07 - WiMesh

1) Introdução

O Wireless Mesh (WiMesh) — cujo nome vem do inglês mesh, que remete à idéia de uma teia — é uma rede de acesso à Internet em banda larga sem fio em malha e auto-configurável, que interconecta um conjunto de nós fixos capazes de rotear pacotes entre si. Os nós e roteadores de redes WiMesh utilizam o padrão 802.11s, baaseado no 802.11 a/b/g, em modo Ad-hoc, onde os nós de acesso se comunicam sem a necessidade de um AP central controlando toda a comunicação, criando asim uma malha de dados sem fio com custo de implantação reduzido devido à não necessidade de prévia implantação de uma infra-estrutura. Possui um alcance intermediário de 200 m entre o o WiFi e o Wimax.

As principais aplicações são criação de Hot-Zones de acesso à Internet em locais de grande circulação de pessoas, como aeroportos, parques, etc, sistemas inteligentes de transporte, segurança, automação residencial e os projetos das cidades digitais para disponibilizar acesso à Internet a população em geral.

Algumas das empresas que investem nessa tecnologia são: Cisco, Nortel, D-Link, Aria Telecom, Axis Commmunication, Trellis (empresa brasileira), entre outras.

Os pontos relevantes são:

• Normalmente, em uma rede Wireless comum, quando se aumenta a distância entre dois pontos, a velocidade de transmissão tende a diminuir. Com o WiMesh, essa limitação deixa de existir, tendo em vista que sempre se pode utilizar a conexão com o nós intermediários (que podem ser equipamentos móveis, inclusive os usuários), tornando, assim, a distância de cada salto compatível com o que se deseja transmitir.
• Otimização do espectro de freqências, considerando que a distância entre os nós diminui sensivelmente, pois não há um nó central que concentra todas as conexões, a potência transmitida pode ser também reduzida, permitindo uma maior e mais eficiente reutilização das frequências disponíveis.
• Isenção da obrigatoriedade de se ter linha de visada, pois a conexão pode ser feita utilizando-se vários nós intermediários, sem a necessidade de conexão direta entre a origem e o destino.
• A rede WiMesh não é dependente de um apenas um caminho ou nó em específico, ou seja, no caso da queda de um dos nós, a transmissão passa a ser feita através de outros nós e portanto não há interrupção de uma comunicação já ativa, pois os próximos pacotes serão roteados através de nós alternativos;
• Faixas de freqüências liberadas pela ANATEL;
• Interação com as redes WiFi;
• Backhaul com velocidade de 54 Mbps em 5GHz (802.11a) entre AP's;
• Cobertura de áreas de usuários em clusters WiFi a velocidades de 11Mbps (802.11b) ou 54 Mbps (802.11g), em 2,4 GHz.

2) Funcionamento

Nas redes WiMesh temos um roteador (ou mais) ligado à internet e vários outros roteadores espalhados por toda área de cobertura, que comunicam entre si até encontrarem a melhor rota de saída para a internet ou para alcançar outros host da rede.

Funciona no modo Ad-hoc, que é uma rede local sem fio que não possui uma infra-estrutura implantada previamente, onde os computadores acessariam as outras máquinas da rede sem ser mediado por um AP (Acess Point). O modo Ad-hoc é interessante em casos de desastres naturais e operações de guerra, sendo este última o motivo principal da criação destas redes. As redes WiMesh são um exemplo de utilização de redes Ad-hoc, onde os AP’s comunicam entre si neste modo formando uma malha através da união de seus BSS (Basic Service Set) formando um extenso ESS (Extended Service Set), que é uma rede de AP’s conectados entre si.

O sistema de controle de acesso distribuído ao meio utilizado nas redes WiMesh é o CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), o mesmo utilizado por redes WiFi tradicionais, onde os dispositivos esperam um canal de transmissão limpo para evitar colisões. Depois de cadatransmissão a rede entra em um modo onde as estações só podem começar a transmitir em canais a ela pré-alocados. Ao terminar a transmissão, a primeira estação com espaço alocado tem o direito de transmitir com mínimas probabilidades de colisão. Se não transmitir, o direito passa a estação para a segunda estação com espaço alocado.

Os protocolos envolvidos são o OLSR (Optimized Link State Routing) e três classes de protocolos para roteamento, os pró-ativos, os reativos e os híbridos.

3) Estágio atual

A tecnologia de redes WiMesh vive um momento muito bom e de prosperidade, por ter uma solução que é interessante e tem diversas aplicabilidades úteis, além de ser relativamente barata. Portanto a perspectiva é de crescimento e de estabilidade no mercado, pois até em 2008 o mercado em torno do WiMesh tinha a previsão de atingir a cifra de US$ 1 bilhão, segundo a consultoria norte-americana Heavy Reading.

A propaganda atual do WiMesh gira em torno das cidades digitais que são redes de acesso a internet banda larga pública, que permitirão um acesso mais democrático a internet, e que utilizam essa tecnologia. As cidades digitais já estão sendo implantadas em Curitiba, Rio de Janeiro, em São Paulo (devido a um acordo com a Telefonica em 2010).

Grandes empresas já estão usando as redes WiMesh, como a Petrobrás, que a utiliza em seu sistema de monitoramento e a Votorantim Celulose e Papel, que a utiliza para conectar seu escritório de administração em florestas com o seu novo parque industrial que estão a uma distância de cerca de 4 Km, e que segundo um site sobre tecnologia e negócios, com essa implementação, a eprpesa economizou ceca de 1 milhão de dólares, pois a outra opção pensada seriam fibras ópticas.

Em fevereiro, a Trellis (empresa brasileira) recebeu um investimento de R$ 2 milhões da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), ligada ao Ministério da Ciência e Tecnologia, para desenvolver equipamentos e softwares WiMesh. Para isso, a Trellis firmou convênio com a Universidade Federal Fluminense. A meta é lançar os produtos em 2010 e investir R$ 25 milhões na tecnologia ao longo dos próximos cinco anos, quando a companhia espera faturar R$ 250 milhões com o projeto. As pesquisas incluem o desenvolvimento de software para aparelhos de celular, um roteador sem fio e um algoritmo que permita a espalhar o sinal de forma eficiente.

Os problemas com a tecnologia são:

• Os pesquisadores e fabricantes não conseguiram, até agora, desenvolver uma rede suficientemente inteligente para garantir que as conexões sejam distribuídas da maneira mais eficaz.
• E não existe uma padronização do WiMesh, nem uma organização que reúna os desenvolvedores da tecnologia - como existe o WiMax Forum, no caso do WiMax, tecnologia de banda larga sem fio que tem o apoio de companhias como a americana Intel.

4) Características técnicas

5) Protocolos

• • Apresentar os protocolos usados na comunicação entre os elementos
  • Detalhar o formato dos protocolos
  • Apontar as normas que regem este protocolo (RFC, por exemplo)
  • Definir o órgão que coordena esta normatização
  • Identificar endereço de consulta à norma

6) Serviços

• • Descrever serviços básicos disponíveis. Ex: mensagem, dados, mobilidade IP
  • Apresentar interação com Internet
  • Apontar serviços avançados disponíveis: Ex: LBS, segurança,
  • Citar outros serviços ou possíveis aplicações futuras.

7) Referências

• PINHEIRO, José Maurício Santos, Redes móveis Ad Hoc. Projeto de Redes, [S.l], Abril 2005. Disponível em:<http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_redes_moveis_ ad_hoc.php>.

• NUNES, Bruno Astuto Arouche, Fatores Impactantes na Performance de Redes Ad Hoc Sem Fio. UFRJ, Rio de Janeiro. Disponível em:<http://www.ravel.ufrj.br/ arquivosPublicacoes/mono_bruno_2003.pdf>.

• WiMesh é nova promessa para transmissão digital sem fio. Unicamp, Campinas. Disponível em: <http://www.labjor.unicamp.br/midiaciencia/article.php3?id_article=350>

• Votorantim Celulose e Papel implanta rede Wi Mesh e economiza um milhão de reais. Disponível em: <http://www.ipnews.com.br/telefoniaip/index.php?option=com_content&id=15558&task=view>

• Simão, J. B. A concepção de um modelo de cidade digital baseado nas necessidades informacionais do cidadão: o caso dos municípios brasileiros de pequeno porte. 2010. Faculdade de Ciência da Informação. Universidade de Brasília, 2010.