Tecnologia e redes

Malhas
A maioria das estações transmissoras Wi-fi em cafés e outras localizações tem configuração hub and spoke. Um rádio (hub) envia e recebe dados para vários usuários (spoke). O roteador wireless tem uma conexão física com a Internet, um fio, por onde transmite dados de múltiplos usuários.


Adicionar um roteador wireless a uma conexão normal já existente é uma maneira fácil e conveniente de fornecer acesso wireless em pequena escala. Os roteadores wireless são relativamente baratos. A maioria permite que as pessoas escolham a partir de vários sinais e opções de encriptação, fornecendo uma camada de segurança.

Mas se um roteador wireless cai, não há sempre um outro roteador próximo para restabelecer o sinal. Além disso, em uma escala maior, como uma cidade inteira, usar um fio físico para conectar todos os roteadores wireless à Internet custa caro.

Por isso a maioria das redes wireless municipal usa uma malha. Uma malha é uma série de transmissores de rádio. Cada transmissor é capaz de comunicar com no mínimo dois outros. Eles criam uma nuvem de sinais de rádio pela cidade. Os sinais viajam de um roteador a outro através dessa nuvem.


Em algumas redes, os sinais pulam de um receptor a outro até chegarem a um nó que tem conexão normal à Internet. Outras redes usam nós backhaul. Estes nós fazem exatamente o que seus nomes sugerem: juntam todos os dados de muitos transmissores e os arrastam de volta à Internet ao enviá-los a um roteador com uma conexão normal. Os nós backhaul são, em geral, nós ponto-a-ponto ou ponto-a-multiponto. Eles podem tanto conectar um ponto a outro como um ponto a vários outros.

Se você usa seu laptop para conectar-se à Internet em uma rede de malha, eis o que acontece:


Foto cedida pela Intel
Algumas redes usam transmissores WiMAX para os nós backhaul

  1. seu computador detecta a rede próxima e acessa;
  2. o protocolo que controla a malha determina o melhor caminho para seus dados seguirem. Ele orienta o roteador, que vai dar menos pulos antes de alcançar uma conexão normal ou um nó backhaul;
  3. seus dados seguem o caminho que o protocolo estabelece. Quando seu dado alcança um nó que tem uma conexão normal, ele viaja através da Internet até alcançar seu destino final.
Se você está fora, mas em uma cidade com acesso público, provavelmente pode fazer isso sem precisar de equipamento extra. Mas se você está tentando acessar a rede de casa, pode precisar de um rádio mais forte, e possivelmente de uma antena direcional. Embora os sinais da rede da cidade sejam fortes o bastante para fazer a conexão em sua casa, o sinal de seu computador talvez não seja suficiente para reenviar os sinais. A maioria dos provedores de serviço leva isso em conta e fornece os equipamentos necessários de graça ou mediante o pagamento de uma taxa; é provável que façam com DSL ou modens a cabo.

Este sistema tem várias vantagens sobre os pontos centrais das estações comuns. Em primeiro lugar, já que há menos fios, ele custa mais barato e é mais fácil de ser instalado. Além disso, se alguns nós falharem, outros na malha podem compensar isso.

Comunidade wireless e recuperação desastrosa
Desastres naturais e outros eventos catastróficos podem destruir a infra-estrutura de comunicações de uma cidade, desde as linhas telefônicas até os cabos de fibra ótica. Após o furacão Katrina, os funcionários do governo criaram uma rede wireless em uma das conexões de Internet da cidade. Isto permitiu que os trabalhadores se comunicassem uns com os outros e com funcionários de Washington D.C. usando e-mail e Voz sobre IP (VoIP).

 

 

Construindo uma rede


Foto cedida pela Tropos Network
As redes municipais usam roteadores como este, montados em postes de iluminação pela cidade
Quando uma cidade decide construir uma rede wireless, em geral ela abre um requisição de proposta (RFP). Um RFP (Solicitação de Propostas) é simplesmente um requerimento para informações das companhias que são interessantes construir na rede. Enquanto uma cidade pode construir teoricamente sua própria rede, a maioria escolhe delegar essa parte do processo a uma empresa que tenha experiência na Internet e tecnologia de rede.

Os empresários interessados respondem ao RFP com uma proposta que descreve um plano para construir e manter a rede. A proposta inclui tudo, desde o número e tipo de rádios até o custo final. A estrutura física da rede toma espaço público da cidade, cobrindo as árvores, a paisagem e outros objetos - um fator que se deve considerar. A proposta também envolve questões de propriedade e responsabilidade sobre a administração e manutenção da rede.

Nas propostas mais recentes, as cidades são proprietárias e controlam as redes sozinhas, o que não agradou as empresas provedoras de Internet e as companhias de telecomunicação. Elas argumentam que a competição entre município e setor particular é injusta, ou até mesmo ilegal.

Hoje, a maioria das redes existentes e propostas seguem um dos seguintes modelos:

  • a cidade é dona da rede, que é para seu uso exclusivo;
  • a cidade é dona da rede, que é para seu uso ou o do público;
  • a cidade é dona da rede e os provedores liberam o acesso a ela, fazendo a ponte com o público;
  • um provedor de serviço é proprietário e administrador da rede, fornecendo acesso para a cidade, para o público e até mesmo para outros provedores de serviço.
A cidade revisa todos os RFPs e decide que proposta aceita. A EarthLink, por exemplo, foi selecionada para instalar redes em Anaheim e Filadélfia, e é finalista em várias outras cidades.

Exatamente como será a rede depende de vários fatores. O primeiro é o quê a cidade deseja fazer com a rede. Uma ampla cobertura, aberta para todos, pode ser muito diferente de uma rede de segurança pública, que será aberta somente para policiais e bombeiros.


Foto cedida pela Motorola
Este nó Motorola possui dois rádios, um para transmissões de 2.4 GHz e outro de 4.9 GHz, para transmissões de segurança pública

As propostas de diferentes negócios podem também variar muito, dependendo do hardware e protocolos usados. Os projetos da EarthLink combinam malha e redes ponto-multiponto. A maioria de suas propostas incorporam transmissores de rádio em postes de luz ao longo da cidade, criando a nuvem de sinais wireless. As antenas de rádio, em prédios altos ou torres, também se comunicam com as antenas menores, colocadas ao longo da nuvem. Essas antenas ponto-multiponto oferecem o nó backhaul, carregando os dados da nuvem para a Internet.

Em geral, depois de uma cidade ter escolhido quem vai construir, administrar e manter a rede, o passo final é desenvolver um programa piloto. Um programa piloto é como um preview ou um teste de execução de uma versão menor da rede, e geralmente corresponde a uma fração do tamanho do projeto final. Além disso, permite que a cidade tenha certeza de que a rede está apropriada para ela.

Vamos dar uma olhada no que uma cidade pode fazer com uma rede wireless quando esta já estiver instalada e funcionando.

Cidades diferentes, modelos diferentes
A primeira coisa em que algumas pessoas pensam quando escutam que uma cidade está planejando uma rede municipal é que terão acesso grátis. Nem sempre isso é verdade. Aqui estão alguns exemplos do que algumas cidades nos EUA estão fazendo com suas redes:
  • Filadélfia, Pensilvânia: a Filadélfia quer construir uma ponte digital para que sua rede forneça acesso a baixo custo para qualquer um e acesso com desconto para famílias de baixa renda. Quando a rede estiver finalizada, a EarthLink vai fornecer acesso de venda total para outros provedores.
  • St. Cloud, Florida: St. Cloud tem livre acesso para qualquer um e sua rede é completa e operante.
  • Corpus Christi, Texas: depois que um cão atacou um funcionário que foi medir a luz, Corpus Christi decidiu automatizar os sistemas de medida. Gradativamente, a cidade está adicionando outras capacidades à rede.