WIMAX
BOLIVAR QUINTERO
OCTUBRE 2009- iptv
RESUMEN
El IEEE desarrolló una nueva familia de estándares conocida como WiMax, que significa Interoperabilidad Mundial para el Acceso por Microondas, es el término popular para el estándar 802.16 del IEEE, conocido como "Interfaz Aérea para Sistemas Fijos de Acceso Inalámbrico de Banda Ancha". Wi-Max tiene un alcance de acceso inalámbrico de hasta 50 kilómetros, comparado con los 91 metros de Wi-Fi y los 10 metros de Bluetooth, y una tasa de transferencia de datos de hasta 75 Mbps. La especificación 802.16 tiene una seguridad robusta y características de calidad de servicio para soportar voz y video.
Las antenas WiMax son suficientemente potentes para transmitir conexiones a Internet de alta velocidad a antenas colocadas en los techos de casas y empresas que se encuentren a varios kilómetros de distancia.
INTRODUCCIÓN
y
OBJETIVOSTeniendo en cuenta las nuevas tecnologías podemos apreciar que el desarrollo de tecnología wimax, esta teniendo una gran influencia dentro de la sociedad consumista.
Entre objetivos de este trabajo podemos mencionar tales como:
Conocer los productos WiMAX en el mercado es decir, fabricantes de equipos y componentes, proveedores de servicios y aplicaciones.
Conocer Características de dichos productos Conocer Ventajas
El continuo e imparable progreso tecnológico, así como una sociedad cada vez más móvil y dependiente de las nuevas tecnologías, son algunos de los motivos que están induciendo profundos cambios en los actuales sistemas inalámbricos y que, al mismo tiempo, provocarán la adopción de nuevos estándares. Entre las nuevas tecnologías inalámbricas de inminente entrada en escena, WiMAX se perfila como un significativo avance tecnológico que revolucionará por completo el
actual estatus de los enlaces sin hilos.
BASE TEORÍA DEL FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO O SISTEMA
Un equipo WiMAX que opere en bandas de frecuencia exentas de licencia usará duplicación por división de tiempo (TDD).
Un equipo funcionando dentro de bandas de frecuencia autorizadas usará ya sea TDD o duplicación por división de frecuencia (FDD).
El estándar inicial 802.16 se encontraba en la banda de frecuencias de 10-66 GHz y requería torres LOS. La nueva versión 802.16a, ratificada en marzo de 2003, utiliza una banda del espectro más estrecha y baja, de 2-11 GHz, facilitando su regulación. Además, como ventaja añadida, no requiere de torres donde exista enlaces del tipo LOS sino únicamente del despliegue de estaciones base (BS) formadas por antenas emisoras/receptoras con capacidad de dar servicio a unas 200 estaciones suscriptoras (SS) que pueden dar cobertura y servicio a edificios completos.
El estándar del 802.16-2004 del IEEE usa OFDM para la optimización de servicios inalámbricos de datos. Los sistemas basados en los estándares emergentes del 802.16-2004 del IEEE son el OFDM base sólo estandarizado, el área metropolitana inalámbrico enlaza en red (WMAN) plataformas. En caso de 802.16-2004, la señal OFDM está dividida en 256 transportadores en lugar de 64 al igual que con el estándar 802.11. Como previamente se ha indicado, un mayor número de subportadoras en la misma banda da como resultado subportadoras más estrechas.
Esta tecnología de acceso transforma las señales de voz y datos en ondas de radio dentro de la citada banda de frecuencias. Está basada en OFDM, y con 256 subportadoras puede cubrir un área de 48 km permitiendo la conexión sin línea vista, es decir, con obstáculos interpuestos, con capacidad para transmitir datos a una tasa de hasta 75 Mbps con una eficiencia espectral de 5.0 bps/Hz y dará soporte para miles de usuarios con una escalabilidad de canales de 1,5 MHz a 20 MHz. Este estándar soporta niveles de servicio (SLAs) y calidad de servicio (QoS).
Características de WiMAX
comunicación pueden alcanzar una distancia cercana a los 50 kilómetros.
Seguridad: El estándar IEEE 802.16 incluye medidas para privacidad y criptografía inherentes en el protocolo. El estándar implementa la autenticación de los instrumentos con certificados x.509 usando DES en modo CBC (cipher block chaining). También soporta algoritmos AES (Advanced Encryption Standard).
Mejor tasa de bits/segundo/Hz en distancias largas y la velocidad de transferencia de los datos puede llegar a los 70 Mbps.
Sistema escalable
Fácil adición de canales: maximiza las capacidades de las células.
Anchos de banda flexibles que permiten usar espectros licenciados y exentos de licencia
Cobertura
Soporte de mallas basadas en estándares y antenas inteligentes.
Servicios de nivel diferenciados: E1/T1 para negocios, mejor esfuerzo para uso doméstico
Coste y riesgo de investigación
Gran ancho de banda. Una sola estación de base puede admitir de manera simultánea más de 60 enlaces con conectividad tipo T1/ E1 o cientos de conexiones tipo DSL (línea digital de suscriptor).
Es independiente de protocolo. Es decir, puede transportar IP, Ethernet, ATM y otros. La clave de la compatibilidad de este
estándar con otros como Wi-Fi (802.11), Ethernet (802.3), o Token Ring (802.5) reside en el uso de la misma capa LLC (Logical Link Controller), que actúa como interfaz de acceso a los servicios de datos que proporciona cada tecnología.
Puede transmitir otros servicios agregados como: Voz sobre IP (VoIP), datos, o vídeo.
Es compatible con las antenas de telefonía de tercera generación (denominadas "antenas inteligentes"), que gracias a la emisión de un haz acotado, apuntan constantemente al receptor aún en movimiento.
Anchos de canal entre 1,5 y 20 MHz
Utiliza modulaciones OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) yOFDMA (Orthogonal Frequency Division
Multiple Access) con 256 y 2048 portadoras respectivamente, que permiten altas velocidades de transferencia incluso en condiciones poco favorables. Esta técnica de modulación es la que también se emplea para la TVdigital, sobre cable o satélite, así como para Wi-Fi (802.11a) por lo que está suficientemente probada
Incorpora soporte para tecnologías “smart antenas” que mejoran la eficiencia y la cobertura. Estas antenas son propias de las redes celulares de 3G, mejorando la red espectral, llegando así a conseguir el doble que 802.11
Incluye mecanismos de modulación adaptativa, mediante los cuales la estación base y el equipo de usuario se conectan utilizando la mejor de las modulaciones posibles, en función de las características del enlace radio.
Contempla la posibilidad de formar redes malladas (mesh networks) para que los distintos usuarios se puedan comunicar entres sí, sin necesidad de tener visión directa entre ellos.
Características estándar
802.16 802.16a 802.16e Espectro 10 - 66 GHz < 11 GHz < 6 GHz
Funcionamiento Solo con visióndirecta Sin visióndirecta (NLOS)
Sin visión directa (NLOS)
Tasa de bit 32 - 134 Mbit/scon canales de 28 MHz
Hasta 75 Mbit/ s con canales
de 20 MHz
Hasta 15 Mbit/s con canales de 5
MHz
Modulación QPSK, 16QAMy 64 QAM
OFDM con 256 subportadoras
QPSK, 16QAM,
64QAM
Igual que 802.16a
Movilidad Sistema fijo Sistema fijo Movilidadpedestre
Anchos de
banda 20, 25 y 28MHz
Seleccionables entre 1,25 y 20
MHz
Igual que 802.16a con
los canales de subida para ahorrar
potencia
Radio de celda
típico 2 - 5 km aprox.
5 - 10 km aprox. (alcance
máximo de unos 50 km)
PRINCIPALES TÉCNICAS UTILIZADAS Y SERVICIOS OFRECIDOS
En la actualidad, existen dos tipos principales de tecnología WiMAX:
WiMAX fija (802.16d-2004), es una tecnología de punto a varios puntos, en tanto que la WiMAX móvil es una tecnología de varios puntos a varios puntos, que se asemeja a la de una infraestructura celular. Estas dos soluciones fueron diseñadas para brindar servicios inalámbricos de banda ancha de alto rendimiento a costos reducidos.
WiMAX móvil (802.16e-2005), se basa en la tecnología OFDMA (acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal) que ofrece ventajas inherentes en términos de latencia, eficiencia en el uso del espectro de frecuencia de radio y soporte avanzado de antenas, lo que en definitiva se traduce en un desempeño superior al de las actuales tecnologías de redes inalámbricas de área amplia. Por otra parte, las tecnologías inalámbricas 4G de próxima generación están evolucionando hacia OFMDA y redes IP ya que son ideales para proporcionar servicios inalámbricos de datos a un costo razonable.
Una red combinada de Wi-Fi e implementación WiMAX, ofrece una solución más eficiente con base a costes que una implementación exclusiva de antena direccional de Wi-Fi o una malla de Wi-Fi se conecta con backhaul protegido con cable para abonados que quieren extender la red de área local o cubrir hasta el último kilómetro.
Las redes Wi-Fi conducen la demanda para WiMAX aumentando la proliferación de acceso inalámbrico, aumentando la necesidad para soluciones del backhaul eficiente con base a costes y más rápida la última milla. WiMAX puede estar acostumbrado a agregar redes de Wi-Fi (como malla se conectan topologías y hotspots) y usuarios de Wi-Fi para el backend, mientras WiMAX le ofrece un backhaul de gran distancia y solución de última milla.
La mejor solución es una combinación de los dos, la red ofrece un amplio rango de opciones de implementación para cubrir áreas extendidas y de última milla. Lo mejor es que la solución varía de acuerdo a los modelos de uso, el tiempo de
implementación, la posición geográfica y la aplicación de red (tanto en datos, VoIP y vídeo). Cada implementación puede estar hecha a la medida que mejor se adapte a las necesidades de la red de usuarios.
Los sistemas wimax admite diversos esquemas de modulación (QPSK, 16QAM, 64QAM) y un sistema de modulación adaptativa que permiten mejorar la eficiencia de las comunicaciones. La tecnología también incluye calidad de servicio (QoS).
ASPECTOS RELEVANTES EN CUANTO A SU FUNCIONAMIENTO. (APLICACIONES,
VENTAJAS Y DESVENTAJAS)
El 7 de diciembre de 2005, el IEEE aprobó el estándar del WiMAX MÓVIL, el 802.16e, que permite utilizar este sistema de comunicaciones inalámbricas con terminales en movimiento, ahora es posible diseñar infraestructuras mixtas fijo-móvil.
Para hacernos una idea de las ventajas de esta tecnología, mostramos el siguiente cuadro
WiMAX
802.16 802.11Wi-Fi Mobile-Fi802.20 cdma2000UMTS y Velocidad 124 Mbit/s 11-54
Mbit/s
16 Mbit/s 2 Mbit/s
Cobertura 40-70 km 300 m 20 km 10 km
Licencia Si/No No Si Si
Ventajas Velocidad y
Alcance Velocidady Precio Velocidady Movilidad
Rango y Movilidad
Desventajas Interferencias? Bajo
alcance Precio alto Lento ycaro La gran ventaja de la tecnología WiMAX, es que puede permitir la aparición de nuevos actores en el mercado, ajenos a los operadores tradicionales o a las compañías ya instaladas y con redes. Esta tecnología permitirá novedosos y más económicos servicios para los usuarios, siempre y cuando la competencia y el desarrollo se lleve a cabo de forma natural y sin condicionantes de ningún tipo. De esta forma, WiMAX podrá competir en igualdad de condiciones e incluso superando a sistemas como DSL, cablemódem y, por qué no, UMTS.
La Internet es una nueva tecnología que es usada a diario y cada día más, en Panamá la conexión a Internet de última generación wimax adquiere protagonismo.
WiMax es una red amplia que proporciona la transmisión inalámbrica de datos en altas velocidades.
Esta tecnología es móvil para redes metropolitanas que permite prestar servicios residenciales y comerciales.
Su costo es relativamente bajo, dependiendo si es un contrato o un servicio prepago
La tecnología WiMAX será la base de las Redes Metropolitanas de acceso a Internet.
Servirá de apoyo para facilitar las conexiones en zonas rurales
Se utilizará en el mundo empresarial para implementar las comunicaciones internas.
Su popularización supondrá el despegue definitivo de otras tecnologías, como VoIP (llamadas de voz sobre el protocolo IP).
Para promover el uso los estándares WiMAX, es necesario que los fabricantes de dispositivos electrónicos lleguen a acuerdos para desarrollar esta tecnología, dando lugar a certificaciones que aseguren la compatibilidad y la interoperabilidad de antenas, procesadores o receptores
Desde la perspectiva más optimista, las notables prestaciones y cualidades de esta innovadora tecnología de comunicación inalámbrica, así como la consolidación y certificación real de los primeros productos WiMAX, permiten pronosticar una implantación masiva a corto plazo.
RECOMENDACIONES TÉCNICAS Para las implementaciones:
802.16-2004 la aplicación se adapta en las áreas rurales.
El intercambio de redes autorizadas de Wi-Fi trae consigo la posibilidad de un servicio inalámbrico barato para las áreas urbanas y suburbanas.
WiMAX (802.16-2004) provee conectividad inalámbrica de banda ancha a las áreas más allá del alcance de la banda ancha tradicional (xDSL y T1) y permite el crecimiento de topología de Wi-Fi de la red de malla.
Con la atención enfocada en WiMAX, es fácil olvidarse de que el Wi-Fi también evoluciona rápidamente.
Las radios de Wi-Fi aparecen no sólo en computadoras portátiles y asistentes digitales personales (PDAs), sino también en equipos tan diversos como teléfonos móviles, cámaras y videoconsolas
FIGURAS
WiMax funcionaría similar a WiFi pero a velocidades más altas, mayores distancias y para un mayor número de usuarios. WiMax podría solventar la carencia de acceso de banda ancha a las áreas suburbanas y rurales que las compañías del teléfono y cable todavía no ofrecen.
En OFDM, ancho de banda utilizable se divide en un gran número de pequeños anchos de banda, llamado subcarriers, que son matemáticamente ortogonales.
BIBLIOGRAFÍA
1. LAUDON, Kenneth C. y LAUDON, Jane P. (2008), Sistemas de Información Gerencial: Administración de la Empresa Digital. Décima edición. Pearson Educación. México.
2. Enciclopedia Wikipedia. wimax.
3. wimax. http://blogwimax.com/que-es-wimax/
4. Jmhuido, WiMAX.¿El sustituto de Wi-Fi? http://www. Monografias.com/ trabajos 16/wimax.shtml
APÉNDICES 1
En Panamá, Liberty Technologies introdujo el servicio Wisper Internet usando una red WiMax en la Ciudad de Panamá desde el 2005. Posteriormene, el servicio se lanzó en las ciudades de David, en Chiriquí, y Colón. A partir del 1 de enero de 2008, Liberty Techonologies abrió un nuevo servicio denominado Wipet que usa una actualización de las redes de Wisper ofreciendo mayor rango de señal y mayor velocidad al mismo precio. Wipet es la primera red en América Latina en usar el estándar WiMax IEEE 802.16 y, en la actualidad, está gozando de buena aceptación en el mercado por el gran número de computadoras portátiles en el país. Con esto nos damos cuenta que no solo en los países desarrollados se da el auge tecnológico sino también en países latinoamericanos como el nuestro.
2
OFDMA se basa en ortogonal multiplexación por división de frecuencia (OFDM). Esta tecnología ha sido hace algún tiempo y se ha utilizado en ADSL, Wi-Fi (802.11a / g), DVB-H y otros de alta velocidad con los sistemas de transmisión digital. No es de extrañar que la primera incursión de OFDM en el mundo inalámbrico celular se fijó de acceso WiMAX 802.16d. Este estándar inalámbrico se ha utilizado para proporcionar alta velocidad de acceso a Internet ya sea como un sustituto de otras tecnologías de acceso como ADSL o cable, o para prestar servicio en las regiones donde los demás tecnologías de acceso no se desplegaron.
En OFDM, ancho de banda utilizable se divide en un gran número de pequeños anchos de banda que son matemáticamente ortogonales utilizando rápida de Fourier transforma (FFTs). Reconstrucción de la banda se realiza por la inversa rápido transformada de Fourier (IFFT). FFTs y IFFTs están bien definidos los algoritmos que