Autor Hiure Queiroz e Ilustrações por Vidushi Yadav

Criando redes Wi-Fi comunitárias com LibreRouter, LibreMesh e outras ferramentas

Sobre este guia:

Este material pretende ser um guia para aqueles que estão iniciando uma rede comunitária e optaram por criar uma rede sem fio (mais conhecida como Wi-Fi) com ou sem a internet. Ele está focado no LibreRouter, um equipamento que torna esta tarefa mais simples e mais rápida. Mas, além disso, este guia também inclui diretrizes e sugestões sobre como fazer o mesmo com outros tipos de roteadores através do sistema Libremesh.

O que é LibreRouter ou LibreMesh?

LibreRouter (o prefixo vem da palavra em espanhol libre, que significa livre) é um roteador Wi-Fi com software hardware abertos, significando que todos os detalhes de operação e desenvolvimento estão disponíveis para serem usados e modificados. O site oficial do projeto LibreRouter está disponível em https://librerouter.org e LibreMesh em libremesh.org.

O projeto LibreRouter nasceu da dificuldade das redes comunitárias em adquirir equipamentos ao criar uma rede sem fios. Isso acontece porque é necessário modificar o firmware (o sistema que controla o roteador por dentro) e permitir que o equipamento seja capaz de fazer um tipo mais inteligente de rede Wi-Fi, as chamadas redes de malhas ou "mesh".

O software LibreRouter é chamado de LibreMesh, um software livre baseado no sistema OpenWrt que pode ser usado em inúmeros tipos de roteadores. Foi criada para capacitar as comunidades para gerirem as suas próprias redes em malha. O sistema LibreMesh foi desenvolvido através de um esforço colaborativo de membros da comunidade que usam e melhoram o sistema em conjunto. Canais de comunicação para saber mais sobre esse sistema podem ser acessados em https://libremesh.org/communication.html.

Os roteadores são muito parecidos com computadores ou telefones celulares; têm hardware e software. O hardware de LibreRouter, por exemplo, tem capacidade de memória de 128MB, uma capacidade de armazenamento de 16MB, e uma velocidade de processamento de 750 MHz. Mas ao contrário dos telefones celulares e dos computadores, os roteadores têm transmissores de rádio muito poderosos. Os roteadores no mercado geralmente só são encontrados com um ou dois transmissores de rádio, mas o LibreRouter tem três poderosos transmissores, um na frequência de 2.4GHz e dois na frequência de 5.8GHz.

O hardware de um roteador é como o corpo de uma pessoa, e seu software é como a mente e a personalidade que controlam como ele funciona. Assim como um corpo saudável é necessário para tarefas, é necessário hardware confiável para que um roteador funcione. No entanto, o software decide como o roteador lida com dados, à semelhança de como pensamentos e emoções influenciam o comportamento. Para alcançar o melhor desempenho na rede, o hardware e software de um roteador devem ser integrados de forma eficaz.

Wi-Fi:
O termo "Wi-Fi" foi cunhado em 1999 por uma organização sem fins lucrativos, a Aliança de Compatibilidade com Ethernet Sem Fio (atualmente Aliança Wi-Fi), promover uma nova tecnologia de rede que habilite a comunicação sem fios sem cabos de rede. Eles escolheram o nome "Wi-Fi" porque ele se assemelhava a "hi-fi" (alta fidelidade).
Os roteadores Wi-Fi usam duas frequências, 2.4 GHz e 5.8 GHz, para transmitir dados sem fio. A frequência de 2,4 GHz tem uma faixa mais longa e uma melhor penetração através de paredes, tornando-se comumente usada para redes Wi-Fi. No entanto, está mais lotada e pode resultar em taxas de transferência de dados mais lentas. Em contraste, a freqüência de 5.8GHz oferece taxas de transferência de dados mais rápidas, mas tem um alcance mais curto e é menos eficaz na penetração de obstáculos devido a um uso mais baixo.

Os roteadores são distinguidos pela versão da tecnologia Wi-Fi que eles implementaram, abaixo temos uma tabela comparando cada versão

Versão	Data de Lançamento	Faixa de Frequência (GHz)
Wi-Fi 1	1999	2.4
Wi-Fi 2	1999	5.8
Wi-Fi 3	2003	2.4
Wi-Fi 4	2009	2.4 / 5.8
Wi-Fi 5	2013	5.8
Wi-Fi 6	2019	2.4 / 5.8
Wi-Fi 6E	2020	2.4 / 5.8 / 6

Sobre as redes em malha

Ao criar uma "rede em malha", que é uma rede Wi-Fi que fornece uma cobertura mais ampla do que uma única casa, vários roteadores são necessários. No passado, cabos de rede eram comumente usados para conectar roteadores, mas eles tinham limitações, como uma distância máxima de cerca de 100 metros. Para lidar com esse desafio, foi desenvolvido um método para ligar roteadores sem fios.

A IEEE introduziu o protocolo de malha (código 802.11s) para facilitar a comunicação e criar uma rede unificada sobre uma grande área, como um campo de futebol, um aeroporto ou uma comunidade. Em uma rede em malha, os usuários acessam um sinal Wi-Fi comum e podem nem perceber que estão conectados a uma rede em malha. Funciona como qualquer outro sinal Wi-Fi acessível através de um celular. No entanto, nos bastidores, vários roteadores ou nós de rede em malha comunicam e coordenam a transmissão de informação dentro da rede.

Utilizando uma rede em malha, uma comunidade pode ter um sinal Wi-Fi coletivo que cobre toda a área em vez de cada casa ter sua própria rede separada. Isto permite um compartilhamento eficiente dos recursos de rede entre dispositivos de uma forma orientada para a comunidade.

Atualmente, adquirir um LibreRouter tornou-se desafiador devido à escassez global de chips. No entanto, o sistema LibreMesh, que controla as ações do roteador, pode ser instalado em roteadores específicos disponíveis para compra on-line ou em lojas. Para dispositivos diferentes do LibreRouter, um procedimento descrito na seção "Como funciona" do guia deve ser seguido para substituir o sistema de fábrica pelo sistema LibreMesh.

Por que você pode querer usar LibreRouter ou LibreMesh?

LibreRouter is a unique device that simplifies the creation of mesh networks. It is part of a community-driven hardware project, distinct from conventional routers developed and maintained by companies. Supporting LibreRouter is crucial for its ongoing existence. Everyone is encouraged to join forces, share knowledge, and deepen their understanding of networks and the internet. The primary forum for discussing all aspects of this topic is the dedicated LibreRouter forum. 

O roteador LibreRouter foi especialmente feito para redes comunitárias em malha, baseado nos aprendizados, desejos e desafios de processos comunitários para a construção de redes locais em diversos territórios. Ele possui duas antenas setoriais externas na frequência de 5.8 GHz, usada para os roteadores comunicarem em direções opostas; de forma que a malha de conexão se forma de maneira mais eficaz. Também tem um rádio de 2.4 GHz para ser usado como ponto de acesso ou até mesmo para criar conexões de malha especialmente capazes de superar barreiras, como, por exemplo, as árvores. Então são três rádios em um único roteador.

Antenas:

Antenas são elementos que irradiam ou recebem o sinal (chamadas ondas electromagnéticas) de transmissores de rádio e receptores que se propagam pelo ar. Quando falamos de rádio, estamos falando de uma certa variedade de sinais, para além das frequências de AM e FM do pequeno rádio de pilha. Estamos falando de televisões, telefones celulares, radares militares, etc., e também estamos falando sobre Wi-Fi.

O Wi-Fi é um tipo de sinal conhecido como ondas de rádio. As ondas de rádio viajam pelo ar e são capturadas por antennas. As antenas convertem o sinal recebido em eletricidade, que é processado pelos roteadores para transmitir informações.

Existem dois tipos de antenas: direcionais e omni-direcionais.

Antenas omni-direcionais são concebidas para irradiar o sinal de todos os lados, varrendo 360°, o que significa que são capazes de fornecer uma cobertura mais ampla do sinal Wi-Fi num ambiente. Estas antenas são efetivas em ambientes com vários dispositivos conectados e em áreas com múltiplos pontos de acesso. No entanto, as antenas omnidirecionais têm uma força de sinal menor em comparação com as antenas direcionais e tendem a ter um alcance mais curto.

Por outro lado, as antenas direccionais são ótimas para transmitir e receber sinais em um direcção específica. Estas antenas têm uma maior capacidade de focar o sinal em uma localização específica, o que significa que eles podem ser usados para fornecer cobertura de sinais Wi-Fi de alta potência em áreas específicas. Além disso, as antenas direcionais tendem a ter um alcance maior comparado com as antenas omni-direcionais. No entanto estas antenas são menos eficazes em fornecer cobertura de sinal em áreas com vários dispositivos conectados ou em lugares onde a antena precisa de se adaptar a diferentes pontos de acesso.

Assim, a escolha entre antenas direcionais e omni-direcionais dependerá das necessidades de cobertura de sinais do ambiente em questão. Antenas direcionais são ideais para cobrir áreas específicas com forte intensidade de sinal, por exemplo, em um terreno com morros ou montanhoso para superar a obstrução causada pelo relevo desigual. Enquanto as antenas onni-direcionais são melhores para cobrir vastas áreas com vários dispositivos conectados, podem também ser utilizados em áreas urbanas densamente povoadas, como uma praça, para transmitir e receber sinais em todas as direcções.

O LibreRouter foi desenvolvido para ter os seguintes recursos:

1. Fácil de aprender

É possível criar facilmente uma rede em malha em uma comunidade usando o LibreRouter, passando por etapas muito básicas. Basta conectar o roteador, configurá-lo, alinhar as antenas e a rede está funcionando.

2. Descentralizado

A implantação de redes sem fio da comunidade com uma topologia de malha tem descentralização como uma característica básica.

Neste tipo de rede, como um nó idealmente se conecta a dois ou mais nós vizinhos, se um dos nós para de funcionar por qualquer razão, os pontos ativos procuram automaticamente um novo caminho para restabelecer a comunicação, permitindo que os dados cheguem ao seu destino. Em contrapartida, numa rede centralizada, se o ponto central falhar, a rede torna-se completamente inoperante, e como consequência, mais frágil do que uma rede em malha.

3. Compartilhar Internet

Se você está em uma situação onde há um único ponto de acesso à Internet no território e você precisa da internet acessível em outras partes do território, O LibreRouter é uma ótima solução. Ao criar uma rede em malha, você só precisa de um dos dispositivos para estar conectado à internet, e todos os outros roteadores conectados à mesma rede também terão acesso à internet.

LiMe-App (Aplicação LibreMesh) tem funcionalidade criada para facilitar a governança e o gerenciamento coletivo da rede. Com isso, os membros da comunidade podem gerenciar o uso da internet através de um portal -captivo que controla conexões, permitindo o uso da internet apenas por aqueles que têm um código específico chamado "voucher". Os membros da comunidade registram o voucher e o distribuiem para usuários da rede com base nas regras de governança acordadas.

4. Crie um território digital off-line

O LibreRouter simplifica a criação de uma rede que opera independentemente do mundo online. Com apenas o pressionar de um botão, você pode estabelecer um mundo offline - uma rede local - sem depender de uma conexão com a internet. A comunidade tem a liberdade de selecionar os serviços desejados, seja através de aplicativos construídos com propósitos como Mapeo ou aplicativos auto-hospedados em servidores locais, como os Terrastories.

Uma rede local tem vários fins, incluindo o armazenamento de arquivos, apresentação de conteúdos culturais da comunidade ou estabelecendo um sistema de comunicação que prioriza as conexões locais. Por padrão, acessar os servidores locais é direto; simplesmente insira no seu navegador o nome do computador como foi configurado. Por exemplo, se o Terrastories for instalado, basta digitar “http://terrastories.local” para acessar o serviço.

5. Suporte Remoto

LibreMesh has a way for someone to help you configure or solve problems with your router remotely, over the internet. Just access the “remote support” menu, share the generated link with a friendly technician, and follow in real time how the configuration is done. But pay attention: only use this with trusted people; otherwise, a person with wrong intentions may have full access to your network. 

6. Fácil de manter

Manutenção básica do sistema, como alinhamento de nó, pode ser feito através do menu "alinhamento" do LimeApp onde você pode encontrar quais nós estão conectados a esse roteador e qual é a qualidade das conexões.

Além disso, também é possível acessar outros roteadores na rede em malha usando a opção "Visite um nó vizinho" para verificar o status e as configurações de qualquer roteador conectado à rede.

Há também uma opção de "mapas" que pode ser usada para localizar cada roteador instalado no território do mapa e também ver linhas mostrando as rotas que o nó utiliza na rede para chegar à internet. O LibreRouter tem um GPS e irá automaticamente se adicionar ao mapa; outros roteadores precisam ser adicionados manualmente.

Como funciona

1. Aquisição dos roteadores

1.1 - Procurando roteadores

Para iniciar a criação de uma rede, o primeiro passo crucial é planejar de forma colaborativa com a comunidade determinar o equipamento mais adequado que está alinhado com suas necessidades e contexto específicas. Para uma orientação abrangente sobre este processo, consulte o "guia introdutório para redes comunitárias".

Esteja ciente de que atualmente o número de roteadores oficialmente suportados pelo sistema LibreMesh é limitado. Certifique-se de consultar a lista fornecida abaixo, tendo em mente que a compatibilidade vai além apenas do modelo do roteador, e requer atenção para a versão do dispositivo também.

Os seguintes roteadores são oficialmente suportados:

• LibreRouter
• Tplink WDR 3500
• Tplink WDR 3600
• Tplink WDR 4300

No entanto, também é possível usar LibreMesh com outros equipamentos além dos modelos mencionados acima, mas é necessário compilar o firmware para cada caso.

Visite este fórum LibreRouter para ver os firmwares que outras comunidades criaram para diferentes dispositivos que não são oficialmente suportados.

As the purpose of this manual is not to delve into how to create a firmware, we suggest that if you are looking for these instructions, access the LibreMesh advanced manual. 

1.2 - Comprando o roteador

Para comprar um LibreRouter, você precisa enviar um e-mail para librerouter@altermundi.net, compartilhando o endereço de entrega e a quantidade de equipamento. Você deve receber um e-mail com a cotação. Mais informações em https://librerouter.org/get-it.

Outros modelos de roteador são equipamentos convencionais e podem ser encontrados em lojas ou em mercados de Internet. Como vimos anteriormente, o Librerouter é um equipamento projetado para ser usado exatamente para redes comunitárias. Funciona tanto como dispositivo para acesso ao usuário quanto para criar conexões de longa distância. Se você comprar equipamento do mercado para substituir o Librerouter, você precisará de dois tipos de equipamento:

• 1 - um roteador convencional com antenas omnidirecionais e
• 2 - roteadores para o exterior com antenas sectoriais.

2A. Prepare o roteador antes de instalá-lo no território

*esta etapa só é necessária para roteadores que não sejam o LibreRouter

2.1 - Reúna tudo que você precisará para montar o roteador

2.2 - Protegendo do tempo

Proteja o equipamento dos elementos ambientais utilizando caixas estanque à prova de água. Isto inclui proteger o roteador, cabos e conectores da chuva, poeira e temperaturas extremas.

2.3 - Monte as antenas

Se o seu roteador tiver antenas removíveis, conecte-as

2.4 - Conecte a uma fonte de energia

Router connection and power supplies 

2.5 - Conecte seu dispositivo ao Wi-Fi

2.6 - Descubra o endereço do roteador

Verifique atrás do roteador por um endereço de IP ou pela rota padrão ("acesso padrão") do roteador.

2.7 - Acessando a interface de gerenciamento

Digite o endereço no navegador.

Verifique atrás do roteador a senha e o nome de usuário padrão.

Se você não sabe a senha para acessar a interface do roteador, explore o manual do dispositivo ou pesquise na Wiki do OpenWRT pelo seu dispositivo, que geralmente lista as informações de login padrão e tem dicas para a maioria dos modelos do roteador.

2B. Teste o LibreRouter antes de instalá-lo no território

2.1 - Reúna tudo o que você vai precisar para montar o LibreRouter

• List of elements and tools 
• LibreRouter
• 5.8Ghz antennas 
• Pigtail cables 
• Power supply (at least 24W, which isn’t included with the router) 

2.2 - Monte as antenas

Use os cabos pigtail para conectar às antenas externas

2.3 - Conexão da antena LR

Plug the cables into their respective connectors

2.4 - Conecte a uma fonte de energia

Conexão do LibreRouter e fontes de alimentação

2.5 - Conecte seu dispositivo ao Wi-Fi

3. Instalação do sistema LibreMesh

Atenção: O LibreRouter vem com o sistema LibreMesh da fábrica, então pule esta etapa se tiver o LibreRouter, mas certifique-se de ter a versão mais atualizada do sistema.

3.1 - Baixe a última versão do LibreMesh

Visite o repositório librerouteros e baixe a última versão do firmware (o que tem o maior número) que termina em "-sysupgrade.bin" para atualizar o LibreRouter, ou clique em "Todos os alvos" para ver outros roteadores compatíveis.

• Entre na pasta ath79
• Use o arquivo "factory" para dispositivos com um sistema padrão de fábrica
• Use o arquivo "sysupgrade" para atualizar roteadores com OpenWRT ou LibreMesh

3.1 - Baixe a última versão do LibreMesh

Visite o repositório librerouteros e baixe a última versão do firmware (o que tem o maior número) que termina em "-sysupgrade.bin" para atualizar o LibreRouter, ou clique em "Todos os alvos" para ver outros roteadores compatíveis.

• Entre na pasta ath79
• Use o arquivo "factory" para dispositivos com um sistema padrão de fábrica
• Use o arquivo "sysupgrade" para atualizar roteadores com OpenWRT ou LibreMesh

3.2 - Instale ou atualize o sistema LibreMesh

• Go to your router’s update page 
• Rename the file to tplink.bin, and if it doesn’t work, check the OpenWRT Wiki for your device to see the correct filename 
• Upload firmware using the file you downloaded.
  Attention: Do not turn off the router during this process. If anything happens and the router has not finished the process, your equipment could be permanently damaged! 
• Check for new Wi-Fi networks named LibreMesh.org 

3.3 - Usando LibreMesh

To access this control system, just turn on the router, connect to the generated Wi-Fi signal, open your browser and type the address of the network management application, LiMe App (http://thisnode.info, http://minodo.info or http://meuno.info). 

4. Instalação no território

Com tudo o que foi testado em um ambiente seguro. Agora é hora de implantar no território.

4.1 - Planejamento

Faça um desenho para planejar a montagem do equipamento. É importante ter uma ideia de tudo o que será necessário para não esquecer algo no momento da instalação. 22

4.2 - Recolher equipamento

Seguindo o mapeamento e o planejamento feito anteriormente, conforme descrito no guia de redes comunitárias, verifique em cada ponto desejado a quantidade de cabos de rede e/ou fiações elétricas antes da montagem.

Material:

• caixa de entrada para roteadores não-externos
• ferramentas como brocas, alicate, chaves, cabos, etc.

4.3 - Instalação do nó

Posicione o roteador em um local facilmente acessível, já que serão necessários ajustes de alinhamento de antena e manutenção futura.

Monte as antenas e o roteador em um mastro ou polo com grampos ou arame galvanizado e proteja-os rapidamente.

Prenda o mastro na parede com a ajuda de suportes ou grampos de acordo com as direções das antenas como planejado anteriormente.

Assegure-se de que o mastro está bem preso e não se move com o vento ou seu próprio peso. Se estiver usando elementos de fixação simples, utilize pelo menos em dois pontos para que o mastro não crie um eixo de giro. A rigidez é primordial, então verifique minuciosamente e confirme que é completamente estável. Quando usar bambu ou postes de madeira, trate e seque-os adequadamente antes da instalação, reconhecendo que estes materiais têm um tempo de vida mais curto e exigem uma manutenção mais frequente.

Deixe um comprimento extra de cabo nas extremidades para facilitar a instalação dos conectores de rede RJ45.

Manuseie os cabos com cuidado, seguindo corretamente os tutoriais de instalação dos cabos para evitar problemas futuros.

Inspecione com regularidade as instalações para garantir que elas permaneçam seguras e livres de movimentos excessivos. Verifique quaisquer obstruções, como as árvores que bloqueiam as conexões das antenas, pois as árvores tendem a crescer e a desenvolver mais folhagem durante diferentes estações.

4.4 - Alinhando antenas

Para alinhar as antenas do seu roteador e otimizar seu desempenho, siga esses passos:

1. Identifique as antenas externas do seu roteador.
2. Encontre um local com uma visão clara e limpa da área de cobertura desejada ou dos roteadores vizinhos.
3. Ajuste as antenas para ficarem voltadas para a direção desejada.
4. Tente minimizar os obstáculos, como árvores ou construções, porque podem bloquear o sinal de Wi-Fi.
5. Verifique a intensidade e a qualidade do sinal dos dispositivos conectados, usando a função “align” do LimeApp.
6. Ajuste o alinhamento da antena com base na qualidade do sinal.
7. Repita o processo para cada roteador da rede mesh, ou para vários roteadores em sua configuração.
8. Verifique e ajuste periodicamente o alinhamento da antena conforme o necessário.

Seguindo esses passos você pode alinhar antenas de diferentes roteadores, incluindo o LibreRouter, para maximizar o seu desempenho e garantir o alinhamento ideal.

Por que você pode querer usar LibreRouter ou LibreMesh?

O LibreRouter é uma ferramenta versátil que tem sido utilizada por diversas comunidades de maneiras inovadoras. Aqui estão alguns exemplos:

1. Rede Comunitária Traslasierra, Argentina: Na região rural de Traslasierra na Argentina, onde a cobertura do sinal das principais operadoras é limitado, a rede colaborou com organizações como Altermundi para organizar um “Workshop de Rede Comunitária” Eles desenvolveram com sucesso uma rede mesh, utilizando o LibreRouter. Para saber mais sobre a experiência deles, você pode assistir ao vídeo: Workshop da Rede Comunitária Traslasierra.
2. A Rede Comunitária Portal Sem Porteiras: Em Monteiro Lobato, São Paulo, Brasil, eles enfrentaram o desafio de instalar um LibreRouter em um local muito elevado, sem gastar com torres metálicas. Eles inventaram uma solução criativa ao construir uma torre feita de bambu para montar o LibreRouter em um local estratégico para a rede. Para saber mais sobre a sua implementação e a abordagem utlizada, você pode assistir ao vídeo de apresentação do Portal sem Porteiras: Rede Comunitária Sem Porteiras
3. Personalização na Índia: LibreRouter oferece flexibilidade para modificar seu hardware podendo atender a requisitos específicos. Na Índia, um pesquisador chamado Sarbani, em colaboração com as organizações Jatantsu e Gramarg, usou fundos governamentais para modificar completamente o LibreRouter para funcionar com dispositivos mais baratos disponíveis na Índia e projetou um case mais adequado para os circuitos e antenas. Para explorar as especificações técnicas e aprender mais sobre as modificações do roteador, você pode visitar o site do LibreRouter: LibreRouter Technical Specifications.

Estes exemplos demonstram a adaptabilidade e a natureza comunitária do LibreRouter, mostrando como diferentes comunidades aproveitaram a ferramenta para enfrentar os seus desafios específicos de conectividade e desenvolver soluções inovadoras.

Annex 1

Extra Materials

• Rhizomatica Publications
• Redes AC Publications
• APC Publications

Annex 2

Types of technology that can be used

• Wi-Fi mesh networks: http://libremesh.org/
• Telephony networks: https://www.tic-ac.org/
• LoRa mesh networks: https://meshtastic.org/
• High frequency HF networks: https://www.rhizomatica.org/hermes/

Annex 3

Institutions that support community networks
International:

• Association for Progressive Communications
• Rhizomatica
• Internet Society
• International Telecommunication Union

Africa:

• BOSCO Uganda (Uganda)
• Centre for Information Technology and Development (CITAD) (Nigeria)
• Together for Difference (Democratic Republic of Congo)
• We are going to the Institute (Kenya)
• Do it yourself (South Africa)

Asia:

• Alternative Solutions for Rural Communities (ASORCOM) (Myanmar)
• BAIF in 2020 (Gram Marg Rural Broadband in 2019) (India)
• Common Room Networks Foundation (Indonesia)
• Servelots (India)

America

• Alter Mundi (Argentina)
• Colnodo (Colombia)
• Coolab (Brazil)
• Nupef (Brazil)
• Wellness Institute (Brazil)
• Community Indigenous Telecommunications, AC (ICT AC) (Mexico)
• Projeto Saúde e Alegria (Brazil)