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Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Wi-Fi
Rede Wi-Fi na Feup
Projeto FEUP 2014/2015--MIEEC
Armando Sousa & Manuel Firmino J. N. Fidalgo
Equipa 1MIEEC02_6:
Supervisor: Sérgio Reis Cunha Monitor: Susana Neves
Estudantes & Autores:
Daniel Sousa : [email protected] Miguel Santos: [email protected]
João Santos : [email protected] Ricardo Esteves:[email protected]
Luís Brito e Faro: [email protected]
2 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
Índice
1.Resumo...................................................................................................................................... 3
2.Índice de Imagens ..................................................................................................................... 4
3.Introdução ................................................................................................................................. 5
4.Wireless .................................................................................................................................... 6
4.1Breve referência histórica ...................................................................................................... 7
4.2 Wi-fi ......................................................................................................................................... 8
4.2.3 Protocolo IEEE 802.11 ....................................................................................................... 9
5.Análise da Rede Wi-fi da Feup ...............................................................................................10
5.1Metodologia ..........................................................................................................................11
5.2Interpretação dos resultados ...............................................................................................12
6.Conclusões ..............................................................................................................................15
7.Referências Bibliográficas ......................................................................................................16
Anexos .........................................................................................................................................17
Índice
3 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
1.Resumo
O projeto FEUP é uma unidade curricular que tem como objetivo principal a
integração dos novos estudante na comunidade FEUP, fomentando o trabalho em
grupo e ainda o desenvolvimento a aquisição de novos conhecimentos sobre vários
assuntos de interesse geral.
Foi-nos, como forma de melhor conhecermos os meios que estão à nossa
inteira disposição, proposto o estudo da rede wi-fi da faculdade, nos pontos de lazer.
Começamos por fazer uma breve abordagem ao sistema wireless, assim como
uma breve referência histórica do mesmo.
Posteriormente partimos então para uma detalhada análise dos resultados
obtidos através de um sistema de análise wi-fi, organizados numa tabela, baseando-
nos em 3 aspetos-chave para a classificação da rede em cada área:
• Intensidade do sinal (força do sinal);
• Interferências (SNR);
• Ocupação (capacidade de transferência de dados);
Por fim revelamos um mapa onde está presente e respetivamente identificado
o resultado de todo o trabalho de análise realizado.
4 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
2.Índice de Imagens
Figura 1 - Utilidade da rede wi-fi;
Figura 2- Padrão Wireless;
Figura 3- Emissor e receptor de Hertz;
Figura 4- Norman Abramson;
Figura 5-Logótipo Wi-fi ;
Figura 6- Planta da Faculdade de engenharia do Porto (FEUP);
Figura 7-Mapa da Feup-Resultado Final;
5 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
3.Introdução
No âmbito da disciplina Projeto Feup, foi criado o presente relatório que
ambiciona avaliar a qualidade do sistema Wi-Fi presente na FEUP.
De facto, a excelência da rede informática de uma faculdade de engenharia é
algo plenamente capaz de refletir o nível dessa mesma instituição. Assim, de forma a
manter um patamar elevado, todo este relatório foi trabalhado minuciosamente.
Através de uma aplicação para smartphones , a equipa foi capaz de mapear a rede
Wi-fi em quase todas as zonas de lazer presentes nos 90.000 m2 deste enorme
estabelecimento de ensino.
Aproximadamente 100 pontos foram identificados e devidamente reportados
em tabelas também aqui representadas, analisando o SNR, a velocidade e a
intensidade.
Apenas com tamanha densidade de informação foi possível cumprir o objetivo
de todo este relatório, ou seja, avaliar a rede wireless presente na FEUP.
FIG.1
Palavras-chaves: Wireless, Wi-fi, SNR, velocidade e Intensidade
6 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
4.Wireless
A comunicação sem fios (Wireless) é a transferência de informações entre
dois ou mais pontos, sem que estes estejam ligados, isto é, estes comunicam sem
estarem ligados por nenhuma ligação cabelada. A comunicação sem fios baseia-se
no estabelecimento da comunicação por meio do ar, ou seja, utilizam o ar como meio
de transporte.
Estas comunicações assentam numa ligação que utiliza ondas radioeléctricas
(rádio e infravermelhas) em vez dos cabos habituais. Existem várias tecnologias que
se distinguem por um lado pela frequência de emissão utilizada bem como o débito e o
alcance das transmissões.
As comunicações sem fios, tendo em conta a sua abrangência, podem ser
classificadas em:
• WPAN (Wireless Personal Area Network)-
É utilizada para transferências de informações
entre dispositivos fisicamente muitos próximos,
como por exemplo: impressoras, teclados, rato do
computador.
Actualmente utiliza-se o padrão Bluetooth, para
fazer este tipo de ligações, mas também ainda é
utilizado o infravermelho.
• WLAN (Wireless Local Area Network) - É utilizada para fazer a conexão entre
dispositivos sob a forma de ondas de radio, como por exemplo, fazer a conexão
internet entre computadores. Apresenta um alcance consideravelmente maior que a
WPAN. É normalmente utilizado o padrão IEEE802.11 (wi-fi) para estabelecer este tipo
de ligações.
• WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)-
Utilizada para fazer a conexão entre dispositivos e com um alcance superior as WLAN,
chegando por vezes a ter alcance de cerca 10 km. A norma utilizada é o IEEE802.16
(WiMAX).
Wireless
Fig.2
7 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
• WWAN (Wireless Wide Area Network)- É conhecida igualmente sob o nome de
“rede celular móvel”. É das redes sem fios mais conhecidas, uma vez que, todos os
telemóveis móveis fazem parte dela. Os principais padrões utilizados são: GSM
(Global System for Mobile Communication), o GPRS (General Packet Radio Service) e
o UMTS (Universal Mobile Telecommunication System).
4.1Breve referência histórica
As comunicações sem fios começaram a surgir depois de uma série de
evoluções no conhecimento científico, mais concretamente, nos campos da
matemática e da física. Foi em meados do século XIX, baseado nas teorias dos físicos
Michael Faraday e James Clerk Maxwell, que o
alemão Heinrich Rudolf Hertz concebeu o primeiro
dispositivo que produziu a primeira onda de radio.
Assim, com a descoberta das ondas
electromagnéticas, estava aberto o caminho para
o estudo das comunicações sem fios.
Mais tarde, o inventor Italiano Guglielmo
Marconi conseguir ampliar o raio das ondas de radio, permitindo que o seu alcance
fosse maior. Um dos acontecimentos marcantes na história da radiofonia, foi
precisamente uma experiencia levada a cabo por este inventor, onde foi possível a
transmissão de uma mensagem através do canal da mancha
(9 milhas)
Devido aos progressos das comunicações sem fios e
à sua evidente utilidade, elas começaram a ser utilizadas nos
confrontos bélicos, nomeadamente, na primeira guerra
Mundial. No entanto, foi só na Segunda guerra Mundial que o
uso destes foi realmente difundido, pois foram resolvidas as
questões de segurança, isto é, o risco de as mensagens
serem interceptadas.
Na década de 60, um grupo de investigadores liderados por Norman
Abramson, docente da universidade do Hawai, desenvolveram a primeira rede sem
Fig.3
Fig.4
8 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
fios, intitulado por “ALOHAnet”. Era uma rede composta por sete computadores que
comunicavam entre si.
Assim, os progressos nos últimos século nas tecnologias sem fios, permitiram
a criação do radio, da televisão, da telefonia móvel e comunicações via satélite,
permitindo que informações possam ser enviadas a todos os lugares do mundo.
Actualmente, as tecnologias sem fios já são amplamente utilizadas e têm-se
desenvolvido a um ritmo muito acelerado, uma vez que tem permitido facilitar a
prestação de serviço e melhorar a qualidade de vida da população.
4.2 Wi-fi
Com a tecnologia Wi-Fi, é possível implementar redes que conectam
computadores e outros dispositivos compatíveis
(smartphones, tablets, impressoras, etc) que
estejam próximos geograficamente. Estas redes
não exigem o uso de cabos, já que efectuam a
transmissão de dados por meio de radiofrequências.
Este esquema oferece várias vantagens, entre elas:
permite ao usuário utilizar a rede em qualquer ponto
dentro dos limites de alcance da transmissão; possibilita a inserção rápida de outros
computadores e dispositivos na rede; evita que paredes ou estruturas prediais sejam
furadas ou adaptadas para a passagem de fios.
A flexibilidade do Wi-Fi é tão grande que se tornou viável a implementação de
redes que fazem uso desta tecnologia nos mais variados lugares: hotéis, aeroportos,
rodoviárias, bares, restaurantes, escolas, universidades, escritórios, hospitais, etc.
Para utilizar estas redes, basta ao usuário ter um dispositivo compatível com Wi-Fi.
Outras Vantagens
• Wi-Fi permite uma implantação mais barata de redes locais (LANs).
• Também podemos hospedar LANs sem fio em espaços onde o cabeamento
não pode ser executado, como áreas ao ar livre e edifícios históricos.
• O preço dos circuitos Wi-Fi continuam a cair, transformando-os numa opção de
rede econômica, incluída cada vez mais em dispositivos.
Fig.5
9 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
• Ao contrário de telefones móveis, qualquer dispositivo Wi-Fi padrão irá
funcionar em qualquer lugar do mundo.
4.2.3 Protocolo IEEE 802.11
A tecnologia WLAN mais popular é especificada pelo protocolo IEEE 802.11
(Wi-Fi). Criado pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) em 1997,
suportava, na primeira versão, um débito máximo de 2Mbps nos 2.4GHz.
Esta zona do espectro, tem como vantagem não necessitar de qualquer
licenciamento, o que significa que é possível manter uma rede 802.11 sem custos
adicionais.
Contudo devido ao número crescente de utilizadores verifica-se a saturação do
espectro que reduz a qualidade do sinal.
Protocolos de Wi-Fi:
Existem diversos protocolos de Wi-Fi contudo o mais comum é o protocolo IEEE
802.11b
Este protocolo apresenta as seguintes características:
• Alcance: Aproximadamente 150 metros (Máx).
• Frequência: 2.4GHz
• Largura de banda: 22MHz
• Velocidade de transferência: entre os 1 e 11Mbps
• Canais: Nesta frequência definem-se 13 canais disponíveis com 22MHz cada,
onde a frequência central do primeiro é 2.412GHz.
Devido à utilização de uma frequência muito usada por telemóveis e
dispositivos Bluetooth (2.4 GHz) o protocolo IEEE 802.11b é vítima de interferências
muito facilmente.
O protocolo utilizado pelo Feup é o IEEE 802.11g, em muito semelhante ao
protocolo IEEE 802.11b, mas apresenta uma velocidade de transferência máxima de
cerca de 54Mbps.
10 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
5.Análise da Rede Wi-fi da Feup
Para procedermos ao estudo e posteriormente a avaliação qualitativa da rede
wi-fi da faculdade de engenharia da universidade do Porto, foi necessário definir quais
os parâmetros da rede que seriam alvo do nosso estudo. Esses parâmetros são os
seguintes:
SNR(Qualidade do sinal)- é um conceito de telecomunicações também usado
em diversos outros campos que envolvem medidas de um sinal num meio
ruidoso. É definido como a razão da potência de um sinal e a potência do ruído
sobrepôsto ao sinal. Quanto mais alto for a relação sinal-ruído, menor é o efeito
do ruído de fundo sobre a detecção ou medição do sinal. A unidade de medida
é decibéis(db). Um SNR que ronda os 20db pode ser classificado como bom.
Com base nisto, definimos que um SNR compreendido entre 0 e 10 equivale a
“Mau”, um SNR entre 10 e 20 corresponde a “Razoável” e entre 20 e 30
corresponde a um SNR “ Bom”
Ocupação (capacidade de transferência de dados)- é a quantidade de
informação que é transmitida entre equipamentos por unidade de tempo. A
unidade de medida utilizada foi o megabit por segundo (Mbps).
Segundo o protocolo que é utilizado pela Feup, a velocidade máxima
transmissão poderá chegar o 54 Mbps. Pondo isto, definimos que quando a
ocupação, num determinado ponto, está compreendia entre 0 e 18Mbps,
classificamos o local como “Mau”, ente 18 a 36 Mbps como ”Razoável” e entre
36 e 54 como “Bom”.
SNR = Psinal/Pruído
0 10 20 30db
11 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
Fraco Razoável Bom
Nota: Em alguns pontos obteve-se valores acima do esperado (54Mbps). Isto
pode-se dever aos erros de medição do aparelho de medição.
Intensidade do sinal (força do sinal)- é a magnitude de um campo eléctrico
num determinado ponto, que está localizado a uma certa distância do ponto de
transmissão(antena). É expressa em decibel milliwatt (dbm). Os valores obtidos
são negativos, uma vez que são valores logarítmicos. Quanto maior for o valor
em decibéis melhor é a intensidade. Um valor a rondar os -90 dbm faz com que
qualquer funcionalidade seja improvável de ocorrer.
Convencionamos um intervalo de valores para poder fazer uma
classificação qualitativa da intensidade do sinal. Esta divisão apresenta-se
explicada no seguinte esquema:
5.1Metodologia
De uma forma clara, organizada e direta, pretendemos com este parâmetro
explicar os nossos métodos utilizados quer na recolha e organização dos dados, quer
no tratamento e exploração dos mesmos.
Deste modo, a metodologia utilizada foi:
• Discussão sobre as áreas de lazer da FEUP que têm mais afluências e são
mais propensas à conexão com a rede wi-fi da FEUP, assinalando vários pontos em
cada área para medição;
• Procura de um software (aplicação) que melhor se adeqúe ao que
pretendemos medir (velocidade, interferências, SNR, …), optando pela aplicação “Wi-
Fi SNR”.
-100 dbm -80 dbm -60dbm -40dbm
0 18 36 54 Mbps
12 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
• Sincronização dos dois aparelhos (telemóveis com sistema operativo Android)
a utilizar na medição: Medição com os dois aparelhos num mesmo local, dos mesmos
dados, verificando se ocorreria alguma diferença significativa, o que não se verificou;
• Separação em 2 grupos, acelerando o processo de medição (mantendo o
rigor), cobrindo assim todas as áreas destinadas à medição;
• Organização dos dados numa tabela em Excel (que se encontram nos Anexos)
• Após organização dos dados, procedeu-se ao respectivo tratamento dos
mesmos, à sua observação e avaliação, retirando conclusões e análises convenientes,
pertinentes e aplicáveis ao estudo que apresentamos, organizando assim a
demonstração dos dados através da apresentação, deste relatório e da elaboração de
mapas destinados à ilustração dos mesmos, para uma melhor leitura e compreensão
do estudo proposto.
5.2Interpretação dos resultados
Os sítios que foram alvo da nossa análise encontram-se destacados, sob a
forma de cores, no mapa que é apresentado a seguir. Os valores das medições
obtidos em cada um destes locais, encontram-se organizados no final deste
documento (Anexos).
Fig.6 Legenda:
Departamentos Átrio Átrio da biblioteca
Corredor B Jardim Grande AEFeup
Bar de Minas
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Rede wi-Fi da Feup
Patio da bibl SNR Velocidade Intensidade Resultado
1 20 65 -86
2 21 58 -72
3 21 19 -84
4 20 26 -78
5 19 26 -78
6 19 65 -68
7 19 58 -72
8 19 65 -86
9 20 52 -85
Depois de feita a recolha dos dados e sua organização, procedeu-se a
avaliação qualitativa dos determinados parâmetros (SNR, Ocupação, Intensidade) em
casa um dos pontos, tendo em conta os critérios estabelecidos anteriormente, como
vem a exemplificado na seguinte tabela:
Átrio da Biblioteca (exemplo):
A categoria “Resultado” obteve-se através da determinação de qual das cores
se repete mais em cada linha (horizontal). Por exempo, a linha 1 apresenta cor verde
para dois dos parâmetros (SNR e velocidade) e cor vermelha para outro (intensidade).
Portanto ao “Resultado” será atribuída a cor verde, que determina que aquele local
será classificado como ”Bom”.
Depois de feita a análise de todos os dados (as restantes tabelas encontram-se
nos Anexos) organizou-se a informação num mapa, como é a seguir apresentado,
onde mostra as zonas estudadas com a representação da classificação “Resultado”
em cada um dos pontos analisados.
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Rede wi-Fi da Feup
6.Conclusões
O presente relatório teve como objetivo principal o melhor conhecimento da
rede de cobertura wi-fi disponibilizada nos espaços de lazer pela FEUP, assim como
uma avaliação minuciosa da mesma.
As evoluções tecnológicas visam o melhoramento das condições do ser
humano no seu dia-a-dia, tentando cada vez mais tornar tudo mais rápido e simples. O
wi-fi, é um dos exemplos da evolução tecnológica que torna possível o acesso à
internet sem qualquer tipo de suporte físico, cabos, permitindo ao utilizador poder
aceder à web em quase todos os lugares.
No entanto, e como foi possível concluir neste relatório, a tecnologia acarreta
consigo aspetos negativos que necessitam de ser trabalhados. É o caso da rede deste
estabelecimento ao qual nos foi possível concluir que no geral se apresenta razoável e
em muitos espaços bastante fraca ou até, por vezes, sem sinal.
Apesar dos elevados investimentos, esta apresenta falhas que resultam muitas
vezes em tentativas falhadas de aceder à rede, pois não é possível estabelecer-se
conexão.
Espera-se, então, que este serviço possa ser melhorado para que possamos
usufruir na totalidade de todas as vantagens que ele nos tem para dar.
16 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
7.Referências Bibliográficas
Alecrim, Emerson. InfoWester. 24 de Junho de 2013.
http://www.infowester.com/wifi.php (acedido em 19 de Outubro de 2014).
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Systems. Porto: wiley, 2006.
Fernandes, Ivo. 2006. http://paginas.fe.up.pt/~ee99207/Tecnologias/WLAN/wi-
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http://www.techopedia.com/definition/9366/signal-strength (acedido em 20 de
Outubro de 2014).
Lemos, Manuel. "Estar na Internet". Porto: Mc Graw-Hill, 1998.
Pillou, Jeff. kioskea.net. Outubro de 2014. http://pt.kioskea.net/contents/819-
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ao-wi-fi-802-11-ou-wifi (acedido em 14 de Outubro de 2014).
Pinto, Pedro. Pplware. 2 de Fevereiro de 2009. http://pplware.sapo.pt/truques-
dicas/como-medir-o-seu-sinal-wireless/ (acedido em 19 de Outubro de 2014).
—. Pplware. 1 de Fevereiro de 2010.
http://pplware.sapo.pt/tutoriais/networking/10-dicas-para-melhorar-a-nossa-
rede-wireless/ (acedido em 16 de Outubro de 2014).
Wi-fi Aliance. 2014. http://www.wi-fi.org/who-we-are (acedido em 20 de Outubro
de 2014).
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(acedido em 20 de Outubro de 2014).
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(acedido em 21 de Outubro de 2014).
Wodconsultoria. Wodconsultoria. 13 de Novembro de 2011.
http://wodconsultoria.com/2011/11/13/rede-wi-fi-11-dicas-fundamentais-para-
melhorar-a-sua/ (acedido em 15 de Outubro de 2014).
17 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
Átrio SNR Ocupação Intensidade Resultado
1 19 19 -77
2 21 65 -65
3 21 40 -71
4 20 65 -60
5 21 40 -75
6 19 65 -65,9
7 19 65 -66,7
8 14 40 -63
9 20 58 -76
10 18 65 -72
12 20 65 -56
13 22 62 -73
14 20 65 -73
15 20 19 -89
16 20 65 -78
17 20 65 -78
18 15 11 -80
Corredor B SNR Velocidade Intensidade Resultado
1 20 65 -73
2 20 65 -69
3 15 65 -75
4 22 65 -82
5 22 65 -75
6 19 65 -69
7 19 65 -58
8 20 65 -55
9 21 11 -58
10 15 19 -70
11 22 19 -85,3
12 10 19 -89
13 19 13 -86
14 21 19 -82
15 21 39 -76
16 20 40 -69
17 21 19 -83
18 18 45 -89
19 19 65 -80
Anexos
Átrio da Feup
Corredor no pavilhão B
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Rede wi-Fi da Feup
Bar da bibli SNR Velocidade Intensidade Resultado
1 21 11 -86
2 23 19 -86
3 20 13 -87
4 21 11 -89
5 20 11 -88
6 24 19 -88
7 22 19 -85
8 22 19 -85
9 20 19 -85
10 20 13 -86
11 22 19 -86
12 20 19 -89
13 22 13 -89
14 21 11 -90
15 23 11 -88
16 21 11 -89
17 20 11 -90
Patio da bibl SNR Velocidade Intensidade Total
1 20 65 -86
2 21 58 -72
3 21 19 -84
4 20 26 -78
5 19 26 -78
6 19 65 -68
7 19 58 -72
8 19 65 -86
9 20 52 -85
Zona do Bar da biblioteca
Pátio da biblioteca
19 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
Sem sinal
AEFEUP SNR Velocidade Intensidade Resultado
1 14 1 -86
2 16 1 -86
3 9 1 -86
4 9 1 -84
5 9 1 -86
6 9 1 -86
7 9 1 -86
8 22 1 -86
9 24 1 -86
10 15 1 -86
11 23 1 -86
Bar de Minas SNR velocidade Intensidade Resultado
1 15 65 -79
2 19 65 -77
3 17 65 -74
4 18 65 -76
5 14 65 -76
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Associação de Estudantes
Bar de Minas
20 | P á g i n a
Rede wi-Fi da Feup
2º Metade SNR velocidade Intensidade Resultado
1 18 19 -79
2 21 39 -81
3 20 13 -84
4 18 11 -88
5 10 19 -91
6 9 13 -91
7 16 11 -93
8 20 11 -82
9 19 19 -86
10 20 34 -79
1º Metade SNR velocidade Intensidade Resultado
1 23 16 -87
2 19 14 -81
3 19 39 -80
4 17 52 -78
5 19 26 -83
6 17 13 -83
7 17 39 -88
8 19 19 -78
9 20 39 -67
10 18 39 -88
departa SNR Velocidade Intensidade Resultado
1 21 65 -75
2 17 65 -83
1 19 65 -68
1 21 65 -61
2 21 65 -62
1 22 65 -54
1 16 65 -61
1 19 65 -70
1 16 65 -68
1 18 65 -81
Dep. Mecânica
Dep. Electro(N)
Dep. civil(N)
Dep.Quimica
Dep. Minas
Dep. civil
Dep.Electro
Dep. mecanica e gestao industrial
Jardim Grande
Departamentos