Objetivo:

Levar internet através do continente através do oceano para locais distantes através do uso de tecnologias de comunicação sem fio, que sejam tecnicamente viáveis e sustentáveis no ponto de vista financeiro.

Por meio de tecnologias de redes sem fio, conexão de dados de alta velocidade (INTERNET) e baixo tempo de latência para locais afastados do continente, bem como também para embarcações localizadas em alto mar. A solução pode ser tecnicamente viável, bem como sustentável do ponto de vista financeiro.

• A Idéia Principal

Formar uma rede de estações flutuantes ancoradas (Figura 01), capaz de retransmitir os sinais de rádio, incluir os dados da INTERNET codificados nas ondas eletromagnéticas, através de protocolos padronizados pelos testes de hardware dedicados a redes móveis.A propagação das ondas de rádio em distâncias longas e pouca utilização de energia, se possível usando um fenômeno físico que ocorre no nível da superfície do mar, chamada de duto de evaporação ( duto de evaporação ). Para que seja possível o uso desse fenômeno físico, uma escolha adequada da frequência de operação do rádio de comunicação, bem como a altura adequada das antenas do sistema, é fundamental. Essa tecnologia faz parte do estado da arte em termos de comunicação a longas distâncias.

Cada estação flutuante terá capacidade de gerar e gerenciar sua própria energia, através do uso de painéis solares que durante o dia garantirá o fluxo de energia e economizará pouco insolação, a utilização de um gerador e meio de backup como elemento de backup de energia. Esses dois subsistemas de energia trabalham acoplados por uma pequena bateria de ícones do Lítio e um gerenciador de energia para o balanço energético do sistema.

Uma vez que o sinal de rádio codificado contendo a INTERNET tenha atingido o local de destino, haverá uma última torre de transmissão onde esse sinal seria convertido para a tecnologia de redes WIFI, protocolo 802.11, uso comum em smartphones, notebooks e estações fixas .

A conexão com a INTERNET externa permite a conexão de uma estação de transmissão fixa em terra firme com um gateway. Esta estação, transmitirá para estações flutuantes localizadas no oceano, configuradas de modo a formar uma rede distribuída do tipo malha (Figura 02), fornecendo os mesmos caminhos para o roteamento correto e a entrega dos dados em circulação.

• A Sustentabilidade Financeira
• A Tecnologia Empregada
• A Inovação
• Custos Aproximados

A ideia de contribuir para a sustentabilidade financeira do projeto é aproveitar a capacidade que cada estação flutuante possui de fazer de modo simultâneo à sua operação, a monitoração de variáveis ambientais de interesse científico ou comercial. Entre essas variáveis ambientais podemos destacar as principais: Temperatura da agua do mar, turbidez, velocidade, salinidade. Parâmetros associados ao ar: velocidade, temperatura, direção do vento, humidade, além de outros. Também pode-se incluir uma câmera de observação com ângulo de visão de 360º que forneceria monitoramento visual em tempo real do ambiente marítimo no qual a estação flutuante esteja localizada. Esses dados poderiam então ser monetizados, através da venda dos mesmos a clientes que deles necessitem, ajudando a manter a viabilidade financeira do projeto.Outra fonte óbvia de renda financeira adviria da venda dos acessos a INTERNET para os usuários da mesma.

Os equipamentos previstos para a realização desse projeto são equipamentos já disponíveis comercialmente, com tecnologias já bem dominadas, contribuindo assim, para o barateamento dos custos do projeto.

Para a formação da rede mesh, será utilizada a tecnologia de redes sem fio conhecida como WIMAX ( Worldwide Interoperability for Microwave Access), também conhecida como rede padrão IEEE 802.16e que pode operar nas frequências entre 2 e 6 GHz. Esse projeto irá utilizar a frequência de 5.8 GHz que não precisa de licenciamento, sendo por isso de custo menor. Uma série de vantagens recomenda o uso do WIMAX em ambientes de redes marítimas:questões de segurança, escalabilidade, largura de banda apropriada para INTERNET, capacidade de formar redes ponto multi-ponto, boa cobertura geográfica e baixo custo de acesso ao usuário final. Devido ao seu baixo tempo de latência (Delay) a tecnologia WIMAX proporciona aplicações em tempo real com qualidade de serviço (QoS) [2]. Em uma linha de visada direta (LoS)uma estação base WIMAX pode atingir até 50 KM de extensão com velocidade de dados de até 1Gbps.

Para se estender o alcance das estações base WIMAX, o projeto irá utilizar os dutos de evaporação que se formam com alturas variando entre 10 a 40 metros acima da superfície do mar. Esses dutos fazem com que as ondas eletromagnéticas não sofram refração e fiquem confinadas dentro desses dutos, atingindo por múltiplas reflexões entre a superfície do mar e o ar acima do duto, distancias muito maiores, com baixa emissão de energia por parte dos transmissores de rádio. Esse objetivo será alcançado pela escolha apropriada da frequência das ondas de rádio, bem como da correta altura das antenas. As frequências de onda na faixa dos 5.8 Ghz prestam-se de maneira bem adequada para a propagação em dutos de evaporação, podendo atingir distancias de 200 Km ou mais de distâncias entre estações. A tecnologia WIMAX faz uso das técnicas MIMO que é a transmissão e recepção de sinais por múltiplas antenas. O WIMAX também faz uso da técnica de modulação OFDM (Multiplexação por Divisão de Frequências Ortogonais) que permite a transmissão em alta velocidade a diferentes tipos de receptores móveis, portáteis e fixos, especialmente em ambientes multi-percurso, como é o ambiente marítimo.

As estações flutuantes serão formadas por uma estação base WIMAX, um conjunto de painéis solares, um grupo aero gerador, os sistemas de controle e gerenciamento da estação, o sistema de ancoragem ao fundo mar e a antena do rádio WIMAX.

Essas estações se uma as outras numa topologia conhecida como rede mesh, fazendo com que os dados possam trafegar por múltiplos caminhos proporcionando um alto grau de tolerância a falhas e diminuindo consideravelmente o tempo de latência dos dados. Fazem parte ainda das estações flutuantes, o conjunto de sensores ambientais e a câmera de vídeo com ângulo de visão de 360º.

Uma vez que o sinal de rádio tenha atingido a última estação em terra firme, este sinal já poderá ser utilizado pelo usuário que dispor do modem apropriado (CPE) para a tecnologia WIMAX ou então esse sinal poderá ser disponibilizado para os usuários através da tecnologia WIFI padrão IEE 802.11, a qual é comum a maioria dos smartphones e notebooks disponíveis.

Esse projeto apresenta a integração de um conjunto de técnicas que trazem consigo um grau de inovação considerável, a saber:

• A utilização de tecnologia de redes sem fio WIMAX em ambiente marítimo.
• A utilização dos dutos de evaporação para a condução das ondas de rádio.
• O uso de uma rede mesh de estações retransmissoras ( relay), na formação de uma rede de comunicação over seas.
• A sustentabilidade econômica do projeto via uso compartilhado com monitoração de dados ambientais.
• A geração autônoma de energia
• A possibilidade de com a mesma tecnologia ser possível atender usuários localizados no oceanoe usuários localizados em terra firme.

Os custos de implantação de uma rede com essa abordagem irá depender basicamente da área de cobertura que se queira atingir e da qualidade do serviço (QoS) oferecido.