Projeto de redes MCampos
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Projeto de redes MCampos

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Universidade Federal do Rio de Janeiro

Núcleo de Computação Eletrônica

Maxli Barroso Campos

REDES SEM FIO 802.11 EM MALHA (Mesh Networks):

Uma alternativa para projetos de Redes sem fio

em regiões Metropolitanas

Rio de Janeiro

2007

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Maxli Barroso Campos

REDES SEM FIO 802.11 EM MALHA (Mesh Networks):
Uma alternativa para projetos de Redes sem fio em regiões Metropolitanas

Monografia apresentada para obtenção do título de
Especialista em Gerência de Redes de Computadores no
Curso de Pós-Graduação Lato Sensu em Gerência de
Redes de Computadores e Tecnologia Internet do Núcleo
de Computação Eletrônica da Universidade Federal do Rio
de Janeiro – NCE/UFRJ.

Orientadora:
Prof. Sergio Guedes de Souza, NCE/UFRJ, Brasil.

Rio de Janeiro

2007

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À minha amada família por sua infinita compreensão.

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AGRADECIMENTOS

A Deus pela oportunidade de estar finalizando o Curso de Gerência de Redes
de Computadores e Tecnologia Internet – Programa MOT C.N. - realizado no Núcleo
de Computação Eletrônica da Universidade Federal do Rio de Janeiro - NCE/UFRJ -
que contribuiu sobremaneira para o meu amadurecimento profissional.

Ao meu orientador Professor Sergio Guedes, pelas valiosas contribuições
para a execução deste trabalho e pela sua postura desafiadora que serviu para
despertar em mim o prazer pela pesquisa.

Aos meus pais, a quem eu devo muito pelo que sou e por serem as pessoas
que me amam incondicionalmente.

À minha esposa e meus filhos que nos momentos difíceis sempre estiveram
ao meu lado com carinho e compreensão, compartilhando comigo as angústias e as
vitórias que marcaram o êxito da conclusão desta jornada.

Ao amigo Guelfi que materializou o meu sonho de realizar o curso MOT-CN,
sempre me estimulando e acreditando no meu sucesso.

Aos amigos que conquistei durante o curso do MOT-CN, no ano de 2005, que
me proporcionaram momentos de muita satistação e de alegria, tornando a arte de
aprender muito prazerosa.

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RESUMO

CAMPOS, Maxli Barroso. REDES SEM FIO 802.11 EM MALHA (Mesh Networks):
Uma alternativa para projetos de Redes sem fio em regiões Metropolitanas.
Monografia (Especialização em Gerência de Redes e Tecnologia Internet). Núcleo
de Computação Eletrônica, Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro,
2006.

Uma região que não contemple em seu desenvolvimento nacional o acesso
de qualidade à Internet e às Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) é
considerada excluída digitalmente. Uma das formas de se apoiar as políticas de
inclusão digital é viabilizar projetos de baixo custo com o objetivo de implantar redes
de comunicação de dados através da construção de infra-estrutura com capacidade
para atender regiões Metropolitanas.

A tecnologia que tem obtido maior atenção do mercado na implantação de
projetos de inclusão digital é a tecnologia de rede sem fio, seja devido as suas
características ou porque em algumas situações é empregada como alternativa às
soluções baseadas em infra-estruturas cabeadas. As redes sem fio Metropolitanas
satisfazem as atuais necessidades dos projetos de rede, atingindo mais usuários em
distâncias maiores e servindo com agentes no processo de disseminação do acesso
à informação. Para implantação das redes sem fio Metropolitanas as tecnologias
disponíveis são os padrões 802.16 (WiMax), como backbone da rede e o padrão
802.11 (Wi-Fi) disponível ao usuário final através de uma Wireless Local Area
Network (WLAN).

Na busca por soluções alternativas de projetos de baixo custo, o mercado
está apostando na própria tecnologia IEEE 802.11 para cobrir áreas metropolitanas.
Esta nova tendência é sustentada pelos atuais avanços da tecnologia, pelo baixo
custo e disponibilidade dos terminais 802.11 em relação aos terminais WiMAX e pela
disseminação no uso das WLANs.

Por acreditar nesta perspectiva, este trabalho tem por objetivo aplicar a
tecnologia 802.11 sob a topologia Mesh como solução de projeto tanto para o
backbone da rede, quanto para rede de acesso para os usuários finais, no intuito de
servir como alternativa a tecnologia WiMAX.

A proposta consiste na apresentação de uma Arquitetura de rede WMesh
Metropolitana a ser explorada como solução de projeto de baixo custo por
provedores de acesso, iniciativas de orgão públicos e privados visando a oferta de
serviços de banda larga sem fio.

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ABSTRACT

CAMPOS, Maxli Barroso. REDES SEM FIO 802.11 EM MALHA (Mesh Networks):
Uma alternativa para projetos de Redes sem fio em regiões Metropolitanas.
Monografia(Especialização em Gerência de Redes e Tecnologia Internet). Núcleo de
Computação Eletrônica, Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro,
2006.

A region where there's no access to the Internet and Information and

Communication Technologies (ICT) is considered digitally excluded.One way
of supporting policies of digital inclusion is to make possible low cost
projects with the objective of building an infrastructure of networks of
data communication with capacity to serve Metropolitan areas.

The technology that has been atracting most attention from the market in
projects of digital inclusion is wireless network technologies, because it
can be used as alternative to wired solutions. Wireless Metropolitan Area
Networks (Wireless MANs) supply the current needs of network projects,
reaching more users at larger distances and acting as agents in the process
of information dissemination. Wireless network technologies currently
available in the market are the IEEE Standards 802.16 (WiMAX), for
Metropolitan Area Networks (MANs) and IEEE 802.11 for Local Area Networks
(LANs).

In the search for alternative solutions for low cost projects, the market
chose the IEEE Standard 802.11 technologies to cover metropolitan areas.
This new tendency is sustained by improvements in the standard, by its low
cost and availability of 802.11 terminals, in contrast to WiMAX
infrastructure and terminal cost and availability.

In believing in this perspective, the objective of this work is to apply
the 802.11 Mesh technology as a solution for both network backbone projects
and last mile network implementation, to act as an alternative to WiMAX.

The proposal consists of the presentation of a net Architecture Metropolitan
WMesh to be explored as solution of project of low cost by access providers, organ
publics' initiatives and private seeking the offer of band services releases without
thread.

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LISTA DE FIGURAS

 Página
Figura 1 - Padronização global (IEEE e ETSI) para redes sem fio 24
Figura 2 - Escopo das entidades e protocolos do padrão 802.11 28
Figura 3 - Períodos do Quadro MAC 30
Figura 4 - Funcionamento do CFP 31
Figura 5 - Evolução da família de protocolos 802.11 37
Figura 6 - União de duas BSS formando uma ESS. 41
Figura 7 - Arquitetura Lógica de uma rede 802.11 43
Figura 8 - A interligação de uma Rede Mesh 48
Figura 9 - Topologia de Rede Mesh 49
Figura 10 - Arquitetura de rede IEEE 802.11s 58
Figura 11 - Modelo de Rede Mesh conectada. 60
Figura 12 - Modelo de Rede Mesh Ad Hoc 61
Figura 13 - Topologia de uma rede Mesh com cobertura de uma MAN 66
Figura 14 - Os principais mecanismos de propagação 68
Figura 15 - Efeito da difração, vista de cima. 69
Figura 16 - Efeito da difração,