Estudos de caso em Moitas Venda

(Este estudo de caso é da autoria de cmsv (fundador da wirelesspt.net).

Com base em Estudos de Caso noutros locais e com o conhecimento adquirido desde 2009 em Moitas Venda durante o planeamento da rede local e sua implementação em 2011 á presente data decidi apresentar as conclusões a que cheguei desde 2009 até à presente edição deste artigo ao longo dos anos tendo em conta a informação que me é feito chegar assim como os resultados das visitas feitas há localidade de Moitas Venda.

Antes de mais, deve-se ter sempre em mente que independente de quanto planeamento tenha feito para a construção de um link ou de um nó de comunicação numa localidade, mais cedo ou mais tarde terá que começar a trabalhar e instalar alguma coisa. Neste momento será demonstrada a validade das suas estimativas e previsões sendo raro o dia em que tudo funciona exactamente como foi planeado. Mesmo depois da instalação do 1° ou 10° nó, ainda se vem a descobrir que as coisas nem sempre funcionam da forma planeada. Este artigo descreve detalhes do projecto da rede wirelesspt.net em Moitas Vendae que esteja a embarcar no seu primeiro protejo de rede ou seja um veterano, aqui fica alguma experiência que pode ser útil.

Recomendações gerais

As economias de locais em desenvolvimento são muito diferentes das dos locais mais desenvolvidos e, assim, uma solução criada para um local mais desenvolvido pode não servir um local menos desenvolvido ou vice versa. O custo de materiais produzidos ou comercializados localmente e custo de mão-de-obra podem ser muito baixos ou inexistentes, enquanto mercadorias importadas podem ser muito mais caras em comparação com os custos de locais mais desenvolvidos. Por estes motivos foi sempre encorajado o uso e ou fabrico de antenas caseiras que se construídas com rigor são e fazem exactamente a mesma trabalho e funcionalidade com a mesma qualidade que antenas de compra embora os participantes da rede nunca tenham optado por essa opção.

Soluções que capitalizam nas vantagens competitivas locais, como o trabalho barato ou gratuito e materiais encontrados localmente, serão as mais fáceis de serem reproduzidas. Encontrar o equipamento adequado é uma das tarefas mais difíceis em mercados em desenvolvimento, pois a economia e sistemas de comunicação e transporte não estão plenamente desenvolvidos. Um router bem suportado pelo firmware wrt, por exemplo, pode não ser encontrado ao preço que se deseja assim, como utilizar material velho lá por casa para uma montagem já é uma grande vantagem.

Protecção para os equipamentos

Desde 2011 que todo equipamento montado em Moitas Venda obedece a rigoroso controle de qualidade mantendo baixo custo num kit wirelesspt. Tenha em conta que materiais plásticos baratos podem ser encontrados em qualquer lugar, mas são feitos com materiais pobres, com espessura fina, pouca durabilidade e protecção sendo por isso pouco adequados para a construção de protecção para equipamentos razão pela qual não são utilizados na rede local nem recomendados. Tubos e caixas de pvc são muito mais resistentes e construídos para serem à prova de água.

Por estes motivos recomenda-se o uso de caixas estanques pvc industriais e antenas construídas para uso no exterior.

Equipamento para um ponto de acesso como os dlink, tplink ou linksys que temos utilizado cabem nestas caixas que se recomenda ser pelo menos 25 cm de comprimento, 15 cm de largura e 8 cm de altura e que se recomendam ser á prova de água tendo também o benefício de ser de baixo preço. O espaço deixado ao redor do equipamento garante uma boa circulação de ar. Também é conveniente fazer um furo de 5 mm de exaustão no fundo da caixa de pvc algo que é recomendado tendo em conta que todo e qualquer furo que a caixa tenha deve ser feito na parte inferior da caixa e nunca no topo ou lados pois com tempo o clima danifica o isolamento em redor destes buracos permitindo a entrada de agua na caixa.

Adicionalmente e por questões de possível condensação dentro caixa devido ao aquecimento do equipamento foi decidido adicionar um pequeno saco de gel silíca. (Sílica pode ser facilmente obtido em qualquer loja que venda produtos para animais de estimação)

Algumas das caixas dos APs tem um pequeno furo de exaustão enquanto outras não para fins de teste e estudo de teoria. Até há data ambas situações tem funcionado correctamente notando-se apenas o ocasional pequeno aracnídeo que se decide alojar numa caixa o que pode ser evitado com o uso de uma pequena rede sobre o furo. Recomenda-se ainda que este tipo de furo não seja grande ao ponto de permitir a humidade do exterior passar para o interior da caixa e para a passagem de cabos no fundo da caixa recomenda-se a utilização de bucins com porca.

Mastros de antena

A recuperação de materiais usados tornou-se uma indústria importante para locais mais pobres. Desde parabólicas usadas, fichas, cabos ou qualquer material que tenha algum valor poderá ser desmontado ou reutilizado como por exemplo este prato de parabólica velha com adaptador 2.4 ghz.

Pessoas que trabalham com metais costumam estar familiarizadas com técnicas de construção de mastros de antenas de TV a partir de restos de metal e embora tenhamos algumas pessoas com conhecimento na área, ainda se aguarda pela sua participação. Depois de algumas poucas adaptações, estes mesmos mastros podem ser utilizados para redes sem fio. Até dá data e sempre que possível temos utilizado os mastros de antenas de TV já existentes nos locais onde se implementa um ponto de acesso.

Envolvimento da comunidade local

O envolvimento da comunidade em Moitas Venda ao longo do tempo tem sido relativamente equilibrado e crescente o que é imperativo para a garantia do sucesso e sustentabilidade de um projecto desta natureza. No entanto este envolvimento local abrandou a partir de 2014 após a um dos membros administrativos wirelesspt, que ajudava nas relações públicas entre a comunidade e o projecto, migrou para outra localidade bastante distante.

Embora a comunidade local não tenha envolvimento técnico; a rede wirelesspt.net local já conta 18 APs sendo 5 gateways desde 2011 levados a cabo pela minha persistência pois mais ninguém sabe administrar a rede e não tenho informação sobre interessados no local. Tendo em conta que apenas me desloco a Moitas Venda 1 vez por ano para trabalho físico na rede (novas montagens e actualizações) durante 3 ou 4 semanas continuando todo o restante desenvolvimento remotamente via internet sendo alguma manutenção actual ou montagem inicial no passado (pré 2013) feitas por Pedro Maximiano e Nuno Carvalho (em 2012) ou o próprio interessado no ponto de acessoem questão (raro).

Por vezes a reparação ou substituição gratuita de um router numa antena demora 1 a 2 anos (3 casos) é feita durante a minha visita anual por mim.

O envolvimento da comunidade num projecto pode ser um grande desafio, e deve-se ter em conta que se a mesma não estiver envolvida ou a tecnologia não atender às suas necessidades poderá nem sequer ser aceite ou ignorada. Além disso, uma comunidade pode sentir-se ameaçada e poderá sabotar ou desvalorizar a iniciativa (alguns casos) o que normalmente é causado por ignorância ou falta de conhecimento e ou informação.

Independente da complexidade desta tarefa, um projecto de sucesso necessita do suporte daqueles a quem irá servir. Uma estratégia efectiva na obtenção do suporte é encontrar patrocinadores e ou participantes locais respeitáveis, cujos motivos sejam de fácil aceitação pela comunidade. Recomenda-se que se encontre pessoas que provavelmente estarão interessadas no projecto de alguma forma. A certo ponto poderá será útil envolve-las em determinadas funções se estiverem interessadas para se potencializar a rede e em Moitas Venda e ao fim destes anos, nota-se que existe já existe algum conhecimento da população geral sobre o funcionamento da rede embora não tenha havido muito relacionamento público pessoal por parte de alguém que represente o projecto no local.

Todo tipo de informação necessária tem sido disponibilizado pela internet mailing lists e redes sociais onde se criaram grupos exclusivos e inerentes a Moitas Venda.

Embora este tipo de projecto possa ser implementado por uma pessoa apenas, recomenda-se que cada local tenha pelo menos uma equipa administrativa ou de desenvolvimento com pelo menos 3 pessoas. Embora uma pessoa possa tomar conta dos vários cargos como é o meu caso na maior parte das situações o ideal é ter:

 *Um técnico informático ou alguém que se encarregue da parte informática.
 *Um electricista ou alguém disposto a subir um telhado ocasionalmente para uma montagem de um ponto de acesso.
 *Um relações públicas ou alguém popular e acessível na comunidade.

e sobretudo VONTADE.

Recomenda-se que as pessoas escolhidas tenham a confiança da comunidade, saber quais outros possam ser contactados e falar a língua da comunidade. Leve o tempo necessário e seja selectivo na procura das pessoas certas para o seu projecto. Esta decisão afectará o crescimento do projecto mais que tudo. Escolha pessoas chave num local ou comunidade e distinga aqueles que podem ser oponentes ou proponentes para o projecto o mais cedo possível, procure conseguir o apoio dos potenciais proponentes dissipando os oponentes. Esta é uma tarefa difícil que requer o conhecimento profundo do local. Caso o projecto não tenha um aliado local, o mesmo deve primeiramente dispor de algum tempo para adquirir o conhecimento e a confiança da comunidade.

Apoio local

Até à data nunca tivemos apoio da Junta de Freguesia de Moitas Venda mesmo quando a presidente que ocupou o cargo até finais de 2013 era utilizadora da rede e com um ponto de acesso em casa.

Existe uma antena na Junta de Freguesia local que era de uma outra rede wireless mas um electricista da câmara municipal de Alcanena apoderou-se dele para um dos seus routers wireless a fim de promover um ssid relacionado com o e-viver de Alcanena que nada mais faz que publicitar o seu website e poluir o o espectro electromagnético da zona visto que nem fornece serviço ou funciona de alguma forma útil para a população.

A câmara municipal de Alcanena também nunca nos apoiou ou ajudou de alguma forma e mantém 2 ligações de internet em Moitas Venda para a escola primária e junta de freguesia. Simultâneamente, outros empreendedores interessados em projectos para o desenvolvimento comunitário deram conta e relataram o entrave ao progresso e desenvolvimento de projectos livres e ou comunitários devido a rivalidades politicas entre quem ou qual partido politico obtém crédito e ou poderio sobre determinado projecto. Esta situação levou a criação da [[alínea (d) do acordo de utilização wirelesspt

Por exemplo a Rede Mesh de Mirandela tem o apoio da sua câmara municipal assim como muitos outros locais em Portugal. No estrangeiro este tipo de projectos mesh tem algum apoio local por parte de órgãos do governo.

Devido a estes 2 factos não estou a par que as entidades em cima mencionadas tenham interesse em ajudar mas gostaria de ver algum apoio por parte das mesmas. (Não é só caçar votos quando convém).

O maior apoio que a rede tem sido dado por mim que não resido na localidade a tempo inteiro e pago uma por uma ligação de internet para servir a localidade. Tenho investido em vários pontos de acesso suportando a maior parte dos custos do equipamento (stock incluído) e mais que um ponto de acesso. Outros apoios vem dos seus membros e ou participantes que também cedem acesso gratuito á internet como Pedro Maximiano, António Miguel, Elsa Neves, 4 algumas empresas locais e o raro caso de donativos como o apoio muito apreciado de Daniel Reis e sua família em 2013/2014 que é crucial para manter este projecto vivo e a funcionar como tem funcionado e me deixa muito grato pela a ajuda.

Em Moitas Venda tenho tido cuidado em não criar entusiasmo que não tenha garantias e ser honesto, franco não fazendo promessas que não poderão ser mantidas. Pedimos e ansiamos por donativos de alguma forma seja em dinheiro para ajudar a pagar o equipamento, reparações ocasionais ou materiais diversos para a construção de algum ponto de acesso ou ainda com a participação de um gateway para acesso internet no qual disponibilizarei equipamento gratuitamente.

Quebrando barreiras

A maior barreira a quebrar em Moitas Venda deve-se à falta de relações públicas a fim de educar e ou informar a comunidade sobre o projecto e a fim de tentar resolver a falta de relações publicas foram imprimidos panfletos informativos no inicio de 2013 sobre os objectivos a atingir e o acordo wireless sendo distribuídos apenas por mim nas visitas anuais em se que notou ser necessário estudar um método mais frequente, interactivo menos técnico e mais acessível à compreensão do utilizador final.

Adicionalmente a rede carece de prontidão para alguma reparação ocasional que seja necessária. Esta prontidão em falta é regularmente é notada e contabilizada em meses para por exemplo a manutenção de algum ponto de acesso com mencionado anteriormente e é causa de desinteresse pela da rede por parte de alguns membros actuais e ou novos interessados. Algo que demora a acontecer resulta em desinteresse do interessado inicial.

Para tentar dar resposta a este tipo de situação; no inicio de 2014 alguns pontos de acesso serão alterados de forma a permitir facilidade aos proprietários de substituir o router se for necessário para evitar a necessidade de um técnico e serão recolocados a forma a poderem sempre ter acesso [à internet pelos gateways seguros de membros que asseguram o seu funcionamento. Adicionalmente foi criado um pacote de firmware que é 100% auto administrado, facilitando assim a manutenção da rede.

Outra grande barreira a quebrar deve-se à geografia da localidade que infelizmente é muito acidentada e carece de boas linhas de visão (zona de fresnel o que dificulta a propagação do sinal wirelesspt.net e exige que sejam montados mais pontos de acesso do que os que seria necessário em terreno plano e com poucos ou nenhuns obstáculos. Em locais de linha de visão limpa consegue-se um link 3 Km para fora da localidade e dentro da mesma ainda não se conseguiu 1 Km. Temos links de 650 metros com solidez e largura de banda entre links sem visibilidade até 12 mbit.

Para resolver este problema, qualquer novo ponto de acesso deve utilizar antenas direccionais e deverá ser implementado em casas ou edifícios públicos altos que possibilitem uma maior cobertura local ao invés da instalação de um ponto de acesso em casa de alguém interessado. Esta decisão beneficia a rede em geral mas tem a desvantagem do custo económico da montagem provavelmente ficar a e meu cargo.

Outra barreira a quebrar é em relação aos custos económicos da montagem da rede ou APs. Tem sido difícil devido á falta de relações públicas, informação e sensibilização da comunidade. Um ponto de acesso tem um custo mínimo de 20€ até 100€ sendo o normal de 75€.

As pessoas

Escolhas de projecto

Este projecto foi fundado em Moitas Venda por mim e usa firmware de nome mvwrt que é baseado em openwrt. O roteamento [[mesh] é feito com batman-adv que tenho vindo a desenvolver. Adicionalmente também suporta wds e 802.11s mesh assim como qualquer outro firmware que seja baseado em openwrt. No passado utilizei ddwrt durante 2 anos mas revelou-se ser um firmware muito limitado]]. (ver Openwrt vs ddwrt).

A wirelesspt.net é regida por:

*Acordo wireless
*Acesso wirelesspt
*Objectivos wirelesspt

Modelo financeiro

O acesso à internet é gratuito, não comercial e fornecido por participantes da rede como eu que embora estejam servidos para eles mesmos; são suficientemente generosos para partilhar a sua ligação com os mais desfavorecidos ou necessitados na comunidade visto não termos apoio governamental ou empresarial de qualquer natureza.

Quando a rede está sobrecarregada e algum gateway está fechado a mais utilizadores pedem-se os donativos ocasionais ao interessado em ter acesso wireless e usa-se esses donativos na substituição de equipamento ou montagem de novo ponto de acesso assegurando acesso wireless a quem fez os donativos.

Aprendizagem

Sem aplicantes e alguns contactados ignoram emails. Até à data não se encontraram na localidade pessoas com vontade de aprender sobre o funcionamento da rede ou interessadas em tecnologia mas existe a ocasional situação de um membro da rede dar uma ajuda na manutenção do seu ponto de acesso. O interesse é o do utilizar final (end user) e ter acesso ao serviço.

Sumário

Face a inexistência de outros membros informáticos na rede a existência da rede na localidade deve-se há minha persistência, consistência e resistência ao longo do tempo e trabalho quase diário no desenvolvimento da rede em todos os seus campos e continuando à procura de interessados no projecto para puder dar continuidade e expansão ao mesmo. Actualmente apenas eu sei administrar a rede e mantê-la em funcionamento o que vejo como desvantagem pois o controlo de uma rede desta natureza não deve ficar apenas na posse de uma pessoa para que possa evoluir, crescer e manter-se em funcionamento.

Solidez

A rede wirelesspt.net foi activada em no dia 1 de Janeiro de 2011 tendo sido planeada durante 2009 até a ao final de 2010. Novos pontos de acesso de acesso são normalmente implementados no inicio de cada ano simultaneamente assegurando a longevidade e estabilidade dos que foram previamente implementados.

Lições aprendidas

Participantes

A maioria dos participantes encontra-se entre a faixa dos 25 aos 45 anos de idade quando aderiu ao projecto.
Três dos participantes encontram-se acima dos 50 e 70 anos de idade

Embora não exclusivamente, nota-se que o sucesso e sobrevivência de um ponto de acesso tende a diminuir ou deixar de existir quando em posse de um participante com idades acima dos 50 anos de idade sendo a excepção apenas de um caso (José Lavado no largo da venda) que é merecedor de louvor pela sua dedicação exemplar ao ponto de acesso que possui.

Entende-se por participantes todo aquele que implementa um ponto de acesso ou contribui com equipamento ou serviço para a infraestrutura da rede.

Objectivos

Ver: Objectivos wirelesspt

Sistema de energia

Todos os APs estão ligados directamente a um transformador de 5v com o máximo de 2.5A. O consumo de energia anual situa-se em 10 euros na maioria com o raro caso de um máximo de 15 euros por ano perfazendo uma média de 1 euro por mês.

Um ponto de acesso alimentado a energia solar tem vindo a ser estudado para ser montado.

Centro de Operações da Rede

Em Portugal e estrangeiro a rede é administrada a partir do ponto de acesso wireless de cmsv em Moitas Venda e outros gateways previamente preparados para tal.

Infra-estrutura física

Infra-estrutura wireless

A infra-estrutura wireless é feita com o uso de APs com routers que utilizam chips atheros e estão configurados em modo vap. Algumas destas unidades são projectadas para fornecedores de internet particulares, a fim de estabelecer um alto desempenho em links wireless ponto-a-multiponto externos possuindo uma antena multi-sectorial, multi-banda integrada que funciona na frequência de 2.4 ghz existindo apenas um ponto de acesso a 5 ghz do meu gateway.

Problemas encontrados

Enorme demora a ter alguém a fazer uma reparação, manutenção ou substituição que demora normalmente semanas tendo existo casos de um a dois anos que foram apenas resolvidos por mim.
Falta de relacionamento público por parte de algum membro ou colaborador da rede em Moitas Venda
Embora disponibilize todo tipo de informação técnica e não técnica a todos os habitantes de Moitas Venda pelos mais variados meios de comunicação na internet a falta da palavra em pessoa é factor critico para o desenvolvimento geral se faz sentir mais rápido.
Informação muito técnica não é assimilada pelo utilizador comum (end user). Algo que terei de alterar.
Creio que a fraca participação em relação aos donativos se deve à falta de relações públicas. Teoria que irei comprovar no futuro.
Inexistência de um membro técnico residente ou regular em Moitas Venda atrasa o desenvolvimento geral da rede.
Routers que tenham a sua alimentação (transformador ou fichas) em locais de acesso e uso regular mais cedo ou mais tarde são desligados; normalmente por erro, descuido (1 caso) ou desinteresse (2 casos).
Baixo uso de [antena]]s direccionais (1 caso) e alto uso de antenas omnidirecionais o que evidencia o ruído nas frequências.
Utilizadores de idade de meia idade ou idade avançada que implementam ou participam na rede com pontos de acesso, tem-se revelado mau investimento por falta de compromisso com o funcionamento necessário para beneficiar a rede em geral, tendo apenas interesse individual. (2 casos).

Clima

Condições climatéricas na zona tem sido e são factores que tem afectado o desempenho da rede.

Vento: Devido ao relevo existente e formação regular de vento, este factor quando forte, não só distorce a forma como as ondas se propagam como altera as rotas de funcionamento da rede. O vento tem sido o segundo factor de perca de desempenho da rede mesh embora haja debate contrário sobre a influencia deste factor.
Chuva: A seguir ao vento, chuvas fortes ou densas, afectam a propagação das ondas electromagnéticas e por vezes nota-se alguma perca de desempenho em alguns locais.
Nevoeiro: Forte nevoeiro tende a trazer maresia e quando em grande quantidade/volume tem causado pequenos momentos de perca de desempenho.
Calor Embora a radiação solar tenha impacto nas ondas electromagnéticas, o seu impacto na rede tem sido pouco ou raro.

Qualidade de equipamento

Modelo de implementação

Utilizadores

A maior parte dos participantes da rede implementa um ponto de acesso para seu uso pessoal em casa utilizando um computador de mesa ou portátil.
A maioria dos utilizadores da rede na rua são habitantes da localidade e utilizam smartphones sendo o android a escolha de mais de 90% dos mesmos.
Um terço dos utilizadores da rede tem mais que um ponto de acesso. No meu caso tenho 6 pontos de acesso na rede sendo sendo 3 deles, gateways.
Os maiores investidores de equipamento na rede residem todos fora de Portugal
A maior utilização da rede é 95% para uso do facebook.

Conclusões

Pacotes por rádio

Spread spectrum

Sistema de entrega de banda larga

Formação

Considerações Finais

Referências

Freifunk

Descrição da tecnologia

A rede utiliza as tecnologias wireless, IEEE 802.11.a/b/g HT20/40 e protocolo de roteamento batman-adv e também suportando [wds]] e 802.11s tendo no passado tido uma experiência olsr.

Na maioria dos casos, o equipamento foi modificado a fim de aceitar antenas externas de maior potência e que estejam de acordo com as normas locais de telecomunicações. Mesmo que a maior parte do hardware wireless disponível no mercado atendesse a nossos objectivos, encorajamos a utilização e exploração daqueles poucos fornecedores que permitiam um maior controle e a adaptação às nossas necessidades (sem que isto correspondesse necessariamente a um aumento de custos).

Isto inclui as placas WiFi com arquitectura atheros para a qual foi desenvolvido o firmware mvwrt.Para a infra-estrutura da rede utilizamos sistemas operativos de código aberto, GNU/linux. Isto atendeu às nossas necessidades nas áreas de roteamento e na implementação de serviços como servidores. Além disto, estes sistemas partilham a filosofia de nosso projecto, que é a de usar tecnologia livre com programas de código aberto.

Usos e aplicações

Administração e manutenção

Administração: Auto suficiente devido ao firmware utilizado (mvwrt).
Monitorização: Feita remotamente pelo administrador local e parcialmente pelo firmware utilizado (mvwrt) com o envio de relatórios.
Manutenção: Mantém-se sem problemas com pelo menos 3 anos sem manutenção ou inspeccionar equipamento o que me leva a crer que pode ser deixado ao abandono até eventualmente sofrer danos físicos. (teoria comprovar mais tarde com a passagem do tempo)

Formação de capacidades

Longa Distância com 802.11

Em 2011 tivemos um link surpresa com 3 km para um portátil que utilizou uma usb pen e actualmente fazem-se planos para links acima de 100 km.

Plano de acção

Levantamento dos dados

Dados sobre o funcionamento da rede são auto gerados pelo firmware
Dados e estatísticas sobre o projecto são obtidos através dos mais vários serviços de analitics que podemos encontrar disponíveis pela Internet.

Uso de antenas

Realizando a experiência

Podemos melhorar

Podemos e devemos melhorar sempre
Ver também outros Estudos de Caso noutros locais.

Editor

Cmsv