Redes WLAN de Alta Densidade

Atualmente os terminais móveis, sejam notebooks, netbooks, tablets ou smartphones, possuem interface

Wi-Fi embarcada o que permite as pessoas estar “On Line” em qualquer ambiente que possua cobertura

Wi-Fi disponível, quer seja remunerada ou sem custo.

A disponibilidade Wi-Fi é cada vez mais comum nos ambientes públicos e muito mais que um serviço ela

é cada vez mais um benefício dado ao cliente ou visitante daquele ambiente.

Este tutorial aborda alguns pontos importantes do uso da tecnologia WLAN em ambientes de grande

concentração de usuários e APs, tais como praças de alimentação de shopping, terminais de

embarque/desembarque de passageiros, teatros, ginásios, escolas e estádios de futebol.

Arnaldo de Carvalho Junior

Engenheiro Eletricista – modalidade Eletrônica pela Universidade Santa Cecilia (Santos, SP – 1991),

possui MBA em Gestão Empresarial pela Fundação Getúlio Vargas (2001), com extensão MBA da

Universidade da Califórnia – Irvine (2001).

Especialista em Telecomunicações, com ênfase em sistemas de acesso rádio GSM, CDMA, 3G, LTE,

WiMAX e Wireless LAN. Possui ainda certificações Gerenciamento de Projetos PMP, WLAN CWNA e

Cisco R&S CCNA e CCNP.

Com experiência de 20 anos em Telecomunicações, atuou em empresas como Cisco, Alcatel-Lucent,

MSI, entre outras, ocupando posições tais como Consultor de Engenharia de Sistemas Wireless, Gerente

de Engenharia de Pré-venda Wireless e Gerencia de Produto.

É professor de disciplinas relacionadas a Telecomunicações e Redes de Computadores no Instituto

Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo – Campi Cubatão desde 1992 e da Universidade

Católica de Santos desde 2003.

Email: adecarvalhojr@yahoo.com.br

Categoria: Redes de Dados Wireless

Nível: Introdutório Enfoque: Técnico

Duração: 15 minutos Publicado em: 12/11/2012

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Redes WLAN: Introdução

As redes WLAN se proliferam no mundo. No Brasil, com o aumento da penetração de terminais móveis,

tablets e netbooks 3G/Wi-Fi, o calendário de mega eventos de shows e esportivos nos próximos anos,

tende a aumentar muito o acesso a redes públicas de WLAN. Tanto que começam a ganhar atenção

inclusive das grandes operadoras de telecomunicações.

Assim como qualquer rede de células, o projeto de Redes WLAN deve levar em consideração a

COBERTURA, a CAPACIDADE e a INTERFERÊNCIA. Essas 3 variáveis são interdependentes.

Quanto maior a cobertura, maior o número de Access Points (APs) e um plano de frequências bem

planejado é necessário para diminuir a INTERFERÊNCIA. Por outro lado, um aumento do número de

usuários simultâneos (CAPACIDADE) exige maior taxa de transmissão de dados média por AP. A taxa

de transmissão de dados é diretamente dependente da qualidade do canal, da relação sinal-ruído (S/N).

Quanto mais afastado um usuário está de um AP, mais próximo de uma eventual fonte de interferência

(AP vizinho) e menor a potência do sinal servidor ele está. Em consequência, menor Relação S/N.

Aumentar a taxa média de dados do AP implica limitar o alcance de COBERTURA de cada APs, o que

gera um aumento do número de APs e, portanto, maior INTERFERÊNCIA entre eles. Esse é um círculo

vicioso onde somente com um projeto de RF bem planejado pode encontrar o ponto de equilíbrio.

Figura 1: Inter-relação entre COBERTURA, CAPACIDADE e INTERFERÊNCIA

Assim, para o projeto de WLAN de Alta Densidade, deve-se procurar responder as seguintes perguntas:

Qual a área de cobertura a ser atendida pelo serviço WLAN?

Qual é o perfil do ambiente de cobertura (Indoor, Outdoor, Comercial, Escritório, Industrial,...)?

Qual o perfil de tráfego desejado por usuário?

Taxa de pico, taxa média downlink e uplink, BER, entre outros parâmetros?

Quantidade de Usuários na Área?

Tipo de Dispositivo do Cliente?

Qual o Espectro de Frequências a ser utilizado?

Essas perguntas ajudarão a definir o raio médio por AP, as Bandas e Planos de Frequência, o tipo de AP,

Antena a ser utilizada, etc., e a quantidade de usuários por AP.

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Redes WLAN: Espectro de Frequências e Bandas

Um dos atrativos das redes WLAN é que utilizam faixa de frequências não licenciadas. No Brasil, de

acordo com a Resolução 506/08 da Anatel, as seguintes faixas de frequências estão disponíveis:

2400 – 2483MHz, que suporta 11 canais de 20MHz, sobrepostos, deslocados de 5MHz cada, ou no

máximo 3 canais não sobrepostos (1, 6, 11).

5150 – 5350 MHz, somente para aplicações Indoor e EiRP abaixo de 200mW (23dBm)

5470 – 5725 MHz, indoor ou outdoor, com restrições de potência máxima, e com uso de DFS (Dynamic

Frequency Selection) e TPC (Transmit Power Control) preferencialmente para evitar interferências com

Radar.

5725 – 5850 MHz, para sistemas Ponto-a-Ponto e Ponto-Multiponto, redes MESH, etc.

Apesar de existirem 663MHz de espectro não licenciado para WLAN, restrições existem, seja em número

de canais, potência máxima (ou EiRP dependendo da banda) permitida ou aplicação destinada (indoor,

outdoor, redes locais, ponto-multiponto, …).

A tecnologia empregada é outro fator limitante. Os padrões 11g (2.4GHz) e 11a (5GHz) utilizam canais

de 20MHz, já o padrão 11n suporta canais de 20 e 40MHz, em 2.4 e 5GHz.

Tabela 1: Número Máximo de Canais por Faixa de Frequências

FAIXA DE FREQUÊNCIAS

(MHz)

NÚMERO DE CANAIS

20MHz 40MHz

2400 - 2483 3 (3) 1

5150 - 5350 8 (8) 3

5470 - 5725 11 (8) 5 (3)

5725 - 5850 5 (4) 2

A tabela 1 acima mostra o número máximo de canais não sobrepostos por faixa de frequências disponível.

Os números entre Parênteses referem-se ao número de canais prático devido a outras limitações tais como

Domínio Regulatório, Limitações de Hardware ou Firmware dos APs, restrições em outros países, etc. É

fundamental observar as especificações do fornecedor do AP e dos dispositivos do cliente para saber qual

é o número de canais disponível por faixa de frequências, já que mesmo que o produto tenha sido

homologado para operar no Brasil, é possível que ele não suporte a faixa toda disponível no país.

A faixa de 2.4GHz é a mais restritiva em número de canais, justamente a mais utilizada e mais poluída de

interferência, pois todos os dispositivos WLAN suportam essa faixa, compartilhada com outros

dispositivos tais como Câmeras e Telefones s/ Fio, Fornos de Micro-ondas, Controle Remoto de

Videogames, etc.

Então deve-se utilizar somente a faixa de 5GHz, que possui mais canais, inclusive de 40MHz, para

utilizar a tecnologia 11n, de maior velocidade máxima? Não necessariamente. Quanto maior a frequência,

menor o alcance do AP e nem todos os terminais suportam essa faixa. Os terminais móveis (smartphones,

tablets, etc.) possuem restrições de autonomia de bateria e muitos não suportam a faixa de 5GHz. Quando

operam nas bandas de 2.4 e 5GHz, podem não suportar canais de 40MHz, que exigem múltiplos

transmissores / receptores (tecnologia MIMO) e, portanto, maior consumo de bateria.

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Diferentemente das tecnologias celulares 2G/3G que são FDD (usam par de frequências, cada uma

transmitindo em um sentido da comunicação, Full-Duplex), o WLAN é TDD (mesma frequência é

utilizada para transmissão em cada sentido). Assim, o WLAN funciona analogamente a um

“Barramento”, ou Hub, onde em um instante se transmite do AP p/ cliente e em outro instante, de um

cliente para o AP.

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Redes WLAN: Cobertura

O alcance ou raio que permitirá o cálculo da área de cobertura do AP depende de vários fatores, tais

como: características do AP (tipo de antena, potência máxima, sensibilidade, tecnologia,...),

características do terminal do usuário considerado (potência, sensibilidade, tecnologia, …), velocidade

mínima na borda da cobertura, relação sinal-ruído e características do ambiente (obstáculos, frequência

utilizada, altura relativa entre Tx e Rx, …).

Para um projeto de AP dual band, é desejável que a cobertura de 2.4GHz coincida com a cobertura de

5GHz, caso contrário a cobertura em 5GHz apresentará buracos, já que a maior frequência sofre maior

atenuação na via. Como a faixa de 5GHz é pouco mais que 2x a frequência da faixa de 2.4GHz, uma

opção é experimentar limitar a velocidade mandatória mínima de 2.4GHz aproximadamente 2x a da faixa

de 5GHz. Por exemplo, limitar a velocidade mandatória mínima de 2.4GHz em 12Mbit/s (MCS 1) e a de

5GHz em 6Mbit/s (MCS 0) ou a de 2.4GHz em 24Mbit/s e a de 5GHz em 12Mbit/s. Ao fazer isso,

dispositivos 11b não poderão ganhar acesso no sistema por não suportarem estas velocidades. Baixar a

potência do rádio de 2.4GHz do AP não é a melhor solução, pois ela somente auxilia na direção de

downlink (AP=>Cliente) e não na direção oposta (Cliente=>AP). Já utilizar antenas de maior ganho na

faixa de 5GHz do que na de 2,4GHz é uma boa opção, já que a antena melhora a performance nas duas

direções (downlink e uplink).

Para o planejamento de sistemas de rádio enlace utiliza-se o cálculo de balanço do enlace (link budget) e

uso de modelos matemáticos de propagação para estimativa do raio e área de cobertura. Infelizmente é

muito difícil obter dados detalhados e precisos de dispositivos WLAN cliente (laptops, tablets, telefones

celulares,...) e as vezes até mesmo de alguns fabricantes de APs.

O ambiente onde será instalado o sistema WLAN também varia muito. Assim, em ambientes onde se

utilizará vários APs, é extremamente recomendável a realização de um Radio Survey e Site Survey.

Nesses levantamentos, posiciona-se o AP em uma posição típica de instalação e realizam-se medições de

cobertura e tráfego com software de teste de campo e/ou com dispositivo típico de cliente. Estas medições

auxiliarão a determinar o raio “prático” de cobertura e a estimativa de APs necessários para a área total do

ambiente. Estes testes devem ser realizados em vários pontos dentro da área de cobertura do AP, com a

configuração prevista de funcionamento (velocidade mínima mandatória na borda), potência do AP e

antena a ser empregada e são muito mais confiáveis do que o uso de simulações de cobertura com

modelos matemáticos puramente teóricos.

Existem modelos matemáticos para condição sem obstrução como o Modelo do Espaço Livre (note que

não somente a linha de visada entre Tx e Rx existe, mas também não há obstáculos dentro da primeira

zona de Fresnel), modelos para ambientes externos como Okumura-Hata e modelos para ambiente indoor

(Residencial, escritórios, empresas/armazéns) como o ITU-R P1238-3.

A tabela 2 abaixo apresenta um cálculo de Link Budget típico utilizando especificações de um AP

comercial e também de um terminal (USB dongle) comercial. Com estas características e utilizando-se

alguns modelos de propagação é possível realizar um cálculo simplificado de Link Budget e assim

determinar o raio e a área de cobertura de um AP. É importante salientar que uma investigação de rádio

(Radio Survey) no local de cobertura é sempre recomendada, pois os modelos teóricos levam em

consideração apenas parâmetros básicos (frequência, perda média, …) e não as características intrínsecas

(obstáculos, materiais reflexivos, …) de cada ambiente. Através dos resultados da tabela abaixo, percebe-

se que o alcance pode variar muito dependendo do ambiente de propagação.

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Tabela 2: Exemplo de Link Budget empregando AP e

dongle USB dual-band típicos com antena embutida.

Calculo de Link Budget

Frequência (GHz) 2,45 5,2

Especificações AP=>

Terminal

Terminal

=>AP

AP=>

Terminal

Terminal

=> AP

Potência de Transmissão (dBm) 20 13 20 13

Ganho da Antena (dBi) 4 2 3 2

Perdas (dB) 0 0 0 0

EiRP (dBm) 24 15 23 15

Sensibilidade Recepção

(11n, MCS 1, 20MHz) (dBm)

-82 -85

Sensibilidade Recepção

(11 n, MCS 0,20MHz) (dBm)

-82 -89

Ganho da Antena (dBi) 2 4 2 3

Perdas de Penetração (dB) 0 0 0 0

Margem de Interferência (dB) 3 3 1 1

Margem de Desvanecimento (dB) 5 5 5 5

Potência Recebida (dBm) -76 -81 -78 -86

Perda de Propagação (Path Loss) (dB) 100 96 101 101

Perda de Propagação Utilizada (dB) 96 101

Se o ambiente de alta densidade de usuários é um Estádio, ou Ginásio, é importante também verificar o

tipo de antena a ser utilizada, o seu padrão de radiação e ângulo de abertura vertical. Se o AP for instalado

em uma altura relativa superior a 5m do usuário (caso de ginásios com pé direito elevado ou em partes

altas do anel superior do Estádio), o ângulo de abertura vertical da antena deve ser grande, caso contrário

o usuário próximo ao AP não receberá cobertura de sinal. Já se o ambiente de alta densidade for uma

escola, com a instalação do AP no teto, talvez o modelo ITU-R P1238-3 possa ser empregado para as

estimativas iniciais.

Para se perceber a diferença entre os modelos:

Modelo de Propagação do Espaço Livre, para os dados da tabela 2 acima:

LpFSL(dB) = 32,44 + 20*log10(F) + 20*log10(d), onde F em MHz e d em km.

o Raio para faixa de 2,45GHz ~ 615m.

o Raio para faixa de 5,25GHZ ~ 510m.

Modelo ITU-R P1238-3, Indoor, primeiro piso, perda de penetração 10dB p/ 1 parede, ambiente de

escritórios

o Lp (dB) = 20*log10(F) + N*log10(d) + Lf(n) – 28, onde F em MHz e d em m.

o Para 2,45GHz: Lf(1) = 15dB; N = 30; Raio ~ 11m.

o Para 5,25GHz: Lf(1) = 16dB; N = 30; Raio ~ 8,4m.

Daí a importância de se realizar um levantamento de campo (Radio Survey e Site Survey)!

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Redes WLAN: Interferência

Infelizmente a faixa de 2.4GHz (mais utilizada e com mais dispositivos) possui poucos canais úteis

(isolados e sem sobreposição), que são os canais 1, 6 e 11. Nesta faixa, qualquer projeto deve prever um

plano de frequências de reuso 3, posicionando corretamente os APs e limitando a cobertura dos mesmos,

para minimizar interferências. Pode-se limitar a cobertura do AP com a velocidade mandatória mínima.

Por exemplo, ao invés de utilizar a velocidade de 1Mbit/s (11b), se for configurado para velocidade

mandatória mínima de 12Mbit/s (11g), o usuário precisará estar mais próximo do AP, com melhor relação

sinal-ruído, para poder se associar e acessar a rede.

A figura 2 apresenta um plano de frequências para um andar de escola, onde cada AP está posicionado

para cobrir 4 salas de aula. Se cada sala de aula atende 30 alunos + 1 professor, cada AP poderá ter até

124 clientes associados e uma % deles trafegando dados simultaneamente. É interessante alternar também

na vertical. Assim, o próximo andar poderia ter a sequência 11-1-6 e o seguinte 6-1-11, para minimizar a

interferência co-canal na vertical.

Figura 2: Posição e Plano de Frequências para

1 andar de Escola com 12 salas e antenas Omni

A figura 3 apresenta o exemplo em um Estádio nos anéis das arquibancadas, a uma cobertura aproximada

de 200 a 400 expectadores. Aqui as antenas precisam ser direcionais (painel ou Yagi) para concentrar a

energia sobre a área desejada. A mesma ideia de alternância de canais na vertical também se faz

necessária neste caso.

Já para a faixa de 5GHz há um pouco mais de flexibilidade. Com pelo menos 8 canais de 40MHz

(20+20), conforme a tabela 1 apresentada anteriormente, pode-se empregar outros planos de reuso de

frequências, de modo a minimizar a interferência entre os APs e usuários nesta faixa.

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Figura 3: Posicionamento de AP com antenas diretivas e

Plano de Frequências de 2.4GHz para um Estádio.

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Redes WLAN: Capacidade

É obvio que em uma rede pública haverá diferentes tipos de terminais, com diferentes capacidades e

características que influenciam diretamente a sua performance. Todavia é importante definir como

premissa qual o tipo de terminal que mais caracteriza a maioria dos usuários para se definir a rede

corretamente.

Como mostrado na tabela 3, dependendo da tecnologia utilizada, pode-se ter diferentes taxas de

transmissão de pico e agregada típica por AP. A tabela 3 acima assume os usuários igualmente

distribuídos pela área de cobertura do AP, desconta o overhead do protocolo, interferência típica,

considera ainda que todos os usuários na área de cobertura do AP estão operando com a mesma

tecnologia, etc. Se houver mistura de usuários 11b e 11g ou 11n e 11g no mesmo AP, a Taxa Agregada

Típica será menor em função do maior overhead e das diferenças de velocidade (tempo de canal ocupado)

dos usuários de tecnologias diferentes.

Para Redes WLAN de Alta Densidade, pode-se adotar como premissa, por exemplo, eliminar o suporte à

tecnologia 11b. Apesar de o 11b permitir o maior alcance, um usuário 11b ocupará um tempo muito

maior na interface aérea do que um usuário 11n MIMO 2x2, para transmitir/receber o mesmo volume de

informação, por exemplo, conforme mostrado na tabela 4 mais adiante.

Tabela 3: Taxa de Dados Máxima Teórica (capacidade do canal, dada a tecnologia)

e Agregada Típica (somando-se as direções de downlink e uplink).

TECNOLOGIA TAXA MÁXIMA

TEÓRICA

(Mbit/s)

TAXA

AGREGADA

TÍPICA (Mbit/s)

11b 11 7,0

11g 54 25

11a 54 25

11n (20MHz) 1x1 (800ns) 65 30

11n (20MHz) 1x1 (400ns) 72,2 33

11n (40MHz) MIMO 1x1 (400ns) 150 66

11n (40MHz) MIMO 2x2 (400ns) 300 85

11n (40MHz) MIMO 3x3 (400ns) (*) 450 89

11n (40MHz) MIMO 4x4 (400ns)

(**)

600 96

Notas:

(*) APs MIMO 3x3 estão disponíveis comercialmente, porém terminais de usuários MIMO 3x3

somente disponíveis em Notebooks topo de linha comercial.

(**) Apesar de o Standard 802.11n suportar não há previsão do mercado de lançar produtos (APs

ou Terminais de Usuários) MIMO 4x4.

A tabela 4 a seguir apresenta o tempo necessário para a transmissão de um Beacon de diferentes

tamanhos, em diferentes velocidades (Esquema de Modulação e Codificação – MCS), das diferentes

tecnologias 802.11. Nota-se que um usuário 11g, operando na interface aérea com velocidade disponível

de 12Mbit/s, ocupa praticamente 1/10 do tempo de um usuário operando em 11b, a 1Mbit/s, para

transmitir o mesmo quadro (ou Beacon) de 100 Bytes de tamanho. Considerando-se que a tecnologia 11b

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já existe a mais de 10 anos e que em se tratando de redes de Alta Densidade, pode-se pensar em não

suportar usuários deste padrão. As consequências desta decisão podem ser que o alcance do AP será

menor, porém a velocidade média agregada será maior, já que os usuários estarão mais próximos do AP.

É possível ainda que alguns terminais de dados, como leitores de código de barras ainda só operam em

11b e deixarão de funcionar nessa rede.

Tabela 4: Tempo de Ocupação do Canal para 1 Beacon em diferentes tecnologias 802.11

TECNOLOGIA VELOCIDADE

(Mbit/s) MCS

100

BYTES

250

BYTES

350

BYTES

11b 1 DBPSK/Barker 896 2096 2896

11b 5,5 DQPSK/CCK 241 460 605

11b 11 DQPSK/CCK 169 278 351

11a/g 6 0 153 353 487

11a/g 12 2 87 187 253

11a/g 24 4 53 103 137

11a/g 54 7 35 57 72

11n MIMO 2x2 (40MHz) 300 15 23 27 29

Tempo (µseg) =>

A tabela 4 também revela outra informação importante. É muito comum a mesma rede física WLAN

anunciar diferentes redes virtuais (múltiplos SSIDs no mesmo canal e mesmo AP). Cada SSID precisa ser

anunciado, mesmo que seja oculto o nome da rede, o que significa que quanto mais SSIDs virtuais

criados na rede, maior o tempo gasto anunciando eles, gerando maior overhead na rede e diminuindo o

tempo total para os usuários, diminuindo assim a performance.

Qual será o terminal típico da rede? A tabela 4 abaixo mostra algumas características típicas de diferentes

tipos de terminais. Se os usuários forem tipicamente móveis, provavelmente haverá muitos Smartphones.

Já se for ambiente educacional é possível a predominância de Tablets e se for ambiente mais executivo,

haverá um mix entre Smartphones, Tablets e possivelmente Notebooks.

Tabela 5: Configuração Típica dos Terminais WLAN

TERMINAL BANDA (GHZ) LARGURA CANAL MIMO

Notebook High End 2.4 / 5.0 20 / 40 3x3 (2x2 típico)

Notebook Low End 2.4 20 1x1

Tablet High End 2.4 / 5.0 20 1x1

Tablet Low End 2.4 20 1x1

Smartphone 2.4 20 1x1

Apesar da propaganda associada ao padrão 802.11n e APs que podem atingir até 450Mbit/s (40MHz /

MIMO 3x3), na prática somente os Notebooks mais avançados podem se beneficiar desta tecnologia. A

grande maioria dos dispositivos móveis somente opera com canais de 20MHz de largura, utilizando 1

transmissor / receptor (SISO). De acordo com a tabela 2 anteriormente, isso dá uma velocidade máxima

do enlace de 72,2Mbit/s e agregada típica do AP de 33Mbit/s. Mesmo assim, é importante utilizar APs

11n MIMO, pois os N transmissores e receptores combinados podem oferecer um ganho de diversidade,

proporcionando melhor cobertura em downlink e uplink.

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A velocidade média por usuário dependerá da aplicação a ser utilizada. Navegação WEB e acesso a e-

mails podem exigir velocidades baixas, já streaming de vídeo pode exigir velocidades de transmissão

maiores, além de maior QoS (menor latência, menor jitter, etc.).

Agora já se pode começar a dimensionar a capacidade de uma rede WLAN. Por exemplo:

80% terminais 2.4GHz somente

20% terminais dual band

Suporte 11n 20/40MHz somente na faixa de 5GHz.

Velocidade Média por usuário 1Mbit/s DL / 300kbit/s UL, ou valor agregado de 1,3Mbit/s.

Número Típico de Usuários por Banda por AP:

De acordo com os dados da tabela 2, Velocidade Agregada Típica de 33Mbit/s / 1,3Mbit/s = 25

usuários na banda de 2.4GHz.

Considerando-se 80% e 20%, se todos os usuários dual band operarem em 5GHz, haverá neste caso um

total de 31 usuários por AP, 25 (80%) no canal de 20MHz e 6 (20%) no canal de 5GHz.

Em espaços de concentrações muito altas de pessoas, porém nem todos sendo usuários, pode-se utilizar

uma sobreposição (overbooking) ou penetração do serviço. Por exemplo, se apenas 10% do público de um

Estádio de Futebol estará acessando a rede WLAN no mesmo instante, e o Estádio possui capacidade de

40000 expectadores, pode-se chegar à estimativa de número de APs necessários, do ponto de vista de

tráfego:

40000 expectadores x 10% = 4000 usuários WLAN simultâneos

4000 usuários / (31 usuários / AP) = 129 APs

Sendo que cada AP deve cobrir uma área equivalente a 310 expectadores. Para isso, pode ser necessário

utilizar antenas direcionais, ao invés das antenas Omni convencionais que acompanham a maioria dos

APs. Eventualmente mais APs podem ser necessários para cobertura de áreas como Restaurantes,

administração, vestiários dos jogadores, serviços diversos, estacionamento, etc.

Muitos APs permitem um número de usuários associados maior do que o número de usuários

efetivamente cursando tráfego. No exemplo acima, dependendo do AP e arquitetura de rede (sistema de

autenticação, controladora de APs, etc.) é possível que os 40000 expectadores estejam associados à rede e

com possibilidade de navegar na Internet via WLAN, porém a estimativa considera que apenas 10%

estariam fazendo uso da rede no mesmo período de tempo.

Outros métodos de dimensionamento de tráfego mais precisos podem ser utilizados, como os que

consideram vários serviços diferentes (WEB, e-mail, FTP, VoIP,...) e usuários em diferentes condições de

rádio, para simulação de tráfego total downlink e uplink e consequente dimensionamento de número de

usuários. Entretanto estes métodos são complexos e exigem uso de ferramentas computacionais

complexas não facilmente encontrados no mercado e mesmo muitas vezes somente disponíveis em

ambientes de pesquisa ou alguns poucos fabricantes.

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Redes WLAN: Considerações finais

A instalação e configuração de apenas 1 AP é geralmente simples e possível de ser realizada até mesmo

por usuários leigos. No entanto, quando há adensamento de usuários e áreas de cobertura complexas é

necessário o conhecimento técnico de rádio, da escolha e definição do modelo de AP mais indicado,

levantamentos de campo, planejamento de frequências, estudo e seleção do tipo de antena ideal, do

correto posicionamento dos APs e correta configuração dos mesmos, para que o resultado final atenda aos

requisitos do projeto.

Antena é um caso a parte. APs 11n MIMO necessitam de uma antena para cada conjunto Tx/Rx e para

cada banda. Para minimizar o número de antenas, eventualmente alguns fabricantes utilizam antenas dual-

band. As antenas para a faixa de 2.4GHz podem possuir ganhos diferentes da faixa de 5GHz. A abertura

vertical pode ser de menos de 30 graus, o que dificulta a cobertura caso o AP seja posicionado muito mais

alto que o nível dos usuários. O diagrama de radiação pode apresentar pontos de nulo vertical ou

horizontal que podem provocar o aparecimento de buracos de cobertura. Se a antena for posicionada

longe do AP, as perdas do cabo e dos conectores devem ser consideradas nos cálculos e testes de

cobertura. Tanto as antenas (no caso de antenas destacáveis) quanto os APs devem ser homologados pela

Anatel para poderem ser comercializados e instalados no Brasil.

Também, dada a quantidade de APs nos projetos de alta densidade de usuários é recomendável o emprego

de elementos de controle dos APs, para centralização do tráfego e ponto único de acesso à rede, além de

funcionalidades avançadas do conjunto, tais como: gerencia centralizada, gerenciamento de recursos de

rádio (planos de frequência automatizados, balanceamento de cobertura em caso de falha de 1 AP, seleção

dinâmica de frequências – DFS e controle de potência de transmissor – TPC para minimizar interferências

com sistemas de RADAR na faixa de 5GHz), mecanismos de segurança (detecção de AP falso na rede,

ataques, etc.), gerenciamento de mobilidade (roaming do usuário entre APs sem a necessidade de

reautenticação e reassociação), etc.

O uso de dispositivo de controle de APs e gerencia centralizada também facilitarão e muito a

configuração dos APs mediante a criação de perfil único para vários APs, operação e manutenção da rede,

a rápida identificação de eventuais problemas e detecção de pontos que podem ser melhorados na rede.

Nem todos os APs apresentam a mesma performance, mesmo quando aparentemente possuem as mesmas

características, tipo 11n, MIMO 2x2, dual-band. Diferenças de potência, sensibilidade, capacidade de

processamento e memória, funcionalidades específicas de cada fabricante, etc., podem impactar a máxima

quantidade de clientes associados, de tráfego simultâneo, etc.

Várias características podem facilmente confundir um leigo: por exemplo:

AM MIMO 3x3, porém com máxima taxa de 300Mbit/s. O AP neste caso pode estar utilizando

neste caso apenas 2 transmissores e 3 receptores e portanto a taxa de 300Mbit/s.

AP 11n MIMO 2x2, porém com interface padrão 10/100 Ethernet. Neste caso o AP pode até

possuir as características de rádio para atingir 300Mbit/s de pico agregado, porém a interface física

permitirá no máximo 200Mbit/s (Fast Ethernet full duplex).

Também é importante considerar o AP recomendado para cada ambiente, se o AP é do tipo Indoor ou

Outdoor (pode ser útil um AP mecanicamente robusto para ambientes como Estádios, por exemplo,

contra vandalismo), se ele permite conexão com antena externa, o uso de alimentação PoE (Power over

Ethernet) para simplificar a instalação física, a quantidade total e a velocidade agregada de todos os APs

12

para dimensionamento dos switches, a distância máxima dos cabos Ethernet para respeitar o limite de

100m e da conexão de backbone para acesso da Internet do provedor de serviço, etc.

Referências

COLEMAN, D. D.; WESTCOTT, D. A; HARKINS, B. E.; JACKMAN, S. M. CWSP – Certified

Wireless Security Professional – Official Study Guide. SYBEX, 2010.

COLEMAN, D. D.; WESTCOTT, D. A.CWNA – Certified Wireless Network Administrator – Official

Study Guide. SYBEX, 2009.

Cisco WLAN Design Guide. Disponível em:

www.cisco.com/web/strategy/docs/education/cisco_wlan_design_guide.pdf

Acessado em 03/01/2012 às 16:00hs.

Documento técnico da Aruba Networks. Disponível em:

www.arubanetworks.com/pdf/technology/DG_HighDensity_VRD.pdf

Acessado em 27/01/2012 às 17:00hs

Documento técnico da Intelbras. Disponível em :

www.intelbras.com.br/arquivos/index.php?id=708&idm=1&count=1

Acessado em 28/01/2012 às 14:00hs

Documento técnico da China Academy of Telecommunication Research, disponível em:

www.catr.cn/radar/itur/201007/P020100714449862602917.pdf

Acessado em 30/01/2012 às 16:30hs

VIEIRA ROCHA, JOÃO WILSON. Redes WLAN de Alta Velocidade, tutorial do Portal Teleco.

Disponível em:

www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredeswlanII/default.asp

Acessado em 16/06/2011 às 22:00hs

BUDRI, AMAURY; BONILHA, CAIO. Wireless LAN (WLAN), tutorial do Portal Teleco. Disponível

em:

www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialwlan/default.asp

Acessado em 16/06/2011 às 22:00hs

DUFFLES TEIXEIRA, EDSON RODRIGUES. Wireless Mesh Networks, tutorial do Portal Teleco.

Disponível em:

www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialwmn/default.asp

13

Acessado em 16/06/2011 às 22:00hs

CARVALHO JUNIOR, ARNALDO DE. Redes 3G: Redução do Tráfego de Dados (3G Offload).

Disponível em:

www.teleco.com.br/tutoriais/tutorial3goffload/default.asp

Acessado em 30/01/2012 às 19:00hs

14

Redes WLAN: Teste seu entendimento

1. Qual combinação gera o maior número de canais 802.11g de 20MHz não sobrepostos na faixa de

2,45GHz?

1, 6 e 10

2, 5 e 11

1, 6 e 11

11 canais

2. Um projeto de WLAN de alta densidade deve ser planejado levando-se em consideração:

cobertura, interferência e capacidade

cobertura, interferência e aparência

capacidade, tráfego e número de usuários

plano de frequências, número de usuários e interface Ethernet

3. Para um Access Point padrão 11n MIMO 2x2, operando com canal de 40MHz, quantas vezes a

taxa máxima agregada pode ser superior a um AP 11a/g?

2 vezes

4 vezes

8 vezes

5,5 vezes

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