXPOSALÃO ................................145
14.4
IDENTIFICAÇÃO DE PRODUTOS COMERCIAIS PARA ESTA SOLUÇÃO .........................................148
14.4.1
Escolha dos Acess Points: Fabricante PROXIM...........................................................148
14.4.2
A Escolha do Gateway AAA: Fabricante BlueSocket....................................................149
14.5
RECEITAS GERADAS E RETORNO DO INVESTIMENTO ................................................................154
14.5.1
Receitas Geradas pelos Expositiores (Cenário 1).........................................................154
14.5.2
Receitas Geradas pelos Expositiores (Cenário 2).........................................................156
14.6
RECEITAS GERADAS PELOS VISITANTES ...................................................................................158
15
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES FUTURAS .................................................................159
REFERÊNCIAS.........................................................................................................................................163
iii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 – Rede: Topologia de Bus ............................................................................................ 5
Figura 2 – Rede: Topologia de Estrela ....................................................................................... 5
Figura 3 – Rede: Topologia de Anel (Token Ring) ...................................................................... 6
Figura 4 – Rede: Topologia de Entrelaçamento (Mesh).............................................................. 7
Figura 5 – As Redes VPNs ......................................................................................................... 8
Figura 6 – As 7 Camadas do Modelo OSI . [7].......................................................................... 10
Figura 7 – O Protocolo de TCP/IP e a compatibilidade com o Modelo OSI .............................. 13
Figura 8 – As 4 camadas do Protocolo de TCP/IP pelo DoD .................................................... 13
Figura 9 – Os Sistemas wireless 802.11 e integração no Modelo OSI...................................... 17
Figura 10 – Infraestrutura de Basic Service Set (BSS) ............................................................. 21
Figura 11 – União de duas BSS formando uma ESS................................................................ 23
Figura 10 – Alocação do Espectro dos 2.4GHz por Região...................................................... 26
Figura 13 – O Funcionamento do FHSS................................................................................... 27
Figura 14 – Os Vários Standards do 802.11 e Respectiva Regulação...................................... 32
Figura 15 – O Protocolo Bluetooth............................................................................................ 37
Figura 16 – O Modelo da pilha do HomeRF.............................................................................. 38
Figura 17 – O Modelo da pilha do HiperLAN2 .......................................................................... 40
Figura 18 – O modo PHY (camada fisica) definido para HiperLAN/2........................................ 40
Figura 19 – Características: 802.11(IEEE) versus HiperLAN2 (ETSI)....................................... 41
Figura 20 – Alocação do Espectro nos 5 GHz. ......................................................................... 42
Figura 21 – Regras no Espectro dos 5 GHz. ............................................................................ 42
Figura 22 – A Wi-Fi Alliance ..................................................................................................... 43
Figura 23 – O Selo de Certificação Wi-Fi.................................................................................. 44
Figura 24 – WEP: a autenticação baseada na chave partilhada............................................... 46
Figura 25 – O algoritmo de encriptação no WEP...................................................................... 47
Figura 26 – O algoritmo de desencriptação no WEP. ............................................................... 48
Figura 27 – O Selo de Certificação Wi-Fi com o mecanismo WPA certificado.......................... 50
Figura 28 – O Selo de Certificação Wi-Fi.................................................................................. 51
Figura 29 – A Autenticação com WPA...................................................................................... 52
Figura 30 – A Autenticação WPA: EAP+802.1x+Radius(AAA) ................................................. 53
Figura 31 – Autenticação com 802.1x+EAP+Radius Client ...................................................... 56
Figura 32 – O WPA2 e o futuro IEEE 802.1i ............................................................................. 59
Figura 33. Exemplo de Cenário para situações de Linha de Vista (LoS) .................................. 64
Figura 34. Cálculo do diagrama de Fresnel para situações de LoS.......................................... 66
Figura 35. Relações entre a oferta e a procura no mercado das telecomunicações................. 71
Figura 36. As Zonas Geográficas Identificadas: Alentejo e Douro ............................................ 78
Figura 37. Alentejo e os clusters considerados......................................................................... 80
Figura 38. Descrição Sumária da Solução de Engenharia para os clusters B e C.................... 81
Figura 39. Solução de Engenharia para o Caso do Alentejo (cluster B completo na figura) ..... 82
Figura 40. O Produto Comercial Proxim MP11a ....................................................................... 84
Figura 41. Antena Sectorial: O Transporte simultâneo para os clusters B e C ......................... 86
Figura 42. Solução de Antena Direccional no Cluster A a servir de transporte para os Clusters B
e C ................................................................................................................................... 87
Figura 43. Cluster B – Acesso Local (Residencial) Wi-Fi.......................................................... 89
Figura 44. Cluster C – Acesso Local com Solução Residencial (RSU) em MP11a................... 90
Figura 45. Unidade Residencial Subscritora (RSU) MP11a – Caracterisitcas Principais e
Vantagens ........................................................................................................................ 91
Figura 46 – População Aderente por Cluster (Alentejo)............................................................ 92
Figura 47 – Cash-Flow para a População Aderente por Cluster B............................................ 93
Figura 48 – Solução de Engenharia Proposta para S. Jacinto.................................................. 99
Figura 21 – Wi-Fi: Distribuição de Equipamentos e Respectivas Receitas. Valores em dólares.
Fonte [7]......................................................................................................................... 103
Figura 50 – Modelo de Serviços de um Wi-Fi Hotspot Público ............................................... 106
Figura 21 – Modelo de Serviços: Gestão Centralizada (NOC sob operador).......................... 111
Figura 52 – (Um) Modelo de Roaming Global para Hotspots Públicos ................................... 114
Figura 53 – Fornecedores Actuais do Mercado de Hotspots Públicos (exemplo) ................... 116
iv
Figura 54 – Segmentação da Industria de ISP (3 camadas)................................................... 118
Figura 55 – A Segmentação da nova Industria de WISP (4 camadas) ................................... 119
Figura 56 – Evolução do Mercado Mundial do Wi-Fi (Wi-Fi Alliance, 2002)............................ 120
Figura 57 – Evolução do número de Wi-Fi Hotspots na Europa (IDC, Fevereiro 2003) .......... 121
Figura 58 – Evolução do número de Wi-Fi Hotspots por País (Hotspots.com)........................ 122
Figura 59 – Evolução do número de Wi-Fi Hotspots por Tipo de Local (Gartner Julho 2003). 122
Figura 60 – O Mercado por explorar em Portugal................................................................... 127
Figura 61 – Presença da BoinGo WISP em Portugal (www.boingo.com, Setembro 2003) ..... 128
Figura 30 – A atribuição dos canais das frequências do 802.11b em Portugal ....................... 131
Figura 63 – comparação do alcance e níveis de potência do 802.11b vs 802.11a ................. 132
Figura 64 – A lista dos Hotspots Públicos em Portugal, segundo www.Wi-FiHotspotlist.com
(Setembro 2003) ............................................................................................................ 140
Figura 65 – Descrição do Modelo de Negócio para a Solução Proprietária de um Hotspot
Público ........................................................................................................................... 143
Figura 66 – Descrição do Modelo de Negócio para um Hotspot Público, segundo a INTEL[6]143
Figura 67 – Planta e dimensões da Exposalão Batalha, fonte: www.exposalao.pt ................. 144
Figura 68 – Solução 1 idealizada para a Exposalão Batalha .................................................. 145
Figura 69 – Solução 2 (cenário complexo) idealizada para a Exposalão Batalha ................... 147
Figura 70 – AP-2000 e AP-600 da PROXIM ........................................................................... 148
Figura 71 – AP-2500 da PROXIM........................................................................................... 148
Figura 72 – Gateways da Bluesockets:Escolha do WG 1100 ................................................. 149
Figura 73 – Aplicação: Um Hotspot com Gateway da BlueSockets ........................................ 153
v
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 – WEP versus WPA: As limitações do WEP e as soluções adoptadas com o WPA .. 49
Tabela 2 – Leque Actual de Serviços e Tecnologias ................................................................ 76
Tabela 3 – Vector de Entrada para Análise Técnico-Económico (Shopping List) ..................... 92
Tabela 4 – As várias etapas do Modelo de Serviços de um Wi-Fi Hotspot Público ................ 106
Tabela 5 – Descrição do Network Operations Center (NOC) no Modelo de Gestão Centralizada
....................................................................................................................................... 112
Tabela 6 – Descrição dos intervenientes no Modelo de Roaming Global para Hotspots Públicos
....................................................................................................................................... 115
Tabela 7 – Tabela da Atribuição do Espaço Radioeléctrico em Portugal a Dispositivos do tipo
SRD, incluindo o standard do IEEE 802.11 e HiperLANs (excerto, www.anacom.pt)..... 129
Tabela 8 – Investimento em WLAN a Realizar na Solução 1.................................................. 146
Tabela 9 – Características Técnicas dos Gateways da Bluecoskets ...................................... 152
Tabela 10 – Expositores aderentes ao serviço Wi-Fi do Hotspot da Exposalão (cenário 1) ... 154
Tabela 11 – Matriz de receitas utilizada para os Expositores aderentes ao serviço Wi-Fi do
Hotspot da Exposalão (cenário 1) .................................................................................. 155
Tabela 12 – Receitas Geradas pela Adesão dos Expositores ao Serviço Wi-Fi do Hotspot da
Exposalão (cenário 1) .................................................................................................... 155
Tabela 13 – Expositores aderentes ao serviço Wi-Fi do Hotspot da Exposalão (cenário 2) em
PERCENTAGEM ........................................................................................................... 156
Tabela 14 – Expositores aderentes ao serviço Wi-Fi do Hotspot da Exposalão (cenário 2) Em
Numero EFECTIVO........................................................................................................ 157
Exposalão (cenário 2) .................................................................................................... 157
Tabela 16 – Receitas Geradas pelos Clientes (visitantes) da Exposalão no ano de 2004...... 158
vi
1 INTRODUÇÃO
Este relatório insere-se no âmbito da disciplina de projecto de final de curso da
Licenciatura em Engenharia Electrónica e de Telecomunicações da Universidade de
Aveiro.
O objectivo principal deste trabalho será efectuar análises tecno-económicas com
diferentes soluções de rede sem fios e de ofertas de serviços móveis, caso dos espaços
públicosde acesso rádio ou Public Hotspots.
Como temos vindo a assistir nestes últimos tempos as telecomunicações têm sofrido
uma grande evolução, permitindo partilhar informação entre quase quaisquer pontos do
globo.
O Wireless, seja Bluetooth ou Wi-fi, estará na ordem do dia. Equipamentos com
conectividade sem fios já invadem o mercado, assim como soluções que garantem a
cobertura de rede em qualquer ponto. No mínimo, estamos perante algo
verdadeiramente revolucionário, dirão os mais cépticos.
Em Portugal, os projectos para a criação de pontos de acesso Wi-Fi estão já em
desenvolvimento em Portugal, em Universidades e cadeias de hoteis internacionais, mas
a tendencia é para que estas experiências se alarguem a outros sectores e espaços de
interesse público, com o advento dos hotspots públicos. Nesse, aspecto Portugal tem ao
nível das infra-estruturas tecnológicas, soluções inovadoras e muitas vezes superiores à
dos seus parceiros europeus.
Mas também existe uma forte atenuante à corrente entusiástica das redes WLAN, é
necessário massificar a tecnologia do Wi-Fi, o que poderá – se a conjectura o permitir –
vir a sofrer de uma eventual subsidiarização, tal como aconteceu nos operadores móveis
celulares, massificar portáteis e os dispositivos wireless (Acess Points, Wi-Fi cards).
1
2
NETWORKING - PRINCÍPIOS BÁSICOS PARA O
FUNCIONAMENTO DE REDES
Assume especial importância antes de desenvolver o tópico das WLANs, abordar os
princípios de desenvolvimento de uma rede (networking), cobrindo algumas teorias
fundamentais, tecnologias, e aplicações para redes. Casos das Tecnologias de Redes
Locais (LAN), tais como o Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, o Token Ring, e
outras como é o caso do Fiber Distributed Data Interface (FDDI), que prevalecem na
indústria de redes, desenvolvimento e fabrico, hoje em dia.
Uma rede é definida como uma série de pontos ou de nós, interligados por uma
comunicação ou ligação física. Os pontos ou os nós, podem ser dispositivos dedicados a
uma única função, como um PC dedicado às aplicações do cliente, ou um router
dedicado a interligar vários dispositivos ou redes.
Existem três tipos primários de redes, a rede de área local (LAN), a rede de área
metropolitana (MAN), e a rede de área larga (WAN). A característica que distingue
estas redes é tão simplesmente a distância espacial, ou área, coberta. As redes de área
local ou LANs, tal como o nome implica, referem-se tipicamente a uma única estrutura
ou a uma região geográfica pequena. Os grupos de LANs interligados podem ser vistos
como se fossem um campus dentro de ambientes maiores. As MANs conectam-se a
pontos ou nós de uma região geográfica maior que uma LAN, mas menor do que uma
WAN. Algumas das tecnologias de LANs podem ser utilizadas numa MAN, como é o
caso do Gigabit Ethernet. [6]
As WANs são redes geograficamente diversas e tipicamente usam tecnologias
diferentes das LANs e das MANs. ou equipam. Tipicamente, as WANs são
relacionáveis com os circuitos de telecomunicações de alta velocidade, quase sempre
alugados, de modo a facilitar a conectividade. Nas WANs, raramente são usadas as
mesmas tecnologias das LANs ou das MANs. São exemplo, tecnologias como o Frame
Relay, os Serviços Integrados Digital de Rede (ISDN), o X.25, o Asynchronous
Transfer Mode (ATM), entre outros, podendo ser escolhidos em função do serviço e da
distância.
3
1.1 Definição de Topologias
Dentro da definição de uma rede, os pontos ou os nós são ligados por uma
comunicação ou ligação física. Estas ligações, podem variar significativamente
dependendo dos trajectos executados. [6]
Assim e de seguida, vamos analisar quatro topologias básicas: Bus, Star, Token Ring e
mesh.
Cada topologia, é caracterizada pela sua diferenciação, quer através das suas
características técnicas quer nos diferentes custos associados à sua implementação. Um
bom projecto de redes, terá sempre em conta as diferentes topologias em consideração
de modo a determinar a melhor solução.
1.1.1 Topologia Bus
Uma topologia de Barramento ou Bus, é uma arquitetura linear do LAN (Local
Area Network) em que nas transmissões da rede os dispositivos, ou as estações,
propagam o comprimento inteiro do meio e são recebidos de perto por todos os nós.
Exemplo de uma topologia de Bus são as redes de Ethernet/IEEE 802.3, tal como
ilustrado nafigura seguinte.
Numa topologia de Bus, todos os dispositivos são ligados a um cabo central. Esta é a
topologia mais geralmente utilizada na rede, tendo várias adaptações, entre elas o
barramento linear e de árvore. Em todas as topologias de Busas comunicações são
conduzidas nos condutores comuns onde o receptor e o transmissor são conectados aos
mesmos fios de uma comunicação tal como todos os nós restantes da rede. Isto permite
que a transmissão de um nó seja recebida por inteiro no outro.
4
Figura 1 – Rede: Topologia de Bus
1.1.2 Topologia Estrela
Uma topologia da estrela (ou Star) é uma arquitetura de LAN em que os
dispositivos ou as estações de uma rede são ligados a um dispositivo central das
comunicações, tal como se fosse um interruptor.
As topologias lógicas de bus e do anel são frequentemente executadas fisicamente em
topologias de estrela.
Figura 2 – Rede: Topologia de Estrela
Numa topologia de estrela, todos os dispositivos são ligados a um cubo central. Os nós
comunicam-se através da rede passando os dados através do cubo.
5
1.1.3 Topologia Anel (Token Ring)
Uma topologia do anel é uma arquitetura de LAN na qual os dispositivos ou as
estações de uma rede, são unidos conectados pelas ligações unidirecionais da
transmissão a um único laço fechado.Os exemplos comuns de topologias do anel são o
símbolo Ring/IEEE 802.5 e redes do FDDI.
Figura 3 – Rede: Topologia de Anel (Token Ring)
A segunda topologia da rede mais popular é a topologia do anel, em que cada nó
age como um repetidor, conforme apresentado na figura seguinte. A transmissão
começa numa estação central, geralmente o controlador, e é emitida a um nó.Quando o
nó recebe a transmissão, processa a informação se necessário e emite-a então ao nó
seguinte no anel. As redes longas são possíveis porque cada nó recondiciona a
transmissão, e tempo do throughput em torno do anel é configurável. Todos os
dispositivos são conectados a um outro na forma de um laço fechado, de modo a que
cada dispositivo seja ligado directamente a outros dois dispositivos.
1.1.4 Topologia Mesh
Uma topologia de entrelançamento ou mesh, é uma arquitectura de LAN à qual
cada dispositivo ou estação da rede é ligada a cada outra dispositivo ou estação. Estas
topologias são caras para implementar, acrescidas do incómodo para controlar número
das ligações na rede, o qual pode crescerexponencialmente. Para calcular o número das
ligações numa rede inteiramente entrelaçada, obtém-se da seguinte forma:
6
(N x (N-1))/2 , onde N é o número dos dispositivos na rede.
Figura 4 – Rede: Topologia de Entrelaçamento (Mesh)
A topologia mesh liga cada nó com outro nó, criando um trajecto de dados isolado entre
cada nó.
1.1.5 Escolha Acertada da Topologia e implicação nas Redes Sem Fios
A topologia a implementar deve ser em exigências de conectividade, no
orçamento, e na cablagem disponível. A topologia de bus é a mais simples executar,
sendo ainda a topologia o mais utilizada na rede. Por outro lado, a topologia do anel é a
mais cara executar. A topologia de bus é extremamente comum nas LANs da empresa;
no entanto, a espinha dorsal da mesma é muita vezes projectada recorrendo à topologia
do anel, por forma a dar um desempenho mais elevado. A topologia do anel alcança um
melhor desempenho face à topologia de bus, uma vez que o meio físico em que os
dados viajam não é compartilhado entre todos os computadores na rede (somente os
computadores adjacentes compartilham do meio dado). Na topologia bus todos os
computadores que se ligaram à parte da rede no mesmo meio físico, originam como
resultado o congestionamento da colisão e do meio (a rede torna-se demasiado ocupada)
e daqui resulta um desempenho mais baixo.
Por último, é recomendado de um modo geral para a implementação e ambiente de
desenvolvimento de redes sem fios (WLANs) a topologia de estrela, dado que fornece
uma melhor gestão da largura de banda da rede.
7
1.2 As Redes VPN (Virtual Private Networks)
As redes VPN, ou também conhecidas entre nós por redes privadas virtuais, são
uma extensão dos WANs (Wide Area Network).
As redes WANs permitem que um computador seja ligado a uma LAN remota através
de uma ligação de WAN, onde uma ligação WAN pode ser implementada sobre uma
linha de telefone ou uma linha alugada. Os dados trocados sobre uma ligação WAN
podem ir completamente para muitos outros computadores e são alvo de hackers e de
adversários os quais tem assim a possibilidade alcançar a informação, podendo mesmo
alterá-la e fazer uso dela para fins ilicítos, causando inúmeros prejuízos às empresas, em
muitos casos irreparáveis. Face a isto, é requerido um túnel seguro entre o computador e
a LAN remota, de modo a para proteger a informação.
Aos VPNs coube esta exigência reservando somente o acesso autorizado do pessoal à
LAN. Todo os dados são trocados num formato encriptado de modo que ele não possa
de modo algum ser violado.
Figura 5 – As Redes VPNs
As VPNs estão a tornar-se cada vez mais populares, permitindo que os funcionários de
uma empresa no decorrer do seu trabalho utilizem uma ligação remota de VPN sobre
uma ligação WAN em vez de uma conexão WAN nua e crua.
8
2 O MODELO DO SISTEMA OSI E O ENQUADRAMENTO NOS
PROTOCOLOS WIRELESS
Um protocolo descreve o formato em que uma mensagem deve estar, quando se
pretende comunicar entre computadores, ou seja, os protocolos permitem que diferentes
tipos de computadores possam comunicar entre si apesar das suas diferenças. Fazem-no
desta forma, descrevendo um formato padrão e o método para as comunicações
aderindo a um modelo da arquitetura.Uma arquitetura, divide os processos das
comunicações em lógica, passando esses grupos constituintes a chamarem-se camadas.
[5]
O modelo do Open Systems Interconnection (OSI) foi criado em meados de 1980s,
validados pela pela organização de padrões internacional (ISO) de modo a ajudar os
fabricantes e integradores dxe sistemas a tornarem interoperáveis os dispositivos da
rede. O modelo de OSI descreve como dados da rede, a informação que é comunicada
de um computador a um outro, com os meios da rede. Este modelo quebra esta
informação em sete camadas distintas, cada uma com um atributos originais das
respectivas propriedades. Cada camada interage directamente com suas camadas
adjacentes.As sete camadas de OSI são mostradas em figura seguinte.
9
Figura 6 – As 7 Camadas do Modelo OSI .
Modelo Da Referência de ISO/OSI
A OSI, ou a interconexão de sistema aberto, definem através deste modelo uma
estrutura de infraestrutura de rede – o networking - para executar protocolos em sete
camadas. O controlo é passado de uma camada à seguinte, começando na camada de
aplicação de uma estação, e prosseguindo até à camada inferior, obedecendo à
hierarquia. As redes de computadores modernas são projectadas de modo altamente
estruturado. Para reduzir a complexidade do projecto, a maioria de redes são
organizadas tal e qual como se fossem uma série de camadas, cada uma delas
construídas sob a camada anterior.
O modelo da referência de ISO/OSI é baseado numa proposta desenvolvida pela
organização de padrões internacional (ISO). O modelo é chamado modelo da referência
de ISO/OSI, porque se trata de se aberto sistema que é, os sistemas que estão abertos
para uma comunicação com outros sistemas.
A flexibilidade é, sem dúvida alguma, a exigência preliminar para um sistema aberto
aceitável. Antes do modelo da referência de ISO/OSI, a maioria de redes de computador
eram proprietárias e monolíticas, caso em que se tinha de adquirir o sistema inteiro da
rede a um só fabricante. Para além disto, não eram integráveis com outros sistemas da
rede e a sua gestão era difícil de manter. O modelo da referência da OSI adicionou a
flexibilidade ao modelo da rede dividindo um sistema da rede em sete partes distintas. O
controlo é passado de uma camada para a seguinte, começando a partir da camada de
aplicação, prosseguindo até às camadas inferiores. Desde que as sete camadas são
empilhadas, o modelo da referência é conhecido também como a pilha de OSI. O
modelo da referência permite que os vários fabricantes produzam os diferentes
componentes de uma rede – o chamado networking – de modo a garantir a sua interoperacionalidade. Assim, resulta daqui uma melhor opção na implementação da rede, de
modo que se possa construir uma rede baseada nos respectivos requerimentos e
necessidades. [5]

Camada de aplicação (camada 7). A camada de aplicação é o nível o mais
10
elevado do modelo de OSI e é a relação directa ao utilizador. Suporta processos
que tratam dos aspectos de uma comunicação de uma aplicação. A camada de
aplicação é responsável por identificar e estabelecer disponibilidade do parceiro
pretendido de uma comunicação.Esta camada é também responsável para
determinar se os recursos existentes são suficientes para uma comunicação
pretendida.

Camada de apresentação (camada 6). A camada de apresentação apresenta
dados da camada de aplicação.É essencialmente um tradutor. As tarefas gostam
da compressão de dados, o decompression, o encryption, e o decryption são
associados com esta camada. A camada de apresentação define o modo como as
aplicações podem incorporar a rede.

Camada de sessão (camada 5). A camada de sessão faz o contacto inicial com
os outros computadores e ajustam as linhas acima de uma comunicação. Formata
os dados para transferência entre nós, fornece o re-início e a recuperação da
sessão, e executa a manutenção geral da sessão de extremidade a extremidade.
Estabelece uma sessão de uma comunicação em três fases diferentes: ligação ou
estabelecimento, transferência de dados, e libertação da ligação.

Camada de transporte (camada 4). A camada de transporte é responsável por
manter a integridade e o controlo end-to-end da sessão. Define o modo como
dirigir-se às posições físicas e/ou aos dispositivos na rede, ligações entre nós, e o
internetworking das mensagens. Os serviços localizados no segmento da camada
de transporte, efectuam a montagem dos dados das aplicações da camada
superior e unem-no no mesmo código de dados, fornecendo serviços de
transporte end-to-end dos dados, através do estabelecimento de uma ligação
lógica entre o anfitrião da emissão e o anfitrião do destino de uma rede.
11

Camada de rede (camada 3). A camada de rede define como os pacotes
pequenos dos dados são distribuidos e atrasados entre sistemas de extremidade
na mesma rede ou em redes interligadas. Nesta camada, o roteamento de
mensagem, a deteção de erro, e o controle do tráfego dos dados do nó são
controlados. A emissão dos pacotes da rede da fonte à rede de destino são a
função de rede preliminar da camada. O protocolo do IP opera nesta camada.

Camada de ligação de dados (camada 2). A camada de ligação de dados
define o protocolo, por isso os computadores devem seguir para alcançar a rede
de modo a transmitir e receber mensagens. O token ring e o Ethernet operam
dentro desta camada, a qual estabelece a ligação de comunicações entre
dispositivos individuais sobre uma ligação física. A camada de ligação de dados
assegura-se de que as mensagens são entregues ao dispositivo apropriado, e
traduz as mensagens de cima em frames a transmitir para a camada física
(camada 1). A ligação de dados é definida em formatos onde a mensagem em
frames dos dados é adicionada ao encabeçamento da mensagem que contem o
endereço do destino e da fonte da rede. Contem também o Logical Link Control
e os sublayers do Media Access Control (MAC).

Camada
física
(camada
1).
A
camada
física
tem
somente
duas
responsabilidades: para emitir e receber frames ou bocados de mensagem. A
camada física define a ligação física entre o computador e a rede e as conversões
das frames em tensões ou impulsos da luz para a transmissão. Define o modo
eléctrico e os aspectos mecânicos da relação do dispositivo a um meio de
transmissão física, tal como o twisted pair, o co-axial, ou a fibra.
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12
2.1 Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)
O protocolo de controlo da transmissão de Internet (TCP/IP) é a terra comum ou o
nome para os inúmeros protocolos que daí resultaram, e foi desenvolvido pelo
departamento de defesa (DoD) dos Estados Unidos da América nos anos 1970s, para
suportar a construção de redes worldwide. A Internet é baseado em TCP/IP, que são os
dois protocolos mais conhecidos. Como é mostrado na figura7, o TCP/IP adere
aproximadamente às quatro camadas inferiores do modelo do sistema OSI. A figura8
seguinte reflecte o conceito original do departamento de defesa (de DoD) do modelo de
TCP/IP.
Figura 7 – O Protocolo de TCP/IP e a compatibilidade com o Modelo OSI
Aplicação
Host-to-host
Internet
Acesso à Rede
Figura 8 – As 4 camadas do Protocolo de TCP/IP pelo DoD
O modelo da referência de DoD combina as diversas camadas do modelo de OSI. O
modelo de DoD consiste em quatro camadas melhor que em sete, sendo que algumas
das camadas encontradas na OSI são combinados no DoD e são nomeados
diferentemente. Entretanto, a funcionalidade das camadas remanesce similar.
13
O DoD escolheu a aproximação four-layer. Para o IP e o Internet, as camadas de OSI
são funcionalmente o mesmo modelo.
Estas 4 camada do protocolo desenvolvido pelo departamento de defesa (DoD) dos
Estados Unidos da América, são a seguir descritas:

Camada de aplicação. Esta camada não está realmente em TCP/IP, a aplicação
está sim tentando comunicar-se usando TCP/IP. As vistas de cima das três
camadas inferiores de TCP/IP, são analisadas como a responsabilidade da
aplicação, do modo como as camadas da aplicação, da apresentação, e de sessão
do modelo de OSI é considerado dobrado nesta camada superior.
Conseqüentemente, o protocolo de TCP/IP opera primeiramente nas camadas do
transporte e de rede do modelo de OSI.

Camada do Anfitrião-a-anfitrião. A camada do anfitrião-a-anfitrião (Host-tohost) é comparável à camada de transporte da OSI. Define protocolos para
ajustar acima o nível do serviço de transmissão. Fornece confiança para
comunicações end-to-end, assegura a entrega sem erros dos dados, e mantem a
integridade dos dados.

Camada de Internet. A camada de Internet corresponde à camada de rede da
OSI. Ele designa os protocolos que se relacionam com a transmissão lógica dos
pacotes sobre a rede. Atribui a nós de rede um IP ADDRESS e segura
roteamento dos pacotes entre redes múltiplas. Controla também a comunicação e
fluxo entre anfitriões.

Camada do acesso de rede. No fundo do modelo de TCP/IP, a rede vai alcançar
monitores da camada para a troca de dados entre o anfitrião e a rede. O
equivalente de dados-ligação e das camadas físicas do modelo OSI, definindo
protocolos para transmissão física dos dados.
14
PROTOCOLO DE CAMADA
2.2 Protocolos de TCP/IP
Vamos agora olhar para os vários protocolos que compõem o modelo de TCP/IP. Eis a
lista de alguns protocolos mais importantes de TCP/IP, e suas camadas relacionadas.

Transmission Control Protocol (Tcp). O TCP fornece um full-duplex, ligação
orientada, de confiança. Os pacotes que entram no TCP são arranjados em
seqüência para combinar com os números originais de seqüência da transmissão.
Alguns dos pacotes perdidos ou danificados são retransmitidos.

User Datagram Protocol (UDP). O UDP é similar ao TCP, só que os meios que
oferece não assistem a nenhuma correção de erro, não arranja a informação em
seqüência para os segmentos do pacote, e não se importa em que ordem o pacote
e os segmentos chegam ao seu destino. Conseqüentemente, é consultado como
protocolo unreliable. Considera-se também um protocolo de connectionless.

Internet Protocol (IP). O IP fornece um serviço de datagram unreliable,
significando que não garante que o pacote estará entregando tem tudo, por isso
ele será entregado somente uma vez, ou seja é entregue na ordem da qual foi
emitido. Na Internet, e nas redes usando o protocolo do IP, a cada pacote dos
dados é atribuído o IP ADDRESS do remetente e o IP ADDRESS do receptor.
Cada dispositivo então recebe o pacote e faz decisões de roteamento baseado no
IP ADDRESS do destino do pacote.

Address Resolution Protocol (Arp). O IP necessita saber o cabeçalho do
endereço do destino do pacote, de modo a poder emiti-lo.O ARP é usado para
combinar um IP ADDRESS a um endereço do Ethernet. Um endereço do
Ethernet é do tipo 48-bit.O ARP é ainda usado para combinar o IP ADDRESS
32-bit com este endereço do cabeçalho, consultando o endereço do Media
Access Control (MAC) ou ao endereço físico.

Reverse Address Resolution Protocol (RARP). O protocolo do RARP emite
para fora de um pacote que inclui o seu MAC ADDRESS junto com um pedido
15
para ser informado de que IP ADDRESS deve ser atribuído a esse MAC
ADDRESS. Um utilizador do RARP responde com a respectiva resposta.

Internet Control Message Protocol (ICMP). A função preliminar de ICMP's é
para emitir mensagens entre os dispositivos da rede a respeito do estado da rede.
A utilidade do Groper de Internet do pacote (SIBILO) usa mensagens do ICMP
para verificar o ligação física das máquinas numa rede.
2.3 O Protocolo De Aplicação Wireless (WAP)
O protocolo de aplicação wireless (WAP) é descrito para permitir uma comparação
com os dois precedentes, os modelos de protocolos OSI e TCP/IP.
A arquitectura de WAP é ligeiramente baseada no modelo de OSI, e foi criada a partir
das seguintes camadas, a seguir descritas de cima a baixo (prioridade):

Camada de aplicação. A camada de aplicação de WAP é a relação directa ao
utilizador e contém o ambiente wireless da aplicação (WAE), este é a camada
superior e consiste em diversos elementos, incluindo uma especificação do
microbrowser para o acesso de Internet, a língua wireless do markup (WML),
WMLScript, e aplicações wireless do telephony (WTA).

Camada de sessão. A camada de sessão de WAP contem o protocolo de sessão
wireless (WSP), que é similar ao protocolo de transferência de hypertext
(HTTP), projectado para a baixa largura de banda das redes wireless. O WSP
facilita transferência do índice no meio de Clientes de WAP e passagens de
WAP para um formato binário.

Camada da transação. A camada da transação de WAP fornece o Protocolo
wireless transacional (WTP), que fornece a funcionalidade similar a TCP/IP no
modelo de Internet. WTP é um protocolo transacional de pouco peso pelo que
isso permite o pedido e transações e sustentações de confiança da resposta.
16

Camada da segurança. A camada da segurança contém a camada de transporte
de Segurança wireless (WTLS). WTLS é baseado na segurança da camada de
transporte (TLS, similar aos sockets seguros, ou SSL). Fornece a integridade de
dados, privacidade, autenticação, e mecanismos de protecção.

Camada de transporte. A camada do fundo do WAP, a camada de transporte,
suporta o Protocolo wireless do datagram (WDP), que fornece uma relação aos
portadores do transporte. Suporta o CDPD, G/M, Protocolos digitais integrados
da rede (iDEN), do CDMA, do TDMA, do SMS.
2.4 Os Sistemas Wireless 802.11 e o Modelo OSI
Figura 9 – Os Sistemas wireless 802.11 e integração no Modelo OSI
A camada de Dados-Ligação (Data-Link) do modelo OSI é dividida em duas
partes: a sub-camada Media Access Control (MAC) e a sub-camada Logical Link
Control (LLC). O IEEE 802.2 LLC define a actividade do LLC para a maioria dos
produtos comerciais de redes. O LLC fornece o controle da ligação entre dispositivos e
é independente do meio de transmissão, ou da técnica de MAC executada por sistemas
17
particulares de uma dada rede. Os sistemas wireless (802.11) utilizam as duas primeiras
camadas do modelo de referência OSI.
18
PARTE I – INTRODUÇÃO ÀS REDES LOCAIS SEM
FIOS (WLAN)
3 AS REDES LOCAIS SEM FIOS (WIRELESS LOCAL AREA
NETWOIRK)
3.1 Introdução
As redes locais sem fios (Wirleless Local Area Networks - WLANs) foram
desenvolvidas com o principal objectivo de fornecer conectividade no acesso à rede mobilidade - quase em qualquer lugar. Neste desenvolvimento, assume especial
importância as economias de custo, dado o funcionamento destes dispositivos sem cabo
da rede bem como a cada posição possível que poderia ter um computador ou uma rede
dispositivo conectado a ele. [1]
Usando WLANs, a necessidade várias extensões de cabos de rede para múltiplos
dispositivos de dados, como seja numa conferência pode ser eliminada. Uma única
antena ligada a um ponto de acesso (AP) de WLAN pode suportar de facto muitos
utilizadores. As aplicações típicas de um armazém são também candidatas principais
para implementação de uma rede WLAN. Assim, um é possível realizar um inventário
em tempo real podendo o respectivo controlo ser executado usando as redes sem fios
Wi-Fi. Daqui pode imaginar-se realizar um inventário através do software de controlo
conectado aos vários dispositivos móveis, acompanhando a sua evolução em qualquer
lugar do armazém ou local remoto.
Com este exemplo ilustrativo, apenas se pretende demonstrar que as WLANs IEEE
802.11 podem ser um elo muito importante para o desenvolvimento de um negócio,
permitindo de certa forma a uma empresa adquirir vantagem do competitiva em relação
à concorrência.
O acesso das WLANs nos hospitais pretende também ser uma aplicação popular,
permitindo uma diversidade em mobilidade, caso de um membro da equipa de
funcionários do hospital para verificar de imediato o estado de saúde de um paciente na
zona de espera sem ter este de ficar infinitamente na fila de espera e de admissão, sendo
19
por isso um processo muito mais eficiente, quer do ponto de vista do médico quer do
ponto de vista do doente. Este acesso pode também ser usado para permitir a um médico
efectuar uma prescrição ou de verificar instantaneamente registros médicos de um
paciente.
Os campus das faculdades universitárias, bem como de algumas empresas estão
efectuando uma rápida implementação da infraestructura de rede de acesso ao público,
quer em espaços indoor e outdoor.
Garantindo uma velocidade de ligação muito superior à da tecnologia GPRS - através
dos telemóveis e que assegura igualmente liberdade de movimentos mas com a
vantagem de uma maior cobertura -, o Wi-Fi ganha cada vez mais adeptos entre os
utilizadores que querem aliar a mobilidade à qualidade e à velocidade das
comunicações.
A evolução do Wi-Fi é no mínimo irreversível, concretizando o conceito de ubiquidade
do computador: A tecnologia 802.11 está testada e é segura, é muito barata e trabalha
sobre IP. A expansão das redes wireless poderá fazer-se através do desenvolvimento de
soluções por parte das empresas para complementarem as suas redes internas, mas
também através de sistemas públicos - conhecidos por Hotsopts-
que oferecem
conectividade wireless em zonas onde existe uma maior concentração de possíveis
utilizadores, como aeroportos, universidades, hoteis ou centros de congressos.
O aparecimento da norma 802.11b nos acessos rádio à Internet está a alterar os planos
não só dos operadores tradicionais – Móveis, Fixos e ISPs – mas também a fazer com
que surjam novas empresas e parcerias em Portugal, visando a exploração e
desenvolvimento de negócio, sobretudo do caso dos Hotspots Públicos.
Em resumo, a tendência actual, poderá dizer-se que para o workforce móvel crescente, o
wireless fornece o conectividade para a demanda da conectividade móvel "a qualquer
momento, em qualquer lugar" atraindo muitos novos operadores e parcerias para o este
novo mercado wireless. Isto apesar do abrandamento da economia a nível mundial, e
sobretudo no que diz respeito a Portugal.
20
3.2 A arquitectura Wireless LAN 802.11
A maioria das redes sem fio é baseada nos standards IEEE 802.11 e 802.11b
(sendo esta última evolução da primeira), para comunicação sem fio entre um
dispositivo e uma rede LAN. Estes standards permitem transmissão de dados de 1 a
2Mbps, para o IEEE 802.11, e de 5 a 11Mbps, para o IEEE 802.11b, e especificam uma
arquitectura comum, métodos de transmissão, e outros aspectos de transferência de
dados sem fio, permitindo a interoperabilidade entre os produtos. [3]
O standard IEEE 802.11 define uma arquitectura para as redes sem fio, baseada na
divisão da área coberta pela rede em células. Essas células são denominadas de BSA
(Basic Service Area). O tamanho da BSA (célula) depende das características do
ambiente e da potência dos transmissores/receptores usados nas estações. Outros
elementos que fazem parte do conceito da arquitetura de rede sem fio, quais sejam:
o BSS (Basic Service Set) – Representa um grupo de estações comunicando-
se por radiodifusão ou infravermelho numa BSA.
Figura 10 – Infraestrutura de Basic Service Set (BSS)
21
o Ponto de acesso (Access Point – AP) – são estações especiais responsáveis
pela captura das transmissões realizadas pelas estações de sua BSA,
destinadas a estações localizadas em outras BSAs, retransmitindo-as,
usando um sistema de distribuição.
o Sistema de distribuição – representa uma infra-estrutura de comunicação
que interliga múltiplas BSAs para permitir a construção de redes cobrindo
áreas maiores que uma célula.
o ESA (Extend Service Area) – representa a interligação de vários BSAs
pelo sistema de distribuição através dos APs.
o ESS (Extend Service Set) – representa um conjunto de estações formado
pela união de vários BSSs conectados por um sistema de distribuição.
A figura seguinte, apresenta união de duas BSSs ligadas por um sistema de distribuição.
22
Figura 11 – União de duas BSS formando uma ESS
A identificação da rede ocorre da seguinte maneira: cada um dos ESSs recebe uma
identificação chamada de ESS-ID; dentro de cada um desses ESSs, cada BSS recebe
uma identificação chamada de BSS-ID. Então, o conjunto formado por esses dois
identificadores (o ESS-ID e o BSS-ID), formam o Network-ID de uma rede sem fio
standard 802.11.
Apesar dos elementos que fazem parte da arquitectura sem fio possibilitar a construção
de uma rede abrangendo áreas maiores do que um ambiente local, o projecto do IEEE
802.11 limita o standard IEEE 802.11 às redes locais, com ou sem infra-estrutura.
Numa rede WLAN sem infra-estrutura (conhecidas por redes Ad Hoc), as estações
comunicam-se na mesma célula, sem a necessidade de estações especiais, ou seja, sem
necessidade dos APs para estabelecer as comunicações. Numa rede local com infraestrutura, é necessária a interligação de múltiplos BBSs, formando um ESS. Nesse caso,
a infra-estrutura é representada pelos APs, e pelo sistema de distribuição que interliga
23
esses APs. O sistema de distribuição, além de interligar os vários pontos de acesso, pode
fornecer os recursos necessários para interligar a rede sem fio a outras redes, e ele, o
sistema de distribuição, geralmente é representado por um sistema de comunicação com
fio (cobre ou fibra).
Um elemento fundamental na arquitectura de rede local sem fio com infra-estrutura é o
ponto de acesso, que desempenha as seguintes funções:
- Autenticação, associação e reassociação: permite que uma estação móvel
mesmo saindo de sua célula de origem continue conectada à infraestrutura e
não perca a comunicação.
A função que permite manter a continuidade da comunicação quando um usuário passa
de uma célula para outra, é conhecida como handover. Os conceitos a seguir descritos
estão associados à rede 802.11b:
- Gestão de potência: permite que as estações operem economizando energia,
através de um modo chamado de power save.
- Sincronização: garante que as estações associadas a um AP estejam
sincronizadas por um relógio comum.
24
25
PARTE II – REDES WLANS: TECNOLOGIAS,
STANDARDS E FORUMS
4 TECNOLOGIAS DE REDES SEM FIOS (DATA NETWORKING)
4.1 O Espectro de Frequências
4.1.1 O Spread Spectrum
Uma parte extremamente importante e difícil de projectar a propagação do
espalhamento de espectro rádio - spread spectrum - é assegurar a sincronização rápida e
de confiança no lado do receptor. No receptor, o correlacionador do sinal remove o
spreading code e o desmodulador recupera a informação do sinal na unidade de banda
base.
Ambos devem ser síncronos com o sinal transmitido e geralmente efectuam o tracking
do sinal após começar a ser recebido. O tempo da aquisição é o período efectuado desde
o início do tracking até ser efectuado o locking do sinal, do lado receptor, sendo ainda
uma medida importante na avaliação do desempenho do receptor. Outras medidas
incluem a capacidade para sincronizar na presença de interferências várias, casos do
ruído térmico, e ainda a capacidade para sincronizar durante longos períodos de tempo.
[4]
Figura 12 – Alocação do Espectro dos 2.4GHz por Região
26
4.1.2 Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS)
Este foi primeiro tipo de spread spectrum desenvolvido, sendo que o hopping de
frequência é o processo de saltar rapidamente de uma frequência para outra. O sinal de
comunicação (voz ou dados) é alvo de transmissões em partes separadas. Esta técnica
faz o broadcast do sinal sobre uma série aleatória de frequências rádio. Um receptor,
entre o hopping de frequências na sincronização com o transmissor, recebe a mensagem.
A mensagem só pode ser inteiramente recebida se a referida série de frequências é
sabida. Isto deve-se ao facto de somente o receptor pretendido saber a sequência do
hopping do transmissor e, somente aquela que o receptor pode - com sucesso - receber
todos os dados. A maioria dos fabricantes desenvolve seus próprios algoritmos das
sequências de hopping, garantindo todos sem excepção que dois transmissores não
deterão (hop) a mesma frequência ao mesmo tempo.
O hopping de frequência tem dois benefícios principais. O ruído eléctrico tal como
outros sinais electromagnéticos aleatório, afectarão apenas uma pequena parte do sinal
de comunicações.
Figura 13 – O Funcionamento do FHSS
27
Por outro lado, o efeito de outras tecnologias de comunicações rádio a operarem na
mesma banda e dentro do mesmo espectro, será mínimo. A interferência que aqui
decorre, resultará somente numa qualidade ligeiramente reduzida da transmissão, ou
numa pequena perda dos dados. Uma vez, que as redes de dados reconhecem o sucesso
dos dados entregues – efectuam o acknowledge - todas as partes em falta do sinal,
provocarão um pedido para retransmitir os dados perdidos.
Um canal consiste numa largura de frequência que é determinada pelo comité do FCC.
O IEEE 802.11 esboçou um padrão para os limites dos transmissores FHSS na banda
dos 2,4 GHz. [4]
4.1.3 Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)
Este é outro tipo de uma comunicação spread spectrum, chamado de DSSS. É
actualmente o método mais comum utilizado em WLANs. Uma sequência directa do
transmissor espalha as suas transmissões adicionando para o efeito bits de dados
redundantes, chamados de chips ou microplacas. O DSSS adiciona pelo menos dez
chips a cada bit de dados, de modo a proteger o receptor da perda dos dados. O DSSS
não divide um sinal de dados em partes, em vez disso codifica cada bit de dados nestes
chips. Ou seja o transmissor emite a mesma parte de dados unida aos diversos chips
para fornecer a redundância. Geralmente, 11 a 20 bits são usados para cada chip,
dependendo da aplicação. Um chip de 11-bit é representado por:
0=10010010110
1=01101101001
Depois que um número fixo de chips é emitido, repetem-se precisamente. Este número
fixo de chips é conhecido também como chipping sequence ou Barker sequence.
Um bom código de spread spectrum tem uma correlação cruzada baixa. Ou seja, muito
poucas sequências desses chips serão comuns a outros códigos de spread spectrum
28
emitidos de perto por outros dispositivos rádio numa mesma área. Isto resulta na
interferência mínima no meio dos utilizadores, dado que um receptor de código, usando
um código particular, só pode somente ser alcançado pelo transmissor que emite
exactamente esse mesmo código.
Similar a um receptor do hopping de frequência (FHSS), um receptor da sequência
directa deve saber o código espalhado (spreading code) de um transmissor de modo a
poder descodificar correctamente o stream de dados.
Este código espalhado é o que permite a múltiplo transmissores da sequência directa
operar na mesma área sem interferência. Uma vez que o receptor recebeu a transmissão,
remove todos os chips estranhos para produzir o tamanho original do sinal, e terminar
deste modo o processo de desmodulação.
O throughput de transmissores da sequência directa na faixa de 2.4GHz é de 11 Mbps.
Áreas de interferência elevada, em adição a outros factores, podem significativamente
retardar o throughput ao usar-se DSSS.
Nas WLANs para a seqüência directa, onze canais no total podem ser usados para a
transmissão do sinal RF. Cada canal tem 22 MHz de largura, e todos os canais são
combinadas de modo a preencher por inteiro o espectro rádio que pode ser usado para as
WLANs 802.11, neste caso na banda do ISM em 2.4 GHz.
4.1.4 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
Uma outra modalidade de transmissão wireless, diferente do spread spectrum, é a
chamada multiplexagem por divisão ortogonal da frequência (OFDM), com uma
variação chamada Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (COFDM).
O OFDM é uma forma de modulação multiportadora, usando uma técnica de modulação
de multiplexagem de divisão-frequência (FDM) para transmitir quantidades grandes de
dados digitais sobre uma única onda de rádio. O OFDM separa o sinal de rádio em
múltiplos sub-signais menores, que são transmitidos então simultaneamente em
29
diferentes frequências ao dispositivo móvel de recepção. Desta maneira, o OFDM reduz
a quantidade de cross-talk em transmissões do sinal. O OFDM é muito útil ao transmitir
broadband e taxas elevadas de dados de informação. Um dos benefícios de OFDM é a
robustez do sistema de transmissão e respectiva resistência à interferência. O OFDM foi
estandardizado para discrete multitone (DMT), que é o standard mundial Asymmetric
Digital Subscriber Lines (ADSL). O OFDM é também incorporado no Digital
AudioBroadcasting (DAB) que usado na Europa.
4.2 IEEE 802.11 – Especificações para Wireless LANs
O Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE, www.ieee.org )
desenvolve standards em larga escala abrangendo os campos de electrónica/eléctricos.
O comitê responsável pelas redes locais 802 e redes da área metropolitana
(Metropolitan Area Networks Standards Committee - LMSC) do IEEE, definem as
especificações relacionadas com as redes LANs (www.ieee802.org ). [3]
4.2.1 O IEEE 802.11 LAN Standard
Em 1990, o LMSC deu forma ao workgroup 802.11 para começar a desenvolver
um padrão wireless para as redes locais LAN (http://grouper.ieee.org/groups/802/11/ ).
Sete anos mais tarde, o primeiro padrão wireless de IEEE foi terminado, que forneceu
uma taxa de 1Mbps regular e, opcionalmente uma da taxa de transferência de 2Mbps
para utilizando a banda ISM nos 2.4 GHz. Naturalmente, a decisão em usar-se esta faixa
rádio não foi arbitrária, mas sim baseada no facto de que estava disponível para o uso
em banda não licenciada na maioria dos países em todo o mundo. Isto, em parte, é a
razão pela qual este standard foi bem sucedido. [3]
O padrão 802.11 define a relação entre clientes sem fios e seus pontos de acesso da
rede. Especificamente, isto as camadas Physical (PHY) e de Media Access Control
(MAC). Define também o mecanismo de segurança (WEP, Wired Equivalent Privacy)
30
bem como as linhas orientadoras de como deve funcionar o roaming entre os pontos de
acesso (APs).
A camada de PHY define a transmissão wireless. Três tipos diferentes de transmissões
são definidos no standard 802.11: diffuse infrared, o rádio DSSS, o rádio FHSS. Hoje a
transmissão mais usada é a transmissão de rádio DSSS. A camada PHY sustenta uma 1
taxa de dados de 1 Mbps, com uma taxa opcional de 2 Mbps tal como na especificação
original.
A camada do MAC controla o acesso aos meios físicos, que no caso do 802.11, é a
transmissão via rádio ou por infravermelhos. Devido à natureza da camada PHY e dos
dispositivos que usam normalmente o wireless, a camada de 802.11 MAC executa
algumas funções extra (tais como a funcionalidade de roaming vagueando, e
consumo/conservação de potência) que normalmente não são fornecidas por uma
camada MAC usada em redes com fios (wired). Isto serve para esconder as
características físicas do meio wireless relativas às camadas mais elevadas da rede. O
MAC tem dois modos principais de operação: o modo distribuído CSMA/CA (carrier
sense multiple access with collision avoidance) e o modo coordenado. A modalidade
distribuída usa básicamente os mesmos métodos utilizadas nas redes Ethernet
CSMA/CD (carrier sense multiple access with collision detection), compartilhando o
mesmo fio. O modo coordenado usa um mecanismo centralizado de forma a
providenciar suporte para as aplicações que requerem tráfego em tempo real.
A especificação 802.11 especifica também o uso opcional da encriptação para
segurança, através do WEP. Dado que as redes wired tem uma medida de segurança
física que é não é disponibilizada para as redes wireless, a encriptação ou cripografia, é
usada para fornecer uma privacidade equivalente, similar a um limite físico (como se
fosse uma parede).
No entanto, algumas falhas nas funcionalidades do WEP foram identificadas e
discutidas extensamente, as quais incluem falhas ao nível da execução do algoritmo
RC4. Estas lacunas, foram entretanto preenchidas por várias soluções proprietárias, ao
nível de fabricantes. Entretanto, o IEEE está tentando dirigir-se a estas lacunas de
segurança, através do grupo 802.11i.
31
Figura 14 – Os Vários Standards do 802.11 e Respectiva Regulação
4.2.2 O IEEE 802.11b
Actualmente, é o padrão mais extensamente reconhecido e utilizado hoje em dia.
Em setembro 1999, o 802.11 High Rate, ou 802.11b, foram aprovados como padrão
para altas taxas de transmissão do 802.11, fornecendo taxas de transferência de dados
até 11 Mbps ao usar a banda dos 2.4 GHz.
As taxas de throughput de dados são geralmente muito menos do que a taxa de dados
física da relação devido ao overhead, aos erros e às colisões do MAC. Esta extensão usa
CCK com DSSS, e como usa a banda dos 2.4 GHz é inteiramente compatível com as
implementações de DSSS para o 802.11.
32
4.2.3 O IEEE 802.11a
O 802.11a é uma outra definição de interface para taxas de trnsmissão de elevado
desempenho. Utiliza uma faixa de rádio completamente diferente, a faixa de 5 GHz.
Projetado para fornecer 54 Mbps, utilizando uma novada modulação: o OFDM. Para a
informação adicional, ver em www.ofdm-forum.com.
Uma desvantagem actual do 802.11a é que a parcela da faixa de 5 GHz definida e
aprovada para uso não licenciado nos Estados Unidos é diferente daquela alocada
noutros países, nomeadamente Europeus. Em consequência, a interoperabilidade com os
produtos de outros países tornar-se-á um problema, que por si só justificam a criação de
novos grupos de trabalho. Assim, dentro do 802.11 foram criados grupos de trabalho,
com a tarefa de unificar esta faixa de rádio.
O 802.11a não é compatível com o 802.11b, porque usa uma faixa de rádio
completamente diferente (2.4 GHz para 802.11b; 5 GHz para 802.11a). Caso fosse
possível, poderia eliminar investimentos actuais na implementação de infra-estrututuras
de redes 802.11b, o que pode ser uma barreira à adopção do 802.11a. Alguns fabricantes
estão tentando dirigir-se a este problema ou lacuna, desenvolvendo dispositivos que
trabalham simultaneamente com o 802.11a e com o 802.11b, tal como se fossem
produtos independentes.
Contudo, o uso da banda dos 5 GHz a longo prazo, deverá fornecer transmissões mais
limpas e sem a interferência de outros dispositivos que actualmente usam a faixa dos 2.4
GHz, tais como telefones, fornos de microondas, e sobretudo o Bluetooth, oqual usa
também a faixa dos 2.4 GHz.
O espectro disponível na banda dos 5 GHz é também muito maior do que o da faixa de
ISM, permitindo a utilização até 11 canais diferentes quando comparado os 3 canais
para a faixa dos 2.4 GHz.
33
4.2.4 O IEEE 802.11g
O grupo do 802.11g é uma outra definição de interface para taxas de transmissão
de elevado desempenho, que seja similar ao 802.11b. O 802.11g usa uma tecnologia da
Texas Instruments (TI) para taxas de dados até 22 Mbps ou recorrendo à modulação
OFDM com DSSS (a mesma tecnologia em 802.11a) para taxas de dados até 54 Mbps.
Uma razão principal para a criação deste padrão é que o 802.11g fornece uma taxa de
dados mais elevada, sendo compatível e mantendo a interoperabilidade com o actual
802.11b, baseado em DSSS.
No entanto, o 802.11g tem vários inconvenientes. Os maiores, relacionam-se com a
interferência de rádio frequência de outros dispositivos que usam a mesma faixa rádio
de 2.4 GHz. Isto pode fazer do 802.11g somente uma solução interna, quando
comparado com outro produto que use a faixa dos 5 GHz.
Este grupo de trabalho teve também algum atraso devido às diferentes políticas entre a
Texas Instruments (TI) e a Intersil. A Intersil é actualmente o maior fabricante do
chipset 802.11b, e propuseram o uso de OFDM para 802.11g. A Texas Instruments, que
também gostaria de se transformar em fornecedor desse chipset, propuseram o uso da
sua tecnologia. Assim, na sua arquitectura actual, o standard 802.11g especifica o uso
de ambas as tecnologias.
4.2.5 O IEEE 802.11j
Este grupo de trabalho foi proposto em conjunto pelo IEEE, pelo ETSI, pelo
Multimedia Mobile Access Communication (MMAC) e pelo 5 GHz Globalization
Harmonization Study Group (5GSG), e tinha como objectivo principal conceber a
interoperabilidade entre o standard 802.11a e os standards de High-performance radio
LAN (HiperLAN). O HiperLAN é um padrão europeu de wireless LAN, sendo discutido
mais tarde na secção "HiperLAN/2". A idéia era criar um único standard, global, para o
wireless LAN na faixa de 5 GHz. Depois que algum trabalho foi realizado o uso
unificado desta faixa pelos Estados Unidos, Europa e Japão. No entanto, este grupo foi
interrompido.
34
4.2.6 O IEEE 802.11e
Este grupo de trabalho é atribuído para adicionar potencialidades multimedia e
qualidade de serviço (QoS) à camada MAC do 802.11.
Dado que constitui uma modificação da camada do MAC, os benefícios obtidos aqui
beneficiarão também o 802.11a, o 802.11b, e os dispositivos 802.11g. A QoS relacionase com a execução de garantias das taxas da transmissão de dados de e de percentagens
especificadas nos erros de operação. O trabalho deste grupo terá também um impacto
nos grupos 802.15 e 802.16. O facto de se conceber um standard de QoS para
dispositivos wireless pode influenciar decisivamente a adopção dos protocolos do
802.11 para multimedia e dispositivos de voz sobre IP (VoIP).
4.2.7 O IEEE 802.11h e O 5GPP
O 802.11h é um padrão suplementar para a camada de MAC, de modo a cumprir
com os requisitos e regulações europeias para a implementação das 5GHz WLANs. As
regulações europeias para a banda dos 5GHz requerem que os dispositivos possuam
Transmission Power Control (TPC) e Dynamic Frequency Selection (DFS). O TPC
limita a transmissão de potência ao mínimo necessário de modo a alcançar o utilizador
mais próximo. O DFS selecciona o canal de rádio do ponto de acesso de modo a
minimizar a interferência com outros sistemas, como o caso dos radares.
Assim o 802.11h é essencialmente uma adaptação do 802.11a, com a finalidade de
preencher os requisitos europeus para implementação da faixa dos 5 GHz. Quando o
802.11h amadurecer, deverá eventualmente substituir o 802.11a, denominando-se como
WiFi5, de acordo com o WECA.
35
4.2.8 O IEEE 802.11i
O standard do 802.11 tem um número de edições de assuntos relacionados com a
segurança. Por causa da segurança, a este grupo de trabalho foi dado forma de modo a
estudar as vulnerabilidades actuais da segurança. Actualmente, desenvolveram um trio
das melhorias colectivas identificadas como Temporal Key Integrity Protocol (TKIP).
As melhorias básicas recomendadas na proposta actual são o uso imperativo das chaves
temporais de 128-bit, uso de pacotes rápidos que fecham com chave e gestão da chave.
O 802.1x deverá ser adoptado para resolver os problemas de autenticação e da
distribuição da chave.
4.2.9 O IEEE 802.1x
O 802.1x é um padrão aprovado em Junho de 2001, que fornece principalmente a
autenticação ao utilizador da rede wireless. Basicamente, o padrão define uma estrutura
de autenticação usando uma variedade de protocolos existentes, tais como o Extensible
Authentication Protocol (EAP). Alguns aspectos chaves deste standard incluem o uso
imperativo das chaves de 128-bit para a encriptação de dados RC4, e a obstrução de
toda a actividade da rede até após a autenticação bem sucedida do usuário. Por outro
lado, com o 802.1x, não há nenhuma necessidade para ter as chaves estáticas de WEP
distribuídas pelas estações.
4.3 O Bluetooth
O Bluetooth (nomeado assim, devido ao do Rei Viking de Dinamarca em tempos
conhecido pela sua habilidade em por os povos a falar um com o outro) é uma
especificação wireless de baixo custo e de pequeno alcance short-range para ligação de
36
dispositivos wireless. Originalmente foi desenvolvido pela Ericsson, com a finalidade e
substituir os fios/cabos entre telefones celulares e portáteis, com uma solução rádio de
dimensões pequenas, de baixo consumo de potência e de baixo custo.
Ao Bluetooth Special Interest Group ( (SIG) foi dado forma, de modo a fazer desta
tecnologia um padrão aberto, interoperáverl. A primeira liberação da especificação de
Bluetooth foi realizada em julho de 1999. O SIG está dirigindo agora o
desenvolvimento do padrão (www.bluetooth.com ).
O padrão de Bluetooth usa o rádio de baixo consumo de potência na banda dos 2.4 GHz
e evita a interferência de outros sinais de rádio pelo uso de freqüência de hopping muito
rápido (1.600 vezes num segundo) entre 79 freqüências em intervalos de 1 MHz.
Figura 15 – O Protocolo Bluetooth
Como o Bluetooth usa a mesma faixa que os 802.11, 802.11b, e os padrões 802.11g (a
escala de 2.4 GHz), levantaram-se algumas interrogações sobre a exsitência destes
dispositivos na mesma área física. Entretanto, um número de estudos mostraram que é
possível para estes operarem nesse espectro. O grupo IEEE 802.15 TG2 foi criado com
a finalidade de melhorar a interoperabilidade entre os dispositivos de Bluetooth e os
dispositivos de 802.11 que usam a faixa de 2.4 GHz.
37
4.4 O HomeRF
O HomeRF (www.homerf.org ) é uma etiqueta para um grupo dos fabricantes que
se juntaram em 1998 para desenvolver um padrão para a conectividade sem fios entre
computadores pessoais e dispositivos electrónicos. O padrão que daqui resultou é o
Shared Wireless Access Protocol (SWAP), que permite a transmissão de dados e voz
taxas de transmissão até 1,6 Mbps.
Figura 16 – O Modelo da pilha do HomeRF
Direccionado para o mercado residencial, com a premissa de que face ao HomeRF, os
dispositivos de 802.11 seriam demasiado caros e complicados de operar para os
mercados residencial e de consumo em larga escala. No entanto, a popularidade dos
dispositivos de 802.11 rapidamente desfizeram esta noção e o mercado de HomeRF está
um tanto deslocado, face a isto. A fim de tentar recuperar, o HomeRF está trabalhando
no wideband frequency hopping (WBFH) de modo a aumentar a taxa de transmissão.
38
4.5 O ETSI e as High-Performance Radio LANs
4.5.1 O HiperLAN/1
Em 1991, o ETSI deu forma ao comité RES10 para desenvolver um HiperLAN. O
padrão resultante foi o HiperLAN/1 (aprovado em 1996) e define as especificações das
camadas de PHY e de MAC para comunicações wireless de elevado desempenho. O
HiperLAN/1 utiliza gaussian minimum shift keying (GMSK) e especifica taxas de dados
até 20 Mbps entre dispositivos portáteis. [8]
Uma vantagem de HiperLAN/1 é que trabalha num faixa dedicada (5.1 a 5.3 GHz,
alocada somente na Europa) pelo que não tem que usar outras tecnologias de espectro a
fim coexistir na banda dos 2.4 GHz ISM. O protocolo utilizado, usa uma variante de
CSMA/CA e inclui economias (opcionais) ao nível de encriptação e de consumo de
potência.
O HiperLAN/1 é também totalmente ad hoc, não requerendo nenhuma configuração
nem nenhuma unidade central. Apesar de ser interessante e agradável, existem muito
poucos produtos HiperLAN/1 comercialmente disponíveis.
4.5.2 O HiperLAN/2
Em 1997, o ETSI deu forma ao grupo Broadband Radio Area Network (BRAN)
para trabalhar em HiperLAN/2, o qual foi aprovado em fevereiro 2000. O Hiper-LAN/2
é um redesign de HiperLAN/1 e foi o primeiro standard a utilizar modulação OFDM.
39
Figura 17 – O Modelo da pilha do HiperLAN2
O HiperLAN/2 e IEEE 802.11a são similares, no da faixa dos 5 GHz e do OFDM,
podendo alcançar as taxas transmissão de dados 54 Mbps. Entretanto, uma diferença
chave entre os dois padrões está na camada do MAC destes sistemas. O HiperLAN/2
usa a Time Division Multiplexing (TDM), enquanto que o 802.11a/g o utiliza a
CSMA/CD. Por causa disso, o HiperLAN/2 pode fornecer QoS, enquanto queo IEEE
802.11a não o inclui actualmente.
Figura 18 – O modo PHY (camada fisica) definido para HiperLAN/2
O inconveniente principal do HiperLAN/2 é que não tem actualmente nenhum produto
comercial. É possível que um padrão comum possa existir entre o ETSI e o IEEE
porque um projeto comum, referido como 5 GHz Unified Protocol (5-UP) está sendo
40
actualmente desenvolvido. O objetivo do projeto é fornecer um único padrão universal
na banda dos 5 GHz para wireless LANs.
Figura 19 – Características: 802.11(IEEE) versus HiperLAN2 (ETSI)
4.6 A Alocação do Espectro dos 5 GHz na Europa, Japão e Estados
Unidos
Para a alocação do espectro dos 5 GHz e a cobertura de área, são sugeridos 455
MHz para serem alocados em sistemas de Hiperlan na Europa.As diferentes partes das
faixas têm diferentes circunstâncias operacionais ajustadas pelo CEPT, de modo a
permitir a coexistência com outros serviços.Nos Estados Unidos são alocados 300 MHz
para a implementação de redes WLAN nos 5 GHz definida pelo National Information
Infrastructure (NII). No Japão, são alocados 100 MHz para redes WLAN nos 5 GHz, e
mais alocamento do espectro está sob a investigação actualmente.
41
Figura 20 – Alocação do Espectro nos 5 GHz.
O ITU-R começou também número de actividades para recomendar um alocamento
global para redes WLAN nos 5 GHz.
Figura 21 – Regras no Espectro dos 5 GHz.
42
4.7 Outros Grupos de Trabalho
4.7.1 O Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) ou Wi-Fi Alliance
Fórum
4.7.1.1 A Certificação Wi-Fi
De modo a assegurar que os consumidores possam construir redes wireless 802.11
garantindo a interoperabilidade das mesmas, esta organização - o Wireless Ethernet
Compatibility Alliance (WECA) - é responsável pelos testes e certifica os
dispositivos/produtos 802.11 com o símbolo Wi-Fi (ver figura seguinte). Desta
aprovação, significa que um dispositivo em particular passou um teste completo de
interoperabilidade com dispositivos de outros fabricantes, resultando daqui uma garantia
efectiva e níveis de confiança para o consumidor. O selo wireless-fidelity (Wi-Fi) é um
selo concedido da aprovação para aqueles produtos de WLAN que terminaram com
sucesso os testes vários. O selo Wi-Fi deve fornecer aos clientes a garantia que os
produtos que possuem este logo funcionarão conjuntamente.
Figura 22 – A Wi-Fi Alliance
43
Os membros do grupo WECA incluem um número de crescente da indústria de
fabricantes de WLAN, incluindo a Cisco Systems. Assim, o logo Wi-Fi tornou-se
sinónimo do wireless 802.11. No entanto, convém frisar que o Wi-Fi não é um padrão
de tecnologia ou standard, ele assegura meramente o interoperabilidade no seio dos
fabricantes membros da WECA. Ou seja, existe a possibilidade real do consumidor ter
adquirido produtos 802.11 e estes para não serem ainda alvo de uma certificação Wi-Fi.
[15]
Figura 23 – O Selo de Certificação Wi-Fi
4.7.2 WLAN Interoperability Forum (WLIF)
Extremamente similar ao WECA, a missão do fórum da interoperabilidade de WLAN
(WLIF) é promover o uso de WLANs com a entrega de produtos interoperáveis e os
serviços associados, em todos os níveis do mercado. O WLI baseia também os seus
testes de interoperabilidade no popular standard do IEEE 802.11. O selo standard Wi-Fi
do WECA teve um impacto significativo no fórum de WLI e a influência deste no o
mercado wireless diminuiu rápidamente.
44
PARTE III – SEGURANÇA DAS REDES WLAN
5 AUTENTICAÇÃO E SEGURANÇA
5.1 O protocolo WEP
O padrão de IEEE 802.11b define um esquema opcional da encriptação designado
por Wired Equivalent Privacy (WEP), que inclui um mecanismo para garantir a
segurança dos dados nas WLANs. O WEP faz desde o início parte do grupo IEEE
802.11 original. Este padrão utiliza algoritmos do tipo RC4, encriptação de dados a 40bit, de modo a impedir que um intruso alcance a rede e capture o tráfego wireless da
rede WLAN. [4]
O objectivo principal do WEP consiste em fornecer um nível de segurança e
privacidade equivalente às ligações com fios (wired) do 802.3 LAN Ethernet. O WEP
recorre a um esquema simétrico para a segurança, onde a mesma chave e algoritmo são
usados quer para a encriptação e desencriptação dos dados. As características principais
do WEP são:
-
Controle do acesso, para impedir que os usuários sem a chave correcta de
WEP possam ganhar o acesso à rede.
-
- Privacidade, para proteger o stream de dados da WLAN, os quais após
serem encriptados só é autorizado a respectiva desencriptação somente pelos
usuários que têm as chaves correctas de WEP.
Embora num dispositivo móvel seja opcional o suporte WEP, a certificação Wi-Fi pelo
Wireless Ethernet Compatibility Alliance (Ethernet (WECA) exige o WEP com chaves
de encriptação de 40-bit, definindo-se assim a norma WEP1. Do ponto de vista de
implementação comercial, alguns fabricantes executam sua encriptação e a
desencriptação com rotinas de software, enquanto outros recorrem a soluções de
hardware para esse efeito.
45
Figura 24 – WEP: a autenticação baseada na chave partilhada
5.1.1 A Encriptação no WEP
Quando o WEP encripta os dados, dois processos estão aplicados aos dados: um
para encriptar a informação, o outro para proteger contra a modificação não autorizada
dos dados. Isto é efectuado através do seguinte procedimento:
1. A chave de 40-bit (secreta) é concatenada com um vector de 24-bit (IV), tendo
por resultado uma chave de tamanho de 64-bit.
2. A chave resultante é a entrada do gerador, designado como pseudo-random
number generator (PRNG).
3. O PRNG (RC4, descrito abaixo) providencia uma chave de saída baseada na
chave de entrada anterior.
4. A sequência resultante é usada para efectuar a encriptação dos dados fazendo um
XOR bitwise
46
Resultado: os bytes encriptados são de igual tamanho do número de bytes de dados a
serem transmitidos na informação expandida, à qual acrescentam-se mais 4 bytes.
Figura 25 – O algoritmo de encriptação no WEP.
5.1.2 A Desencriptação no WEP
Para decifrar o código de dados, o WEP segue o seguinte processo:
1. O IV da mensagem recebida é usado para gerar a seqüência da chave necessária
para decifrar a mensagem de informação recebida.
2. A mensagem encriptada, combinada com a seqüência chave apropriada,
fornecem o texto da informação original e o ICV.
3. A desencriptação é verificada, executando o algoritmo da verificação da
integridade no texto recuperado, e comparando a saída ICV1 com o ICV da
mensagem transmitida.
4. Se o ICV1 não for igual a ICV, a mensagem recebida é um erro, pelo que esta
indicação do erro é emitida (para trás) à estação de emissão. Unidades móveis
com mensagens erradas não são autorizadas.
47
Figura 26 – O algoritmo de desencriptação no WEP.
5.1.3 O Algoritmo RC4 do WEP
O WEP é executado usando o motor de encriptação RC4. O RC4 é muito utilizado
em produtos da criptografia, sendo do ponto de vista prático muito usado no protocolo
de Internet: o Secure Sockets Layer (SSL).
O WEP RC4 PRNG é uma componente crítica do processo de WEP, porque é o motor
real de todo o processo de encriptação. O IV prolonga o tempo de vida útil da chave
secreta, providenciando a propriedade síncrona do algoritmo. A chave secreta
permanece constante enquanto o IV muda periodicamente.
5.2 A Nova Solução: O Wi-Fi Protected Acess (WPA)
Para ultrapassar as limitações dos mecanismos nativops de ambientes WLANs, a
Wi-Fi Alliance tem vindo a desenvolver, em conjunto com o IEEE, esforços no sentido
de crier uma especificação baseda em standards para a portecção dos dados e controlo
do acesso a redes locais sem fios.
Assim sendo, a especificação Wi-Fi Protected Acess (WPA) vem colmatar muitas das
falhas que limitavam a anterior especificação, o WEP do IEEE. As fraquezas do WEP
prendem-se sobretudo com a componente de criptografia (o algoritmo RC4), dado que
um intruso equipado com ferramentas apropriadas poderia obter oacesso não autorizado
48
(entre outros) a uma WLAN, mesmo integrando mecanismos WEP. A seguinte tabela,
traduz essas fraquezas e limitações do WEP e as respectiva solução via WPA.
WEP versus WPA
WEP
Encriptação
Autenticação
Infiltrado por
cientistas e piratas
(hackers)
Chaves de 40 bits
Estática: a mesma
chave usada por
todos na rede
WLAN
Distribuição
manual das chaves.
Introdução manual
em cada
dispositivo.
Usa a própria chave
WEP para
autenticação.
WPA
Resolve todas as
falhas do WEP
Chaves de 128 bits
Dinâmicas: chaves
de sessão
dinâmicas. Chaves
por utilizador, por
sessão e por pacote.
Distribuição
automática das
chaves.
Robusta
autenticação do
utilizador, usando
mecanismos de
802.1x e EAP.
Tabela 1 – WEP versus WPA: As limitações do WEP e as soluções adoptadas com o WPA
Para além das fraquezas e limitações do WEP, assistia-se à necessidade de nos meios
empresariais complexos de complementar o WEP com outras soluções de segurança,
incluindo as redes proprietárias virtuais (VPNs), servidores de autenticação 802.1X e
outras tecnologias proprietárias. Esta nova especificação proporciona uma solução de
segurança nativa a todas as versões dos dispositivos 802.11, incluindo o 802.11b, o
802.11a, multi-banda e multi-modo.
49
Figura 27 – O Selo de Certificação Wi-Fi com o mecanismo WPA certificado
Na prática esta especificação (WPA) é uma sub-copmponente do próximo standard
IEEE 802.1i, também já apelidado de WPA2, o qual deverá ser ratificado durante o
primeiro trimestre de 2004.
5.2.1 Características do WPA
O WPA deverá endereçar todas as vulnerabilidades que caracterizam o actual protocolo
WEP, nomeadamente ao nível da autenticidade dos dados e da autenticação dos
utilizadores de redes WLANs. O WPA, sendo um selo de certificação da Wi-Fi
Alliance, está desenhado para minimizar os impactos na performance da rede WLAN e
para correr como upgrade nos mais de 650 produtos Wi-Fi actualmente certificados no
mercado.
O WPA utiliza o protocolo TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) para a Encriptação
e emprega a autenticação 802.1x em conjunto com um dos tipos de standard EAP
(Extensible Authenticacion Protocol) disponíveis actualmente. A Wi-Fi Alliance já
começou a certificar os produtos segundo esta nova norma, pelo que o objectivo é que o
WPA venha a substituir progressivamente a actual especificação (já instalada) WEP,
50
transformando-se dessa forma na solução de segurança nativa dos novos dispositivos
Wi-Fi certificados.
Figura 28 – O Selo de Certificação Wi-Fi
5.2.2 Mecanismos de Segurança do WPA
Uma das principais fraquezas do WEP consiste no facto de usar uma chave
pequena e estática para iniciar a encriptação. Esta chave de 40 bits é introduzida
manualmente no ponto de acesso e em todos os utilizadores que comunicam com o
ponto de acesso. O sistema não é alterado se as alterações não forem introduzidas em
todos os dispositivos, o que representa uma tarefa trabalhosa e intensiva. Além disso o
WEP carece de um meio de autenticação, ou seja um método para validação das
credenciais dos utilizadores, de forma a assegurar que só acede à rede quem tem a
devida autorização. A Wi-Fi Alliance através da certificação WPA, garante que o WPA
resolve estas falhas e acrescenta ainda outras à segurança. No WPA, surge o TKIP
associado à autenticação 802.1X/AES, emprega uma hierarquia de chaves que aumenta
bastante a protecção.
51
5.2.3 A Encriptação: TKIP
O mecanismo TKIP integrado no WPA aumenta o tamanho da chave de 40bits
para 128 bits e substitui a chave única e estática do WEP, por chaves geradas
dinamicamente e distribuídas pelo servidor de autenticação. O TKIP utiliza uma
hierarquia de chaves e uma metodologia de gestão de chaves que minimiza a
previsibilidade que os intrusos aproveitam para explorar a chave WEP. Para isso o TKIP
potencia o esquema 802.1x/AES. O servidor de autenticação, depois de aceitar as
credenciais do utilizador, usa o 802.1x para gerar uma chave mestre única, para uma
determinada sessão de computação. O TKIP distribui esta chave ao cliente e ao ponto de
acesso e estabelece um sistema de hierarquia e gestão de chaves, usando chaves do tipo
“pair-wise” para gerar dinamicamente chaves de encriptação de únicas para encriptar
qualquer pacote ou stream de dados que seja transmitido na rede WLAN. [5]
Figura 29 – A Autenticação com WPA
Deste modo, a hierarquia de chaves do TKIP substitui a chave única e estática do WEP
por cerca de 500 triliões de chaves possíveis que podem ser utilizadas num dado pacote
de dados.
52
O TKIP possui ainda um sistema de Message Integrity Check (MIC) para proteger e
rede contra as falsificações de pacotes de dados. Assim, o MIC foi desenhado para
prevenir que um intruso capture pacotes de dados e tente alterar e reenviá-los. O MIC
proporciona um algoritmo robusto, que depois de processado e comparado pelo receptor
e pelo transmissor, se a chave não for confirmada os dados são assumidos como tendo
sido adulterados e o pacote cai.
Ao expandir a dimensão das chaves, o número de chaves em uso e ao criar um
mecanismo de verificação da integridade, o TKIP incrementa bastante a complexidade e
dificuldade associada à descodificação de dados na rede Wi-Fi. Assim, o TKIP torna
bastante difícil se não mesmo impossível, o acesso de intrusos na rede Wi-Fi.
Concebido, para ser implementado nos actuais dispositivos Wi-Fi certificados, o TKIP é
igualmente incluído no futuro standard WPA2.
5.2.4 A Autenticação: 802.1x/AES+EAP
Ao nível da autenticação, o WPA usa uma autenticação 802.1x associada a uma
das variantes existentes de EAP (Extensible Authenticathion Protocol). A autenticação
baseada no 802.1x consiste num método baseado na porta para o controlo do acesso a
redes com e sem fios, tendo sido adoptado como standard pelo IEEE em Agosto de
2001.
EAP
EAP
RADIUS
802.1x
Hotspot
Auth
Server
Home
Auth.
Server
AP
AP
802.1x Cliente
Internet
Figura 30 – A Autenticação WPA: EAP+802.1x+Radius(AAA)
53
O EAP gere a apresentação das credenciais dos utilizadores (certificados digitais, nomes
de utilizador e senhas de acesso único, secure ID, etc) que o administrador decida
implementar. O WPA permite a flexibilidade tanto no tipo de credenciais que sejam
usados como na selecção do tipo de EAP.
Com o EAP, o 802.1x cria um ambiente em que as estações de trabalho clientes
efectuam a autenticação em conjunto com o servidor de autenticação. Esta autenticação
mútua, previne os utilizadores de acidentalmente estabelecerem a ligação a pontos de
acesso não autorizados na rede WLAN, assegurando igualmente que os utilizadores que
acedem à rede são mesmo os autorizados. Quando um utilizador solicita o acesso à rede,
o dispositivo cliente envia as credenciais do utilizador ao servidor de autenticação
através do ponto de acesso. Se o servidor aceitar as credenciais do utilizador, a chave
mestre do TKIP é enviada tanto para o cliente como para o ponto de acesso. Deste
modo, o cliente e o ponto de acesso (AP) se reconhecem mutuamente e instalam as
chaves, completando o processo.
O 802.1x usa o EAP (extensible authentication protocol, protocolo de autenticação
extensível) padrão da indústria ou uma variante mais recente, o PEAP (protected EAP,
EAP protegido). Nos dois casos, a principal vantagem do EAP/PEAP é que eles
permitem uma escolha dos métodos de autenticação. Por padrão, o 802.1x usa EAPTLS (EAP-segurança da camada de transporte), na qual todas as trocas do EAP
protegido são asseguradas pelo protocolo TLS (parecido com o SSL). O fluxo total do
processo de autenticação tem a seguinte aparência:
1. A estação sem fio tenta conectar-se ao AP pela porta não controlada. (como a
estação não foi autenticada ainda, ela não pode usar a porta controlada). O AP
emite um desafio de texto sem formatação à estação.
2. A estação responde identificando-se.
3. O AP encaminha a mensagem de identidade da estação ao autenticador, usando
o RADIUS, pela LAN com fio.
4. O servidor RADIUS procura a conta especificada para determinar que tipo de
credencial é exigida (por exemplo, você pode ter configurado seu servidor
54
RADIUS para aceitar somente certificados digitais). Essas informações são
transformadas em uma solicitação de credencial e são retornadas à estação.
5. A estação envia suas credenciais pela porta não controlada no AP.
6. O servidor RADIUS valida as credenciais; se elas passarem, uma chave de
autenticação é enviada ao AP. A chave é criptografada, de modo que apenas o
AP possa descriptografá-la.
7. O AP descriptografa a chave e a usa para criar uma nova chave específica para
aquela estação. Essa chave é enviada à estação, onde é usada para criptografar a
chave de autenticação global mestre para a estação.
5.2.4.1 Exemplo prático de Funcionamento do 802.1x
Quando implementado o 802.1x na rede, um supplicant deve primeiramente
autenticar-se no agente authenticator que fornece o meio de acesso à LAN. O
authenticator mantém um controle do status da porta para cada supplicant que ele está
usando, e no caso do supplicant ser autenticado, então a porta passa para o status
autorizado, e o supplicant pode enviar os dados da aplicação para a LAN através do
Network Access Server – NAS (switch de acesso). Porém quando o supplicant não é
autorizado, o status da porta no authenticator permanece como não autorizado, e o
supplicant não consegue enviar dados de sua aplicação através do Network Access
Server – NAS (switch de acesso).
Na figura seguinte, é demonstrado todo o processo de autenticação do usuário:
55
Figura 31 – Autenticação com 802.1x+EAP+Radius Client
Quando o NAS detecta uma actividade na porta, ele envia um EAP-RequestID para
identificação do usuário do dispositivo. De Referir, que o EAP é um protocolo de
autenticação que roda antes da transmissão de outros protocolos no link. Quando o
dispositivo recebe esta requisição (e possue um client 802.1x instalado), ele responde
com sua identificação para o authenticator que por sua vez encaminha a mesma para um
servidor de autenticação (por exemplo um Radius). Neste caso o servidor de
autenticação estará trabalhando como um identificador e fornecedor de perfil de acesso,
através do qual o usuário pode estar em localidades diferentes, porém acessando o
mesmo perfil dentro do mesmo servidor de autenticação.
Em resposta ao AccessRequest o servidor de autenticação envia ao authenticator um
AccessChallenge, e o NAS neste momento, encaminha EAP-Request para o dispositivo
que por sua vez responde com um EAP-Response com a identificação do usuário. Então
56
o NAS encaminha esta identificação do usuário para o servidor de autenticação, que
determina se o mesmo possui acesso ou não à rede, baseado na sua identificação. No
caso do usuário ser identificado, é enviado um Radius-Accept para o NAS, que por sua
vez encaminha um EAP-Success para o dispositivo, autorizando o tráfego de dados na
respectiva porta do usuário.
Este processo é inicializado toda vez que houver uma mudança de estado up/down na
porta, isto significa que caso o usuário desligeu o seu dispositivo da porta, todas as
configurações serão perdidas, sendo necessário a repetição de todo o processo de
autenticação.
O 802.1x traz uma série de benefícios para os administradores de redes, entre os quais
destacam-se:
Administração Central dos usuários – os supplicants permitem que os
-
administradores de rede continuem utilizando seus servidores Radius como um
centralizador na autenticação de usuários.
Alta segurança no acesso wireless – Existem várias publicações sobre falhas
-
de segurança proveniente do protocolo Wired Equivalent Privacy ou WEP (Este é o
protocolo de segurança mais utilizado nas redes Wireless). Um dos problemas com
o WEP é que as shared keys usadas nas estações e access point são na maioria das
vezes estáticas, isto é, estas keys serão reconfiguradas somente quando alteradas
localmente em ambos os dispositivos. Com um supplicant instalado na estação, este
problema pode ser evitado com o protocolo TLS (Transport Layer Security). O TLS
garante que uma nova key é gerada a cada vez que a estação associar-se ao access
point, provendo um excelente meio de autenticação e encriptação para a rede
wireless.
Após detalhar o funcionamento do 802.1x, é necessário definir algumas terminologias
utilizadas, onde:
•
Authenticator – Switch, Router ou Access Point que disponibiliza o acesso aos
usuários da rede. Estes dispositivos são responsáveis pela autenticação do acesso
à rede
57
•
Authentication Server – Este é o agente responsável pelo processo de
recebimento e resposta de solicitações, para autenticação de acesso à rede. Estes
agentes normalmente são Servidores Radius ou TACACS
•
Supplicant – Dispositivo de rede que necessita ser autenticado na rede. Na
maioria dos casos são estações de trabalho, mas podem ser também switches que
devem autenticar-se em outros "Authenticators"
•
EAP – Extensible Authentication Protocol. EAP é um protocolo genérico que
permite que os pontos de acesso à rede suportem múltiplos métodos de
autenticação, entre eles estão: smart cards, transport layer security – TLS,
Kerberos Microsoft, etc…
•
EAPOL – EAP over LAN conforme definido pelo padrão IEEE 802.1x
•
Radius Client – Os authenticators possuem um completo Radius Client, que
suportam inclusive uma contigência de servidores Radius (primário e
secundário). Isto garante que os usuários sempre estarão autenticando-se nos
NAS, através de uma base de dados confiável de autenticação.
Em conclusão, o conceito que o 802.1x traz para as redes, não é de apenas mais um
serviço para a segurança da rede, mas uma inovação nos conceitos actuais de gestão de
recursos. O 802.1x também viabiliza a implementação de outros serviços de
convergência da rede em função do usuário;
5.3 O RADIUS
O RADIUS é o protocolo dominante de AAA de utilização pública e de redes
confidenciais globis. Os usuários do RADIUS fornecem a infraestrutura de autenticação
e podem ser integrados com outros componentes críticos do acesso protegido de
Intranet, tais como controladores do domínio. O RADIUS permite ainda que a empresa
centralize as decisões do controlo do acesso. Centralizar as operações chaves públicas
usadas por PEAP e por TTLS nos pontos de acesso, dminuindo deste modo a
58
distribuição e os custos de gestão da rede e dos mecanismos de AAA. Os usuários do
RADIUS recorrem ao EAP, de modo a gerar as chaves que podem ser usadas nas
igações de redes WLAN entre clientes e APs.
5.3.1 A Futura Norma WPA2 e o IEEE 802.1i
A encriptação TKIP, a autenticação 802.1x/AES e a tecnologia de chaves prépartilhadas que integram o WPA forma extraídas da futura especificação WPA2, a qual
adicionalmente fornecerá um novo esquema de encriptação: O AES (Advanced
Encryption Standard). Tal como o WPA, a futura norma WPA2 usará um ambiente de
autenticação 802.1x/AES. Uma vez que o WPA fornece já uma encriptação robusta, a
transição dos clientes e pontos de acesso baseado em WPA2 pode ser efectuada de uma
forma gradual e integra, com a garantia de um elevado nível de confiança de que a
segurança não ficará comprometida.
Figura 32 – O WPA2 e o futuro IEEE 802.1i
59
60
61
PARTE IV – SITE SURVEY
6 SITE
SURVEY:
CONSTRUÇÃO
DE
UM
MODELO
DE
REFERÊNCIA
6.1 Etapas a realizar num RF Site Survey
Com o advento dos sistemas wireless, torna-se muito dificil planear a propagação
das ondas de rádio, na qual terá de analisada previamente a detecção e presença de
sinais que poderão interferir, recorrendo para esse efeito ao uso de equipamento de
teste. Algo que poderia parecer “trivial”, reveste-se de complexidade e rigor para um
bom desempenho final da WLAN. Mesmo na situação de utilização de antenas
omnidireccionais, as ondas de rádio não viajam na realidade com a mesma distância e
em todos os sentidos. Em vez disso, as paredes, as portas, o elevador e respectivos
eixos/carris, e outros obstáculos oferecem diferentes graus de variação de atenuação, o
que faz com que o teste padrão de cobertura de rádio frequência (RF) seja irregular e
imprevisível. Em consequência disso, é necessário executar um exame do local a cobrir
por RF, de modo a compreender inteiramente o comportamento das ondas de rádio
dentro de um local antes de instalar os pontos de acesso (APs) da rede wireless.
O objectivo final de um exame do local por RF, destina-se a fornecer (bastante)
informação precisa, de modo a determinar o número e a colocação exacta de pontos de
acesso para fornecer a cobertura wireless adequada para o local em questão, em toda a
sua dimensão abrangente, incluindo os já citados obstáculos fisicos. Na maioria de
execuções, a sustentação dos meios para uma cobertura adequada, obedece a uma taxa
de dados minima. Um exame do local por RF, é também útil, na medida que detecta a
eventual presença de interferência devida a outras fontes, as quais que poderiam
degradar o desempenho da rede local sem fios (WLAN) - elevando assim o patamar de
ruído e degradando a relação SNR .
A necessidade e a complexidade de um exame do local por RF, pode variar
bastante, dependendo do local e o tipo de instalação associada a realizar. Por exemplo,
um escritório pequeno de três divisões pode não requer um exame do local por RF. Este
cenário poderá provavelmente ser implementado com um único ponto de acesso situado
62
em qualquer lugar dentro do escritório e ainda manter a cobertura adequada. Se este
ponto de acesso “encontrar” a eventual interferência de RF de um outro dispositivo
wireless na imediação ou outra rede sem fios WLAN vizinha, poderá eliminar-se
facilmente o problema, escolhendo um canal rádio diferente do AP para a comunicação.
Um edifício ou local maior, tal como um complexo de escritórios, edifício de
apartamentos, um hospital, ou um armazém, requer geralmente um exame extensivo do
local de RF. Sem este exame, os utilizadores provavelmente sofreriam de uma cobertura
inadequada, com um desempenho baixo em algumas áreas. Assim, implementar num
local 20 pontos ou mais de acesso, é uma missão séria e que deverá ser alvo de um
planeamento rigoroso, a começar pelo estudo de RF. [9]
Ao realizar um exame do local por RF - designado por RF Site Survey -, deverão
considerar-se as seguintes etapas gerais:
1. Obter um diagrama\mapa da Local. Antes de começar com o exame do local,
deverá encontrar um diagrama\mapa do local o mais detalhado, o qual poderá
ser até o projecto de arquitectura do edifício, na melhor das hipóteses. No
entanto, se não estiverem nenhuns disponíveis, deverá preparar um desenho da
planta do local, descrevendo a posição das paredes, das passagens, etc..
2.Inspeccionar visualmente o Local. Isto deverá ser feito antes de executar algum
teste de RF, para verificar a exactidão do diagrama do local obtido. Esta é ainda
uma boa oportunidade para anotar todas as barreiras potenciais que puderem
afectar a propagação de sinais de RF. Por exemplo, uma inspecção visual
descobrirá certamente obstáculos ao sinal RF, tal como a identificação de
divisórias de metal e outras. Isto são apenas algumas referências que os
diagramas do local geralmente não mostram.
3.Identificar áreas para o utilizador. No diagrama do local, deverá marcar as
áreas de utilizadores fixos e móveis. Além de ilustrar onde os utilizadores
móveis podem deslocar-se, deverá indicar também os locais aonde não irão.
Assim, pode-se começar o projecto inicial com poucos pontos de acesso, caso
possa delimitar as áreas nas quais o utilizador se pode deslocar.
63
4.Determinar posições preliminares do ponto de acesso. Considerando a posição
dos utilizadores wireless e de estimações com recurso às escalas dos produtos
comerciais WLAN a utilizar, aproximam-se as posições dos pontos de acesso
que fornecerão a cobertura adequada nas áreas delimitadas para o utilizador
móvel. A planta poderá incorrer nalguma sobreposição da propagação entre os
pontos de acesso adjacentes, mas mantém-se na mente que canalizam atribuições
para pontos de acesso a utilizar canais rádio distintos, necessitando por isso de
estar suficientemente distantes e separados de modo a evitar a interferência do
ponto de inter-acesso.
Figura 33. Exemplo de Cenário para situações de Linha de Vista (LoS)
Nesse aspecto é de considerar as posições para montagem, que poderiam ser de
mastros verticais ou até recorrer a pontos para fixação existentes no tecto. È
importante reconhecer as posições apropriadas para instalar o ponto de acesso, a
antena, o cabo de rede, e a linha de alimentação. Para além disso, deve pensar-se
64
também sobre diferentes tipos de antena, ao decidir-se onde posicionar os pontos
de acesso.
5. Verificar as posições do ponto de acesso. Isto sim, é quando o teste realmente
começa. Muitos fabricantes de WLAN, como a Cisco e a Proxim, fornecem
ferramentas livres (software) para exame do local por RF, o qual identifica o
ponto de acesso, a taxa de transmissão de dados, a força do sinal, e a qualidade
associada ao sinal. Este software pode ser carregado num computador portátil ou
num PocketPC, para testar a cobertura de cada posição preliminar do ponto de
acesso. Alternadamente, pode recorrer-se a uma ferramenta de mão
especificamente desenvolvida para efectuar o exame do local. Por exemplo, os
sistemas da Berkeley Varitronics oferecem uma linha de dispositivos para esse
efeito, caso do modelo Scorpion, que fornecem funções avançadas do exame do
local.
Instalar um ponto de acesso em cada posição preliminar, e monitorizar as
leituras do software do exame do local através da variação das distâncias,
movendo ou afastando-se relativamente às posições do ponto de acesso. Não há
nenhuma necessidade ligar o ponto de acesso ao sistema da distribuição eléctrica
porque trata-se de testes para a identificação do local exacto para o ponto de
acesso . Assim, poderá recorrer-se a um longo cabo de extensão eléctrica, e ligar
aí as respectivas fichas ou tomadas.
Fazer um exame e tomar nota das diferentes taxas de transmissão de dados
obtidas e de leituras do sinal em pontos diferentes, à medida que a pessoa que
realiza estes testes se move para os limites exteriores da cobertura do ponto de
acesso. Num local de vários pisos, podem executar-se estes testes no assoalho de
cima e no de baixo colocar o ponto de acesso. Deverá ter-se sempre em mente
que uma pobre qualidade do sinal lida, indica provavelmente que existe a
interferência no sinal de RF, afectando o desempenho da rede WLAN. Isto por si
só, implica a utilização de um analisador de espectros (Spectrum analyzer), de
modo a caracterizar a interferência, especialmente se não há nenhuma outra
indicação para a sua presença ou fonte. Baseado nos resultados deste teste, é de
65
reconsiderar a posição de alguns pontos de acesso e voltar a efectuar os testes
anteriores.
6.Emissão de documento técnico de referência para o local. Uma vez que está
definida a posição dos pontos de acesso planeados, fornecendo a cobertura
adequada, deverá identificar nos diagramas do local as posições recomendadas
para a montagem. Naturalmente os instaladores necessitarão desta informação.
Também deverá, fornecer um registro das leituras do sinal e das taxas de
transmissão dos dados suportadas, perto do limite exterior da propagação de
cada ponto de acesso, servindo de base para o caso futuro de redesenho da rede
WLAN, possibilitando assim a sua evolução.
Figura 34. Cálculo do diagrama de Fresnel para situações de LoS
66
67
68
PARTE V – ESTUDO DO CASO: COBERTURA
WIRELESS DE ZONAS GEOGRÁFICAS ESPECIFÍCAS
EM PORTUGAL
7 COBERTURA WIRELESS E ACESSO RÁDIO PÚBLICO DE
BANDA LARGA EM ZONAS GEOGRÁFICAS ESPECIFÍCAS EM
PORTUGAL
7.1 Introdução e Motivação
Ao longo das últimas décadas tornou-se claro o papel das tecnologias da
informação e da comunicação como elementos potenciadores e estruturantes do
desenvolvimento económico e social. Desde a adesão de Portugal à Comunidade
Europeia na década de 80, esse atraso infraestrutural verificado foi substancialmente
reduzido, mercê quer da quer de uma liberalização regulamentar quer de estratégias de
inovação tecnológica, possibilitando um desenvolvimento do conhecimento e condições
das populações emergentes.
Com efeito, as infra-estruturas tecnológicas melhoram as possibilidades de contacto
entre os vários agentes dos sistemas económicos, facilitam o acesso e a disseminação da
informação, proporcionando ainda novas oportunidades de actividade económica e de
desenvolvimento cultural e social emergentes.
Os serviços de informação e de comunicação, estão entre os novos serviços de maior
procura, justificado pela sua presença generalizada nos vários domínios de actividade,
representando por si só a categoria com maior procura na área de serviços.
Consequentemente, a instalação de novas infra-estruturas de comunicação possibilita o
acesso, cada vez mais generalizado, a sistemas de informação.
Surge assim a área das telecomunicações, como motor principal dessa missão,
simultaneamente atenuando não só as distâncias e atrasos socio-económicos verificados
mas funcionado principalmente como um pólo dinamizador das economias locais e
69
nacional, indexado à criação de novos serviços e responsável pelo emprego de uma
parte significativa da população, quer directa ou indirectamente.
Neste crescimento, reflectem-se os paradigmas da organização empresarial e de
natureza económica, onde a estratégica e o respectivo fluxo de informação, assume uma
importância fulcral e decisiva.
Nas relações entre a procura e a oferta de serviços de telecomunicações, embora
sujeitas a estreita interdependência, não são de modo algum automáticas:
-
A
um
acréscimo
na
oferta
das
infra-estruturas
e
serviços
de
telecomunicações pode não corresponder necessariamente um aumento de
actividade económica.
-
A um acréscimo de procura pode não corresponder de imediato o
correspondente aumento na oferta de serviços e de infra-estruturas.
Esta falta de automaticidade causa-efeito pode ser particularmente grave nas regiões
periféricas e rurais.
Pelo lado dos utilizadores, diversos tipos de barreiras económicas e sociais podem
impedir a adesão à oferta de serviços que lhes é feita:
-
Custos de subscrição muito elevados.
-
Preço dos serviços demasiado altos.
Sem dúvida, que a principal lacuna poderá residir na incapacidade de tirar partido da
utilização dos serviços por falta de formação (profissional) ou de inserção em
comunidades de interesse vários e afinidades diversificadas, que por si só justifiquem ou
impliquem o acesso aos meios em questão, possibilitando desse modo o
desenvolvimento inerente a estas populações. Com efeito, o acesso a esta informação e
conjectura é normalmente mais escassa nas zonas rurais e periféricas do que nas zonas
urbanas e metropolitanas.
70
A estes factos, surgem diversas razões despoletadas pelos operadores e provedores de
serviços, tais como a obrigação de realizar elevados investimentos na maioria dos casos
com níveis de incerteza acima do limiar do risco de retorno do investimento (ROI), o
que à partida inviabiliza esses projectos embrionários, indeferindo a tomada de decisão
em instalar novas infra-estruturas e de oferecer novos serviços, contrariamente ao que se
passa nas zonas metropolitanas e zonas demográficas extensas. Este paradigma, é
retratado na seguinte figura.
Selecção das
possíveis
arquitecturas de rede
de forma a satisfazer
as necessidades
dos utilizadores
Análise económico
financeira de
diferentes
cenários de redes
tendo em conta
uma préespecificação
de condições
de mercado
O Lado da Oferta
Operadores,
Provedores de Serviços,
Fabricantes de Tecnologia
Vontade/Capacidade
de pagar
Tarifas
Estimação do potencial de arranque
dos serviços identificados (procura)
Identificação das
necessidades
em termos de serviços
Equilíbrio de Mercado
Caracterização
sócio-económica
e geográfica
Autoridades regulamentadoras
Políticas públicas
O Lado da Procura
Utilizadores
Figura 35. Relações entre a oferta e a procura no mercado das telecomunicações. [2]
Face a este cenário de causa-efeito e à ausência de mecanismos adequados, poderá
supor-se as seguintes situações conjecturais daí resultantes:
a) Deixar os mecanismos de mercado funcionar por si só. Assim e muito
provavelmente nada acontecerá, pelo que as regiões com este tipo de
condições sócio-económicas confrontar-se-ão com a possibilidade de
71
desenvolvimento cada vez mais reduzida, comparativamente com as
outras regiões (sobretudo, as metropolitanas).
b) Intervir, de modo a colocar em campo mecanismos de estimulação
económico-social (financiamento e elevação das capacidades sociais)
visando ultrapassar este ciclo vicioso.
7.2 Abordagem e Metodologia
Após esta identificação conjectural - justificativa para a execução do presente
estudo -, surge assim a elaboração das bases propostas nesta abordagem, seguindo a
metodologia de oferta de acesso rádio público de banda larga em zonas geográficas,
sobretudo de cobertura wireless em zonas rurais [2]. A saber,
-
Identificação dos locais com necessidades de intervenção (reforço de infraestruturas ou dinamização dos mercados);
-
Caracterização dos locais identificados (sua geografia, demografia,
principais
actividades
sócio-económicas,
infra-estruturas
existentes,
carências ao nível de serviços, etc.);
-
Possíveis cenários de oferta de infra-estruturas de acesso e de interligação;
-
Soluções de rede candidatas;
-
Enquadramento regulamentar das tecnologias candidatas;
-
Possíveis cenários de oferta de serviços de telecomunicações;
-
Negociação com operadores e fornecedores de serviços;
-
Análise tecno-económica para avaliação das soluções de rede;
-
Indicadores e avaliação dos resultados do projecto;
-
Comentários e recomendações.
72
7.3 Identificação dos Locais
Para cada uma das regiões sob consideração é seleccionado um conjunto de situações
em que os operadores de telecomunicações locais não contemplam disponibilizar
recursos de acesso à Internet em banda larga no momento actual, nem num futuro
previsivelmente próximo, por considerarem tais operações desprovidas de rentabilidade
comercial ou de falta de visão estratégica no assumir do risco calculado. Daqui,
identificam-se sobretudo as seguintes fragilidades:
i.
Insuficiências infraestruturais;
ii.
Falta de dinâmica de mercado;
iii.
Simultânea insuficiência de infra-estruturas e de falta de dinâmica de
mercado.
7.4 Caracterização das Zonas de Referência e Locais Identificados
Os aspectos geográficos, demográficos, a actividade económica, a capacidade de
utilização de instrumentos das Tecnologias de Informação e Comunicação, as infraestruturas já instaladas e as necessidades actuais das populações em termos de serviços
influem decisivamente nas soluções de rede de telecomunicações candidatas a instalar
nas zonas e locais identificados.
Assume assim especial importância, caracterizar os locais em todas estas vertentes, de
modo a assegurar a melhor tecnologia de acesso aos serviços de telecomunicações
pretendidos. [2]
7.4.1 Caracterização geográfica e demográfica
73
A distribuição geográfica das populações e a procura por serviços de telecomunicações
segue um padrão extremamente complexo. As densidades populacionais reflectem o
contraste entre as povoações rurais e urbanas. Existe ainda a dependência das condições
económicas e culturais de cada país e região, da concentração – ou não - demográfica
numa dada zona específica. A geografia das zonas identificadas é pois um aspecto
crucial na instalação de redes de telecomunicações.
Exemplo disso é a região do Alentejo, onde devido à morfologia plana do terreno,
poderá efectuar-se o transporte wireless em banda larga do sinal de internet da rede de
Tv por cabo entre uma zona central habitacional – o centro de uma cidade – e uma
aldeia periférica, possibilitando a instalação deste serviço nessa zona onde não existe
rede de Tv por cabo. O enorme investimento em cablagem para instalação duma rede
deste tipo impede que esta solução seja financeiramente viável, e assim a opção por uma
rede sem fios para o transporte da mesma e posterior acesso residencial Wi-Fi, ou tornase muito mais atractiva ao investidor.
7.4.2 Identificação das principais actividades sócio-económicas
De forma a caracterizar o ambiente sócio-económico do local candidato, deve terse em consideração os seguintes tópicos de análise:
-
Educação;
-
Poder de compra;
-
Saúde;
-
Mercado de trabalho;
-
Actividade económica;
-
Comércio;
-
Sector primário – Agricultura;
-
Sector secundário – Indústria;
74
-
Sector terciário – Serviços;
-
Turismo.
7.4.3 Identificação das infra-estruturas existentes
As infra-estruturas existentes nas zonas e locais identificados devem ser
aproveitadas, nos casos onde tal se justifique, visando a implementação de uma solução
tendo por base a rede da Tv por cabo já instalada. Estamos a falar de locais já dotados
dos requisitos técnicos, e não só da própria rede da Tv por cabo, nomeadamente o
acesso à rede eléctrica nacional e outras redes existentes e/ou facilidades, como (o topo)
de edifícios públicos para servirem de cenário e m detrimento da implementação de
torres de telecomunicações .
Torna-se indispensável a actualização e melhoramento das soluções instaladas, para que
estas possam servir os renovados interesses e necessidades das populações.
7.4.4 Identificação das necessidades em termos de serviços
Com o aparecimento da Internet, da telefonia móvel e com os avanços das novas
tecnologias da comunicação começou a surgir a necessidade de novos serviços de
telecomunicações, sobretudo ao nível das comunicações rádio móveis.
Actualmente os operadores de telecomunicações e fornecedores de serviços, oferecem
um leque diversificado de soluções e serviços - alguns dos quais até já apelidados de
básicos, como a Internet - e outros ainda em fase de desenvolvimento mas espreitando
já o mercado, caso da televisão terrestre digital.
Apesar deste desenfreamento de soluções, deve ter-se presente que todas as redes de
telecomunicações oferecem limitações, estando assim o tipo de serviços escolhidos para
oferecer às populações intimamente ligado com a escolha da solução de rede para os
oferecer. No caso já referido da TV Digital de alta qualidade (HDTV), a solução terá de
passar pelas redes em fibra óptica com altas taxas de transmissão.
75
Tecnologias
Serviços
Rede Telefónica
Comutada
ADSL
LMDS
Lento
OK
Lento
OK
OK
Lento
Lento
NÃO
NÃO
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Acesso Internet
Telefonia
E-mail
Fax
Messanger
Transferência de ficheiros
Comércio Electrónico
Jogos on-line
Video telefonia
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
GPRS
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Muito lento
OK
Muito lento
N/A
N/A
Muito lento
Muito lento
NÃO
NÃO
Correntes
portadoras FTTH/FTTB/F
Satélite
em linhas de
TTC
bidireccional
energia
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Muito rápido
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Alta
Razoável
OK
Qualidade
NÃO
Razoável
OK
OK
OK
NÃO
Fraca Qualidade
OK
OK
OK
OK
NÃO
OK
NÃO
NÃO
NÃO
NÃO
OK
NÃO
NÃO
Videoconferência
Vídeo remoto (vigilância,
monitorização)
LMDS+Wi
WiFi
Fi
Video-On-Demand
TV Digital
NÃO
NÃO
NÃO
NÃO
OK
NÃO
NÃO
Tele-Medicina
NÃO
NÃO
NÃO
NÃO
OK
NÃO
NÃO
Tele-Educação
NÃO
Razoável
Razoável
Razoável
OK
NÃO
Razoável
OK
Alta
Qualidade
Alta
Qualidade
Alta
Qualidade
Alta
Qualidade
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Fibra
Óptica +
Cabo
Coaxial
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Muito rápido
OK
OK
OK
Boa Qualidade
Cabo
Coaxial
VDSL
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
Boa Qualidade
OK
OK
OK
Boa Qualidade
OK
OK
OK
Boa Qualidade
OK
OK
OK
Boa Qualidade
Tabela 2 – Leque Actual de Serviços e Tecnologias
7.5 Possíveis cenários de oferta de infra-estruturas de transporte e de
distribuição
Neste estudo, tendo por base a rede da TV por cabo instalada, as principais
carências de infra-estruturas registam-se ao nível dos segmentos da rede de transporte
(ou de interligação) e da rede de distribuição (ou de acesso).
Isto para um cenário ou local identificado (caso de uma aldeia ou zona rural) onde não
exista a qualquer infra-estrutura ao nível da rede da TV por cabo – alvo de e
pressupondo uma lógica de serviços de banda larga efectiva como a Internet.
7.5.1 Rede de Distribuição (ou de Acesso)
A rede de acesso designa o último segmento de rede antes do usuário e liga o ponto
de acesso da rede de transporte (ou de interligação) ao equipamento do utilizador – que,
por sua vez, pode ser uma rede local privada VPN ou rede do cliente.
Para rede de acesso foram consideradas duas situações a disponibilizar ao cliente: o WiFi e uma outra solução sob a forma de pacote residencial, compatível com HiperLAN2.
Estas duas situações serão analisadas no estudo seguinte, das soluções de engenharia
propostas.
76
7.5.2 Rede de Transporte (ou de Interligação)
A rede de transporte (ou de interligação) estabelece a conectividade entre as várias
redes de acesso e é responsável pelo transporte a longa distância dos sinais de
telecomunicações.
Para rede de distribuição e face à ausência da rede infraestrutural de TV por cabo, foi
identificado o transporte numa tecnologia não-standard, compatível com HiperLAN2 e
que possibilita taxas de 54Mbits com 1W de potência (E.I.R.P.), e com alcance de cerca
de 10Km, mesmo em cenários não possuindo clara linha de vista (LOS parcialmente
obstruída). Esta será alvo de um maior detalhe mais à frente.
8 SOLUÇÕES DE ENGENHARIA E ARQUITECTURAS WLAN
ASSOCIADAS
8.1 Objectivos
Este estudo e respectivas soluções de engenharia, pretendem disponibilizar e
colocar em serviço as plataformas telemáticas de banda larga - à escala real - que
permitem o acesso à Internet e aos serviços que lhe estão associados, para o caso das
regiões do Douro e Alentejo, em Portugal.
No seguimento dessa intervenção preconizada, são identificadas as seguintes linhas de
acção, fundamentais para garantir o compromisso anterior.
-
Correcção de insuficiências infra-estruturais;
-
Dinamização dos mercados, através da intervenção ao nível do estímulo da
oferta de conteúdos locais e de serviços para a Internet, e também no
encorajamento da utilização destes serviços por parte de diversas
comunidades de usuários.
77
Desta forma, pretendem-se criar as condições adequadas para qualificar a procura,
comparar as formas de exploração e identificar as melhores políticas de promoção dos
serviços telemáticos de banda larga nas seguintes regiões portuguesas.
-
- Aldeias: Alentejo, Douro.
-
- Pequenas Vilas: S. Jacinto (por exemplo.)
Alentejo
Douro
Figura 36. As Zonas Geográficas Identificadas: Alentejo e Douro[2] [1]
8.2 Outras Soluções não Adoptadas: o ADSL+Wi-Fi e o Satéllite+Wi-Fi
8.2.1 O ADSL(Transporte)+Wi-Fi(Acesso)
O ADSL não é mais do que uma evolução da rede telefónica tradicional. Do ponto
de vista técnico, temos então que na rede eléctrica nacional (REN) e sobre os mesmos
pares de cobre, com recurso às novas técnicas de modulação, torna-se possível
transportar novos serviços. Isto é efectuado com relativamente pouco investimento.
78
No entanto a largura de banda disponibilizada, é relativamente reduzida para
(~128Kbits) para se poder considerar esta tecnologia como candidata para o transporte
no presente estudo, face às zonas habitacionais em questão.
Por exemplo, se tivéssemos 100kbits (reais) e tivéssemos 10 clientes, isto resultaria
numa largura de 10kbits por cliente. Isto supondo ADLS puro. Como o acesso
preconizado é efectuado em distribuição wireless é de supor ainda as inerentes as perdas
e interferências de sinal, degradando e inviabilizando o posterior acesso (residencial) em
Wi-Fi. Vimos assim, que o cliente final dificilmente terá um sinal em condições que lhe
permitam o acesso a novos serviços sobre esta plataforma.
No entanto, este conceito pode ser encarado como uma boa solução para aplicações de
rede privada do cliente, pressupondo um ambiente do tipo SOHO (Small Office and
Home Enviroment) para conectividade sem fios na residência ou habitação, e até mesmo
para soluções empresariais. Em ambos os casos, o ADSL é disponibilizado no local do
cliente e depois é efectuado um acesso interno Wi-Fi nesse local. Isto remete-nos
também para o estudo dos hotspots públicos, retratados no próximo capitulo.
8.2.2 O Satélite+Wi-Fi
Esta é uma solução demasiado cara e de grande complexidade técnica ao nível da
infra-estrutura de satélite, o que acarreta por si só elevados custos de manutenção. Mas
outras questões se levantam, que levam ao indeferimento do desenvolvimento desta
solução no presente estudo, para além do simples caso de ausência de fornecedores
deste serviço satélite em Portugal. Mas vejamos então a concepção técnica desta
solução.
Neste caso o acesso é feito através de uma ligação ao satélite com uma antena situada
num edifício preferencialmente no centro da região que vai usufruir do serviço, para
poder ser coberta a maior área possível. Neste local além da antena de acesso ao satélite
encontra-se um modem (o modem usa a tecnologia DVB/RCS), um ponto de acesso que
usa a norma 802.11b e servidores de manutenção e autenticação para controlo dos
79
utilizadores. No local onde está situado o sistema de acesso ao satélite existe também
um ponto de acesso Wi-Fi para dar acesso aos vários moradores da zona.
No entanto, este conceito pode ser encarado como uma solução válida para zonas
remotas (rurais) demasiado periféricas e isoladas, onde não existam recursos (cobre ou
rede eléctricas) e/ou não seja possível implementar um outro tipo de aplicações,
sobretudo ao nivel do transporte, por exemplo o acesso ao ADSL.
8.3 Caso I – Alentejo: A Solução Preconizada
Para a solução preconizada para o Alentejo, são tidos em conta os respectivos
aspectos demográficos associados à morfologia do terreno para uma propagação do
sinal associada aos serviços a oferecer.
B
MP11a 54Mbps
TRANSPORTE
A
ACESSO
MP11a 54Mbps
C
Figura 37. Alentejo e os clusters considerados.
A figura anterior, descreve as linhas básicas da solução de engenharia estudada, com
ambos os clusters assinalados, no que concerne ao Transporte e Acesso para a região do
Alentejo.
80
Assim, na rede de transporte é tido em consideração a existência ou não das infraestruturas da rede de Tv por cabo. Caso não exista essa infra-estrutura é de implementar
então um transporte alternativo via rádio utilizando a banda HiperLAN2, a partir do
ponto de acesso à rede de Tv por cabo mais próximo (cluster A). Esta situação é
apresentada como padrão neste estudo, mais adiante.
Na rede de acesso candidata, poderemos ter dois cenários relativamente à zona a
considerar – cluster - quer pressupondo o acesso residencial em Wi-Fi nos 2.4GHz
(cluster B) quer recorrendo a um pacote residencial alternativo nos 5.GHz, utilizando a
banda HiperLAN2 (cluster C). Ambos os caso serão alvo de uma análise cuidada a
seguir.
Descrição Técnica da Solução de Engenharia: Cluster B, C
9 Antena Directiva
9 Antena Omnidireccional (2 cenários)
Acesso Residencial
Cluster B
2.4GHz@100mW
Distribuição
Local
802.11b (wi-fi)
802.11g
(5.47-5.725 GHz)@1W
MP11a – Residencial
Subscriber Unit (RSU)
Radio
Acesso Residencial
Cluster C
MP.11a
Infra-Estrutura de
Telecomunicações
(armário/bastidor)
Figura 38. Descrição Sumária da Solução de Engenharia para os clusters B e C
81
82
Rede TV por Cabo
(internet)
Modem
Cabo
Acesso Rádio
MP.11a
Estação
Base
(BSU)
Ligação Ponto-a-Ponto
A
Distância < 9.7Km
(5.47-5.725GHz)@1W
MP11a
TRANSPORTE via Rádio
Unidade
Subscritora
(SU)
Raio <5km
C
Unidade
Subscritora
(SU)
B
Raio <3km
ACESSO Local
Figura 39. Solução de Engenharia para o Caso do Alentejo (cluster B completo na figura)
8.3.1 A Rede de Transporte
Na rede de transporte proposta poderemos ter dois cenários relativamente à zona (aldeia) a
considerar, ou seja, pressupondo a existência ou não das infra-estruturas rede da Tv por cabo.
Caso não exista essa infra-estrutura é de implementar então um transporte alternativo via rádio
utilizando a banda HiperLAN2, a partir do ponto de acesso à rede de Tv por cabo mais próximo
(cluster A). Isto é válido para distâncias até 10Km ou superior, garantindo uma efectiva largura
de banda (10km@6Mbits) mesmo para situações de propagação de linha de vista parcial
(~LoS).
Daqui, poderemos então aferir a divisão em dois cenários diferentes:
•
cluster A possui Rede de Tv por Cabo.
•
clusters B e C não possuem Rede de Tv por Cabo.
Com efeito, como os clusters B e C não possuem rede de Tv por cabo, então é efectuado
o transporte alternativo via rádio, tendo por base o produto comercial Proxim MP11a
@54Mbps. Este transporte é feito a partir do cluster A, o qual possui a infra-estrutura da
rede de Tv por cabo.
83
8.3.1.1 Rede de Transporte: Características Técnicas do MP11a
O equipamento rádio Proxim Tsunami MP11a, é um produto comercial do tipo nãostandard, 100% compatível com a banda HiperLAN2. Utiliza modulação OFDM,
permitindo configurações do tipo Near Line Of Sight (~LoS), ou seja de linha de vista
semi-obstruída ou parcial. [14]
Principais Características Técnicas

Modulação OFDM
O Equipamento Tsunami MP.11a suporta OFDM,
Transmit Power Control (TPC) e Dynamic Frequency
Selection(DFS) e Link Test, o que permite que esteja
de
acordo
com
os
requerimentos
da
banda
HiperLAN2, para utilização na Europa (ETSI) e em
banda não licenciada na maior parte dos países (ver
legislação por pais).
Figura 40. O Produto Comercial Proxim MP11a

Taxas de Transmissão
- Banda de frequências (HiperLAN2): 5.47 - 5.25GHz @ 1W E.I.R.P. (Emitted
Isotropic Radio Power), em ambos os lados da ligação ou seja trata-se de um link full-
duplex.
- Coberturas (ponto-a-ponto e com LOS): [email protected]; 36Mbps @3.8Km; 12
[email protected];

Transmit Power Control
84
Sendo um sistema OFDM, suporta Transmit Power Control. Esta funcionalidade
permite a sua utilização para aumentar o ganho total da solução a implementar, através
da simples diminuição da potência transmitida (Tx power) e utilizando antenas de ganho
mais elevado, de modo a obter maior distâncias com a cobertura radio. O Tx power pode
ser reduzido até ao máximo de 10 dB, permitindo o uso de antenas de maior ganho, o
que resulta num incremento efectivo do alcance da solução a implementar.

Densidade de Subscrição (Base Station Unit Subscriver)
O equipamento Tsunami MP.11a Base Station suporta até 100 Unidades Subscritoras
(SU) em simultâneo. As unidades subscritoras podem ser do tipo Residential Subscriber
Units(RSU) ou Business-Class Subscriber Units (SU).

Vantagem Acrescida
A estas características técnicas de elevado desempenho, acresce-se ainda a
principal vantagem de este ser um produto de utilização em banda não licenciada, não
requerendo por isso de licença junto da ANACOM para utilização do espectro
radioeléctrico. Este é um produto comercial único - sem concorrência até ao momento
no espaço europeu - na medida que é pioneiro na utilização da banda HiperLAN2, tendo
sido lançado em finais de Setembro de 2003 pela multinacional Proxim. Para além da
qualidade, é ainda um produto com um preço muito acessível. Este assunto será
abordado com maior detalhe no Capitulo V.
85
8.3.1.2 O Cluster A
Na rede de transporte proposta e relativamente ao (cluster A), teremos a estação
emissora no transporte, recorrendo-se à infra-estrutura da rede da Tv por cabo. Surgem
assim a lista de equipamento bem como os diversos componentes necessários para esta
ligação:
MP.11a 54Mbps / 5,6GHz (Unidade Base - BSU)
1
Antena Sectorial 60º a 120º (3 sectores) / 5,6GHz / 14 dBi
Surge Protectors (protecção electrostática e descargas)
1
1
Cabo RF de baixas perdas com 3m; 10,5mm diam.; com conectores N macho
1
Cabo Coaxial Corrugado 1/2'' (ligação BSU - Antena)
Mastro (para afixação da Antena, pressupondo edifcio existente)
10
1
Conectores e Acessórios para cabo corrugado 1/2''
1
Armário (para equipamento Telecomunicações e Alimentações)
1
Outros
Modem Cabo (a fornecer por ISP/operador TV por cabo)
1
Ligação Rede Tv por Cabo (a fornecer por operador TV por cabo)
1
lista de equipamento bem como os diversos componentes
Rede de Acesso
MP.11a
Router
Modem
Cabo
Rede TV por Cabo
(internet)
Figura 41. Antena Sectorial: O Transporte simultâneo para os clusters B e C
86
A utilização de uma antena sectorial, com abertura a meia portência, que permitiria o
transporte simultâneo para os clusters B e C é desaconselhada dada que necessitaria de
um router para efectuar a gestão da largura de banda a partir do sinal de interner por
cabo. Para além do router e do elevado preço, esta solução reduz para metade a largura
de banda a disponibilizar a cada cluster (B e C).
Rede de Acesso
MP.11a
Modem
Cabo
Rede TV por Cabo
(internet)
Figura 42. Solução de Antena Direccional no Cluster A a servir de transporte para os Clusters B
eC
Temos então que a solução preconizada do lado do cluster A para o transporte do
sinal de Internet da rede de Tv por cabo, esquematizada na figura de cima, possui a
vantagem de recorrer então a uma antena direccional para o dito transporte, pelo que
para além do ponto de vista técnico e sob o ponto de vista de largura de banda, esta é
sem dúvida a melhor solução, o que implica a aplicação de dois destes conjuntos
estruturais (sets) – antena, modem cabo e equipamento rádio MP11a – para os clusters
B e C, respectivamente, no que ao transporte diz respeito. Com efeito, terão de ser
contratualizadas duas ligações dedicadas de Internet por cabo ao ISP, uma para cada
87
cluster B e C, cujos taxas de transmissão deverão situar-se entre os 1Mbps (requisito
mínimo) e os 2 Mbps.
De referir, que do ponto de vista comercial, uma ligação de Internet por cabo dedicada
de 2 Mbps ronda os 95 Euros sob a forma de assinatura mensal - fornecedor
TvCabo/NetCabo - sem incluir as despesas de instalação e manutenção.
8.3.2 A Rede de Acesso
Na rede de acesso candidata, poderemos ter dois cenários relativamente à zona a
considerar – clusters B e C - quer pressupondo o acesso residencial em Wi-Fi nos
2.4GHz (cluster B) quer recorrendo a um pacote residencial alternativo nos 5.GHz,
utilizando a banda HiperLAN2 (cluster C). Ambos os caso serão alvo de uma análise
cuidada a seguir. Estas situações são detalhadas de seguida.
8.3.2.1 Cluster B
No cluster B, a partir do sinal da rede de Tv por cabo proveniente do transporte em
equipamento rádio MP11a, o qual é posteriormente encaminhado em cabo coaxial
corrugado 1\2” para uma antena omnidireccional nos 2.4GHz, de modo a possibilitar o
acesso residencial Wi-Fi nos 2.4GHz aos subscritores aderentes ao serviço. Esta solução
de engenharia é detalhada na figura seguinte.
88
Configuração
Residencial
2.4GHz
Configuração
Residencial
Configuração
Residencial
2.4GHz
Antena Omni-Direccional 7dBi @2.4GHz
Raio <3Km
Acesso RÁDIO
2.4GHz
Radio
Infra-Estrutura de
Telecomunicações
2.4GHz
(armário/bastidor)
Configuração
Residencial
Configuração
Residencial
Figura 43. Cluster B – Acesso Local (Residencial) Wi-Fi
89
Configuração
Empresarial
8.3.2.2 Cluster C
No cluster C é preconizada uma solução alternativa, recorrendo à soluçaõ
comercial baseada num pacote residencial de acesso RSU (Residencial Subscriber Unit)
nos 5 GHz, utilizando a banda HiperLAN2. Esta solução é inovadora e surgiu no
mercado mundial em Setembro de 2003, pelo que existe ainda algum desconhecimento
sobre as suas potencialidades.
MP11a
Unidade
Subscritora
RESIDENCIAL
(RSU)
MP11a
Unidade
Subscritora
RESIDENCIAL
(RSU)
MP11a
(5.47-5.725GHz)@1W
MP11a
Ligação Ponto-MultiPonto
MP11a
Unidade
Subscritora
RESIDENCIAL
(RSU)
(5.47-5.725GHz)@1W
Raio <4Km
Acesso
Rádio
MP.11a
MP11a
Infra-Estrutura de
Telecomunicações
Estação
Base
(BSU)
(5.47-5.725GHz)@1W
(armário/bastidor)MP11a
(5.47-5.725GHz)@1W
MP11a
Unidade
Subscritora
RESIDENCIAL
(RSU)
MP11a
Unidade
Subscritora
RESIDENCIAL
(RSU)
Figura 44. Cluster C – Acesso Local com Solução Residencial (RSU) em MP11a
90
Este equipamento é muito versátil, para além de um preço muito acessível, permite o
acesso residencial de subscritores remotos para distâncias até cerca de 10Km ou
ligeiramente superior, garantindo uma efectiva largura de banda (10km@6Mbits)
mesmo para situações de propagação de linha de vista parcial (~LoS) conforme
referenciado pelo fabricante.
De referir que o sinal da rede de Tv por cabo proveniente do transporte em
equipamento rádio MP11a a partir do cluster A, é encaminhado de seguida em cabo
coaxial corrugado 1\2” para uma antena omnidireccional nos 5.6GHz, de modo a
possibilitar o acesso residencial aos subscritores aderentes ao serviço, através do pacote
residencial RSU, na banda HiperLAN2 (5.47 – 5.725 GHz). O pacote residencial RSU
possui ainda a vantagem de ser um conjunto completo.
Tsunami MP.11a Residential Subscriber Unit (RSU)
• Inclui todo o que é necessário para a configuração Residencial
• Antena “indoor” (window) incluída, configurável pelo Utilizador
• Suporta até 8 (máx) dispositivos locais
Figura 45. Unidade Residencial Subscritora (RSU) MP11a – Caracterisitcas Principais e
Vantagens
91
Referência
Designação
Qtd
Preço
Cluster A (estação base ) @ 5.47-5.725GHz MP11a
APB-BNFNF-5800
MP.11a 54Mbps / 5,47-5,725GHz (Unidade Base - BSU)
1
WRFC-400-01-NM
Antena Sectorial 120º (3 sectores) / 5,6GHz / 14 dBi
1
559,00 €
1
140,00 €
1
45,00 €
Cabo Coaxial Corrugado 1/2'' (ligação BSU - Antena)
10
7,60 €
1
1
150,00 €
89,00 €
Armário (para equipamento Telecomunicações e Alimentações)
1
sub-total
1.295,00 €
254,00 €
2.539,60 €
Cluster B (unidade a servir) @2.4GHz Wi-Fi
APB-BNFNF-5800
WRFC-400-01-NM
MP.11a 54Mbps / 5,47-5,725GHz (Unidade subscritor - SU)
1
Antena 5,6GHz / 16dBi (directiva)
1
600,00 €
465,00 €
Unidade Rádio 2.4GHz@100mW
1
300,00 €
Antena OmniDireccional 8dBi @ 2,4GHz
1
350,00 €
1
140,00 €
1
45,00 €
Cabo Coaxial Corrugado 1/2'' (ligação SU - Antena)
5
7,60 €
1
150,00 €
3
sub-total
89,00 €
2.146,60 €
Cluster C (unidade a servir) @5.47-5.725GHz MP11a
APB-BNFNF-5800
WRFC-400-01-NM
1
600,00 €
Antena 5,6GHz / 16dBi (directiva)
1
465,00 €
1
600,00 €
Antena OmniDireccional 14dBi @ 5GHz
1
400,00 €
1
140,00 €
1
45,00 €
Cabo Coaxial Corrugado 1/2'' (ligação SU - Antena)
5
7,60 €
1
150,00 €
3
sub-total
Tabela 3 – Vector de Entrada para Análise Técnico-Económico (Shopping List)
8.4 População Aderente ao Serviço
População aderente considerada
Residência
s
250
200
150
100
50
0
Semestres Inicio em 2003
Figura 46 – População Aderente por Cluster (Alentejo)
92
89,00 €
2.496,60 €
8.5 Cash-Flow
C a s h F lo w
80000
70000
60000
50000
40000
30000
20000
S e m e s tr e s (in ic io e m 2 0 0 3 )
10000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
-1 0 0 0 0
Figura 47 – Cash-Flow para a População Aderente por Cluster B
9 METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
9.1 INDICADORES E AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
É importante a criação de uma referência comum quanto ao método de
experimentação e avaliação tecno-económica. Este referencial comum deverá comportar
um diagnóstico técnico, económico e social de cada território testado que representará o
ponto inicial da operação piloto e permitirá a medição do impacto do ponto de vista
tecnológico, mas também do ponto de vista do desenvolvimento local. Esse referencial
dará seguimento a dois processos de avaliação:
-
A avaliação tecno-económica, visando a formalização da ordem pública
junto dos operadores de telecomunicações.
-
A avaliação “etnográfica”, que alimentará a reflexão em torno do
desenvolvimento rural durável.
93
Os resultados provenientes do projecto serão medidos através de um conjunto de
indicadores onde avultam os seguintes:
−
Criação de uma metodologia de planeamento e projecto;
−
Criação de uma metodologia de avaliação tecno-económica de cenários
de rede;
−
Criação de uma metodologia de avaliação de impacto socio-económico;
Em relação à avaliação, há diversos elementos a ter em conta:
•Avaliação da Tecnologia
•Utilização:
•
-
Quantos são atingíveis?
-
Quantos efectivamente aderiram?
-
Qual a intensidade de uso?
-
Para fazer o quê?
Que serviços são utilizados?
•Impacto socio-económico
-
Desenvolvimento económico
-
Estratégias de diversificação económica
•Impacto potencial
-
“Quantos são beneficiáveis?” em vez de “Quantos são os que
efectivamente tiram benefício?”
-
Efeito demonstrador para outras comunidades periféricas e
rurais
94
95
10 MASSIFICAR O WI-FI
Os Projectos para a criação de pontos de acesso Wi-Fi estão já em
a tendencia é para que estas experiências se alarguem a outros sectores da nossa
economia. Como vantagem, poderá estar o facto sobejamente reconhecido que Portugal
tem ao nível das infra-estruturas tecnológicas, soluções inovadoras e muitas vezes
superiores à dos seus parceiros europeus.
No entanto, para que esta tecnologia cumpra as suas promessas – projecções e estudos
de mercado optimistas -, terá de investir na criação desses mesmos postos de acesso –
investimentos esses que não estão obrigatoriamente centrados nos tradicionais
operadores de rede, já que não são necessárias licenças de operação de
telecomunicações específicas. Um caso de iniciativa privada é a cadeia norte-americana
de cafés Starbucks , que tem uma das maiores redes de pontos de acesso para utilização
dos seus frequentadores.
Existe aqui uma oportunidade de negócio concreta, dado que com um investimento
reduzido é possível qualquer um de nós tornar-se um ISP de Wi-Fi (WISP),
disponibilizando acesso à Internet aos vizinhos, clientes e amigos.
Igualmente importante é a disseminação de dispositivos e computadores que suportem a
ligação a estas redes através de placas Wi-Fi específicas. Alguns fabricantes de
computadores portáteis e PDA incorporam tecnologia Wi-Fi nos seus equipamentos,
tendo a Toshiba anunciado recentemente computadores com Dual Band, que suportam
dois tipos de protocolos, o 802.11a e 802.11b.
No primeiro trimestre de 2003 a Intel lançou uma nova arquitectura de computadores
portáteis, o Banias, que integrará tecnologia de ligação a redes Wi-Fi na placa-mãe,o
que poderá ajudar a banalizar a integração desta em dispositivos móveis,
No entanto a principal barreira ainda está no preço dos equipamentos. Face a isto,
poderá recorrer-se ao modelo utilizado na subsidiarização dos operadores móveis
celulares, sendo que para isso é preciso que o Governo aposte em formas de massificar
96
os portáteis através de benefícios fiscais, redução de propinas oas estudantes ou outras
formas igualmente válidas e estimuladoras para a procura.
Subsidiar para massificar os portáteis e Acessórios Wireless
Tal como nos telemóveis, foi preciso subsidiar os equipamentos para ganhar massa
crítica no acesso aos serviços, poderá vir a ser equacionada – por uma corrente
generalizada – a hipótese de se tomar a mesma iniciativa em relalção aos computadores
portáteis e outros dispositios de mobilidade, como PDA ou Smartphones. Desta forma
será desbloqueado um dos principais entraves à massificação das redes wireless que
consiste na falta de utilizadores destes dispositivos.
Grande parte da responsabilidade desta iniciativa poderá ser atribuída ao Governo,
através da criação de benifícios fiscais para a aquisição dos equipamentos ou mesmo a
redução das propinas aos estudantes que comprem portáteis. Isto porque os portáteis são
ainda muito usados em ambientes específicos, como as Universidades, e na área das
empresas é preciso apostar para massificar a sua utilização.
Neste cenário, poderá ser uma prioridade necessária arranjar soluções para que as
pessoas comecem a percepcionar os ganhos de produtividade decorrentes da utilização
destes equipamentos e a sua conjugação com redes de comunicação globais como o WiFi.
97
11 PEQUENAS VILAS – ESTUDO DO CASO: S. JACINTO
(AVEIRO)
11.1 Metodologia e Motivação
A distribuição geográfica das populações e a procura por serviços de
telecomunicações segue um padrão extremamente complexo. As densidades
populacionais reflectem o contraste entre as povoações rurais e urbanas. A geografia das
zonas identificadas é pois um aspecto crucial na instalação de redes de
telecomunicações. Neste aspecto, insere-se o caso de S. Jacinto, em que devido ao facto
de estar inserida ou junto a uma reserva ecológica nacional, e por isso mesmo constituir
um entrave aos interesses imobiliários, daí ressalva-se a escassez de infra-estruturas,
como é o caso das telecomunicações do presente estudo.
Devido às condições já citadas, mas também atendendo à morfologia do terreno,
circundada em parte pela Ria de Aveiro, difícil é traçar um cenário de oferta de Internet
de banda larga, naquela que é a única praia de Aveiro, que para além da população
habitacional reduzida, acolhe todos os anos milhares de veraneantes e turistas, podendo
a partir daqui a oferta baseada em serviços diversificados capazes de dinamizar quer
directa quer directamente sectores associados como o Turismo e a Rota da Luz, ou a
interligação com a Universidade de Aveiro para efeitos vários desde a monitorização da
vida selvagem até à oferta de novos serviços.
De salientar, que face ao enorme investimento em cablagem (por terra) para instalação
duma rede deste tipo impede que esta solução seja financeiramente viável, para um
operador ou fornecedor de serviço, surgindo assim a solução baseda numa rede sem fios
para o transporte da mesma e posterior acesso residencial Wi-Fi local, torna-se muito
atractiva ao investidor, quer de interesse público ou privado.
98
Ligação Ponto-a-Ponto
Unidade
Subscritora
(SU)
54 Mbps
S. Jacinto
Univ. Aveiro - Centro
Informática
7.5Km ~LoS
Rede de Acesso
MP.11a
Estação
Base
(BSU)
Morfologia do Terreno
Ria, Gafanha da Nazaré, Porto de
Aveiro
Modem
Internet
Figura 48 – Solução de Engenharia Proposta para S. Jacinto
De referir que que o sinal da rede de Tv por cabo é encaminhado de seguida em
cabo coaxial corrugado 1\2” a partir do Centro de Informática da Universidade de
Aveiro para uma antena direccional nos 5.6GHz para efectuar o transporte em
equipamento rádio MP11a, de modo a possibilitar esse transporte. Do lado de S. Jacinto
o sinal é recebido (Tx/Rx) por uma antena com as mesmas características e
posteriormente é encaminhado em cabo coaxial corrugado 1\2” para uma antena
omnidireccional nos 2.4GHz, de modo a possibilitar o acesso residencial Wi-Fi nos
2.4GHz aos subscritores aderentes ao serviço, bem como a serviços e modelos de
negócio inovadores como sejam os Hotspots Públicos ou a criação de Cyber-Kiosques
de rua.
Este equipamento é muito versátil, para além de um preço muito acessível, permitindo
numa ligação ponto-aponto cobrir distâncias até cerca de 10Km ou ligeiramente
superior, garantindo uma efectiva largura de banda (10km@6Mbits) mesmo para
situações de propagação de linha de vista parcial (~LoS) ou semi-obstruída, como é o
caso. Pelo que se justifica um estudo pormenorizado para a sua viabilização técnica.
99
11.2 Estudo de Viabilidade da Solução Técnica de Engenharia Rádio
Deverá ser efectuado um estudo completo de abrangendo os seguintes itens, nas
diversas vertentes, de modo a garantir a viabilidade do projecto delineado:
Site Survey
- Linha de Vista (LoS): Avaliação do nível de obstrução da linha de vista.
Determinação da viabilidade técnica da ligação rádio.
- Condições de Propagação do Canal Rádio: Realização de medidas rádio
analisando a interferência existente na(s) banda(s) a utilizar na comunicação.
Este serviço assume especial importância dada a utilização de bandas que não
requerem licenciamento.
- Locais de Instalação: Avaliação baseada na identificação de obstáculos
(presentes ou futuros), identificação de cablagem estruturada e de energia
eléctrica. Efectuação do levantamento das necessidades de trabalhos de
construção civi, caso se justifiquem.
Planeamento Rádio “cuidadoso”
- Localização exacta dos sites a ligar com as respectivas fotografias e
coordenadas GPS.
100
- Altura possível para as antenas.
- Perdas nos cabos.
- Desenho do perfil da ligação.
- Especificação Técnica da Solução Rádio: Local exacto onde instalar o sistema,
tipo de antena, tipo de cabos e respectivos comprimentos previstos.
- Especificação das antenas, altura e orientação para instalação a sua instalação.
- Especificação de outros acessórios e aspectos relevantes que sejam necessários
para garantir o desempenho apresentado no planeamento.
11.3 Serviços Inovadores a Disponibilizar
Existe um leque de serviços e modelos de negócio, que o poderão ser alvo de uma
análise mais cuidada, e susctivieis de despertar o interesse de investimento quer
públioc quer privado, nos mesmos.
Eis alguns desses serviços e modelos de negócio, sobressaindo algumas aplicações
piloto:
L.A.R. – Linha de Apoio Regional (Cyber-Kiosque):
- Internet: Visualização Gratuita Restringida a Sites Públicos ou de
interesse Local; Consulta de e-mail.
- Serviço VoIP: Ligação directa a nº úteis (Bombeiros, CM Aveiro, Loja
do Cidadão, Ambulâncias, Linha Apoio aos Fogos Florestais)
- Informação Turística: Rota da Luz
Acesso Residencial Wi-Fi
Implementação de um Hotspot Público
Presença da Universidade de Aveiro, e respectiva informação/serviços.
Presença da Câmara Municipal de Aveiro, e respectiva informação/serviços.
101
102
PARTE VI – WIRELESS LAN: MODELOS E
SERVIÇOS, PARA HOTSPOTS PÚBLICOS
12 WIRELESS LAN: MODELOS E SERVIÇOS, PARA HOTSPOTS
PÚBLICOS
12.1 Introdução
Actualmente assistimos a um crescimento vertiginoso de locais onde é possível
efectuar o acesso público de rede de banda larga móvel: os Public Hotspots. Estamos a
falr de Hóteis, centros de conferências, campus universitários, entre tantos outros locais
de interesse e alvo desta tecnologia. Com efeito, a implementação de WLAN hotspots
públicos, foi iniciada por um número diversificado quer de operadores incumbentes,
operadores móveis celulares (GSM e CDMA), Internet Service Provider wireless
(WISPs), dial-up aggregators e operadores de banda larga (rede fixa). A eles deve-se
este boom que se regista,sendo que a taxa prevista para o fabrico e distribuição de
tecnologias de WLAN é impressionante e traduz que esta será talvez a área de
telecomunicações a captar maiores investimentos e retorno, como se depreende do
seguinte gráfico.
Figura 49 – Wi-Fi: Distribuição de Equipamentos e Respectivas Receitas. Valores em dólares.
[7] Fonte
103
Segundo um estudo da Gartner, uma das maiores empresas mundiais na área de
consultadoria, refere que no ano 2008 haverá mais de 167 mil hotspots públicos de
WLAN em todo o mundo e cerca de 75 milhões de utilizadores.
Das vantagens inerentes às próprias WLAN, sobressai a oportunidade única oferecida
aos subscritores de usufruírem do acesso de alta velocidade numa rede sem fios e com a
respectiva vantagem de mobilidade, quer dentro da própria rede local WLAN quer ao
nível da portabilidade através de mecanismos de romaming e autenticação.
Apesar do boom inicial e das projecções entusiásticas ao nível das matrizes de retorno
de investimento, as redes de acesso público WLAN precisam ainda de ganhar a
confiança dos clientes de modo a estimular o crescimento sustentado no mercado
wireless.
Nesse ponto, identificam-se dois requerimentos fulcrais para cumprir esse objectivo:

Cobertura consistente. Os hotspots tem que estar em locais facilmente
identificados e em número suficiente, de modo a permitir aos utilizadores
encontrar rapidamente um hotspot em áreas urbanas e em locais de primeiro
plano, casos de aeroportos, hotéis e centros de conferências.

Acesso fácil. O serviço tem que ser fácil de utilizar e não pode requer o
fornecimento de informação – preenchimento de campos pré-definidos demasiado longa aos utilizadores, como é o caso dos números de cartão de
crédito, cada vez que estes queiram estabelecer uma ligação.
O mercado actual de WLAN para o acesso público é caracterizado pela
fragmentação entre os operadores e a coexistência de diferentes modelos do negócio.
Tal desenvolvimento, sobretudo ao nível das infra-estruturas WLAN, não incentiva os
utilizadores a subscrever esse serviço dado que nem sempre está disponível ou em
número muito limitado de locais. Os principais clientes alvo para estes modelos - os
homens de negócios, ou business travellers - necessitam de aceder facilmente ao
serviço, ou seja de conseguirem uma fácil conectividade, sempre que se deslocam em
viajem, sem ter de recorrer ao caso extremo de possuírem um número elevado de
subscrições enquanto cliente para cada local ou hotspot. Isto constitui um sério aviso,
face às diferentes politicas e modelos adoptados pelos operadores. Nesta linha de
104
raciocínio, também surge como improvável que um único fornecedor, ou operador,
emergirá como dominante, controlando uma parcela demasiado grande de hotspots
dentro de um país. Para além da concorrência crescente, os operadores enfrentam um
mercado demasiado grande e diversificado.
Um ponto comum, na visão estratégica,
largamente identificado pelos
intervenientes do sector, e por muitos dos operadores visados, consiste em estabelecer
uma plataforma de Roaming universalmente aceite, de modo a permitir que os
utilizadores efectuem o acesso aos hotspots controlados por diferente operadores,
fazendo com que todas as facturas resultantes desses acessos diversificados sejam
combinadas numa única facturação a emitir pelo operador com o qual o utilizador tem
uma conta de cliente prévia.
A convergência para este tipo de solução, está disponível actualmente nas soluções
baseadas no standard AAA, fazendo com seja possível estabelecer uma plataforma de
Roaming compatível e respectiva integração, com os sistemas de facturação- billing
systems - utilizados por uma larga maioria de fornecedores de serviço ou operadores.
12.2 Modelo Actual de WLAN Hotspot
De acordo com o Wi-Fi Alliance, o modelo predominante no acesso ao hotspot,
acima referenciado, é baseado no modelo de comércio electrónico (e-commerce)
designado por Universal Access Method (UAM) [1], e refere-se a um método de acesso
universal, que pretende ser comummente aceite.
No modelo UAM, o utilizador ao estabelecer a sua ligação ou sign-on, o hotspot
intercepta e redirecciona o respectivo web browser do utilizador para um servidor de
web local fixado por TLS. A validação do utilizador é feita através de mecanismos de
autenticação numa página web de UAM, que surge geralmente sob a forma de pop-up,
dando início a uma sessão de cliente ao introduzir-se um username e uma password,
emitidos ao servidor web local.
105
Selecção de serviços
Portal(default)
Login
Cliente
AP
Hotspot
Portátil
AP
Figura 50 – Modelo de Serviços de um Wi-Fi Hotspot Público [10]
A descrição dos procedimentos e mecanismos de validação pelo cliente desde a sua
entrada no hotspot, são descritos na tabela seguinte, identificando as várias etapas
subjacentes ao modelo de negócio da figura anterior.
Etapas no Acesso ao
Hotspot
Mecanismos e Respectivas Funções
1ª Etapa
Entrada do Cliente no Hotspot
2ª Etapa
Abertura do browser, redireccionamento automático
para o Portal com os Serviços Locais
3ª Etapa
Login & Password (modelo UAM)
4ª Etapa
Validação e Acesso à Internet personalizado (pop-up,
serviços locais e globais)
5ª Etapa
Reencaminhamento automático para a página
requisitada (inicial)
Tabela 4 – As várias etapas do Modelo de Serviços de um Wi-Fi Hotspot Público
106
A aplicação do UAM em larga escala, justifica-se pela sua facilidade de
instalação bem como nos requerimentos mínimos que são exigidos aos clientes móveis,
para efectuar um acesso ao hotspot. Apesar destas vantagens, o UAM tem
inconvenientes vários. A experiência do é um problema. Para obter o acesso de rede, o
utilizador necessita de abrir o browser e fornecer a autenticação. Assim, esta etapa não é
de modo algum intuitiva se o utilizador quiser simplesmente usar um cliente de correio
para aceder ao e-mail. Os utilizadores das empresas, tem normalmente configurações e
ajustes de VPN, os quais não permitem que alcancem um servidor de web local. Por
outro lado, a maioria das implementações de UAM expõem os requisitos, ou campos,
dos clientes (username e password, e frequentemente informação do cartão de crédito)
ao servidor de web local. Este é um facto grave, constituindo uma característica de todo
inaceitável para os operadores móveis celulares, que não desejam expor as bases de
dados dos seus clientes base, mesmo que seja para legitimarem simplesmente o roaming
dos seus clientes com outros parceiros.
Além disso, a menos que o utilizador saiba inspeccionar manualmente o
certificado usado pelo servidor local para garantir a segurança das páginas web – o que
é feito muito raramente – a informação confidencial de cliente pode vir a ser divulgada,
devido a um ataque de hackers explorando operar a vulnerabilidade wireless dos Acess
Points. Com efeito, a vulnerabilidade contra ataques wireless a uma simples sessão de
utilizador (cliente) provou ser um problema real nas implementação do UAM.
No entanto, as limitações da segurança do UAM podem ser superadas usando o modo
de acesso protegido, denominado de Wi-Fi Protected Access, certificação definida pelo
Wi-Fi Alliance [2].
Actualmente podem ser encontrados produtos certificados Wi-Fi, desde Acess
Points a PCIMA Cards, com a sigla Wi-Fi Protected Access. Este standard, protege o
cliente e a rede usando a autenticação 802.1X do IEEE, de modo a
autenticar
simultaneamente o Acess Point e o cliente móvel, providenciando a segurança com o
encriptação dos dados com o TKIP.
107
12.3 Hotspot Público: Arquitectura Modelo e Princípios Fundamentais
Os princípios arquitecturais para um hotspot, alguns dos quais já referidos e
identificados atrás, são essencialmente baseados nos seguintes pressupostos [3]:

Usabilidade (User friendly). O cliente deve poder aceder aos serviços do
hotspot com base em requisitos do próprio utilizador e do operador do hotspot,
independentemente dos detalhes específicos da implementação e tipo do hotspot.

Infra-estrutura de acesso simplificado pelo cliente. Os utilizadores devem ser
presenteados com uma relação consistente do interface RADIUS AAA,
independentemente da localização do hotspot ou do tipo de operador de rede,
que deve ser intuitiva de usar, ao fornecer a informação de serviço aos usuários
mais experientes. A experiência do utilizador, deve ser independente das
variações técnicas da rede.

Início de uma sessão comum. Os diferentes requisitos de autenticação por
parte dos diferentes fornecedores de serviço ou operadores devem ser aceites, e
o utilizador deve poder efectuar a sua autenticação directamente com o operador
base com o qual mantém uma prévia relação de cliente através de mecanismos
comuns de AAA.

Uma só conta (one-bill roaming). Uma infra-estrutura de roaming global deve
permitir que os clientes conectados nos hotspots sob controlo de diferentes
operadores, sejam autenticados pelo seu fornecedor de serviço base e que o valor
a debitar seja agregado numa única conta de cliente (a previamente existente).

Segurança. Os clientes os operadores do hotspot devem receber um nível
elevado de garantia de segurança durante cada sessão.

Autenticação Mútua para proteger o Cliente e o Operador. Ao cliente deve
ser permitido verificar os pontos de acesso (APs) e/ou as credenciais da rede
antes de divulgar os seus próprios dados.
108

Providenciar túneis de segurança (tunneling) para a autenticação remota. O
operador de rede do hotspot visitado não deve aceder aos dados do cliente de
modo a preservar a confidencialidade da informação do cliente. Somente o
fornecedor de serviço base, deve ter o acesso aos dados dos (seus) clientes.

Suportar VPN para o acesso remoto da empresa.
Os Hotspots devem
fornecer a compatibilidade com o VPN tunneling para clientes empresariais,
durante o acesso aos hotspots públicos.

Acomodar várias topologias wireless. A topologia da rede deve ser planeada
com base no local, tendo em conta o grau da exigência da rede para o acesso, de
modo a acomodar a melhor tecnologia wireless.

Disposição para compartilhar com segurança a infra-estrutura. Os
diferentes operadores de rede e fornecedores de serviço devem poder a usar a
mesma infra-estrutura de WLAN, segregando o tráfego interno.

Suportar serviços avançados eficientemente. As redes de Hotspot devem ser
planeadas de modo a suportar serviços avançados assim que estes se tornem
disponíveis.

Estrutura Unificada para o accounting. Os operadores de Hotspot e os
fornecedores de serviço necessitam de suportar modelos de facturação flexíveis,
que incluem o pré-pago, o postpaid roaming, o pay-for-use e ainda as
modalidades com limite de utilização temporal. Os agregadores de tráfego e os
intermediários de roaming AAA devem facilitar o estabelecimento e gestão de
parcerias, unificando o modelo.
109
12.4
Arquitecturas de Rede
Actualmente a implementação de hotspots públicos e respectivos serviços
associados, têm por base dois tipos de modelos, ou soluções de engenharia de
referência, a saber:

Modelo Distribuído (ou Local)

Modelo Centralizado
A tendência arquitectural de rede, apesar de ter começado com o modelo distribuído,
tende cada vez mais para a centralização dos recursos infraestruturais da rede de
operador. A seguir descrevem-se, ambos os modelos.
12.4.1 Modelo Distribuído (ou Local)
Os mecanismos para o redireccionamento dos utilizadores estão descentralizados
(por exemplo, a visualização de portais), pelo que requer pontos de acesso (APs) com
atributos “inteligentes” nos hotspots de modo a optimizarem a comunicação com a rede
local. Das vantagens deste modelo, salienta-se o facto de não necessitar de software
cliente adicional, sendo por isso do tipo user friendly.
Por outro lado, requer investimento adicional por parte do prestador de serviço devido à
gestão local do Network Operations Center (NOC), o que constitui a principal
desvantagem.
12.4.2 Modelo Centralizado
Os mecanismos para o redireccionamento dos utilizadores estão centralizados no
Network Operating Center (NOC), tipicamente de um operador móvel ou Wireless ISP.
110
Server
Portal
Router
Service
Selection
Gateway
Network Operations
Center (NOC)
111
802.11b/a
Switch
AP
Server
RADIUSS
erver
Router
IOTP
AAA
DB
User
802.11b or a
AP
Cabo Rede UTP-5
AP
802.11b/a
802.11b or a
AP
802.11b or a
802.11b or a
Sistema WDS
AP
Área de Acesso Publico (hotspot)
9 Gestão Centralizada
Figura 51 – Modelo de Serviços: Gestão Centralizada (NOC sob operador)
Network Operations
Center (NOC)
Mecanismos e Respectivas Funções
User DB
Base de Dados dos Clientes (Servidores)
IOTP Server
Servidor responsável pelo Input/Output das
Tranferências de Protocolos, possibilitando a
disponibilização dos Serviços Locais do Hotspot e
outros.
AAA RADIUS Server
Mecanismo responsável pelo Billing, incluindo a
Autenticação, Autorização e Accounting do cliente.
Service Selection
Gateway
Serviço que permite validar o Gateway do Hotspot,
activando as demais pré-definições do Serviço.
Portal Server
Servidor que efectua o reencaminhamento
automático para a página default do hotspot e todos
os serviços associados à mesma, incluindo o browser
para validação da sessão.
Tabela 5 – Descrição do Network Operations Center (NOC) no Modelo de Gestão Centralizada
Assim, e como exemplo ilustrativo da figura anterior, o centro de operações da rede
poderá estar localizado em Lisboa na sede de um operador, enquanto que o hotspot em
causa poderá estar noutra parte do país, por exemplo, em Coimbra.
Com efeito, neste tipo de gestão os hotspots requerem Access Points com elevado nível
de segurança, com atributos como o Radius AAA e 802.1x.
Das vantagens, destaca-se a incorporação nos sistemas de taxação e autenticação
existentes nos operadores (billing system). Daqui resulta uma efectiva poupança de
custos para o operador, na centralização de recursos.
No entanto, estamos perante um modelo menos “user friendly”, o que requer uma maior
experiência na autenticação por parte do utilizador. Para além disso, requer a
disponibilização de software adicional por cliente sendo essa a principal desvantagem
112
12.5 Arquitecturas de Roaming (Global)
Como vimos anteriormente, o cliente deve poder aceder aos serviços do hotspot
com base em requisitos do próprio utilizador e do operador do hotspot,
independentemente dos detalhes específicos da implementação.
Assim sendo, deve caminhar-se no sentido de estabelecer uma infra-estrutura de
roaming global, de modo a permitir que os clientes ligados nos hotspots e sob controlo
de diferentes operadores, sejam autenticados pelo seu fornecedor de serviço base e que
o valor a debitar seja agregado numa única conta de cliente.
Por outro lado, os agregadores de tráfego e os intermediários de roaming AAA devem
facilitar o estabelecimento e gestão de parcerias, de modo a unificar o modelo de
roaming.
A figura seguinte ilustra o cenário, e infra-estruturas base, para um modelo de
Roaming Global para Hotspots Públicos. Assim, no Hotspot Público existe um servidor
e/ou gateway com funcionalidades AAA. Após o cliente entrar no Hotspot, é validado
pelo servidor AAA do operador do Hotspot. No entanto, caso este utilizador seja apenas
cliente de um outro operador base - com o qual mantém uma efectiva relação de cliente
- são estabelecidos então vários mecanismos de roaming, baseados em AAA, sendo
finalmente o cliente validado através do servidor responsável pela base de dados e
autenticação do fornecedor de serviços base. É somente com este, que o utilizador
mantém uma relação de cliente.
Tal como acontece hoje em dia nas redes móveis celulares GSM/GPRS, poderá ser
necessário recorrer-se a um intermediário de roaming, de modo a conseguir-se a
validação do utilizador até ao fornecedor de serviços base, com o qual o utilizador
possui uma conta de cliente (facturação).
Posteriormente serão geradas receitas adicionais de roaming a reverter para o operador
do hotspot e eventualmente para o intermediário de roaming, pelo fornecedor de serviço
base. Esta é aliás, a única entidade responsável pela facturação junto do (seu) cliente
móvel e a única a ter acesso à informação confidencial do seu cliente.
113
Figura 52 – (Um) Modelo de Roaming Global para Hotspots Públicos
114
Portátil
Cliente
Authentication
Database
VPN / AAA
Server
AP
AAA
ROAMing
Server
Entidade Base
(ex: Boingo,
Boingo, USA)
Billing
(Facturação)
Facturação)
AP
Hotspot
Global Roaming AAA
AAA / RADIUS
Proxy Server
NETwork Server
Hotspot
Rede do Operador
Roaming
(ex:
ex: TV Cabo)
RADIUS
Roaming
(receita_1)
Server/Gateway
(AAA)
Roaming Intermediario
opcional
(ex: TMN, PT)
Roaming
(receita_2)
Entidade
Respectiva Definição e Atributos
Entidade Base
(Home Entities):
Definição. Com quem o utilizador móvel possui uma
conta de CLIENTE e uma relação de facturação
prévia (billing). Pode não ser um Wireless Hotspot
Operator”
Exemplos: Fonecedores de Serviço, WISPs
Intermediário de
Roaming
(opcional):
Definição. Participa no processo de Authentication e
Accounting entre múltiplos Operadores de Hotspot e
Entidades Base.
Exemplos: Fonecedores de Serviço Remoto (dial-up) e
Operadores Móveis Celulares
Operador do Hotspot
Definição. Implementa as redes WLAN de Acesso
Público (exemplo Wi-Fi) e a funcionalidade de
controlo sobre o Gateway/Servidor de Acesso
Publico.
Exemplo: WISP, Operadores Móveis, Fornecedores de Serviço
(fixo)
Tabela 6 – Descrição dos intervenientes no Modelo de Roaming Global para Hotspots Públicos
Das atribuições de cada uma das entidades é ainda de destacar o seguinte. A Entidade
Base, mantém uma associação de Segurança com o utilizador móvel. Mais importante, é
que gera receitas adiconais de roaming dos seus clientes sem desenvolver uma
infraestrutura WLAN.
O Intermediário de Roaming, providencia o agregamento entre a Entidade Base e o
local do HotSpot Público. Deste modo, providencia simultaneamente ao Operador do
Hotspot o agregamento dos clientes móveis das várias Entidade Base, em múltiplos
locais.
O Operador do Hotspot, tem a missão de proteger a privacidade do local e dos recursos
(servidores e bases de dados). Mais importante ainda, é o facto de assegurar o suporte
para uma autenticação segura do utilizador.
115
12.6 Descrição Actual dos Fornecedores do Mercado de Hotspots
Públicos
Actualmente o desenvolvimento do negócio das redes WLAN (Wi-Fi) deve-se
sobretudo à iniciativa de um conjunto de empresas e fornecedores de serviços de
Wireless ISP (WISP), surgindo cada vez em maior número diferentes intervenientes no
mercado, como sejam os operadores móveis celulares, operadores de rede fixa, entre
outros. A presente tabela, pretende ilustrar esse cenário à escala global, identificando
simultaneamente alguns dos intervenientes actuando em Portugal. [10]
Public Hotspot Providers
Roaming aggregators (WISP)
Proprietários de Grandes Locais
Operadores Móveis/Fixos
Aeroportos, Centros de Negócios, Universidades
Proprietários de Pequenos Locais
TMN
Oni
Empresas Proprietárias
TVCabo
Multinacionais,
Grandes Empresas
VODAFONE
Figura 53 – Fornecedores Actuais do Mercado de Hotspots Públicos (exemplo)
Depois de identificados os intervenientes no mercado dos hotspots públicos, passamos
de seguida a descrever as respectivas funções e mecanismos associados:

Roaming Aggregator
-
Fornece mecanismo de compensação para WISP, incluindo a partilha de
receitas (taxa fixa ou pay-per-use).
-
Não proprietário (ie, não possui os “locais” em questão).
-
Não possui as redes de Operador do Hotspot.
116

Dono de Grandes/Pequenos Locais
- Requer associação com o Agregador de Roaming (para processamento das
receitas).
- Oferta de serviços Add-on.
- Todo o Equipamento pertence ao Dono do local.
- Locais pequenos e médios.
- Baixo investimento por local.
- Locais de Grande Dimensão.
- Custos de investimentos altos.

Operador Fixo/Móvel
- Fornece mecanismo de compensação (taxa fixa ou pay-per-use)
- Não proprietário (ie, não possui os “locais” em questão)
- Possui Rede de Operador

Empresarial
- Maioritariamente “free of charge”.
- Serviço Add-on para os seus clientes/fornecedores ou colaboradores remotos.
- Todo o Equipamento pertence ao Dono do local.
- Nota: a Infra-estrutura de serviço pública tem que ser a mesma que a da rede
empresarial.
117
12.7 Segmentação do Mercado de HotSpots: ISP vs Wireless ISP(WISP)
O Modelo de Negócio dos IS’, consiste primariamente em 3 camadas relativas à
industria ou competidores:
1. physical layer: cempresas que detém a infraestrutura fisica, tais como linha
telefónica ou rede por cabo.
2. network layer empresas que contruiram e operam backbones de redes de
Internet com múltiplos pontos de presença.
3. brand layer: as empresas que vendem as soluçoes aos utilizadores clients, e por
isso está no topo da pilha.
Figura 54 – Segmentação da Industria de ISP (3 camadas)
A segmentação da indústria de Wi-Fi hotspot é diferente da tradicional segmentação da
indústria de ISP, pelo que possui 4 camadas ou layers:
1. venue layer: consiste nas empresas que possuem dos locais físicos onde os
hotspots serão implementados. São os proprietários dos locais.
118
2. ho spot operators layer: possuem um contrato com os proprietários dos locais,
para implementarem um Wi-Fi hotspots, efectuando a gestão do mesmo e
gerindo-o comercialmente.
3. roaming layer: devido à fragmentação do Mercado, existe a necessidade dos
operadores de Hotspots efectuarem parcerias com empresas para ser-lhes
fornecido mecanismos de roaming aos diferentes tipos de clientes de outras
empresas que recorrem ao seu hotspot e requerem migração.
4. brand layer: são as empresas ou fornecedores do serviço Wi-Fi, com os quais o
utilizador possui uma relação de cliente. Estes requerem também uma parceria
com os operadores de roaming para a migração dos seus clientes, devido à
fragmentação de mercado dos hotspots. [7]
Figura 55 – A Segmentação da nova Industria de WISP (4 camadas)
119
12.8 O Mercado Europeu e Mundial de Hotspots Públicos
12.8.1 Conjectura Actual e Evolução Futura
Depois de dez anos de indecisão, as redes locais sem fios (WLAN), baseadas
nomeadamente na norma 802.11, começam a rapidamente a implementar-se nas
empresas e locais de interesse público. Aparentemente, esta banalização é normal. No
entanto, abriu-se na realidade uma brecha inesperada para os utilizadores móveis. De
facto, quando estão em deslocação, para quê procurarem conectar-se à Internet ou à
intranet da sua empresa, a partir de um hipotético acesso baseado em rede tradicional de
fios ou celular (do tipo GPRS), se uma simples antena rádio (pública ou privada) pode
desempenhar essas funções?
O Wireless, seja Bluetooth ou Wi-fi, estará na ordem do dia. Equipamentos com
conectividade sem fios já invadem o mercado, assim como soluções que garantem a
cobertura de rede em qualquer ponto. Revolucionário. Sem dúvida, o surgimento da
norma 802.11 nos acessos rádio à Internet está a alterar os planos dos operadores
tradicionais. De conceito simples, o Wi-Fi (Wireless Fidelity) com as suas antenas de
acesso ao preço de apenas algumas centenas de euros e um débito teórico de 11Mbit/s,
tornou-se actualmente numa realidade industrial que atrai cada vez mais interessados.
Entre estes, encontramos fabricantes de equipamentos (Intel, Cisco, Siemens ou
Toshiba), operadores fixos e móveis, integradores, investidores, entre outros. [17]
Evolução do Mercado Mundial do Wi-Fi
(Fonte Wi-Fi Alliance, In-Stat/MDR - 2002)
Mercado (em milhões
de dólares)
Parque Wi-Fi (em
milhões de unidades)
2001
1,0
--
2002
2,0
6
2005
6,0
33
Periodo
Figura 56 – Evolução do Mercado Mundial do Wi-Fi (Wi-Fi Alliance, 2002)
Quais são os fornecedores melhor posicionados para tirar partido desta situação?
Na Europa, os operadores melhor posicionados estão nos países nórdicos,
120
nomeadamente a Telenor (Noruega), a Telia (Suécia) ou a Sonera (Finlândia), além da
T-Mobile (Alemanha) e da BT (Grã-Bretanha).
Com efeito, os países nordicos estão avançados na implementação dos hotspot de
WLAN, com aproximadamente 700 hotspots, sendo que este o número está rápidamente
a crescer. Para isto, muito contribui a liberalização regulamentar, característica dos
países nórdicos.
Apesar de todos estarem de acordo com o facto de que os hotspots são uma boa forma
para interligar o tráfego IP, resta saber que proporção poderá ser efectivamente captada.
Por exemplo, na melhor projecção optimista, há quem arrisque que essa percentagem
poderá ser na ordem dos 30 por cento dos dados móveis celulares, mas esta análise
deixa ainda os observadores bastante cépticos.
O futuro desenvolvimento do mercado do Wi-Fi, e respectivos modelos de negócio,
passará certamente por uma integração sob a alçada de entidades que já disponham de
uma base instalada. Entre essas entidades,estão naturalmente os fornecedores de acessos
à Internet, até ao momento com uma intervenção bastante discreta. Sobre a realidade
que o mercado Wi-Fi representa, saliente-se que alguns fabricantes estão já a
comercializar placas de acesso dotadas de uma porta ADSL e de uma porta Wi-Fi.
Segundo um estudo da IDC [4], o mercado europeu do hotspot terá aumentado cerca de
327% o ano passado de 269 posições no fim de 2001 a ao redor 1.150 posições no fim
de 2002. [18]
Wi-Fi : Evolução do Nº de hotspots na Europa
(Fonte: IDC-Gartner, fevereiro de 2003)
Número de
hotspots
USA
Europa
2001
269
--
--
2002
6 000
3 420
840
2003
20 000
10 000
5 000
Periodo
Figura 57 – Evolução do número de Wi-Fi Hotspots na Europa (IDC, Fevereiro 2003)
Nos Estados Unidos, o destaque vai para a T-Mobile USA (antiga VoiceStream),
filial americana da Deutsche Telekom. Esta empresa detém a maior parte após a compra
da Star Networks em 2002, um operador de hotspots presente nos cafés Starbucks. A T121
Mobile equipa actualmente mais de 2000 instalações deste tipo nos Estados Unidos. Em
finais de 2002, foi a vez da Cometa – que agrupa a Apax Partners, a AT&T, a IBM e a
Intel – elaborar um projecto para instalar 20 000 pontos de acesso até 2004. Será, assim,
a maior rede Wi-Fi do mundo.
Nº de Wi-Fi Hotspots Públicos por País
(Fonte: HotSpots.com – Outubro de 2002)
País
Nº de hotspots
Estados Unidos (USA)
1 800
Áustria
110
Reino Unido (UK)
90
Alemanha
65
Australia
43
Canadá
28
Figura 58 – Evolução do número de Wi-Fi Hotspots por País (Hotspots.com)
Comparativamente com o mercado europeu de hotspots, refira-se que número de
hotspots públicos nos Estados Unidos é somente cinco vezes maior do que nos países
nórdicos - os melhores posicionados na Europa.
Isto apenas significa a certeza de que a nível global, os mercado americano está numa
fase muito mais adiantada, podendo daí retirar-se mais valias sob os casos já estudados.
Wi-Fi : Evolutção do Nº de Hotspots Públicos por tipo de Local
(Fonte: Gartner Dataquest, Julho 2003)
Localização
Aeroportos
2001
2002
2003
2004
2005
85
152
292
378
423
Hóteis
569
2 274
11 687
22 021
23 663
Pontos de venda
474
11 109
50 287
82 149
85 567
Empresas (halls)
84
624
1 762
3 708
5 413
Gares e Portos
--
88
623
2 143
3 887
Hotspots em
colectividades
(associações)
2
266
5 637
20 561
30 659
outros
--
240
790
1 526
2 156
1 214
14 752
71 079
132 486
151 768
Total
Figura 59 – Evolução do número de Wi-Fi Hotspots por Tipo de Local (Gartner Julho 2003)
122
Coabitação Conflituosa com o UMTS
As perspectivas oferecidas, tanto pelo Wi-Fi, como pelo UMTS, em termos de
Internet via rádio, suscitam a questão sobre a coabitação destes dois meios de acesso.
Oficialmente, são apresentadas como complementares, mas estas duas tecnologias têm,
na realidade, grandes hipóteses de se sobreporem. O UMTS - cuja principal vantagem
reside numa cobertura bastante mais alargada a priori - já está em maus lençóis, pelo
que poderá sair a perder neste confronto. Em primeiro lugar, porque os hotspots já estão
actualmente operacionais. Em segundo lugar, porque o investimento inicial não tem
nada a ver com o exigido pelo UMTS. Para ilustrar este raciocínio, atente-se na seguinte
frase «Não é porque existe o risco de canibalização do UMTS que o mercado não se
deve lançar nos hotspots», afirmou recentemente (18 de Julho de 2003) Kai-Uwe Ricke,
presidente da Deutsche Telekom.
Concorrente do UMTS em termos de funcionalidade de ligação sem fios a redes de
dados , mas não em termos de cobertura geográfica, as redes Wi-Fi serão em 2003 a
principal buzzword das Tecnologias de Informação. A possibilidade de estar ligado, sem
fios, à Internet ou à rede interna da empresa é assumida como um dos próximos passos
da evolução tecnológica já há alguns anos.
O Dilema das Telecomunicações
O crescimento acelerado das redes WiFi é de tal forma que tal como anteriormente
referido poderá vir a arrumar de vez o UMTS, ou terceira geração de telémoveis, pelo
menos no que diz respeito à prioridade em investimento, dada a fiabilidade e rapidez do
respectivo retorno do investimento a realizar. Sem dúvida que o conceito Wi-Fi é um
pouco diferente, pois o raio de acção é muito reduzido (centenas de metros para cada
ponto de acesso e um pequeno número de clientes por ponto de acesso), mas fornece o
que o UMTS prometia: acesso à internet de alta velocidade (maior, aliás. que o UMTS)
e sem fios. A indústria das telecomunicações está agora perante um dilema. A evolução
das MAN, ou redes metropolitanas, tornará comercialmente inúteis as redes de dados de
alto débito, condenando a terceira geração ao fracasso.
123
Que modelo de Negócio a seguir?
Apenas em 2002 a tecnologia baseada no protocolo IEEE 802.11 – ou Wi-Fi –
começou a massificar-se face à oferta de equipamentos de ponto de acesso cada vez
mais baratos e à integração da conectividade de rede nos computadores portáteis e PDA
(Personal Digital Assistance). O crescimento de locais de acesso Wi-Fi e a
disseminação das redes wireless empresariais, assim como a aposta dos fabricantes de
equipamentos móveis, fazem de 2003 o ano da potencial massificação.
Quanto aos organismos locais com vocação pública, apesar de não estarem autorizados
a tornarem-se eles mesmos operadores, têm vindo a interessar-se também por este
mercado. Por sua vez, os operadores tradicionais parecem estar a seguir de perto –
embora em graus diversos – a evolução da situação.
Resumindo e concluindo, todos concordam que falta ainda inventar o modelo
económico mais adequado.
12.8.2 Breve Análise a Casos de Referência (Pioneiros)
Evolução e Tendência actual do Mercado Europeu de Wi-Fi Hotspot Públicos

THE CLOUD (Operador de Rede Wi-Fi)
O novo consórcio - The Cloud – promete ser a maior rede Wi-Fi Europeia de
Hotspots Públicos, operando inicialmente a partir do Reino Unido (UK), numa
estratégia global visando o desenvolvimento futuro do negócio - Business Develoment na Europa através de uma série de parcerias.
Dada a sua importância, refira-se que The Cloud assinou recentemente um contrato com
a Sun Microsystems para lançar o serviço de Virtual Wireless Internet Service Provider
(vWISP). Este novo produto (Wi-Fi Service Enabling Platform), permite aos operadores
de telecomunicações, ISPs, entidades corporativas e várias marcas líderes mundiais,
oferecerem um serviço completo e em segurança aos respectivos clientes base através
da plataforma Wi-Fi.
124
O consórcio The Cloud assinou um negócio com a Boingo Wireless (WISP), a partir do
qual os utilizadores da Boingo terão acesso aos cerca de 2500 hotspots da The Cloud ao
longo do Reino Unido (UK), ainda em fase de desenvolvimento e de implementação.
Por outro lado, este mercado representa ainda um marco importante na expansão da
Boingo na Europa, contribuindo para o aumento do tráfico através da rede Wi-Fi de The
Cloud.
Evolução e Tendência actual do Mercado nos USA de Wi-Fi Hotspot Públicos

BOINGO Wireless ISP (WISP)
Actualmente existem 36 milhões de homens de negócios em viagem (business
travelers) nos Estados Unidos da América, dos quais 27 milhões transportam consigo
um computador portátil (laptop) e/ou PDA.
De acordo com estudo de mercado da própria Boingo [5], existem actualmente perto de
2 milhões de locais com potencial para a implementação de hospots. A saber,
-
212 centros de conferências
-
3,032 estações de comboio
-
5,352 aeroportos
-
53,500 hotéis
-
72,720 centros de negócios
-
202,600 estações de combustiveis
-
480,298 restaurantes, bares e cafés
-
1,111,300 lojas de comércio
Apesar da quase “explosiva” popularidade das redes Wi-Fi, existem actualmente – e
apenas! - cerca 4,000 hotspots comerciais nos Estados Unidos da América, dos quais
perto de 2,000 são da BOINGO (o que representa quase 50% do mercado actual),
estando sobretudo concentrados em Aeroportos, Hóteis e Cadeias de Cafés e de
franchising. Daqui de conclui também que este enorme mercado – ainda no seu inicio! –
está ainda por explorar.
125
126
PARTE VII – ESTUDO DO CASO: HOTSPOTS
PÚBLICOS EM PORTUGAL
13 HOTSPOTS PÚBLICOS EM PORTUGAL
13.1 Impulsionadores do Mercado e Conjectura Actual
Em Portugal, um dos grandes impulsionadores do crescimento de pontos de acesso
à Internet deverá ser certamente a iniciativa e-U, ou Campus Virtuais, dinamizada pela
Unidade de Missão Inovação e Conhecimento (UMIC), que pretende criar, em conjunto
com as universidades e institutos, cerra de 4 mil pontos de acesso para servirem as
comunidades de alunos e professores do ensino superior em Portugal.
No sector privado, começam também a surgir algumas iniciativas pontuais, promovidas
por empresas interessadas em divulgar o conceito e estabelecer modelos de negócio à
imagem dos de empresas como a Boingo, caso já abordado no capitulo anterior.
O Mercado
Parques de
Exposições/Feiras
& Congressos
Aeroportos
Empresa &
Escritório
O Cliente
(móvel)
Hoteis
Locais
Públicos
Casa & Lar
…Estações
De Combóio
Figura 60 – O Mercado por explorar em Portugal
Exemplo deste interesse crescente, é a experiência pilto no Centro Comercial Colombo
e nas esplanadas da Doca de Santo Amaro, ambos em Lisboa. Numa altura em que as
vendas de computadores portáteis estão a crescer mais rapidamente do que as dos PC
127
desktop e em que o número de equipamentos com recursos Wi-Fi começa a aumentar -
em parte devido à introdução, nas linhas dos fabricantes, da arquitectura Centrino, da
Intel - o modelo de criação de pontos de acesso à Internet através da tecnologia sem fios
Wi-Fi faz cada vez mais sentido. Garantindo uma velocidade de ligação muito superior
à da tecnologia GPRS - através dos telemóveis e que assegura igualmente liberdade de
movimentos mas com a vantagem de uma maior cobertura -, o Wi-Fi ganha cada vez
mais adeptos entre os utilizadores que querem aliar a mobilidade à qualidade e à
velocidade das comunicações.
A evolução do Wi-Fi é no mínimo irreversível, concretizando o conceito de ubiquidade
do computador: A tecnologia 802.11 está testada e é segura, é muito barata e trabalha
sobre IP. A expansão das redes wireless poderá fazer-se através do desenvolvimento de
soluções por parte das empresas para complementarem as suas redes internas, mas
também através de sistemas públicos - conhecidos por Hotsopts-
que oferecem
conectividade wireless em zonas onde existe uma maior concentração de possíveis
utilizadores, como aeroportos, universidades, hoteis ou centros de cengressos.
O aparecimento da norma 802.11b nos acessos rádio à Internet está a alterar os planos
não só dos operadores tradicionais – Móveis, Fixos e ISPs – mas também a fazer com
que surjam novas empresas e parcerias em Portugal, visando a exploração e
desenvolvimento de negócio, sobretudo do caso dos Hotspots Públicos.
Apesar do abrandamento da economia global, e sobretudo no que toca a Portugal, a
demanda para o conectividade móvel "a qualquer momento, em qualquer lugar" "atraiu
muitos novos operadores e parcerias para o novo mercado móvel: hotspot públicos
(WLAN).
Description
Address
Carrier
Type
Details
Amazonia Lisboa
Hotel
Hotel
Travessa da Fabrica dos
Pentes- 12-20
Lisboa, Lisboa 1250
Boingo
Wireless
Tel:+ 351 213 877 006
Nh Liberdade
Hotel
Avenida Da Liberdade- 180
B
Lisboa, Lisboa 1250
Boingo
Wireless
Tel:+351.21.3514060
Quality Hotel
Lisboa
Hotel
Campo Grande 7
Lisboa, Lisboa 1700
Boingo
Wireless
Location
Tel:+351 217 957 555
Figura 61 – Presença da BoinGo WISP em Portugal (www.boingo.com, Setembro 2003)
128
13.2 Legislação e Regulamentação em Portugal
Segundo a ANACOM, a entidade que gere oespaço radioeléctrico em Portugal, o
mercado de acesso rádio público de banda barga - Public Hotspot ou WLAN Públicas –
estão isentas da atribuição de Licença pela ANACOM.
No entanto os Serviços Públicos WLAN requerem o registo de operador como prestador
de serviços públicos, junto da ANACOM.
O standard do IEEE 802.11 tal como a HiperLAN/2 estão classificadas pela ANACOM
como sendo dispositivos do tipo SRD-“Short Rádio Device” e por isso isentos de
licença. A seguinte tabela, demonstra a atribuição destes dispositivos dentro do espaço
radioeléctrico português bem como as respectivas limitações e gestão.
Tabela 7 – Tabela da Atribuição do Espaço Radioeléctrico em Portugal a Dispositivos do tipo
SRD, incluindo o standard do IEEE 802.11 e HiperLANs (excerto, www.anacom.pt)
Da análise desta tabela, conclui-se no imediato as seguitnes atribuições, face aos
standards equacionados para os Hotspots:
802.11b. Faixa de frequências de 2400MHz a 2483,5MHZ, com potência máxima de
100mW E.I.R.P. (Emitted Isotropic Rádio Power).
129
802.11a. Faixa de frequências de 5,150MHz a 5,350MHZ, com potência máxima de
200mW E.I.R.P.
HiperLAN/2. Faixa de frequências de 5,470MHz a 5,725MHZ, com potência máxima
de 1W E.I.R.P.
De facto, estamos perante a atribuição de banda não licenciada, pelo que a
qualidade de serviço (QoS) não é garantida à prior. Daqui resulta a efectiva importância
assumida pela concepção do Projecto de Engenharia Rádio, assumindo uma maior
complexidade, desde o levantamento das necessidades até à colocação em Serviço. No
projecto de Engenharia Rádio, os seguintes assumem um papel preponderante para a
performance final do hotspot:
-
Site Survey
-
Planeamento Rádio
-
Instalação e Colocação em Serviço
A aplicação destes vários passados ao longo do Projecto de Engenharia, estão
dependentes do tipo de tecnologia a escolher, sendo esta indexada à gama de
frequências em banda não licenciada.
Banda 2.4 GHz:
- 13 canais, ocupando cada um uma largura de 20MHz
- somente 3 canais não-sobrepostos (non overlapping)
- até 4 canais com pouca interferência
130
Figura 62 – A atribuição dos canais das frequências do 802.11b em Portugal
Banda 5 GHz:
- 5,15GHz (Indoor)=802.11a
- 5,6GHz (Outdoor)=Reservado à banda HiperLAN2
(Caso Portugal, ANACOM)
- 3-4 canais disponiveis
13.3 Que tecnologia a usar num Hostpot Público: 802.11a ou 802.11b ?
Não há nenhuma dúvida de que o standard de WLANs mais extensamente o
disponivel e implementado hoje em dia é o 802.11b ou também conhecido como Wi-Fi.
A disponibilidade recente das cartas wireless 802.11a e dos respectivos pontos de
acesso rádio, acaba por introduzir uma pequena dúvida pertinente e comum. do
wireless. O planeamento rádio de uma wireless LAN, enfrenta agora o desafio de tomar
uma decisão face à tecnologia a usar: 802.11a ou 802.11b.
802.11a versus 802.11b
O standard 802.11e o 802.11b, definem cada um uma camada fisíca diferente. Os
rádios 802.11b transmitem em 2.4 gigahertz e emitem dados até・11 Mbps usando a
modulação DSS (Direct Sequence Sprectrum) para propagação, visto que, os rádios
131
802.11a transmitem em 5 gigahertz e emitem dados até・54 Mbps usando OFDM
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
Naturalmente o desempenho superior de 802.11a oferece uma sustentaçãoo excelente
para aplicações que necessitem de uma grande largura de banda, mas como a frequência
opera numa banda mais elevada assume por inerência um menor alcance ou alcance
(muito) mais curto.
Coverage Comparison 2.4GHz vs 5GHz
at 15dBm power output open office environment
5GHz Frequencies
2.4GHz Frequencies
140.0
120.0
Distance M
100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
54Mbps
36Mbps
24Mbps
12Mbps
6Mbps
11Mbps
5.5Mbps
1Mbps
Frequency
Figura 63 – comparação do alcance e níveis de potência do 802.11b vs 802.11a
De um modo geral, pela figura abaixo o 802.11a consegue entregar 6 Mbps até
distancias de aproximadamente 60 metros, ou seja bastante distante・do que os 120
metros de alcance para sistemas com 802.11b, suportando cerca de 1Mbps para essa
distância. Em comparação com o 802.11b, é・necessário um número muito maior de
pontos de acesso 802.11a para cobrir com facilidade, especialmente os locais de grandes
dimensões.
Os tipos diferentes da frequência de rádio e da modulação do 802.11a e do 802.11b
causa a não interoperabilidade de ambos. Por exemplo, um utilizador numa extremidade
equipado com um cartão 802.11a não pode pode・conectar-se a um ponto de acesso
132
802.11b. O working group do IEEE 802.11 não oferece nenhuma previsão e/ou data
para a interoperabilidade entre as diferentes camadas físicas em questão.
Linhas Orientadoras para uma tomada de Decisão
Ao tomar a decisão de se optar pelo 802.11a ou 802.11b, deve pensar-se sobretudo
sobre o desempenho, a escala, e a questão da interoperabilidade. A seguir, descrevem-se
algumas linhas orientadoras, fulcrais para uma tomada de decisão acertada.
a) Considerar implementar o 802.11b, se:
•
As exigências da escala do local são muito significativas. Para instalações ou
locais de grandes dimensões, tais como um armazém ou uma loja com um
grande área, o 802.11b fornecerá a solução menos cara por causa da utilização
de poucos pontos de acesso.
•
Se já existe um grande investimento nos dispositivos 802.11b, os custos
associados para migrar de um sistema 802.11b, em grande escala, para o 802.11a
terá custos relativamente elevados, sendo uma decisão difícil de vingar face ao
elevado investimento necessário.
•
Os utilizadores nas extremidades do hotspot são escassos. Se houver
relativamente poucos utilizadores nessas extremidades que necessitam de ter
acesso com facilidade, então aqui as exigências dos requisitos do local vão de
encontro à implementação do 802.11b, dado que há poucos utilizadores nas
extremidades do local para competirem em cada throughput total por ponto de
acesso. A menos que existissem outras necessidades, mais significativas, para
um desempenho muito elevado pelo utilizador nessas extremidades, apenas
nessa situação se poderia justificar a implementação do 802.11a.
b) Considerar implementar o 802.11a, se:
133
•Há uma necessidade para um desempenho muito mais elevado. Para escolher o
802.11a terá de exsitir forçosamente a necessidade de suportar aplicações com
tráfego mais elevado, nomeadamente envolvendo o vídeo, a voz, e a transmissão
de imagens grandes dimensões. Para estas aplicações, o 802.11b provavelmente
poderá não satisfazer esses requerimentos.
•Actualmente, a interferência significativa de rádio frequência está dentro da banda
de 2.4 gigahertz. O uso crescente de telefones utilizando os 2.4 gigahertz, casos
dos PDA, e de dispositivos wireless de Bluetooth, poderá aglomerar o espectro
de rádio dentro do local do hotspot, fazendo aumentar drasticamente o patamar
de ruído e em consequência diminuir significativamente o desempenho do
802.11b nesse local. O uso do 802.11a que opera na banda de 5 gigahertz evitará
esta interferência.
•Os utilizadores do local (hotspot) são em número elevado. Tais locais são
tipicamente aeroportos, centros de convenção, entre outros, que necessitam de
suportar um numero grande utilizadores mesmo nas extremidades de uma área
comum que compete para o mesmo ponto de acesso, sendo que cada utilizador
compartilha do throughput total desse mesmo ponto de acesso. O uso de 802.11a
viabilizará uma concentração mais elevada de utilizadores, sobretudo nas
extremidades do local, oferecendo um throughput total maior.
Potenciais Melhorias para a Interoperabilidade
A interoperabildade entre o 802.11a e 802.11b poderá vir a melhorar
consideravelmente num curto espaço de tempo. Empresas fabricantes pioneiras estão a
desenvolver produtos que integram já ambas as tecnologias, caso da Proxim com o
ORiNOCO Acess Point 2500 que suporta ambas as normas 802.11a/b, possuindo 2
canais para inserção de cartas wireless com 2 normas diferentes. Outro exemplo, é o
caso Synad, uma companhia da engenharia baseada em Londres, que anunciou
recentemente o desenvolvimento de um chipset 802.11a/b duplo, permitindo ao
equipamento rádio “falar” simultaneamente em 802.11a e 802.11b.
134
Em consequência, um equipamento rádio 802.11a/b dentro de um dispositivo do
utilizador num local poderá detetar automaticamente se o ponto de acesso em questão é
802.11a ou 802.11b, e estabelecer então uma comunicação em conformidade. Do
mesmo modo, um ponto de acesso pode também desdobrar-se na solução dupla
802.11a/b, permitindo o interoperabilidade com os dispositivos do utilizador numa
extremidade do local e equipado com uma carta rádio 802.11a ou 802.11b. A partir
daqui existe pois a certeza no desdobrar em 802.11a e 802.11b.
Conclusão
Na maioria dos casos, determinar-se-á que a melhor solução o 802.11b (2.4GHz),
suportando as aplicações comuns de escritório. Por outro lado, os produtos 802.11b são
certamente baratos e capazes de suportar a maioria de exigências da aplicação. Haverá
algumas situações, no entanto, que beneficiarão fortemente do uso do 802.11a (5GHz),
casos de locais com ambientes densamente-povoados por utilizadores e de aplicações
multimédia.
135
13.4 Massificar o Wi-Fi
Os Projectos para a criação de pontos de acesso Wi-Fi estão já em
a tendencia é para que estas experiências se alarguem a outros sectores da nossa
economia. Como vantagem, poderá estar o facto sobejamente reconhecido que Portugal
tem ao nível das infra-estruturas tecnológicas, soluções inovadoras e muitas vezes
superiores à dos seus parceiros europeus.
No entanto, para que esta tecnologia cumpra as suas promessas – projecções e estudos
de mercado optimistas -, terá de investir na criação desses mesmos postos de acesso –
investimentos esses que não estão obrigatoriamente centrados nos tradicionais
operadores de rede, já que não são necessárias licenças de operação de
telecomunicações específicas. Um caso de iniciativa privada é a cadeia norte-americana
de cafés Starbucks , que tem uma das maiores redes de pontos de acesso para utilização
dos seus frequentadores.
Existe aqui uma oportunidade de negócio concreta, dado que com um investimento
reduzido é possível qualquer um de nós tornar-se um ISP de Wi-Fi (WISP),
disponibilizando acesso à Internet aos vizinhos, clientes e amigos.
Igualmente importante é a disseminação de dispositivos e computadores que suportem a
ligação a estas redes através de placas Wi-Fi específicas. Alguns fabricantes de
computadores portáteis e PDA incorporam tecnologia Wi-Fi nos seus equipamentos,
tendo a Toshiba anunciado recentemente computadores com Dual Band, que suportam
dois tipos de protocolos, o 802.11a e 802.11b.
No primeiro trimestre de 2003 a Intel lançou uma nova arquitectura de computadores
portáteis, o Banias, que integrará tecnologia de ligação a redes Wi-Fi na placa-mãe,o
que poderá ajudar a banalizar a integração desta em dispositivos móveis,
No entanto a principal barreira ainda está no preço dos equipamentos. Face a isto,
poderá recorrer-se ao modelo utilizado na subsidiarização dos operadores móveis
celulares, sendo que para isso é preciso que o Governo aposte em formas de massificar
136
os portáteis através de benefícios fiscais, redução de propinas oas estudantes ou outras
formas igualmente válidas e estimuladoras para a procura.
Subsidiar para massificar os portáteis
Tal como nos telemóveis, foi preciso subsidiar os equipamentos para ganhar massa
crítica no acesso aos serviços, poderá vir a ser equacionada – por uma corrente
generalizada – a hipótese de se tomar a mesma iniciativa em relalção aos computadores
portáteis e outros dispositios de mobilidade, como PDA ou Smartphones. Desta forma
será desbloqueado um dos principais entraves à massificação das redes wireless que
consiste na falta de utilizadores destes dispositivos.
Grande parte da responsabilidade desta iniciativa poderá ser atribuída ao Governo,
através da criação de benifícios fiscais para a aquisição dos equipamentos ou mesmo a
redução das propinas aos estudantes que comprem portáteis. Isto porque os portáteis são
ainda muito usados em ambientes específicos, como as Universidades, e na área das
empresas é preciso apostar para massificar a sua utilização.
Neste cenário, poderá ser uma prioridade necessária arranjar soluções para que as
pessoas comecem a percepcionar os ganhos de produtividade decorrentes da utilização
destes equipamentos e a sua conjugação com redes de comunicação globais como o WiFi.
13.5 Experiências Piloto, Breve Análise a Casos de Referência
13.5.1 Pioneirismo: Os Campus Virtuais (e-U)
Existem já diversos pontos de acesso sem fios tanto na capital como noutras
localidades do país. Mas não são públicos. Isto é, só se ligam os computadores que
forem previamente registados. As universidades estão a ser pioneiras neste campo. O
Instituto Superior Técnico, em Lisboa, e a Universidade de Aveiro (www.wireless.ua.pt
) já dão acesso WiFi aos seus membros, estando entre as primeiras a adoptar o programa
governamental Campus Virtuais lançado em Janeiro pela Unidade Missão Inovação e
Conhecimento (UMIC, em www.umic.pcm.gov.pt ).
137
Refira-se que que a iniciativa e-U da UMIC tem um potencial de divulgação muito
grande junto da população estudantil, oque poderá ajudar a explicar o motivo pelo qual
já foram vendidos milhares de "access points e Wi-Fi Cards" em Portugal, sendo certo
que é esperada a multiplicação de áreas públicas com acesso sem fios à Internet.
13.5.2 Os primeiros Hotspots Públicos em Portugal: Docas de Santo Amaro e
C.C. Colombo, em Lisboa
As Docas de Santo Amaro e o Centro Comercial do Colombo são os dois dos
primeiros locais em Portugal, e ambos situados em Lisboa, onde se está a tornar
realidade a criação de pontos de acesso público à Internet através da tecnologia Wi-Fi,
pontos esses também conhecidos pelo termo inglês "hotspots".
Nas Docas de Santo Amaro, foi estreado no dia 29 de Maio, o evento Docas Sem Fios.
O acontecimento foi promovido pela Intel, tendo como finalidade demonstrar e
promover a tecnologia de computação móvel Centrino, desenvolvida pela empresa
norte-americana. Vários fabricantes de equipamentos portáteis que já adoptaram esta
plataforma da Intel estiveram presentes, disponibilizando os computadores para que os
frequentadores deste espaço pudessem experimentar o "wireless lifestyle".
O evento Docas Sem Fios teve acesso livre e gratuito, podendo ser utilizados os
computadores portáteis baseados na tecnologia Centrino e ainda computadores de bolso
e organizadores pessoais (PDA) com acesso sem fios. Nas Docas Sem Fios, a Intel este
prsente juntamente com 12 parceiros, oito dos quais fabricantes de "hardware" - Base2,
CIL, Criterium, Mactek, Fujitsu Siemens, HP, JP Sá Couto e Toshiba - e outras
entidades empenhadas na divulgação desta tecnologia em Portugal, como a NetCabo, a
Cisco, a Hotspot Portugal e a UMIC. Embora o evento tenha durado apenas quatro dias,
as Docas de Santo Amaro mantiveram a infra-estrutura sem fios num hotspot público,
gerido pela Hotspot Portugal, com quem a Intel tem uma parceria.
Paralelamente às Docas de Santo Amaro, foi implementado um hotspot público no
Centro Comercial Colombo tendo o consórcio – Intel e Hotspot Portugal – por uma
filosofia inversa - experimentar o interesse, criar apetência de utilização e depois, então,
138
concluir pelo modelo de negócio viável-, estando ainda numa fase experimental. A
Sonae Imobiliária, que gere os espaços de duas dezenas e meia de centros comerciais,
está a estudar há mais de ano e meio a implantação desta tecnologia, tendo decidido
avançar com um teste-piloto durante até ao final do ano no Colombo. O possível
alargamento do projecto a outros espaços sob a sua gestão está em estudo mas, por
agora, a experiência no Colombo é única e ainda pouco conhecida do público, já que
não foi feita qualquer divulgação, mesmo no local.
O hotspot público do Colombo é de acesso gratuito e funciona apenas na área de
esplanadas designada por "Cidade Perdida”. Suporta o acesso de 30 clientes em
simultâneo, embora a utilização ideal esteja dimensionada para 20 clientes. Ainda sem
número de utilizadores apurado e ainda numa fase de experiência, este teste servirá de
"balão de ensaio" para um possível alargamento da cobertura e o estabelecimento de
regras de "roaming" dentro de todos os espaços da Sonae. Para além destes dois hot
spots Computadores procurou identificar outros locais de grande potencial de utilização
destes acessos.
Por último, é de referir que existe uma comunidade de utilizadores onde se pode
obter informação sobre as redes sem fios, incluindo o capítulo da segurança e locais
disponiveis. O Movimento Wireless Português está em http://wireless.com.pt .
Existe ainda outro mencanismo de busca de hotspots a nível mundial bastante
completo e com a maior base dados a nível mundial.
139
The Definitive WiFi HotSpot Directory
Location
Address
Networks
cyber.kiosk - Internet Cafe
Rua do Municipio, loja 11 - Paraiso de
Albufeira, Albufeira, 8200-393,
Portugal
Independent
cyber.kiosk - Internet Cafe
Rua do Municipio, loja 11 - Paraiso de
Albufeira, Albufeira, 8200-393,
Portugal
Independent
Four Seasons Hotel The Ritz Lisbon
Rua Rodrigo da Fonseca 88, Lisbon,
1093, Portugal
Wayport
Netaria - Cafe Rosso
Rua Garrett, 19, Lisbon, 1200-226,
Portugal
Independent,Netaria
Figura 64 – A lista dos Hotspots Públicos em Portugal, segundo www.Wi-FiHotspotlist.com
(Setembro 2003)
13.6 Modelos de Negócio em Portugal
O Mercado em Portugal de hotspots está numa fase de arranque massivo, por
diversos operadores e (novos) intervenientes, identificando-se os seguintes como
exemplo:
-
Operadores Móveis Celulares: Vodafone, Optimus, TMN.
-
Operadores de Rede Fixa: PT, JazzTel, ONi, Cabovisão.
-
Outros intervenientes: Hotspot Portugal (agreement INTEL), Cisco
Portugal, HP, TV Cabo/NetCabo, CIL, Toshiba.
De destacar o forte ataque a este mercado pelas operadoras móveis, área que se revela
assim muito atractiva ao investimento após a indefinição e conjuntura da 3ª Geração
(3G):
O modelo de negócio dos hotspots em Portugal consiste em instalar gratuitamente os
pontos de acesso nos locais seleccionados, explorando depois as receitas de
comunicação e pagando aos proprietários desses locais uma comissão sobre o tráfego
gerado. Esta abordagem ao mercado, numa estratégia dominante, assenta nas seguintes
140
linhas orientadoras:
-
Investimento reduzido em tecnologia WLAN, na maior parte dos casos
(Locais de Pequena e Média Dimensão).
-
Previsão de rápido “payback” (ROI), típicamente inferior a 1 ano.
-
Concepção de um novo Mercado Móvel: Novos Clientes, Novas Receitas,
e… Fidelização (Operador Hotspot e Operador Móvel num só).
Alguns Exemplos Desta Estratégia
QuickAccess Portugal. Com cerca de 50 hotspots em carteira de clientes, a maior parte
ainda em fase de implementação, admite tornar-se uma referência a nível nacional.
Neste momento, possui cartões de uma hora, de um dia ou de três dias. Pelo primeiro
acesso, a QuickAccess cobra dez euros. Caso o cliente queira adquirir um cartão com
password que lhe permita um dia de acesso à maior das redes, terá de despender 25
euros. Se optar pelo acesso de três dias, vai ter de gastar 50.
Hotspot Portugal. Os valores cobrados aos utilizadores através da venda de cartões
pré-pagos com minutos, em locais onde existam os hotspots, são de 10 euros por uma
hora ou 25 euros por 24 horas e 50 euros por três dias de uso ilimitado. Uma assinatura
mensal custa 150 euros e serão ainda definidas taxas especiais para as empresas.
Vodafone Portugal. Possui actualmente 28 acordos - press release 8 Outubro 2003 para a implementação de Hotspots sob exploração, nomeadamente Hóteis, Centros de
Conferências (Exponor, Exposalão) e outros locais de interesse público. Os Preços
praticados pela Vodafone são no acesso aos seus HotSpots Públicos são de 5Euros por 1
hora, 12Euros por 24 horas e 30Euros por 72Horas.
Desta análise, ressalva o pressuposto de que valor a fixar no preço final ao
141
consumidor no acesso a um hotspot público, para além das inerentes exigênciasdo
modelo adoptado e variação do nível de segurança e qualidade a oferecer, dependerá
sobretudo do seu tamanho, cultura do negócio e estrutura organizacional.
14 ESTUDO (AD-HOC) DO CASO: EXPOSALÃO BATALHA - O 3º
MAIOR CENTRO DE CONFERÊNCIAS DO PAÍS
14.1 As Vantagens da adopção de uma Solução (inovadora) Proprietária
Como acabamos de ver o modelo de negócio dominante em Portugal - quase em
regime de exclusividade – adoptado pelos diversos intervenientes no mercado reside na
negociação com os proprietários de locais de interesse público (Hóteis, Centros de
Conferências, entre outros) visando a exploração desse local (em média por 5 anos, ou
superior), com a colocação de um hotspot em serviço sem qualquer encargo para o
proprietário do local. Este, com base nesse acordo recebe uma “pequena” percentagem
ou comissão sobre o tráfego gerado.
Daqui surge uma clara oportunidade de negócio emergente em Serviços de
Consultadoria e Estudos Técnico-Económicos para Viabilidade de uma Solução
Proprietária de um hotspot público, dado o investimento reduzido a efectuar na infraestrutura de WLAN.
142
Entidade de Consultadoria em
Hotspots
Negociação
- Estudo de Viabilidade Económica (ROI)
- Definição do Projecto de Engenharia em
Parceria com a Empresa Instaladora
Parceria
Empresa de Infraestruturas em
Telecomunicações
Instalação
- Instalação, Configuração e Certificação
do Hotspot
- Validação do Projecto de Engenharia
Figura 65 – Descrição do Modelo de Negócio para a Solução Proprietária de um Hotspot
Público
A solução proprietária, para além das receitas e ganhos directos a seguir
apresentados no estudo do caso, traz a vantagem acrescida de permitir o múltiplo acesso
de vários operadores e fornecedores de serviço através do mecanismo de validação do
servidor RADIUS AAA local (e/ou Gateway), permitindo assim a “migração” dos
clientes de todos os intervenientes no mercado dos hotspots e não só. A seguinte figura,
ilustra este cenário
Figura 66 – Descrição do Modelo de Negócio para um Hotspot Público, segundo a INTEL[6]
143
14.2 Dimensões e Áreas a Cobrir
Neste estudo ad-hoc do Caso da ExpoSalão Batalha, o terceiro maior centro de
Feiras de Exposição do País, foram identificadas as dimensões e àreas a cobrir, através
da pesquisa efectuada no respectivo site da empresa.
Assim, pretendeu-se com o presente estudo avaliar soluções técnicas num cenário de
cobertura para os 3 Pavilhões e Hall de Entrada da Exposalão com diferentes
necessidades de cobertura, seja por obstáculos físicos, seja pelo número de utilizadores.
A vertente económica da solução bem como a complexidade para situações de
diferentes necessidades de cobertura, permitiu idealizar uma segunda solução técnica,
de modo a satisfazer as eventuais necessidades da Exposalão na realização de Feiras.
[13]
Figura 67 – Planta e dimensões da Exposalão Batalha, fonte: www.exposalao.pt
144
14.3 Engenharia e Soluções Técnicas para o Hotspot da Exposalão
Pavilhão 1
Ant 1
Ant 1
AP-600
AP-600
Eth
Eth
Switch
Server/Gateway
AAA
WAN
Cable
Modems
Pavilhão 2
Ant 1
Ant 1
AP-600
AP-600
Eth
Eth
Ant 1
Ant 1
Pavilhão 3
AP-600
AP-600
Eth
Eth
Figura 68 – Solução 1 idealizada para a Exposalão Batalha
Depois de efectuada uma pesquisa sobre os Acess Points a utilizar, a escolha recaiu
na gama ORINOCO da Proxim, considerada líder mundial no fabrico de WLANs. Esta
gama para além da certificação pelo Wi-Fi Alliance cumpre todos os requisitos do IEEE
802.11, possuindo ainda a vantagem de trazer funcionalidades AAA, para efeitos de
facturação ao cliente(billing systems). Outro aspecto que residiu na escolha, é que os
145
produtos aqui equacionados desta marca são ligeiramente inferiores – cerca de 15 a 20%
- aos preços praticados pela Cisco Systems.
Preço
Unit.
TOTAL
6
400,00 €
2.400,00 €
1
400,00 €
400,00 €
Gateway/Server AAA
1
3.000,00 €
3.000,00 €
Switch
1
500,00 €
500,00 €
Instalação e Colocação em Serviço
1
35 %
Solução
Qtd
Pavilhão 1, 2, 3
Acess Point 600 - Proxim
Hall de Entrada
Acess Point 600 - Proxim
TOTAL
<9.000,00 €
Tabela 8 – Investimento em WLAN a Realizar na Solução 1
Como se depreende da tabela acima, o investimento a realizar numa solução
proprietária situa-se em cerca de 9000 Euros (nove mil Euros), podendo na prática
este valor diminuir significativamente face à dependência da parceria a realizar com
a empresa de infra-estruturas em telecomunicações responsável pela Instalação e
colocação em serviço do hotspot público, para a qual se avançou com o valor de
35% sobre o total.
146
Ant 1
AP-600
Et
h
Ant 1
Ant 2
AP-2000
Ant 1
AP -600
Eth
Ant 2
Cable
Modems
AP-2500
WAN
Ant 1
Eth
Switch
Ant 1
AP-600
Et
h
Swit ch
Et
h
Pavilhão 1
Pavilhão 2
Ant 1
Ant 2
AP-2000
Eth
Ant 1
Pavilhão 3
Ant 2
AP-2000
Et
h
Et
h
Ant 1
AP-600
Figura 69 – Solução 2 (cenário complexo) idealizada para a Exposalão Batalha
Este tipo de solução pretende descrever um cenário complexo, com diferentes tipos
de necessidades e de cobertura por pavilhão. Recorre ao Sistema WDS (Wireless
Distribution System) em detrimento do cabo de rede (UTP-5), para interligar os vários
APs.
No entanto, existe sempre uma relação de compromisso no Projecto de Engenharia com
a adopção do WDS, dado que apesar da poupança no cabo de rede (UTP-5) , em
detrimento da sua utilização; requer um “maior investimento” no tipo de Acess Points
(APs) a escolher, dado que para se usar o WDS teremos de ter 2 canais rádio por AP (1
147
para a ligação por WDS e 1 para efectuar a cobertura wireless por célula)
Para além disto, e dado a exigência das diferentes necessidades de cobertura por
pavilhão e por zonas especificas, implica também uma maior complexidade no
Planeamento Rádio e posterior implementação.
Face a estes factores, o valor final do investimento a realizar com esta solução,
cifrar-se-á acima do valor da Solução 1 para a Exposalão, anteriormente preconizada,
apesar da poupança inicial no cabo de rede.
14.4 Identificação de Produtos Comerciais para esta Solução
14.4.1 Escolha dos Acess Points: Fabricante PROXIM
AP-2000 e AP-600
Integrável em arquitecturas de gestão centralizada.
Suporta tecnologia 802.11a e/ou 802.11b (até 2
Canais Rádio – UpGrade Kit).
Software de gestão de Wireless LAN para gerir redes
com 1000 access point.
Segurança 802.11b WEP Plus, migração para
802.11i.
Figura 70 – AP-2000 e AP-600 da PROXIM
AP-2500
Integrável em arquitecturas de gestão distribuída
para todas as dimensões de Hotspots.
Facilidade de utilização dos clientes.
Suporta tecnologia 802.11a e 802.11b (2
Canais
Rádio).
Suporta radius AAA, necessário para acesso
público.
Figura 71 – AP-2500 da PROXIM
148
Software de gestão de Wireless LAN para gerir redes com 1000 access point.
Solução segura, VPN, controlo de acessos, WEP Plus e migração para 802.11i.
Outras Características Técnicas:
• 250 utilizadores por canal 2.4 GHz
• Total de 500 utilizadores
• 50 utilizadores por canal 5 Ghz
• Apenas um canal 5GHz
• Certificação Wi-Fi – IEEE 802.11b
• Robustez à interferência
• Sistema de distribuição Wireless
• VLAN (utilizando 2 cartas)
• Acesso à internet via ADSL, Cabo Modem ou ISDN
• Cliente/Servidor DHCP
• DNS relay Segurança
• Cliente Radiu AAA
• Controlo de acessos
• VPN (IP-Sec, ou PPTP)
• IP UpSell
• Controlo de tráfego entre utilizadores Wireless
• HTTPS/SSL
• Gestão e Configuração Remota
• HTTP, SNMP, TFTP, Telnet
• XML
• Network Service Engine
• Servidor RADIUS; Planos de tarifação
• Home Page Redirect, Banners
• Controlo de Acesso
• Gestão de Largura de Banda Selective Access Control (SAC)
• Configuração de diferentes tipos de utilizadores (tarifação)
• AAA – Authentication, Authorization and Accounting
• Permite assinatura livre
• Integração simples com sistemas existentes – Servidores Radius e
SSL
• Gestão de largura de banda
14.4.2 A Escolha do Gateway AAA: Fabricante BlueSocket
Figura 72 – Gateways da Bluesockets:Escolha do WG 1100
149
Feature
WG-1100
&
WG-1100 SOE*
WG-2100
WG-5000
100 Mbps
400 Mbps
1 Gbps
30 Mbps
150 Mbps
400 Mbps
2, plus failover port
failover port
NA
10/100/1000 Mbps Ethernet
NA
2
2, plus failover port
1000 Mbps Ethernet (fiber)
NA
Optional (2)
Optional (2)
Local DB
Yes
Yes
Yes
RADIUS
Yes
Yes
Yes
LDAP
Yes
Yes
Yes
Windows Domain
Yes
Yes
Yes
Windows Active Directory
Yes
Yes
Yes
Transparent Windows Login
Yes
Yes
Yes
802.1x WPA Transparent Login
Yes
Yes
Yes
Secure Tokens
Yes
Yes
Yes
Mac Address
Yes
Yes
Yes
IPSec (DES,3DES, AES)
Yes
Yes
Yes
IPSec Client support
Yes
Yes
Yes
Windows XP
Yes
Yes
Yes
Windows 2000
Yes
Yes
Yes
SSH
Yes
Yes
Yes
Safenet
Yes
Yes
Yes
PGPNet
Yes
Yes
Yes
Funk AdmitOne
Yes
Yes
Yes
Certicom Movian
Yes
Yes
Yes
Mac OS10.2
Yes
Yes
Yes
L2TP/IPSec
Yes
Yes
Yes
PPTP (40 & 128 bit)
Yes
Yes
Yes
SSL
Yes
Yes
Yes
Role
Yes
Yes
Yes
Location
Yes
Yes
Yes
Time/Schedule
Yes
Yes
Yes
Performance
Unencrypted Throughput (max)
Encrypted Throughput (3DES-max)
Network Interfaces
10/100 Mbps Ethernet
Authentication Methods
Wireless Encryption
Policy Management
150
VLAN (802.1q)
Yes
Yes
Yes
Stateful Packet Inspection
Yes
Yes
Yes
TCP/UDP ports
Yes
Yes
Yes
Protocols
Yes
Yes
Yes
Destinations
Yes
Yes
Yes
Bandwidth Management
Yes
Yes
Yes
Traffic Prioritization
Yes
Yes
Yes
DiffServ Marking
Yes
Yes
Yes
Secure Admin Web Page
Yes
Yes
Yes
SNMP (V2c&V3)
Yes
Yes
Yes
Traps & Alerts
Yes
Yes
Yes
CLI (Serial Port)
Yes
Yes
Yes
Local Logging
Yes
Yes
Yes
Syslog
Yes
Yes
Yes
No Proprietary client software required
Yes
Yes
Yes
Intuitive Web Configuration
Yes
Yes
Yes
Users existing authentication servers
Yes
Yes
Yes
Simple network installation
Yes
Yes
Yes
Easily expandable
Yes
Yes
Yes
Hot Failover
Yes
Yes
Yes
Secure Mobility™ Matrix
Yes
Yes
Yes
RADIUS Accounting
Yes
Yes
Yes
Session-Timeout
Yes
Yes
Yes
Walled Garder
Yes
Yes
Yes
Website Redirect
Yes
Yes
Yes
AnyIP™ Support
Yes
Yes
Yes
Email Redirect (SMTP)
Yes
Yes
Yes
Remote Subnet Aggregation
Yes
Yes
Yes
Documented API
Yes
Yes
Yes
Static IP
Yes
Yes
Yes
DHCP Server/Relay
Yes
Yes
Yes
NAT
Yes
Yes
Yes
QoS/CoS
Management
Ease of Use
Multiple Gateways
Public Access
IP Address Assignment
151
Compliance
FCC, UL, VCCI, CE
Yes
Yes
Yes
80 Watts
200 Watts
350 Watts
110V-240V
110V-240V
110V-240V
10 to 35 C
10 to 35 C
10 to 35 C
40% to 80%
40% to 80%
40% to 80%
1U
2U
2U
Width
16.75" (425mm)
17.5" (445mm)
17.5" (445mm)
Height
1.75"(44mm)
3.6" (88.mm)
3.6" (88.mm)
Depth
13" (336mm)
14" (356mm)
17.5" (445mm)
Electrical
Power
AC Input
Environmental
Operating Temp
Humidity (non-condensing)
Dimensions
Rack Units
Tabela 9 – Características Técnicas dos Gateways da Bluecoskets
Das vantagens na escolha do Gateway (AAA) da Bluesocket, sobressaem o facto de se
tratar de um equipamento baseado em diversos de standards que já estão no mercado e
sendo esta marca líder a nível mundial, pelo que existe uma relação de confiança,
acrescida ainda de uma relação qualidade/preço.
•
Equipamento baseado em vários tipos de standards de interface-ar actualmente
no Mercado. Esta situação poderá tornar-se ainda mais complexa no mercado
com novas adopções. O Bluesocket’s WG-1000 Wireless Gateway™ suporta
todos os tipos de standards disponíveis, disponibilizando aos administradores de
rede uma tarefa facilitada na gestão e segurança do hotspot, com custos
mínimos, mesmo para futuros up-grades.
•
À medida que o número de utilizadores aumenta o tráfego de dados numa rede
WLAN aumenta também, pelo que a solução da Bluesocket permite a gestão da
largura de banda e o controlo de acesso funcional por utilizador (quem tem
acesso apenas a streaming video, a FTP, etc), providencia ainda ferramentas de
“traffic engineering” necessárias para manter a gestão fluida da informação dos
dados na rede e consequentemente os clientes satisfeitos pelos requisitos
solicitados e preenchidos por esta solução.
•
O Bluesocket’s WG-1000 providencia Roaming entre vários pontos de acesso
(APs) de diferentes fabricantes dentro da mesma subnet. O Bluesocket’s Secure
152
Mobility™ também permite Roaming entre diferentes pontos de acesso em
diferentes sub-nets.
•
Com a introdução próxima da segurança standard do IEEE 802.11i, o Gatway da
Bluesocket suporta essa compatibilidade com esses novos produtos certificados.
•
Como o Bluesocket’s WG-1000, suporta uma rede mista de clients, em que uns
são do tipo 802.1x e outros não. De notar, que actualmente, cerca de 1 milhão de
pontos de acesso já implementados não suportam 802.1x. O Bluesocket adiciona
ainda funcionalidades para os APs suportarem implementações EAP.
Figura 73 – Aplicação: Um Hotspot com Gateway da BlueSockets
153
14.5 Receitas geradas e Retorno do Investimento
14.5.1 Receitas Geradas pelos Expositiores (Cenário 1)
Face à pesquisa no site da Exposalão, avançou-se com este primeiro cenário, o qual
peca por defeito da realidade, para apresentar o número de Expositores aderentes ao
serviço Wi-Fi do Hotspot da Exposalão, numa projecção para 4 anos a partir de 2003
inclusivé.
Cenário 1. Amostra do Estudo (Projecções em valores médios):
-
6 Feiras Anuais.
-
Duração miníma de 3 dias por Feira.
-
60 Expositores em média por feira (20 Expositores por pavilhão).
-
Subscrição de pacote único de 3 dias (72Horas) por Expositor e por Feira.
-
Adesão ao Serviço: 10% ao Ano.
Expositores Aderentes ao Serviço Wi-Fi do Hotspot
(valores em % )
Percentagem
100%
80%
60%
40%
20%
10%
20%
30%
40%
0%
2003
2004
2005
2006
Ano
Tabela 10 – Expositores aderentes ao serviço Wi-Fi do Hotspot da Exposalão (cenário 1)
154
Wi-Fi Hotspot Público
1º Ano (2003) 2ºAno(2004) 3ºAno(2005) 4ºano(2006)
10%
20%
30%
40%
Nº Expositores Aderentes
6
12
18
24
Pack Wi-Fi (3dias=30Euros)
Receita
180,00 €
360,00 €
540,00 €
720,00 €
6 Feiras Anuais
Receita Anual
1.080,00 €
2.160,00 €
3.240,00 € 4.320,00 €
Tabela 11 – Matriz de receitas utilizada para os Expositores aderentes ao serviço Wi-Fi do
Hotspot da Exposalão (cenário 1)
Receitas Geradas pela Adesão dos Expositores
ao Serviço Wi-Fi Hotspot
8.000,00
7.000,00
6.000,00
5.000,00
4.000,00
3.000,00
2.000,00
1.000,00
-
€
€
€
€
€
€
€
€
€
4.320,00 €
3.240,00 €
2.160,00 €
1.080,00 €
2003
2004
2005
2006
Ano
Exposalão (cenário 1)
155
14.5.2 Receitas Geradas pelos Expositiores (Cenário 2)
Neste segundo cenário, e face à ausência de demais dados de entrada
parametrizáveis, avançou-se com efeito uma projecção mais optimista a qual no entanto.
Cenário 2. Amostra do Estudo (Projecções em valores médios):
-
10 Feiras Anuais.
-
Duração miníma de 3 dias por Feira.
-
90 Expositores em média por feira (30 Expositores por pavilhão).
-
Subscrição de pacote único de 3 dias (72Horas) por Expositor e por Feira.
-
Adesão ao Serviço: 7% 1ºAno; 10% 2ºAno e 15% anos seguintes (2).
Expositores Aderentes ao Serviço Wi-Fi do Hotspot
(valores em % )
100%
Percentagem
80%
54%
60%
39%
40%
17%
20%
7%
0%
2003
2004
2005
2006
Ano
Tabela 13 – Expositores aderentes ao serviço Wi-Fi do Hotspot da Exposalão (cenário 2)
em PERCENTAGEM
156
Nº de Expositores Aderentes ao Serviço Wi-Fi por
Feira
Nº Expositores
60
50
40
30
20
10
0
2003
1
2004
2
20053
2006 4 Ano
Ano
Tabela 14 – Expositores aderentes ao serviço Wi-Fi do Hotspot da Exposalão (cenário 2) Em
Numero EFECTIVO
Receitas Geradas pela Adesão dos Expositores ao
Serviço Wi-Fi Hotspot
20.000,00 €
14.320,00 €
17.000,00 €
14.000,00 €
10.053,00 €
11.000,00 €
8.000,00 €
5.000,00 €
4.590,00 €
1.089,00 €
2.000,00 €
-1.000,00 €
2003
2004
2005
2006
Ano
Exposalão (cenário 2)
157
14.6 Receitas Geradas pelos Visitantes
Pressupondo uma adesão inicial de 0,05% dos visitantes, para uma taxa de
crescimento de 0,1% ao ano, numa previsão/estudo a 6 anos, tendo por base base a
comparação com o estudo do caso de uma solução idêntica, aplicada a um study
case similar da Boingo.
Evolução de Visitantes/Clientes Wi-Fi (Ano 2004)
Visitantes
Gerais
Visitantes
Aderentes ao
Serviço (clientes)
Por Feira/Exposição
(média)
10.000 Visitantes
No Total de (10)
Feiras Anual
100.000 Visitantes
0,01% = 100 clientes Wi-Fi
1.000 clientes Wi-Fi
(Subscrição de Pacote Único de Cliente Wi-Fi de 1Hora = 5 Euros)
Receitas
500 Euros (mensal)
5. 000 Euros (anual)
Tabela 16 – Receitas Geradas pelos Clientes (visitantes) da Exposalão no ano de 2004
158
15 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES FUTURAS
Neste projecto foram estudados vários cenários para aplicação de serviços móveis
e sem fios, sobretudo ao nivel da implementação de redes Wi-Fi. Foram identificadas e
desenhadas soluções inovadoras ao nivel da sua arquitectura e de engenharia wireless,
bem como explorado um novo mercado móvel muito atractivo e em plena explosão
actualmente em portugal: os hotspsots. Também aqui foi identificada uma solução
inovadora e (quase) inexsistente no mercado: a solução proprietária.
A seguir faz-se um resumo passo a passo, referente às soluções apresentadas e casos
estudados, sendo que foi efctuado previamente um estudo cuidado da regulamentação e
enquandramento legal, requeridos para o efeito.
Cobertura Wireless de Zonas Especificas em Portugal: O Caso do Alentejo
Foi desenhada uma solução de engenharia muito cuidada, visando cobrir a região do
Alentejo, com todos os produtos comerciais criteriosamente sleccionados para o efeito
de modo a optimizar o referido planeamento. Aqui, foi identificada uma solução
inovadora ao nivel do Transporte (em banda HiperLAN2, não licenciada) pelo que se
torna exequível efectuar a implementação deste projecto para uma dada vila (pequena)
ou aldeia, a partir do sinal da rede de Tv por cabo mais próximo, numa distância até
cerca de 10 km. Isto traduz-se numa solução de banda larga, de baixo custo, para o
trasnporte em RF pelo que a posterior implementação - ao nivel do acesso residencial se torna por si só mais atractiva e acessível ao consumidores.
Também aqui foi concebida uma solução de engenharia inovadora, no acesso
residencial exclusivamente num pacote comercial em banda compatível com
hiperLAN2, ou seja, de banda larga efectiva “sem fios” (taxas de trransmissão até
54Mbps até 3,2Km).
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O investimento na inovação e a utilização das redes de banda larga é essencial para
concretizar as vantagens económicas e sociais associadas aos serviços de banda larga. A
necessidade em estimar as colectividades pouco susceptíveis de ter acesso aos serviços
de banda larga pelas únicas forças do mercado e a recomendação de estratégias que
consistem na acção centralizada de todas as partes interessadas para permitir às
empresas e aos habitantes destas colectividades de participar na revolução dos serviços
de banda larga e de tirar benefícios são funções muito importantes para o sucesso dos
diversos projectos de telecomunicações a implementar.
Sobre o caso do Alentejo, é de todo recomendável que o governo examine as políticas
para o sector e as regulamentações em vigor, de modo a assegurar o encorajamento do
investimento privado no desenvolvimento das redes e dos serviços de banda larga. Será
também necessário criar um contexto próprio para estimular um investimento privado
no desenvolvimento de redes e de serviços de banda larga e de conteúdos, tendo em
atenção a protecção dos direitos e interesses dos consumidores e dos criadores de
conteúdos.
No entanto, também aqui existe uma barreira principalque não pode de todo pasar
despercebida. Oprincipalentrave reside no preço dos equipamentos . Face a isto, poderá
recorrer-se ao modelo utilizado na subsidiarização dos operadores móveis celulares,
sendo que para isso é preciso que o Governo aposte em formas de massificar os
portáteis através de benefícios fiscais, incentivos para os mais desfavorecidos e/ou
redução de propinas aos estudantes ou outras formas igualmente válidas e estimuladoras
para a procura. Só assim, é possível caminharmos para um pais e-virtua, não só na parte
“iletrada” que são as universidades, mas sobretudo ao nivel do país real e dos mais
desfavorecidos quer geográfica quer economicamente como é o caso do Alentejo.
Transporte e Cobertura Wireless de Pequenas Vilas : O Caso de S. Jacinto
A geografia das zonas geográficas identificadas é pois um aspecto crucial na
instalação de redes de telecomunicações. Neste aspecto, insere-se o caso de S. Jacinto,
em que devido ao facto de estar inserida numa reserva ecológica nacional, e por isso
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mesmo constituir um entrave a interesses económicos vários, caso do imobiliário, daí
ressalva-se a escassez de infra-estruturas, como é o caso dos serviços de
telecomunicações, sendo esta a única praia de Aveiro.
De salientar, que face ao enorme investimento em cablagem (por terra) para instalação
duma rede deste tipo impede que esta solução seja financeiramente viável, para um
operador ou fornecedor de serviço, surgindo assim a solução baseda numa rede sem fios
para o transporte da mesma a partir da Universidade de Aveiro (por gestão remota) e
posterior acesso residencial Wi-Fi local e implementação de serviços associados
inovadores, revelando-se assim muito atractiva ao investidor, quer de interesse público
ou privado. Também aqui foi concebida uma solução de engenharia inovadora com o
maior detalhe, com recurs ao ferramentas próprias. Este é um aspecto que no futuro
próximo, poderá ser concretizado desde que exista “receptividade” em viabilizar uma
lacuna que não está preenchida actualemnte, podendo ser muito benéfica, incluindo do
ponto de vista económico face ao baixo investimento da solução preconizada.
Hoptspots Públicos: o Caso da Exposalão
Depois de uma investigação cuidada, depara-se que o modelo de negócio
dominante em Portugal - quase em regime de exclusividade – adoptado pelos diversos
intervenientes no mercado reside na negociação com os proprietários de locais de
interesse público (Hóteis, Centros de Conferências, entre outros) visando a exploração
desse local, com a colocação de um hotspot em serviço sem qualquer encargo para o
proprietário do local. Este, com base nesse acordo recebe uma “pequena” percentagem
ou comissão sobre o tráfego gerado.
Mais uma vez, aqui foi identificada uma nova oportunidade de negócio emergente e
muito atractiva: a Solução Proprietária de um hotspot público. A esta solução surge uma
outra área atractiva ao nivel de Serviços de Consultadoria e Estudos TécnicoEconómicos para Viabilidade da referida solução, dado o investimento reduzido a
efectuar na infra-estrutura de WLAN e a falta de empreas que prestem este serviço.
Também aqui surge mais uma oportunidade de negócio concreta, dado que com um
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investimento reduzido é possível qualquer um de nós tornar-se um ISP de Wi-Fi
(WISP).
Foi efectuado o planeamento de engenharia para cobertura wireless dos três pavilhões
da exposalão, e foram identificados produtos comerciais especficos (incluindo o
Gateway AAA) de modo a cumprir com os requisitos exigidos pela solução proprietária.
A finalizar os objectivos propostos inicialmente para o “desenrolar” deste projecto
foram plenamente atingidos, mercê de muito empenho e de um gosto particular por esta
área de soluções wireless (Wi-Fi), o que constitui uma grande motivação bem como o
incentivo do orientador em prosseguir o desenvolvimento dos trabalhos, sempre com os
olhos postos em obter novos resultados, em pesquisar mais, em ir mais além. Mercê
desse incentivo, os resultados aí estão. Seguramente os casos aqui estudados, se forem
alvo de uma maior iniciativa (tipo empresarial) poderão redundar em projectos com uma
base sólida e muito atractiva ao investimento e respectivo retorno.
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REFERÊNCIAS
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[5] – Wiley Publishing – “Building Secure Wireless Networks with 802.11”, Jahanzee Khan &
Anis Khwaja, 2003, ISBN 0-471-23715-9
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[12] – TONIC, ”Techno-Economics of IP Optimized Networks and Services”, - URL: http://wwwnrc.nokia.com/tonic/
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