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UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁINSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIAS

Faculdade de Computação e Engenharia ElétricaBacharelado em Sistemas de Informação

REDES SEM FIO: Aplicação da metodologia Site Survey paraanálise de propagação do sinal na rede 802.11 da UNIFESSPA

Ivo de Abreu Araújo

Marabá - PA2017

Ivo de Abreu Araújo

REDES SEM FIO: Aplicação da metodologia Site Survey paraanálise de propagação do sinal na rede 802.11 da UNIFESSPA

Trabalho de Conclusão de Curso, apresentadoà Universidade Federal do Sul e Sudestedo Pará, como requisito necessário paraobtenção do Título de Bacharel em Sistemasde Informação.

Orientador:Prof. MSc. Gleison de Oliveira Medeiros

Coorientadora:Prof. MSc. Aline Farias Gomes de Sousa

Marabá - PA2017

Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)

Biblioteca Josineide da Silva Tavares da UNIFESSPA. Marabá,PA

Araújo, Ivo de Abreu Redes sem fio: aplicação da metodologia Site Survey para análise de programação do sinal da rede 802.11 da Unifesspa / Ivo de Abreu Araújo ; orientador, Gleison de Oliveira Medeiros. — 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará, Campus Universitário de Marabá, Instituto de Geociências e Engenharias, Faculdade de Computação e Engenharia Elétrica, Curso de Bacharelado em Sistemas de Informação, Marabá, 2017. 1. Redes locais sem fio. 2. Redes de computadores. 3. Sistemas de comunicação sem fio. 4. Programação (Computadores). I. Medeiros, Gleison de Oliveira, orient. II. Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará. III. Título.

CDD: 22. ed.: 004.68

Elaborado por Nádia Lopes Serrão

Bibliotecária-Documentalista CRB2/575

Agradecimentos

Agradeço a Deus primeiramente pelas oportunidades recebidas e por mais essaetapa conquistada na minha vida.

Meus agradecimentos também são direcionados a minha família, em especial aosmeus pais José Aldo e Ilmá que sempre me apoiaram e fizeram o melhor para que minhaformação acadêmica pudesse acontecer.

Ao meu orientador Gleison Medeiros pelas suas contribuições, conhecimentos eensinamentos durante esses anos de formação acadêmica.

À minha coorientadora Aline Gomes pelas suas colaborações durante o projeto queforam muito aproveitáveis e também pelos ensinamentos compartilhados.

A todos os professores da FACEEL que contribuíram para o meu conhecimento eformação desde o inicio ao fim do curso.

Ao Duandys e Narciso pelo companheirismo e amizade e os trabalhos que foramdesenvolvidos juntos, sempre em equipe e a toda turma de Sistemas de Informação 2012pelos momentos vivenciados.

Sonhos determinam o que você quer.Ação determina o que você conquista.

(Aldo Novak)

ResumoÉ notável hoje a quantidade de redes sem fio presentes por diversos setores da sociedadedevido suas características de mobilidade e acesso que oportunizam à usuários terem acessoa internet em lugares remotos onde a rede cabeada dificilmente poderia operar. As redesWLAN definidas pelo padrão 802.11 cada vez mais apresentam um número maior de pontosde acesso, e para que esses tipos de redes tenham um desempenho apropriado e coexistamcom outras redes ou variáveis externas, é fundamental a adoção de procedimentos deavaliação de rede. O presente trabalho apresenta um estudo elaborado na rede WLANda UNIFESSPA no campus I em ambientes do tipo indoor e outdoor. Para isso foramrealizadas pesquisas baseadas na literatura e utilizada a metodologia site survey que éindicada para análise do desempenho de redes sem fio, e após a sua aplicação se obtevediversos resultados sobre a rede wireless por todo o campus, no qual foram gerados mapasde calor da propagação de sinais, que são característicos de um site survey.

Palavras-chave: Redes sem fio, Internet, 802.11, Site survey.

AbstractThe number of wireless networks present by various sectors of society, and it’s notabletoday because of their mobility and access, characteristics that allow users to access theinternet in remote places where the wired network could hardly operate. WLAN networkswere defined by the 802.11 standard increasingly have a greater number of access points,and for these types of networks to perform properly and coexist with other networks orexternal variables, the adoption of network assessment procedures is critical. The presentwork presents a study elaborated in the WLAN network of UNIFESSPA in campus I, inindoor and outdoor environments. For this, we carried out research based on the literatureand used the methodology survey site that is indicated for analysis of the performanceof wireless networks, and soon after its application was obtained several results on thewireless network of the campus, In which heat maps of signal propagation, which arecharacteristic of a site survey.

Keywords: Wireless, Networks, 802.11, Site survey.

Sumário

1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.1 Motivação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.2 Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.3 Objetivos Específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2 Revisão da Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.1 Redes Wireless . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.2 Componentes de uma rede Wireless . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.2.1 Antenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.2.2 Frequências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.2.3 Canais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.2.4 Interferências em Redes Wireless . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3 Processo de transmissão nas redes Wireless . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.3.1 Atenuação de sinais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.3.2 Características das transmissões de redes Wireless . . . . . . . . . . 21

2.4 Técnicas de transmissão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.4.1 Frequence-Hopping Spread-Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.4.2 Direct Sequence Spread Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.4.3 Orthogonal Frequency Division Multiplexing . . . . . . . . . . . . . 23

2.5 Padrão 802.11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.5.1 Padrão 802.11b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.5.2 Padrão 802.11a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.5.3 Padrão 802.11g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.5.4 Padrão 802.11n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.5.5 Protocolos de segurança das Redes Wireless . . . . . . . . . . . . . 26

2.6 Topologia de Redes Wireless . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.6.1 Topologia Ad Hoc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.6.2 Topologia Infraestrutura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.7 Avaliação de Desempenho de Redes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.7.1 QoS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.7.2 QoE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.7.3 Site Survey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3 Trabalhos Correlatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Metodologia e Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.1 Estudo de Caso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.1.1 Infraestrutura atual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364.1.2 Software utilizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.2 Equipamento utilizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.3 Etapas do site survey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.3.1 Reconhecimento do local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.3.2 Coleta dos dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424.3.3 Tratamento dos dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444.3.4 Geração dos mapas de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.3.5 Resultados do site survey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.3.6 Elaboração e resultados dos questionários . . . . . . . . . . . . . . . 52

5 Considerações Finais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605.1 Trabalhos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Lista de ilustrações

Figura 1 – Componentes de uma rede sem fio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Figura 2 – Espectro Eletromagnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Figura 3 – Canais utilizados na Frequência 2.4 GHz . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Figura 4 – Modelo OSI e padrão 802.11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Figura 5 – Topologia do tipo Ad Hoc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Figura 6 – Topologia do tipo Infraestrutura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Figura 7 – Fluxograma da metodologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Figura 8 – Visão aérea do campus I - UNIFESSPA . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Figura 9 – Planta baixa do campus 1 - UNIFESSPA . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Figura 10 – Tela de captura do NetSpot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Figura 11 – Tela do modo survey do NetSpot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Figura 12 – Notebook Inspiron I14-3442-C10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Figura 13 – Ambientes do campus 1 - UNIFESSPA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Figura 14 – Áreas do campus 1 - UNIFESSPA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Figura 15 – Locais do campus 1 - UNIFESSPA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Figura 16 – Pontos coletados no campus I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Figura 17 – Pontos coletados no 1 ◦ andar de cada prédio . . . . . . . . . . . . . . . 44Figura 18 – Dados capturados no NetSpot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Figura 19 – Barra de potência do NetSpot - UNIFESSPA . . . . . . . . . . . . . . . 46Figura 20 – Mapa de calor - rede UNIFESSPA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Figura 21 – Mapa de calor do 1 ◦ andar de cada prédio - rede UNIFESSPA . . . . . 48Figura 22 – Mapa de calor - rede UNIFESSPA-VISITANTES . . . . . . . . . . . . 49Figura 23 – Mapa de calor do 1 ◦ andar de cada prédio - rede UNIFESSPA-VISITANTES 50Figura 24 – Gráfico de canais das redes geradas por smartphones . . . . . . . . . . 51Figura 25 – Gráfico de canais das redes com SSID UNIFESSPA . . . . . . . . . . . 51Figura 26 – Gráfico de canais das redes com SSID UNIFESSPA-VISITANTES . . . 52Figura 27 – Questionário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Figura 28 – Questão 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Figura 29 – Questão 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Figura 30 – Questão 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Figura 31 – Questão 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Figura 32 – Questão 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Figura 33 – Questão 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Figura 34 – Questão 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Figura 35 – Questão 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Figura 36 – Questão 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Lista de tabelas

Tabela 1 – Materiais que produzem interferências em redes sem fio . . . . . . . . . 21Tabela 2 – Tabela de Canais do padrão 802.11b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Tabela 3 – Caraterísticas dos padrões 802.11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Tabela 4 – Comparativo entre os principais pontos dos trabalhos relacionados . . . 33Tabela 5 – Características do notebook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Tabela 6 – Redes escaneadas no campus 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Lista de abreviaturas e siglas

ANATEL Agência Nacional de Telecomunicações

WLAN Wireless Local Area Network

UNIFESSPA Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

WEP Wired Equivalent Privacy

WPA Wi-Fi Procted Acess

TKIP Temporal Key Integrity Protocol

AES Advanced Encryption Standard

WPA2 Wi-Fi Procted Acess 2

QOS Quality of Service

QOE Quality of Experience

ITU União Internacional de Telecomunicações

PSNR Peak Signal-to-Noise Ratio

MOS Mean Option Score

WECA Wireless Ethernet Compatibility Alliance

dbm Decibel-miliwatt

AP Acess Point

APs Acess Points

SS Spread Spectrum

GHz Gigahertz

MHz MegaHertz

FHSS Frequence-Hopping Spread-Spectrum

DSSS Direct Sequence Spread Spectrum

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

ISM Industrial, Scientific and Medical

UHF Ultra High Frequency

SHF Super High Frequency

Mbps Megabits/s

OSI Open Systems Interconnection

MAC Media Access Control

LCC Logical Link Control

CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance

CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

DIFS Distributed Inter-Frame Space

MIMO Multiple Input Multiple Output

UFLA Universidade Federal de Lavras

PUCE Pontifícia Universidade Católica do Equador

SSID Service Set Identifier

BSSID Basic Service Set Identifier

IGE Instituto de Geociências e Engenharias

FACEEL Faculdade de Computação e Engenharia Elétrica

IEDS Instituto de Estudos em Direito e Sociedade

ICH Instituto de Ciências Humanas

CTIC Centro de Tecnologia da Informação e Comunicação

PROEG Pró-Reitoria de Ensino de Graduação

NEES Núcleo de Educação Especial

ICH Instituto de Ciências Humanas

NAIA Núcleo de Acessibilidade e Inclusão Acadêmica

CRCA Centro de Registro e Controle Acadêmico

DAPSI Departamento de Apoio Psicosociopedagógico

NAESSP Núcleo de Arte Educação da Região Sul e Sudeste do Pará

15

1 Introdução

Com o avanço da tecnologia que cada vez ocorre com mais frequência, as redessem fio vêm se se destacando na sociedade ganhando espaço em vários tipos de ambientes,como corporativos e públicos devido a sua facilidade de implementação que conseguealcançar lugares onde a rede cabeada não poderia chegar [1]. A utilização de hotspots1

tem possibilitado uma maior capacidade de transmissão e mobilidade, conectando diversosdispositivos móveis como tablets, smartphones e laptops que são partes desse crescimentotecnológico que tem surgido [2].

A comunicação das redes sem fio ocorre por meio das ondas eletromagnéticas, ecom isso algumas dificuldades surgem, sendo a interferência uma delas devido os sinais sepropagarem pelo ar, obstáculos podem prejudicar o caminho das ondas e assim ocasionaremperda de qualidade e intensidade do sinal [3]. Outro tipo de interferência que pode ocorreré quando existem vários equipamentos trabalhando numa mesma frequência de sinal,podendo assim gerar interferências causando colisão de pacotes quando uma rede WLAN(Wireless Local Area Network) e bluetooth operam paralelamente [4].

O IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) é o órgão responsávelpor estabelecer padrões de computadores, criou o padrão de rede sem fio 802.11 em 1997com a finalidade de padronizar os diferentes tipos de equipamentos de fabricantes, e paraisso, foi gerada uma documentação técnica que permitia que acontecesse uma comunicaçãocompatível entre equipamentos de rede. Através do modelo 802.11 originou-se vários outros,com características particulares, tendo como exemplo os padrões 802.11.b, 802.11.g e802.11.n [5].

Quando se deseja realizar um diagnóstico em uma rede Wi-Fi, é importante a adoçãode procedimentos técnicos que favoreçam essa análise e potencialize resultados, e seguindoessa perspectiva, site survey é uma metodologia utilizada para testar o desempenho deredes sem fio, através da avaliação de cobertura do sinal, equipamentos, qualidade detransmissão [6], tendo assim, objetivo de reunir informações necessárias para a aplicaçãode melhorias na rede.

1.1 MotivaçãoO uso da internet vem se tornando comum nos dias de hoje, principalmente em

redes do tipo WLAN que tem possibilitado oportunidades de negócios em diversos setoresempresariais e acadêmicos assim como na UNIFESSPA (Universidade Federal do Sul e

1Um hotspot é um local onde a rede sem fio está acessível.

Capítulo 1. Introdução 16

Sudeste do Pará) permitindo a conectividade de dispositivos móveis sem a necessidade dese utilizar cabo para transportar os dados.

Devido a propagação do sinal ocorrer por ondas eletromagnéticas que são enviadasem várias direções, fatores do ambiente podem ocasionar falhas na rede, como a perda ea intensidade do sinal em alguns pontos da universidade, influenciando na qualidade daconexão, tendo em vista que a rede WLAN é um dos principais meios utilizados no CampusI para realizar pesquisas e atividades acadêmicas desempenhadas por discentes, docentes,técnicos e visitantes, contribuindo assim para o conhecimento através da informaçãodesejada. Com base nisso, este trabalho tem o intuito de gerar resultados que possamajudar a aprimorar a mobilidade e o acesso a internet por toda a universidade.

1.2 ObjetivoO presente trabalho tem como objetivo analisar a propagação de sinal na rede

WLAN da UNIFESSPA no campus 1, realizando testes por ambientes do tipo indoor eoutdoor em toda a área da universidade, explorando conceitos e técnicas de site survey coma finalidade de identificar problemas na rede Wi-Fi existente, contribuindo com resultadospara futuras otimizações.

1.3 Objetivos Específicos

• Definir uma metodologia para implantação de pontos de rede WLAN em projetosfuturos.

• Desenvolver estudo sobre a metodologia site survey através de um estudo de caso.

• Aferir sobre a propagação de sinal e a disponibilidade do acesso na rede WLAN doCampus da UNIFESSPA.

• Elaborar uma pesquisa quantitativa direcionada aos usuários que utilizam a redeWLAN.

17

2 Revisão da Literatura

2.1 Redes WirelessA internet é uma rede de computadores de alcance mundial que está ligada a

milhões de dispositivos que se comunicam e trocam informações utilizando protocolos,esses dispositivos são assim intitulados hospedeiros ou sistemas finais, logo tem se tornadocada vez mais presente a existência de equipamentos modernos como servidores, páginasweb, notebooks, celulares, TVs, conectados à rede. Assim a internet é uma infraestruturaque fornece serviços e aplicações que operam nesses sistemas finais [7].

De acordo com TANENBAUM [8] a comunicação das redes sem fio vem de umprocesso evolutivo desde o ano de 1901 quando um físico chamado Guglielmo Marconiconseguiu demonstrar que um telégrafo sem fio auxiliava na comunicação entre um navioe o litoral através de código Morse1.

Devido a falta de padronização que existia em relação as redes sem fio, no qualvárias empresas no mercado realizaram suas próprias pesquisas visando criar seus modelos,entretanto, havia uma falta de padronização das especificações e normas no mercado.Diante dessa adversidade no ano de 1999 algumas empresas como a 3Com, Nokia e LucentTechnologies resolveram se unir, fundando assim o grupo chamado WECA (WirelessEthernet Compatibility Alliance), posteriormente a partir do ano de 2003 passou a serchamado Wi-Fi Alliance, termo que fez com que surgisse o nome Wi-Fi [9].

2.2 Componentes de uma rede WirelessUma rede wireless se comunica com dispositivos através de ondas que se propagam

num raio ao redor do ponto de acesso, assim no processo de envio, dados são convertidosem sinais de rádio e são transmitidos. Para o recebimento das informações o roteadorcapta o sinal e efetua a decodificação dos dados para sinal de rádio e encaminha para odispositivo [10].

Para que uma rede sem fio exista e funcione são necessários alguns componentesque desempenham papéis importantes (figura 1), tais como:

• Hospedeiros sem fio: são os equipamentos finais, também denominados estaçõesque são responsáveis por executar aplicações e se conectarem com pontos de acesso,

1Código Morse é um sistema composto por letras, números e sinais de pontuação que funciona atravésde um sinal codificado que é enviado em intervalos de som.

Capítulo 2. Revisão da Literatura 18

podendo assim se comunicar com os demais dispositivos da rede wireless [7]. Algunsexemplos de hospedeiros sem fio são notebooks, smartphones, tablets ou computadoresdo tipo desktop.

• Estação-base: também conhecida como ponto de acesso, sendo o mesmo uma parteessencial para que uma comunicação seja realizada [7], pois o mesmo é encarregadopelo envio e recebimento de dados entre hospedeiros que se comunicam, dessa formapossibilitando a troca de informações na rede.

• Meio sem fio: da mesma forma que nas redes cabeadas, as redes wireless tambémnecessitam de um meio para que estações possam estabelecer comunicação, portantoesse processo realiza-se por meio das ondas de radiofrequência [11].

Figura 1 – Componentes de uma rede sem fio. Fonte: próprio autor

2.2.1 Antenas

As antenas fazem parte de dispositivos da rede como pontos de acesso ou adapta-dores e possuem uma área de cobertura de sinal limitada, quando existem obstáculos noambiente em que os sinais são enviados, há uma perca de alcance na comunicação [12].

O processo de formação das ondas de rádio acontece de forma natural através dedescargas elétricas de alta intensidade, no entanto é mais corrente que as ondas de rádiosejam produzidas de uma maneira artificial [13], sendo assim comumente utilizadas nosserviços de telefonia fixa e móvel, satélites, e também fazem parte das redes sem fio.


As antenas são utilizadas para enviar e receber sinais numa comunicação sem fio, ea potência do sinal de uma antena é calculada em decibéis que são relacionados a miliwatts(dbm), no qual 1mW corresponde a 1/1000 de um watt [14].

2.2.2 Frequências

No processo de comunicação, as ondas de rádio são transmitidas através de antenasem faixas de frequências distintas. Quando um dispositivo receptor é utilizado para receberuma onda numa determinada frequência, se torna possível captar o sinal contendo osdados que foram enviados [15]. A ANATEL (Agência Nacional de Telecomunicações) é oórgão responsável por definir as frequências que podem ser utilizadas em padrões de redesou protocolos.

Para cada aparelho que trabalha com sinais de rádio, existem faixas de frequênciadiferentes, regulamentadas, que podem ser utilizadas com o objetivo de diminuir inter-ferências. Todavia há faixas que não precisam de uma regulamentação são conhecidascomo ISM (Industrial, Scientific and Medical) [16], ou seja são utilizadas para situaçõesindustriais, científicas e médicas, dessa forma operam num espaço de frequências de:

• 902 MHz - 928 MHz;

• 2,4 GHz - 2,485 GHz;

• 5,15 GHz - 5,825 GHz.

Figura 2 – Espectro Eletromagnético. Adaptado: [17]

Nas redes Wi-Fi as bandas de frequências que são utilizadas do espectro eletro-magnético são a 2,4 GHz e 5,0 GHz (figura 2), ambas fazem parte das faixa de UHF(Ultra High Frequency) e SHF (Super High Frequency), assim cada frequência é divididaem canais [17].


2.2.3 Canais

Quando se trata do espectro da radiofrequência, uma faixa é segmentada em váriosintervalos diferentes que são denominados canais, os mesmos são alocados e definidos pornormas impostas por agências de regulamentação [18]. Portanto uma faixa de frequênciaé distribuída em subfrequências menores para que dessa maneira possa acontecer umatransmissão de sinais diferentes por cada uma delas, como por exemplo a banda de 2.4GHz.

Figura 3 – Canais utilizados na Frequência 2.4 GHz. Fonte: [19]

Dos canais que fazem parte da frequência 2.4 GHz apresentados na figura 3, osúnicos que não se sobrepõem são 1, 6, 11, por essa razão são os mais utilizados nas redeswireless, e quando há muitas redes operando nesses 3 canais, a ocorrência de interferênciaspode ficar frequente.

2.2.4 Interferências em Redes Wireless

A divisão do espectro de 2.4 GHz em subfrequências trouxe como consequência asobreposição das faixas dos canais, dessa maneira as redes 802.11 não estão livres de sofrerinterferências, levando-se em consideração também que quanto maior o número de redesativas com o mesmo canal numa mesma zona, maiores as chances disso acontecer [20].

Outros aspectos que são importantes, e devem ser considerados são os tipos demateriais que estão presentes no ambiente de propagação dos sinais das redes sem fio, poisde acordo com o tipo de formação do objeto, as interferências podem surgir com grandeou baixa intensidade.

De acordo com a tabela 1 é possível perceber que os principais tipos de materiaisque causam interferências nas redes wireless. Por exemplo a madeira, vidro, podem causarbaixas interferências, enquanto que cerâmicas ou metais podem gerar interferências commaiores proporções.


Tabela 1 – Materiais que produzem interferências em redes sem fio. Adaptado: [12]

Material Exemplo InterferênciaMadeira Divisórias BaixaVidro Janelas Baixa

Amianto Tetos BaixaGesso Paredes interiores Baixa

Ladrilho Ladrilhos MédiaFolhagens Árvores e plantas MédiaÁgua Chuva/Névoa Alta

Cerâmica Telhas AltaPapel Papel de parede Alta

Vidro com alta concentração de chumbo Janelas AltaMetais Vigas, armários Muito Alta

2.3 Processo de transmissão nas redes WirelessUma transmissão de rede sem fio realiza-se por meio da geração de um sinal elétrico

que passa a conter a informação do dispositivo transmissor que se propaga por meio dasondas de rádio correspondentes ao sinal [21]. O processo de recebimento acontece quandoo receptor se encarrega de recuperar o sinal elétrico que foi gerado pelo transmissor.

Em suma, toda vez que um sinal elétrico é enviado o mesmo é convertido em ondasde rádio que se propagam pelo ar e posteriormente são convertidas em sinal elétrico peloreceptor.

2.3.1 Atenuação de sinais

Um sinal ao ser transmitido pode sofrer uma perda de intensidade que é definidacomo atenuação, sendo assim, há duas maneiras desse evento suceder-se pelo ar ou peladispersão de sinal. A atenuação pelo ar já é evidente por ser um acontecimento comumpara frequências de micro-ondas ou das próprias redes wireless [12].

Todavia deve-se considerar que a dispersão do sinal está relacionada com a maneiraque é o mesmo é transmitido, assim sua intensidade é calculada de acordo com a intensidadedo campo elétrico por cada metro quadrado [14], isso indica que quanto maior for a distânciaentre o emissor e receptor, maior será a atenuação de sinal.

2.3.2 Características das transmissões de redes Wireless

Quando se trata da propagação de sinais, Moraes [14] apresenta os seguintesaspectos que podem influenciar no desempenho de uma transmissão:

• Frequência: de acordo com a frequência escolhida a irradiação do sinal pode sofrervariações, tendo em vista que existem frequências que operam melhor que outras


como é o caso da 2.4 GHz que apresenta um nível considerável de propagação desinal.

• Potência: a área de cobertura de um sinal pode ser expandida com o aumentoda potência que trará um maior alcance, e deve-se levar em consideração que aconfiguração realizada de maneira incerta pode ocasionar numa poluição no espectro.

• Antenas: em relação as antenas a configuração definida é fundamental, dado que sãocomuns problemas de mau funcionamento em redes sem fio devido o posicionamentoinadequado da antena ou utilização.

• Tipo de construção: a propagação de sinal também pode ser afetada de acordocom o tipo de material utilizado na construção, como por exemplo uma grandequantidade de ferro e outros metais que em algumas ocasiões se torna importante ainstalação de mais rádios.

• Reflexão de sinais: quando um dispositivo transmissor envia informações para oreceptor ocorre o multipath que é a propagação do sinal de rádio por vários caminhos,o qual pode vir a contribuir para que o sinal fique fraco e com interferência.

• Interferências: quando dispositivos operam numa mesma faixa de frequência deuma rede wireless, por exemplo smartphones, micro-ondas podem causar interferênciano sinal da rede sem fio.

2.4 Técnicas de transmissãoO spread spectrum (SS) é uma tecnologia utilizada em redes wireless e visa garantir a

segurança durante uma comunicação, consumindo mais banda e consequentemente fazendocom que os sinais transportados estejam menos sujeitos a ruídos e sobreposição [14].Ospread spectrum funciona de três maneiras: Frequence Hopping, Direct Sequence e OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing).

2.4.1 Frequence-Hopping Spread-Spectrum

O Frequence-Hopping Spread-Spectrum (FHSS) é uma técnica utilizada na banda2,4 GHz que é dividia em 75 canais e a informação trafega por todos esses canais semuma sequência definida, sendo assim de forma pseudoaleatória, durante a transmissãoa frequência muda conforme os saltos. A sequência que foi definida é conhecida pelotransmissor e receptor que estabelecem um canal lógico de comunicação [18], ou seja,somente os dispositivos que conhecem a sequência de saltos irão receber o sinal, logo, paraos demais receptores que não participam da comunicação o sinal será propagado na formade ruído.


2.4.2 Direct Sequence Spread Spectrum

No Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) não se utiliza canais com largura debanda pequena, a informação transmitida passa por um canal de largura maior, sendo de22 MHz, dessa maneira os saltos de canais não acontecem constantemente como no FHSS.Antes da transmissão é utilizada uma técnica do DSSS chamada chip sequence que fazcom que uma informação seja codificada numa sequência de bits que serão enviados demaneira simultânea utilizando as frequências de um canal de 22 MHz [17].

2.4.3 Orthogonal Frequency Division Multiplexing

A Orthogonal Frequency Division Multiplexing é um procedimento de modulaçãode sinais que como o próprio nome já diz, é baseado em multiplexação por divisão defrequência, isso quer dizer que várias portadoras2 podem ser enviadas através de um sinaldigital [14]. Na OFDM os dados podem ser enviados simultaneamente com a utilização desubportadoras no qual possibilitam um consumo de banda superior aos métodos FHSS eDSSS, sendo mais eficaz a tolerância de interferências e falhas.

2.5 Padrão 802.11O padrão 802.11 foi o primeiro estabelecido pela IEEE para redes sem fio, seu

funcionamento é baseado nas camadas mais inferiores do modelo OSI3 (Open SystemsInterconnection), isto é, na camada Física e camada de Enlace. As tecnologias de trans-missão FHSS, DSSS e OFDM foram projetadas no padrão 802.11 para trabalharem nacamada Física, assim como da camada de Enlace são utilizadas as subcamadas MAC(Media Access Control) e LLC (Logical Link Control) ilustrados na figura 4 [11].

Figura 4 – Modelo OSI e padrão 802.11 Adaptado: [22]

2Portadoras são ondas que são utilizadas para transmitir informações através de sinais propagadosentre o transmissor e receptor.

3É um padrão definido para protocolos de comunicação que contém camadas que se comunicam. Suatradução para o português significa Interconexão de Sistemas Abertos.


Em termos de velocidade o padrão 802.11 foi idealizado inicialmente para operar nataxa de 1 ou 2 Mbps utilizando a frequência 2.4 GHz definida pela ISM. E como alternativapara a redução falhas durante uma transmissão de dados [14], o CSMA/CA (Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance) foi o protocolo adotado, uma vez que o mesmocontém mecanismos que contribuem para o processo de comunicação entre estações.

No CSMA/CA toda vez que uma estação deseja enviar quadros pela rede, antesde tudo ela deve ouvir o meio sem fio com o objetivo de identificar se quadros estãosendo transmitidos. Se após a análise, o tempo estabelecido para o meio sem fio - DIFS(Distributed Inter-Frame Space) não tiver terminado, a transmissão do quadro realiza-se.Esse protocolo define um intervalo de tempo livre e se após essa análise não houvernenhuma transmissão [20]. Caso haja uma transmissão pelo meio da rede a estação teráque aguardar um intervalo de tempo aleatório para que as colisões sejam impedidas.

O protocolo CSMA/CA é uma evolução do CSMA/CD (Carrier Sense MultipleAccess with Collision Detection) que é utilizado no padrão Ethernet das redes cabeadas.Ambos tem a característica de disponibilizar o meio para uso caso não exista tráfego, eisso acaba favorecendo redes wireless que comportam fluxos menores, devido os acessosao meio serem mais velozes, entretanto quanto maior for o tráfego da rede, menor será otempo de resposta [18]. Uma das vantagens que se tem em relação ao CSMA/CD é quequando o tempo de espera de uma estação se encerra, ela entra numa fila de prioridade aoinvés de receber um novo período de tempo.

2.5.1 Padrão 802.11b

O padrão 802.11b foi elaborado com o intuito de disponibilizar uma maior velocidadeque das redes cabeadas que operavam nas taxas de 10 Mbps, enquanto que o padrão 802.11oferecia 1 e 2 Mbps. A partir disso foi criada uma versão mais aperfeiçoada desse padrão [17].O IEEE especificou que a velocidade do 802.11b seria de até 11 Mbps, podendo adaptar-sea velocidades menores como 1 Mbps e 2 Mbps utilizando uma banda de frequência de 2,4GHz e a técnica de transmissão DSSS.

A tabela abaixo demonstra a relação que existe entre cada canal e a sua respectivafaixa de frequência 2.4 GHz:

2.5.2 Padrão 802.11a

O padrão 802.11a foi desenvolvido visando solucionar problemas existentes dosmodelos 802.11 e 802.11b, e a principal novidade nessa versão foi o aumento da taxade velocidade máxima para 54 Mbps, tendo a possibilidade de funcionar em velocidadesinferiores [18]. A frequência é um outro diferencial que passou a ser de 5 GHz, que é umafaixa a qual não se tem tantos dispositivos operando como é o caso da faixa 2.4 GHz, logo


Tabela 2 – Tabela de Canais do padrão 802.11b. Adaptado: [14]

Canal Frequência Largura de Frequência Sobreposição de Canais1 2.412 GHz 2.401-2.423 GHz 2-52 2.417 GHz 2.406-2.428 GHz 1,3-63 2.422 GHz 2.411-2.433 GHz 1-2,4-74 2.427 GHz 2.416-2.438 GHz 1-3,5-85 2.432 GHz 2.421-2.443 GHz 1-4,6-96 2.437 GHz 2.426-2.448 GHz 2-5,7-107 2.442 GHz 2.431-2.453 GHz 3-6,8-118 2.447 GHz 2.436-2.458 GHz 4-7,9-129 2.452 GHz 2.441-2.463 GHz 5-8,10-1310 2.457 GHz 2.446-2.468 GHz 6-9,11-1311 2.462 GHz 2.451-2.473 GHz 7-10,12-1312 2.467 GHz 2.456-2.478 GHz 8-11,13-1413 2.472 GHz 2.461-2.483 GHz 9-12,1414 2.484 GHz 2.473-2.495 GHz 12-13

é sujeita a menos interferências. A modulação de sinais utilizada é a OFDM que se diferedo DSSS.

2.5.3 Padrão 802.11g

Em junho do ano de 2003, foi estabelecido pelo IEEE o padrão denominado 802.11ge a partir da sua criação passou a ser realizável alcançar velocidades de 54 Mbps por meioda faixa de 2.4 GHz, portanto o mesmo é uma evolução do 802.11b. O padrão 802.11gpode trabalhar com duas técnicas de modulação, utilizando-se da DSSS para velocidadesmais reduzidas e o OFDM para velocidades acima de 11 Mbps [17].

2.5.4 Padrão 802.11n

O padrão 802.11n foi lançado pela IEEE em 2009, com a proposta de aperfeiçoara taxa de velocidade de 54 Mbps que já era encontrada nos padrões anteriores 802.11ge 802.11a para 600 Mbps utilizando quatro canais para dados, com largura de 40 MHz,duplicando assim a capacidade de velocidade.

Juntamente com esse novo padrão veio também a tecnologia MIMO (Multiple InputMultiple Output) para fazer a integração dos quadros que são enviados em vários canaisna camada MAC, logo, é fundamental a utilização de mais de uma antena para que apossibilidade de transmissão e recepção de informações sejam maiores.

A tecnologia MIMO utiliza vários transmissores e receptores para realizar o envio dedados simultaneamente, no qual se aproveita do evento de multipath quando as informaçõesse propagam por diversos caminhos durante o percurso [23], pois o MIMO amplia a potênciade captura de sinal através da utilização de mais de uma antena que permitirá que as


informações venham por diferentes direções.

A tabela 3 descreve as principais características de cada padrão 802.11 das redessem fio:

Padrões Frequência Técnica de modulação Taxa de Transmissão*802.11b 2.4 GHz DSSS 11 Mbps802.11a 5 GHz OFDM 54 Mbps802.11g 2.4 GHz FHSS 54 Mbps802.11n 2.4 ou 5 GHz OFDM-MIMO 600 Mbps

Tabela 3 – Caraterísticas dos padrões 802.11. Adaptado: [24]

*Velocidade Máxima

2.5.5 Protocolos de segurança das Redes Wireless

As redes sem fio ao contrário das cabeadas não necessitam de um contato físicodireto com um componente da rede para trocarem informações, pois é preciso apenas deum meio que possa recebe-las, no entanto essas redes acabam possibilitando a captura dedados de forma passiva, uma vez que estando dentro da área de alcance do sinal é possívelcapturar pacotes, pois os mesmos são transmitidos pelo ar.

Visando reduzir problemas como esses relacionados a segurança dos dados quetrafegam pela rede WLAN, surgiu o protocolo WEP (Wired Equivalent Privacy), o qualdispõe de algoritmos simétricos [12], fazendo com que estações de trabalho e o concentradorcompartilhem entre si uma chave privada para que o acesso a rede seja liberado.

O protocolo WPA (Wi-Fi Protected Access) foi especificado no ano de 2003 pelaWi-Fi Alliance4, com o objetivo de substituir o WEP sendo baseado no padrão 802.11i,incluindo assim novas mudanças em relação à segurança, portando uma criptografiabaseada em chaves compartilhas através do protocolo TKIP (Temporal Key IntegrityProtocol) [18, 25].

O protocolo WPA2 (Wi-fi Protected Acess 2 ) foi introduzido para garantir aindamais a segurança das redes sem fio [26], tendo em vista que é considerado o protocolomais seguro da atualidade em razão de conter um algoritmo forte de criptografia AES(Advanced Encryption Standard), contribuindo assim para a segurança das informações darede.

2.6 Topologia de Redes WirelessQuando se trata da topologia de redes sem fio, esse termo está relacionado a

distribuição lógica dos dispositivos, [12] ou seja uma rede wireless pode trabalhar de duas4Wi-Fi Alliance é o orgão responsável por padronizar todos equipamentos WLAN que são baseados

na especificação 802.11.


maneiras: com a topologia Ad Hoc e no modo Infraestrutura.

2.6.1 Topologia Ad Hoc

Na topologia do tipo Ad Hoc a utilização de um ponto central de conexão na redeé dispensada, pois os equipamentos da rede se conectam diretamente uns nos outros sem anecessidade de um equipamento específico que controle e transmita os dados [18]. Logo osdispositivos são capazes de comunicarem entre si enviando informações e assim fazendo afunção de um ponto de acesso como pode ser visto na figura 5.

Esse tipo de modelo apresentado é mais indicado para ocasiões temporárias emque não se possua um concentrador disponível ou podendo ser utilizado até mesmo emredes que tenham capacidades menores de comunicação.

Figura 5 – Topologia do tipo Ad Hoc. Fonte: próprio autor

2.6.2 Topologia Infraestrutura

Na topologia do tipo Infraestrutura, exibida na figura 6 a comunicação entredispositivos só acontece por meio de um concentrador, denominado ponto de acesso que éresponsável por receber o tráfego da rede [12].

Nesse modelo o ponto de acesso passa a centralizar todas as informações e configura-ções de segurança e autenticação [18], portanto isso significa que toda vez que uma estaçãoda rede quiser se comunicar com outra, os dados enviados passarão pelo concentrador parapoderem chegar ao seu destino final, podendo também esse encaminhamento ocorrer paraoutras redes distintas que estejam próximas da cobertura de sinal do ponto de acesso comopor exemplo as cabeadas.


Figura 6 – Topologia do tipo Infraestrutura Fonte: próprio autor

2.7 Avaliação de Desempenho de RedesCom o aumento da utilização das redes de comunicação, e a difusão dos serviços de

internet, passou a ser essencial não somente ter disponibilidade, mas também a garantia deuma qualidade melhor de conexão. A partir de fatores como esses, tornar-se imprescindívela adoção de procedimentos que tragam um melhor desempenho as redes [27].

2.7.1 QoS

A qualidade de Serviço (QoS) esta relacionada diretamente na maneira comoum serviço pode ser disponibilizado, reduzindo chances de perdas no seu desempenho eaumentando a sua eficiência, em redes QoS é bastante utilizada para identificar a qualidadede um serviço quando aplicada, possibilitando até mesmo trabalhar com o fluxo de dadosde redes. Alguns dos principais fatores que oportunizam a utilização de técnicas de QoSna propagação dos dados são: latência, perda de pacotes, jitter e largura da banda [28,29].

Latência: a latência ou atraso é um parâmetro importante para que os serviços dasaplicações tenham maior qualidade, pode-se entender que a latência da rede é o somatóriodos atrasos impostos pela rede e dos equipamentos que fazem parte da comunicação [30].

Perda de pacotes: a perda de pacotes acontece cada vez que a capacidade dafila do roteador é atingida [7], não havendo espaço para armazenamento, o pacote seráperdido. Quando se trata de transporte de dados na rede, é comum que o destinatárionão receba alguns pacotes, ou por estarem com erros ou porque foram descartados. Nessecontexto a porcentagem dos pacotes perdidos é uma propriedade concernente a QoS [27].


Jitter: a variação dos tempos de chegada dos pacotes que sucede na rede, échamada de jitter, ou na tradução para português, flutuação. Em aplicações de áudio evídeo por exemplo, tendo como situação uma flutuação elevada, e tendo a informação deque alguns pacotes gastam 20 ms e outros levam 30 ms para chegar ao destino, o resultadofinal ao receber esses pacotes trará uma qualidade instável no som e vídeo. [8].

Largura de banda: é uma alocação de link para tráfego do fluxo de dados, logosendo a quantidade de bits por segundo que a rede pode transportar [29].

2.7.2 QoE

A qualidade de experiência (QoE) é uma metodologia que vem se destacando, emvirtude da sua proposta de avaliação direcionar-se a percepção do usuário final vinculadaa um serviço ou aplicação, se diferenciando das técnicas de QoS que são voltadas apenaspara a perspectiva da rede em si e não do usuário. Logo existem duas maneiras de serrealizada uma avaliação, sendo de forma subjetiva ou objetiva [31].

• Avaliação subjetiva: baseada no fator humano, no qual as opiniões de usuários sãoanalisadas, levando em consideração aspectos relacionados aos usuários como emoções,serviços, conhecimento, que contribuem para os resultados no teste aplicado [32],tendo em vista que esse tipo de avaliação é baseado em métodos estabelecidos pormodelos internacionais como a ITU5.

• Avaliação objetiva: sua utilização é amparada por procedimentos técnicos queprocuram resultados similares aos da avaliação humana, sem a participação deusuários, facilitando assim o procedimento de uma avaliação com qualidade gerandoeconomia em relação a custos e tempo [31].

As métricas objetivas são especificadas como: referência completa (Full Reference)Referência Reduzida (Reduced Reference), sendo que esse tipo de classificação ocorrede acordo com a quantidade de informação de referência disponível durante o processode avaliação da qualidade de multimídia [32]. A PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio) éoutra métrica bem conhecida, que faz comparação das imagens de vídeo originais, com asrecebidas, utilizando ambas ao mesmo tempo para avaliar a qualidade [33].

No trabalho de Medeiros, Vieira e Carmona [34] foi destacado a importância quea QoE tem para a avaliação de qualidade da rede, no qual foram aplicadas métricasvoltadas ao usuário, sendo utilizadas em um ambiente simulado numa rede 802.11b com afinalidade de avaliar parâmetros relacionados a qualidade de vídeo, através da aplicaçãode testes utilizando Pontuação Média de Opinião (MOS) que é uma métrica subjetiva

5União Internacional de Telecomunicações responsável por realizar padronizações na área de telecomu-nicações.Para mais informações acesse:<http://www.itu.int>

http://www.itu.int


para a avaliação de vídeos, e empregando também o Sinal Ruído de Pico (PSNR) sendouma métrica objetiva, logo tais avaliações contribuíram para resultados como a perca naqualidade do vídeo quando os usuários estão distantes do ponto de acesso .

2.7.3 Site Survey

O site survey ou pesquisa local é um método para avaliação técnica de redes wireless,utilizado para a realização de testes com objetivo de obter informações necessárias parauma implantação bem sucedida de uma rede sem fio, sendo que ao finalizar a aplicação dosite survey serão gerados resultados com requisitos necessários para que a rede funcioneapropriadamente [35].

Site survey é um agrupamento de vários procedimentos que são empregados como propósito de realizar análises técnicas do local onde se pretende instalar uma novainfraestrutura de rede sem fio [36], sendo aplicado também para a identificação e eliminaçãode possíveis problemas de conectividade que venham a surgir na rede avaliada.

A utilização de um site survey pode ajudar a avaliar diversos fatores numa redewireless [35], dentre eles os seguintes:

• Planta do ambiente de rede.

• Alcance da área de cobertura.

• Qualidade do sinal necessária para um funcionamento favorável.

• Sugere equipamentos mais indicados para rede.

• Verificação do espectro das ondas, observando a utilização da frequência de rádio.

• Grau de segurança requerido para a rede wireless.

Um dos propósitos iniciais do site survey é verificar a qualidade da rede wireless,permitindo descobrir localidades onde a interferência é alta [37], como também a frequênciade outras redes próximas, a qual podem contribuir para falhas. Assim com a obtenção deinformações como: nomes das redes, canais utilizados, nível de sinal, também é possíveldetectar o canal que tem a menor frequência de sinal. [38].

Quando se deseja identificar problemas num ambiente com rede sem fio há duaspossibilidades de site survey que podem ser escolhidas [39]:

• Site survey indoor : é uma abordagem que faz um estudo direcionado a identificaro posicionamento mais adequado dos pontos de acesso e outros equipamentos quefazem parte do processo de transmissão e recepção dos sinais, visando dessa maneiraaumentar a área de cobertura do sinal da rede sem fio. Outro aspecto considerável é


a análise de interferência de canais, que para isso podem ser utilizados um notebookjuntamente com um software de análise dos APs (Acess Points), como por exemploo Netstumbler.

• Site survey outdoor : nesse tipo de método é feita uma identificação dos pontosda rede sem fio e realizado um reconhecimento dos possíveis obstáculos que o localtem, e para que isso aconteça se faz necessário possuir informações do local e definira disposição dos pontos de acesso e antenas, contribuindo com testes de QoS na redesem fio.

Site survey é uma metodologia que é indicada para que projetos de redes wirelesssejam planejados e executados da forma apropriada. É capaz de atender desde propósitos deimplantação até a reformulação de uma infraestrutura de rede [40], no qual procedimentosde análise são feitos com ferramentas que contribuem para que o diagnóstico das redessejam obtidos.

Em suma, um site survey tem como objetivo fundamental proporcionar que onúmero, a localização e configuração dos pontos de acesso da rede ofereçam um funciona-mento adequado e correspondente ao investimento aplicado. As etapas de um site surveypodem ser executadas de diversas maneiras, não existe um guia definitivo, pois dependesempre das circunstâncias envolvidas [41]. Cada procedimento utilizado na metodologiatem como finalidade contribuir com que as estações tenham uma melhor performance emsuas conexões.

32

3 Trabalhos Correlatos

O trabalho de Luca [5] demonstra a utilização de site survey para auxiliar numprojeto de implantação de redes sem fio na Universidade Federal de Lavras (UFLA), MinasGerais, visando trazer uma mobilidade maior para os alunos e professores da universidade,uma vez que a infraestrutura da internet do campus era apenas cabeada. Logo, foi feitoum reconhecimento do local do campus para obter informações necessárias sobre pessoas,espaço, e equipamentos com a finalidade de serem utilizadas nas etapas do projeto, ecomo resultados finais a rede sem fio foi estabelecida proporcionando aos usuários maismobilidade para o acesso a internet.

No artigo de Silva et al. [42] a metodologia site survey foi aplicada em um estudode caso no estacionamento do Aeroporto Internacional Tancredo Neves, localizado regiãode Confins, Minas Gerais, com a finalidade de verificar a qualidade do sinal da rede sem fio.Foram coletados dados de diversos pontos do estacionamento e analisados. Posteriormenteforam utilizados softwares para adquirir informações sobre pontos de acessos, para tratare gerar gráficos. Os resultados alcançados no final do projeto foram informações visuaissobre a intensidade de propagação do sinal no estacionamento, possibilitando entender asáreas que tinham menor qualidade de sinal.

O projeto apresentado por Costa et al. [3], foi desenvolvido com o intuito deaveriguar o desempenho da transmissão da rede sem fio numa biblioteca da UniversidadeSagrado Coração (USC) localizada na cidade de Bauru, São Paulo. Para a etapa da coletade dados foi utilizado o software de análise Nestumbler, e após essa etapa o Surfer 8 foiescolhido para fazer o tratamento dos dados, e por fim gerou-se um mapa de propagaçãodo sinal do piso da biblioteca, local onde também foram realizados testes de conexão.

No artigo de Tipantuña e Kallas [43] foi demonstrado a utilização de um site surveyjuntamente com modelos de propagação para avaliar a variação dos sinais dos pontos deacesso da biblioteca do Instituto Politécnico de Turim que fica localizado na Itália. Aoiniciar os procedimentos de análise, verificou-se a disposição geográfica dos APs na áreacoletando potências e distâncias através do NetSpot e foram definidos a distância de ummetro quadrado entre os pontos na biblioteca. Como resultados obtidos foram geradosmapas de calor com a potência representada em colorações, caracterizadas por tonalidadesfortes e fracas.

No trabalho de Zúñiga [44] a metodologia site survey foi empregada na PUCE(Pontifícia Universidade Católica do Equador) com a finalidade de avaliar o comportamentoda rede sem fio. O NetSpot foi a ferramenta utilizada para realizar as medições por todos os6 andares da Faculdade de Engenharia, no qual foram capturadas as potências de diversos

Capítulo 3. Trabalhos Correlatos 33

APs em diferentes direções, analisando também os canais utilizados e o tráfego da rede noNetSpot. Por fim, obteve-se diversas informações da rede em cada andar do prédio.

É apresentado no artigo de Petrazzo e Guardia [45] a aplicação de um site surveynuma rede pública do município de Mutuca, local onde é disponibilizado uma infraestruturade rede Wi-Fi aos habitantes. Para a exploração das características das redes existentes nacidade, foi utilizado o software InSSider para coletar diversos pontos pela cidade na áreaurbana e rural. Ao final conseguiu-se informações do total de APs detectados e relaçãodos canais mais utilizados, foram gerados também mapas representativos das irradiaçõesdos sinais nas zonas urbana e rural.

A tabela 4 exibe as principais características de cada trabalho citado.

Tabela 4 – Comparativo entre os principais pontos dos trabalhos relacionadosTrabalho Ferramenta Local Tipo de AmbienteLuca [5] NetStumbler Campus da UFLA Indoor

Silva et al. [42] NetStumbler Aeroporto de Confins OutdoorCosta et al. [3] NetStumbler Biblioteca da USC Indoor

Tipantuña e Kallas [43] NetSpot Biblioteca do Instituto Politécnico IndoorZúñiga [44] NetSpot Prédio da PUCE Indoor

Petrazzo e Guardia [45] InSSider Município de Mutuca Outdoor

Cada pesquisa exposta neste capítulo apresenta objetivos em comum ao presentetrabalho, no qual todos utilizaram a metodologia site survey para avaliarem infraestruturasde redes existentes ou para implantar redes wireless em vários tipos de ambientes do tipoindoor ou outdoor. Para a obtenção de informações dos APs todos adotaram o uso deferramentas específicas para a varredura das redes, como por exemplo o NetSpot que foiutilizado no estudo de Zúñiga [44] para se ter um conhecimento da dimensão de propagaçãodos sinais da rede wireless, assim como também as áreas onde a potência é insuficiente.

Um dos propósitos que esse trabalho tem e que não é presente nos citados anterior-mente, é de efetuar um site survey em ambientes do tipo indoor e outdoor que já possuemuma infraestrutura de rede sem fio existente.

34

4 Metodologia e Resultados

Para que o presente trabalho fosse desenvolvido foi fundamental o processo depesquisas bibliográficas de artigos científicos, livros, sites da internet, e dissertações, com afinalidade de reunir informações relevantes sobre técnicas, conceitos, métodos relacionadosa perspectiva do projeto.

O fluxograma seguinte (figura 7) demonstra as etapas seguidas durante o processometodológico

Figura 7 – Fluxograma da metodologia. Fonte: próprio autor

Capítulo 4. Metodologia e Resultados 35

4.1 Estudo de CasoA Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará, localizada no município de

Marabá, cidade sede, tendo sua estrutura na forma de multicampi, distribuídos por cidadescomo Santana do Araguaia, São Félix do Xingu, Rondon do Pará e também em Xinguara.Sua data de criação foi em junho de 2013, baseada na lei no 12.824 [46].

Devido a recente origem da UNIFESSPA, fases de expansão física, administrativae acadêmica estão ocorrendo e com isso, a universidade passará a ter 32 novos cursos quejuntamente com os 16 existentes resultarão num total de 63 graduações [47], e até o anode 2015 se tinha um quadro total de:

• 230 discentes

• 4236 estudantes de graduação

• 67 estudantes de pós-graduação

• 203 técnicos administrativos

Na cidade de Marabá situam-se três unidades da UNIFESSPA, que são conhecidascomo campus I, II e III. O presente trabalho foi desenvolvido no campus I, que ficalocalizado no bairro Nova Marabá, folha 31, local onde se tem uma área de aproximadamente12.000m2 [48].

O campus I conta com diversas atividades de pesquisas, extensão e ensino desempe-nhadas por discentes, docentes e técnicos. Assim em 2013, a UNIFESSPA visando atendera comunidade acadêmica, passou a disponibilizar uma infraestrutura de rede sem fio nocampus.

Figura 8 – Visão aérea do campus I - UNIFESSPA. Fonte: [49]


Na figura 8 se tem uma visão total da área do campus I que é composto por váriosinstitutos que são distribuídos por prédios e salas, tais como:

• IGE (Instituto de Geociências e Engenharias)

• IEDS (Instituto de Estudos em Direito e Sociedade)

• ICH (Instituto de Ciências Humanas)

É possível observar também através da figura 8 que o campus I é formado por áreas ondese tem a presença de vegetação, no qual existem muitas árvores e plantas ao redor dauniversidade.

4.1.1 Infraestrutura atual

O campus tem uma infraestrutura de rede sem fio com vários pontos de acessoque estão presentes em alguns lugares de sua área, e são destacados na figura 9, sendorepresentados por setas vermelhas.

Figura 9 – Planta baixa do campus 1. Fonte: [50]


As áreas demarcadas pelas cores representam os prédios de institutos e setoresadministrativos que são descritos a seguir:

• Azul: prédio do IGE e IEDS

• Verde: prédio da PROEG1 e biblioteca

• Vermelho: prédio do ICH

• Laranja: área do auditório

• Amarelo: tapiri

Através da utilização da planta baixa foi possível identificar os lugares onde diversosAPs estão instalados pelo campus como por exemplo no prédio do IGE e IEDS.

A internet disponibilizada no campus I é acessível tanto para aqueles que estudamna instituição ou trabalham, como também para visitantes. Para isso a UNIFESSPA dispõede duas redes: UNIFESSPA e UNIFESSPA-VISITANTES, ambas trabalham na frequênciade 2.4 GHz. Em relação aos acessos da rede sem fio, todos os usuários que a utilizam comodiscentes ou servidores públicos podem acessá-la a cada dia da semana sem limitação dehorário.

Para estudantes e servidores do campus I terem acesso à rede wireless UNIFESSPA,é necessário primeiramente que se faça um acesso a uma página web2 que é disponibilizada,com opções de cadastro que viabilizarão o acesso a rede wireless por meio de login e senha.

Em relação aos visitantes que não tem vínculo com a instituição e desejam acessara rede Wi-Fi do campus, é exigido que solicitem um login e senha válidos para teremacessos temporários na rede identificada como UNIFESSPA-VISITANTES.

4.1.2 Software utilizado

Para que sejam realizados os testes iniciais de site survey numa rede sem fio énecessário a utilização de um software que permita capturar as informações necessáriasque possibilitarão avaliar o funcionamento da rede.

O NetSpot é uma ferramenta desenvolvida para as plataformas Windows e MacOS X, que possui versões gratuitas e pagas voltadas à inspeção de redes sem fio, dispondode recursos que simplificam a identificação de falhas nas rede Wi-Fi, fornecendo detalhes egráficos de conexões, possibilitando também gerar mapas de calor personalizados [51]. Em

1Pró-Reitoria de Ensino de Graduação2SIGAA (Sistema Integrado de Gestão de Atividades Acadêmicas), disponível em:<https://sigaa.

unifesspa.edu.br/sigaa/verTelaLogin.do>

https://sigaa.unifesspa.edu.br/sigaa/verTelaLogin.do

https://sigaa.unifesspa.edu.br/sigaa/verTelaLogin.do


relação as pontos de acesso, o NetSpot apresenta informações como: canais, frequência deoperação, tipo de protocolo de segurança, etc.

Figura 10 – Tela de captura do NetSpot. Fonte: próprio autor

Para realizar uma análise de uma rede wireless com o NetSpot no Windows, o qualfoi a plataforma escolhida, existem duas maneiras: o módulo discovery e survey (figura 10).Ao ser utilizado o módulo discover são apresentadas algumas características dos pontos deacessos, descritas a seguir:

• SSID (Service Set Identifier): é o identificador da rede sem fio, ou seja é atravésdele que se torna possível descobrir quando uma rede está ativa, pois o nome édivulgado com uma sequência de caracteres

• BSSID (Basic Service Set Identifier): componente responsável por divulgar oendereço físico do dispositivo da rede sem fio, que no caso é o endereço MAC.

• Graph: exibe uma representação gráfica do sinal recebido de um AP.

• Signal: apresenta a potência do sinal recebido do ponto de acesso em dbm.

• Porcentagem: converte o sinal recebido para porcentagem exibindo de 0 a 100.

• Min: mostra o menor sinal de potência recebido de um AP.

• Max: mostra o maior sinal de potência recebido por um AP.

• Average: exibe a média das potências Min e Max recebidas.

• Level: demonstra o nível de sinal na forma de uma barra.


• Band: representa a frequência utilizada por um determinado AP, podendo ser 2.4GHz ou 5 GHz.

• Channel : componente responsável por exibir o canal que o ponto de acesso estáutilizando.

• Width: define qual a largura de canal está sendo ocupada, 20 MHz ou 40 MHz.

• Vendor: mostra qual o nome do fabricante do dispositivo.

• Security: exibe o protocolo de segurança utilizado pela rede sem fio.

• Mode: apresenta o padrão 802.11 que foi configurado no AP.

• Last seen: demonstra o tempo do último acesso recebido pela rede sem fio recebeude um dispositivo.

Já ao ativar o módulo survey do NetSpot (figura 11), o usuário terá a possibilidadede utilizar plantas baixas e capturar a potência do sinal de redes wireless, dessa maneiracriando pontos que posteriormente possibilitarão gerar mapas de calor com a intensidadedo sinal propagado.

Figura 11 – Tela do modo survey do NetSpot. Fonte: próprio autor

4.2 Equipamento utilizadoPara poder dar início nas medições com site survey foi utilizado um Notebook

Inspiron I14-3442-C10 (figura 12) e instalado o software NetSpot para as medições dossinais da rede. As configurações do computador podem ser visualizadas na tabela 5:


Tabela 5 – Características do notebook. Fonte: próprio autorCaracterísticas Descrição

Notebook Inspiron I14-3442-C10Memória RAM 4GbProcessador Intel core i3

Sistema Operacional Windows 10Placa de rede IEEE 802.11b/g/n

Figura 12 – Notebook Inspiron I14-3442-C10. Fonte: próprio autor

4.3 Etapas do site surveyO trabalho de site survey desenvolvido no campus I, caracterizado como do tipo

indoor, foi divido em quatro etapas definidas a seguir que vão desde o início da coleta dosdados até os resultados obtidos:

1. Reconhecimento do local

2. Coleta dos dados

3. Tratamento dos dados

4. Geração dos mapas de calor

4.3.1 Reconhecimento do local

Nesta primeira etapa de site survey, após a instalação do NetSpot no notebook, foifeita uma vistoria em todo o campus I com a finalidade de verificar a sua infraestrutura


existente e possíveis pontos para a medição. O ambiente analisado abrange uma área dotipo indoor por conter alguns prédios e salas, e outdoor também devido ao espaço livredentro do campus, como por exemplo o estacionamento e áreas ao redor dos prédios. Asfiguras 13, 14 e 15 mostram alguns pontos que foram verificados.

Figura 13 – Ambientes do campus 1. Fonte: próprio autor

Figura 14 – Áreas do campus 1. Fonte: próprio autor


Figura 15 – Locais do campus 1. Fonte: próprio autor

4.3.2 Coleta dos dados

Nessa etapa foi iniciado o procedimento de medição dos pontos, com o objetivo deobter os dados das redes sem fio no campus I. A utilização da planta baixa do campus Ifavoreceu para que fosse possível identificar a localização dos pontos de acesso e a estruturafísica da universidade.

No NetSpot foi utilizado o modo survey, pelo qual primeiramente foi carregada aplanta baixa do campus I e definida as dimensões do terreno. Logo após essa configuraçãofoi iniciado a demarcação dos pontos por toda a universidade.

As primeiras medições ocorreram nos ambientes do tipo indoor da faculdade comopor exemplo: prédios, salas e laboratórios. Após a coleta da potência da rede de todasas salas da universidade, foi feita a captura na parte outdoor, como os estacionamentos,corredores, e todas as outras áreas frequentadas pela comunidade acadêmica. Em todos osprédios foram primeiramente analisados o segundo andar, e posteriormente o primeiro.

Para que todos os pontos fossem capturados sempre foi feita uma comparação entreo local da planta baixa no NetSpot e o local da área real. Assim toda vez que um ponto decaptura foi gerado, se obteve as potências de todas as redes wireless que estavam próximasda área de captura do notebook.


Figura 16 – Pontos coletados no campus I. Fonte: próprio autor

A figura 16 mostra o arquivo do NetSpot com os 790 pontos que foram criadospor toda área da universidade, cada ponto vermelho na figura significa um lugar que foimedido a potência de sinal da rede wireless. Já a imagem 17 apresenta todos os 153 pontosque foram medidos no primeiro andar de cada prédio do campus I.


Figura 17 – Pontos coletados no 1 ◦ andar de cada prédio. Fonte: próprio autor

As medições ocorreram num período de 29 de setembro a 7 de outubro de 2016,e foram gerados um total de 943 pontos, no qual todas as salas e áreas que o campus 1dispõe foram visitadas e mapeadas.

4.3.3 Tratamento dos dados

Após a obtenção dos dados das redes sem fio presentes em todos os pontos dauniversidade, iniciou-se a etapa de tratamento dos mesmos, no qual primeiramente foramanalisados e depois utilizados filtros para definir quais dados das redes capturadas seriamaproveitados.

A figura 18 mostra uma parte da lista criada no NetSpot com as características dospontos de acessos obtidos na captura. Se houver vários APs que fazem parte de uma mesmarede como por exemplo a rede UNIFESSPA e UNIFESSPA-VISITANTES, o NetSpot criaum grupo com todos pontos de acesso que compartilham o mesmo SSID. As redes que nãotem nenhuma relação entre si são classificadas num grupo específico.


Figura 18 – Dados capturados no NetSpot. Fonte: próprio autor

A princípio ao ser gerada a lista são exibidos o SSID e BSSID das redes, e tambémsão disponibilizadas informações como canal, protocolo de segurança, padrão 802.11utilizado e fabricante. O filtro das redes foi feito por meio da seleção de checkboxes, peloqual foi realizada uma seleção dos pontos de acesso das duas redes sem fio da universidade:UNIFESSPA e UNIFESSPA-VISITANTES.

4.3.4 Geração dos mapas de calor

Depois de todas as etapas anteriores, no qual iniciou-se com o reconhecimento dolocal, e em seguida para coleta dos pontos e tratamento dos dados capturados, essa éúltima fase do site survey que foi realizada, e consiste na exposição dos mapas de calor eos resultados alcançados durante o procedimento.

Mapas de calor são representações gráficas que são utilizados para simbolizar valoresatravés de uma forma mais visual e simplificada, por essa razão são escolhidos para asatividades de site survey.

Os mapas de calor no NetSpot são gerados a partir da coloração entre várias cores


como azul, verde, amarelo, laranja e vermelho, que são utilizadas para representarem asintensidades das potências recebidas. O NetSpot tem uma barra de potência que auxiliana geração dos mapas de calor, representando valores que vão desde -96dbm a -10dbm.

A figura 19 demonstra a barra de potência do NetSpot que pode receber umavariação de cores desde do azul ao vermelho.

• Azul-escuro: significa que o sinal recebido é muito fraco

• Verde: significa que a potência obtida é razoável

• Vermelho: quer dizer que a potência do sinal recebido é forte

Figura 19 – Barra de potência do NetSpot - UNIFESSPA. Fonte: próprio autor

Para que os mapas fossem gerados foram definidos valores de potência baseadosem testes de distância entre um AP e o notebook de captura, no qual -85dbm representauma área sem propagação de sinal e no mapa aparecerá a tonalidade mais forte de azul,ou seja toda área do mapa que receber esse nível de sinal será considerada de perda deconectividade.

Caso a potência recebida no mapa for de -45dbm, isto significa que a área doambiente mapeado é de alta conectividade, sendo assim representada pela cor vermelha.

4.3.5 Resultados do site survey

No NetSpot foram gerados dois mapas de calor das redes UNIFESSPA e UNIFESSPA-VISITANTES. A seguir são demonstrados os resultados obtidos através do site surveyrealizado no campus I

A figura 20 mostra o mapa de calor da rede UNIFESSPA, e o maior nível depotência que é recebido é representado por vermelho e o menor nível de potência recebidoé caracterizado pela cor azul.

Como se pode observar a área do mapa de calor (figura 20) as maiores regiões queapresentaram resultados mais favoráveis para uma conexão de dados foram as áreas dafrente do estacionamento e do tapiri que são destacadas pela cor vermelha.


Figura 20 – Mapa de calor - rede UNIFESSPA. Fonte: próprio autor

Nota-se que os sinais propagados pelo campus sofrem algumas atenuações comopor exemplo na parte inferior do mapa em que a coloração é definida em algumas áreasna cor azul-claro simbolizando que são locais de baixa conectividade. Assim observa-sepelo mapa que parte dessas áreas tem propriedades que são frequentadas diariamente porestudantes do campus. Logo para que a propagação de sinal seja melhorada nessas regiõescitadas é indispensável a implantação de novos APs ou efetuar um reposicionamento dosequipamentos de rede existentes no campus.


Figura 21 – Mapa de calor do 1 ◦ andar de cada prédio - rede UNIFESSPA. Fonte: próprioautor

A ilustração 21 apresenta o mapa de calor gerado na rede UNIFESSPA com osdados do primeiro andar de cada prédio do campus I. O prédio do IGE e IEDS, na partedos laboratórios são apresentadas algumas partes em vermelho no qual recebem umapotência forte de sinal devido serem salas que contém pontos de acesso. As zonas queapresentam as outras cores com variações de azul já tem uma intensidade menor de sinal,como por exemplo no prédio da FACEEL na parte superior do lado esquerdo.

As próximas imagens demonstram os mapas de propagação de sinal da redeUNIFESSPA-VISITANTES. A figura 22 contém um mapa de calor com colorações quedemonstram as áreas que tem um nível de sinal mais forte, e nota-se que a rede UNIFESSPA-VISITANTES não dispõe de uma área de cobertura que abrange todo o campus, como épossível perceber na parte superior do mapa as áreas em azul-escuro onde quase todo oestacionamento e parte do tapiri não recebem sinais que possibilitam conexões de dados.

Logo, para que a rede UNIFESSPA-VISITANTES tenha um alcance de sinal portodo o campus seria necessário futuramente acrescentar mais equipamentos que irradiemsinais que alcancem as zonas sem propagação de sinal.


Figura 22 – Mapa de calor - rede UNIFESSPA-VISITANTES. Fonte: próprio autor


Figura 23 – Mapa de calor do 1 ◦ andar de cada prédio - rede UNIFESSPA-VISITANTES.Fonte: próprio autor

A figura 23 exibe o mapa de calor da área do primeiro andar de cada prédio docampus I, e mais uma vez as colorações foram baseadas na barra de potência definidano NetSpot. Percebe-se que a parte superior do prédio do IGE e IEDS recebe uma fracapropagação de sinais, fazendo com que haja baixa conectividade com a internet. Já noprédio do ICH é apresentada uma forte propagação de sinal por quase toda a área.

Tabela 6 – Redes escaneadas no campus 1. Fonte: próprio autorRedes escaneadas Resultados

UNIFESSPA 24UNIFESSPA-VISITANTES 22Originadas por smartphones 35

Outras 92Total 173

Total de pontos gerados 943

A tabela 6 demonstra alguns resultados em números obtidos após efetuar o sitesurvey. Foi detectado a presença de 35 redes provenientes de dispositivos móveis, e o totalde redes encontradas no campus I foi de 173.


Figura 24 – Gráfico de canais das redes geradas por smartphones. Fonte: próprio autor

O gráfico ilustrado na figura 24 exibe a porcentagem de canais utilizados pelasredes criadas por smartphones, no qual uma quantidade de 20 redes que corresponde a 57%operam no canal 6, isso significa que quando essas redes trabalham dentro da mesma áreade propagação em conjunto com redes da UNIFESSPA num mesmo canal, as possibilidadesde interferências são grandes.

A seguir são apresentados os gráficos das redes UNIFESSPA e UNIFESSPA-VISITANTES, que foram configuradas para trabalharem nos canais 1, 6 e 11, os quais sãoutilizados devido não ocorrer sobreposição das subfrequências entre os mesmos. A figura25 mostra o gráfico de canais da rede com SSID UNIFESSPA, no qual o mais utilizado foio 1.

Figura 25 – Gráfico de canais das redes com SSID UNIFESSPA. Fonte: próprio autor


Figura 26 – Gráfico de canais das redes com SSID UNIFESSPA-VISITANTES. Fonte:próprio autor

A figura 26 exibe a alocação de canais efetuada na rede UNIFESSPA-VISITANTES,e percebe-se que o canal mais utilizado é o 1 contendo 10 redes. Já o menos ocupado foi ode número 6, contendo 2 redes.

Percebeu-se que em ambas as redes da UNIFESSPA o canal que mais tem AP’soperando é o 1, e de acordo com Moraes [14] ao ser analisado os canais das redes wirelessé interessante se fazer uma identificação do canal menos utilizado e do mais saturado, paraque futuramente possa se fazer uma implantação de novos pontos de acesso de uma formaeficaz que evite interferências, ou até mesmo uma nova configuração com realocação decanais.

4.3.6 Elaboração e resultados dos questionários

Para que fosse efetuada a avaliação da rede sem fio por meio da perceptiva dosusuários, foi adotado a técnica de avaliação subjetiva que é uma das métricas da Qoe,no qual contribui para se obter opiniões sobre a satisfação e experiência dos usuários emrelação ao desempenho da rede.

Quando se trata de elaboração de um questionário, é importante definir perguntassimples e objetivas que facilitem a compreensão, para que assim possam trazer uma maiorquantidade de informações possíveis, e contribuam para o objetivo da pesquisa. A pesquisaquantitativa foi a escolhida para o questionário, pois assegura garantir a precisão nosresultados, uma vez que a mesma pode representar tudo o que pode ser quantificado [52],sendo sempre utilizada quando se quer trabalhar e medir resultados de opiniões.

Foram formuladas 9 perguntas no total a respeito do Wi-Fi do campus I, levandoem consideração a experiência do usuário com a rede. O questionário foi desenvolvido


com o auxilio da ferramenta online Google forms3, no qual todas as perguntas foram demúltipla escolha, e em algumas questões possibilitou-se mais de uma escolha de resposta.

Após ter finalizado a estruturação das perguntas o questionário foi enviado parauma lista de e-mails contendo endereços de discentes, docentes e técnicos da UNIFESSPA.A figura 27 mostra o questionário com as 9 perguntas.

Figura 27 – Questionário. Fonte: próprio autor

O questionário foi enviado dentre os dias 11 de janeiro de 2017 a 13 de fevereiro, noqual 150 pessoas responderam aos questionários, de um total de 1653 pessoas vinculadasao campus I [53], desde a data do primeiro envio até 22 de Fevereiro de 2017. Após o fim

3Para mais informações acesse: <https://www.google.com/forms/about/>

https://www.google.com/forms/about/


da coleta, foram gerados gráficos de porcentagem contendo todas as médias de respostasrecebidas das 9 perguntas.

Como a pesquisa foi feita com apenas uma parte dos usuários do campus I,representados por uma amostra, logo, os resultados alcançados são apenas estimativas,sendo assim, foi necessário validar essa amostra para que houvesse uma representação detoda a população acadêmica.

A margem de erro é um valor calculado que representa o quanto as respostas deuma amostra podem sofrer variação, a qual depende de parâmetros fundamentais, que sãoo tamanho da amostra e da população. Outro fator importante para calcular uma margemde erro é o grau de confiança definido para a pesquisa, e o mesmo é uma medida de certezaque é utilizada em pesquisas, significando a probabilidade da amostra representar todoo universo [54], e para essa pesquisa foi escolhido 95% de confiança, o qual é um valorpadrão.

Logo, segue a fórmula utilizada para o cálculo da margem de erro [55]:

ME = 0,98√

(N−n)(Nn−n)

• N: representa o total da população

• n: significa o tamanho da amostra

O cálculo de margem de erro realizado resultou num valor de 7,6% de margem deerro, o que significa que as respostas podem variar, ou para mais 7.6% pontos percentuais,ou para menos, tendo o nível de confiabilidade de 95%.

Figura 28 – Questão 1. Fonte: próprio autor


A figura 28 demonstra o resultado das primeira pergunta que foi colocada noquestionário, que tinha como objetivo saber se a pessoa utilizava a rede Wi-Fi do campus I,e 94% responderam que utilizam, já os outros 6% responderam que não utilizam. Apenas aprimeira pergunta foi marcada como obrigatória e caso a resposta fosse não, o questionárioteria que ser finalizado.


A segunda pergunta (figura 29) apresentada no questionário foi a respeito dafrequência com que o usuário costuma acessar a rede Wi-Fi do campus 1, e a alternativacom maior percentual foi a resposta sempre, com 70%, já 16% responderam quase sempre,13% algumas vezes e 1% nenhuma vez.



A figura 30 mostra as respostas obtidas através da terceira pergunta que tinha comoobjetivo saber os locais mais frequentados pelos usuários no campus 1. Nessa pergunta foipermitido mais de uma resposta, e o prédio da FACEEL/IEDS e o tapiri foram os quemais receberam repostas com 62%. A biblioteca teve 37% de respostas, notou-se tambémque 24% responderam que costumam frequentar outras partes do campus. A alternativaa respeito do prédio administrativo (PROEG/OUVIDORIA/CRCA/DAPSI) recebeu12% das respostas, o auditório e prédio de prédio de Geografia (FACSAT/NAIA/ICH)receberam 10%, já as opções contendo sala dos docentes da FACST,NEES/NAESSP nãoreceberam respostas.


Na figura 31 é mostrado mais uma pergunta a respeito de qual o período que ousuário costuma utilizar o Wi-Fi do campus 1, e de acordo com as respostas recebidas operíodo da tarde foi o mais respondido tendo 70% das respostas, já o período da manhãfoi o segundo mais respondido com 60%, e por último o intervalo da noite com 41% dasrepostas.



Outra questão apresentada no questionário (figura 32), foi respeito do grau desatisfação dos usuários em relação ao Wi-Fi do campus I, no qual 6% acharam ótimo, 39%relataram bom, já 35% consideraram regular o seu nível de satisfação, 19% conceituaramruim e 1% respondeu não sei.


A próxima pergunta atribuída ao questionário (figura 33), tinha como finalidadesaber os eventuais problemas que os usuários enfrentam ao utilizar a rede Wi-Fi, no qualhavia possibilidade de mais de uma resposta. Avaliando as respostas coletadas, percebeu-seque a alternativa que mais recebeu respostas foi sobre lentidão ao acessar internet com59%, a segunda opção que os usuários mais opinaram foi a respeito da área de coberturalimitada com 57%. Baixa conectividade foi o terceiro problema mais respondido com 55%.

Dessa forma, as respostas mais opinadas contribuem para os resultados dos mapasde site survey, os quais demonstraram que em algumas partes do campus onde há baixaincidência de sinais da rede wireless que podem contribuir para uma conexão lenta dedados, limitação da área de cobertura e baixa conectividade. Já 27% responderam quetem problemas com autenticação de login e senha, 24% tem problemas com bloqueio deconteúdo, 6% disseram que não há problemas, e 2% confirmaram que não sabiam.



A figura 34 traz uma pergunta que foi feita com o objetivo de saber se o respondenteutilizava mais de um dispositivo para acessar a rede Wi-Fi do campus I, e das respostasrecebidas 33% responderam que sempre utilizam mais de um dispositivo, 20% quasesempre, 35% as vezes, já 11% afirmaram que não costumam acessar a rede com mais deum aparelho, e por fim 1% respondeu não sei.



No gráfico 8 demonstrado na figura 35, foi estabelecida uma pergunta com afinalidade de receber informações concernente a criação de pontos de acesso, no qual foiperguntando aos usuários se os mesmos tinham costume de rotear internet no campus, eapós analisar os resultados notou-se que, ninguém respondeu que cria pontos de acessocom frequência, já 10% dos respondentes afirmaram que as vezes sim, dessa forma,esse percentual comprova as informações descobertas com o site survey sobre as 35redes procedentes de smartphones. 87% disseram que não costumam fazer esse tipo deprocedimento, e por fim 3% responderam que não sabiam.


A última pergunta que foi aplicada no questionário (figura 36) tinha como propósitosaber a importância da rede Wi-Fi para o desenvolvimento das atividades de pesquisa etrabalhos no campus, e dentre as respostas obtidas a que mais se destacou foi a alternativaindispensável, com 71%, depois com 28% a opção importante, pouco importante com 1%,e a alternativa desnecessária não recebeu respostas. Percebe-se então com esses resultados,que o Wi-Fi do campus I tem um papel fundamental nas atividades acadêmicas dosrespondentes.

60

5 Considerações Finais

A expansão acelerada da comunicação móvel nos últimos anos tem favorecido comque cada vez mais os sistemas e dispositivos móveis possam surgir portando de diversascaracterísticas, dentre elas a mobilidade é uma das principais, pois contribuem para queusuários possam ter acesso a informações utilizando uma conexão de dados proveniente deredes wireless, que tem crescido por motivo dessas tecnologias.

Este trabalho demonstrou conceitos importantes sobre as redes de computadores,evidenciando fundamentos de redes wireless como os seus componentes e suas característicasde funcionamento, no qual aspectos técnicos foram abordados como a radiofrequência etécnicas de transmissão de sinais.

Foi apresentado o padrão 802.11 que foi criado pela IEEE contendo um conjuntode regras para as redes sem fio, que assim originam novas versões que juntas são chamadasde família.

A escolha do site survey para o projeto contribuiu para que os objetivos fossemalcançados, no qual foi possível buscar conhecimentos sobre essa metodologia e notou-seque a mesma dispõe de recursos favoráveis para análise de redes wireless e identificação deproblemas. Dessa forma é uma metodologia adaptativa que pode ser utilizada tanto emprojetos de pequeno porte, quanto de maiores proporções.

O principal objetivo do trabalho foi alcançado, que foi utilizar as técnicas de sitesurvey na rede existente do campus I, pelo qual após conclusão das etapas nas duas redessem fio da UNIFESSPA foi possível explorar as informações obtidas do desempenho dasredes por toda a área do campus, através dos mapas de calor que possibilitaram com quese identificasse as regiões com maior e menor qualidade de sinal recebido.

Em relação ao software de captura, o NetSpot teve um funcionamento adequadodurante as tarefas de site survey, no qual demonstrou-se utilizável para o presente projetode site survey, assim atendendo aos requisitos exigidos para o desempenho das atividades.

Das duas redes analisadas no campus I, constatou-se que a que apresenta menospropagação de sinal pela área do campus é a rede destinada aos visitantes, com SSIDUNIFESSPA-VISITANTES.

Todos os resultados obtidos com o site survey ajudaram a ter o conhecimento daquantidade de redes existentes por todo o campus e suas características, como por exemploos canais mais utilizados. Esse estudo também permitiu constatar a quantidade de 35 redesoriginadas por smartphones, número que corresponde a 20% do total das redes que foramidentificadas no campus, e com isso percebe-se que essas redes operando muito próximas

Capítulo 5. Considerações Finais 61

de outras no campus, podem influenciar no desempenho das mesmas.

A utilização de questionário favoreceu para que se obtivesse mais informações darede wireless, levando em consideração as opiniões dos usuários, e suas experiências com odesempenho da rede, no qual foi possível notar os problemas mais comuns, como tambéma importância do Wi-Fi no exercício de suas tarefas. Assim, esses resultados gerados,complementaram os mapas de calor.

Logo, todas as informações apresentadas nesse trabalho adquiridas através de umsite survey demonstram o quanto é importante definir uma metodologia para projetos deredes wireless, e os potenciais resultados que podem ser obtidos, e trabalhados para que setenha uma melhor performance em redes do tipo Wi-Fi.

5.1 Trabalhos FuturosComo proposta de trabalhos futuros, a metodologia site survey pode ser aplicada

buscando novas linhas de pesquisa e estudo em projetos que envolvam redes wireless, taiscomo:

• Aplicar a metodologia site survey nas redes wireless dos outros campi da UNIFESSPAem Marabá, explorando os ambientes indoor e outdoor de cada localidade por meiode testes de desempenho.

• Realizar um novo site survey no campus I utilizando a abordagem site surveyoutdoor, o qual permite que mais testes sejam feitos sobre a rede wireless, como porexemplo Qos, avaliações sobre posicionamento das antenas, possíveis obstáculos einterferências de canais no ambiente.

62

Referências

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