wimax: estándar ieee 802.16 aspectos técnicos de la interface aire para sistemas fijos de acceso...

WiMax: Estándar IEEE 802.16WiMax: Estándar IEEE 802.16 Aspectos Técnicos de la Interface Aire para sistemas fijos de Aspectos Técnicos de la Interface Aire para sistemas fijos de

acceso Inalámbrico de Banda Anchaacceso Inalámbrico de Banda Ancha

Universidad Central de VenezuelaUniversidad Central de VenezuelaFacultad de CienciasFacultad de Ciencias

Escuela de ComputaciónEscuela de ComputaciónProfesora Ana Verónica MoralesProfesora Ana Verónica Morales

[email protected]@ciens.ucv.ve

AGENDAAGENDA Introducción Introducción

¿Qué es Wimax?¿Qué es Wimax?

PropósitoPropósito

Un poco de historiaUn poco de historia

Características Técnicas de 802.16eCaracterísticas Técnicas de 802.16e

¿Como funciona 802.16e?¿Como funciona 802.16e?

Relación entre 802.16a y WiMaxRelación entre 802.16a y WiMax

IntroducciónIntroducción

Necesidad de mejorar el alcance y tazas de datos Necesidad de mejorar el alcance y tazas de datos que ofrecen las WLAN.que ofrecen las WLAN.

Maduración de un estándar para la segunda Maduración de un estándar para la segunda generación de redes inalámbricas de área generación de redes inalámbricas de área metropolitana.metropolitana.

IEEE 802.16 marca la pauta para una expansión y IEEE 802.16 marca la pauta para una expansión y eficaz desarrollo a nivel mundial del acceso eficaz desarrollo a nivel mundial del acceso inalámbrico de banda ancha, la cual provee inalámbrico de banda ancha, la cual provee conexiones a redes de alta velocidad a través de conexiones a redes de alta velocidad a través de un punto fijo.un punto fijo.

¿Qué es WiMax?¿Qué es WiMax?

WiMAXWiMAX ( (WWorldwide orldwide IInteroperability for nteroperability for MMicrowave icrowave AAccessccess, Interoperabilidad Mundial para Acceso , Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas) es un estándar de transmisión por Microondas) es un estándar de transmisión

inalámbrica de datos (inalámbrica de datos (802.16d y 802.16e802.16d y 802.16e) ) diseñado para ser utilizado en redes de área diseñado para ser utilizado en redes de área

metropolitana o MAN.metropolitana o MAN.

PropósitoPropósito

Permite el rápido despliegue mundial de Permite el rápido despliegue mundial de productos BWA Multi-Proveedores innovadores, productos BWA Multi-Proveedores innovadores, Rentables e Ínter operables. Rentables e Ínter operables.

Reemplazar o competir directamente con el Reemplazar o competir directamente con el Internet por cable y el ADSL.Internet por cable y el ADSL.

Facilita la competencia en el acceso a Banda Facilita la competencia en el acceso a Banda Ancha proveyendo alternativas para BWA Ancha proveyendo alternativas para BWA Wireline.Wireline.

Impulsa la asignación del espectro radioeléctrico.Impulsa la asignación del espectro radioeléctrico.

Acelera la comercialización de los sistemas de Acelera la comercialización de los sistemas de BWA.BWA.

Un poco de HistoriaUn poco de Historia

En el año 1998 la IEEE designó un grupo de trabajo En el año 1998 la IEEE designó un grupo de trabajo que desarrollara un estándar para permitir la que desarrollara un estándar para permitir la conexión inalámbrica de área metropolitana.conexión inalámbrica de área metropolitana.

En el año 2001 fue concluido el estándar 802.16 que En el año 2001 fue concluido el estándar 802.16 que definía la especificación de la Interfase Aire para las definía la especificación de la Interfase Aire para las redes inalámbricas de área metropolitana WMANredes inalámbricas de área metropolitana WMAN.

La culminación del IEEE 802.16 anunció la entrada La culminación del IEEE 802.16 anunció la entrada del acceso inalámbrico de Banda Ancha como una del acceso inalámbrico de Banda Ancha como una nueva y mejor herramienta para enlazar a los nueva y mejor herramienta para enlazar a los hogares y negocios a través del core de las redes de hogares y negocios a través del core de las redes de telecomunicaciones mundiales.telecomunicaciones mundiales.


La primera versión del estándar P802.16 lanzada en La primera versión del estándar P802.16 lanzada en Marzo del 2002 tenía como principales Marzo del 2002 tenía como principales características: características:

• Trabajaba en las bandas de Frecuencia 10-66Ghz.Trabajaba en las bandas de Frecuencia 10-66Ghz.• Requría LOS con las Radio Base .Requría LOS con las Radio Base .• Alcanza tasas de datos superiores a los 120Mbps.Alcanza tasas de datos superiores a los 120Mbps.• Entorno adaptado a dar servicio a las aplicaciones Entorno adaptado a dar servicio a las aplicaciones

PMP (Point-Multipont) desde pequeñas PMP (Point-Multipont) desde pequeñas oficinas/hogares y oficinas (SOHO) a través de.oficinas/hogares y oficinas (SOHO) a través de.

• Define una Interfase aire conocida como Define una Interfase aire conocida como WirelessMAN-SC.WirelessMAN-SC.

• Las señales Multicaminos son insignificantes.Las señales Multicaminos son insignificantes.


En abril del 2003 se lanza la segunda versión En abril del 2003 se lanza la segunda versión conocida como P802.16a y entre sus conocida como P802.16a y entre sus principales características se tienen:principales características se tienen:

• Utilización de una banda de frecuencia licenciada Utilización de una banda de frecuencia licenciada más baja y estrecha 2-11Ghz.más baja y estrecha 2-11Ghz.

• Soporta escenarios con/sin LOS.Soporta escenarios con/sin LOS.• La red está conformada por múltiples BS La red está conformada por múltiples BS

transmisoras/receptorastransmisoras/receptoras• Las BS pueden dar servicio hasta 200 estaciones Las BS pueden dar servicio hasta 200 estaciones

suscriptoras (SS)suscriptoras (SS)• Pueden dar cobertura y servicio a edificios Pueden dar cobertura y servicio a edificios

completos.completos.• Requieren más relevancia las señales multicamino.Requieren más relevancia las señales multicamino.• Requiere el soporte de técnicas avanzadas de Requiere el soporte de técnicas avanzadas de

administración de energía.administración de energía.

Un poco de HistoriaUn poco de Historia Adicionalmente en Enero de 2003 también se Adicionalmente en Enero de 2003 también se

publica 802.16c/d los cuales tienen como publica 802.16c/d los cuales tienen como finalidad especificar la interoperabilidad de finalidad especificar la interoperabilidad de direccionamiento, proveyendo los detalles de direccionamiento, proveyendo los detalles de los perfiles del sistema y especificando las los perfiles del sistema y especificando las opciones de combinación como las bases opciones de combinación como las bases para las pruebas de conformidad e para las pruebas de conformidad e interoperabilidad.interoperabilidad.

El WiMax Forum presentó en Julio del 2003 El WiMax Forum presentó en Julio del 2003 en el WACA Conference las primeras de éstas en el WACA Conference las primeras de éstas pruebas.pruebas.• 802.16c está relacionado con los protocolos, las 802.16c está relacionado con los protocolos, las

estructuras e la suite de pruebas y el propósito de estructuras e la suite de pruebas y el propósito de las pruebas.las pruebas.

• 802.16d involucra los protocolos no cubiertos en C, 802.16d involucra los protocolos no cubiertos en C, y crea el sistema de perfiles. y crea el sistema de perfiles.

Un poco de HistoriaUn poco de Historia Posteriormente es lanzada la segunda revisión conocida como Posteriormente es lanzada la segunda revisión conocida como

P802.16b en el año 2004, entre sus características P802.16b en el año 2004, entre sus características encontramos:encontramos:

• Opera en la banda libre de los 5-6Ghz.Opera en la banda libre de los 5-6Ghz.

• Fue denominada Fue denominada “WirelessHUMANTM (Wireless High-Speed Unlicensed Metropolitan) Area Network

• La naturaleza de estas bandas introducen interferencia adicional y La naturaleza de estas bandas introducen interferencia adicional y problemas de coexistencia.problemas de coexistencia.

• Se introducen regulaciones para limitar la potencia irradiada.Se introducen regulaciones para limitar la potencia irradiada.• Soporta OFDM, ARQ.Soporta OFDM, ARQ.

• Modo de acoplamiento: Topología Opcional, Comunicaciones Modo de acoplamiento: Topología Opcional, Comunicaciones suscriptor-suscriptor.suscriptor-suscriptor.

• Se introducen mecanismos en la capa física y MAC como la Se introducen mecanismos en la capa física y MAC como la selección dinámica de frecuencia (DFS).selección dinámica de frecuencia (DFS).

Nomenclatura de la Internase AireNomenclatura de la Internase Aire


La última revisión del Estándar fue lanzada al La última revisión del Estándar fue lanzada al mercado en diciembre del 2006 802.16e, mercado en diciembre del 2006 802.16e, entre sus principales características entre sus principales características encontramos:encontramos:

• Agrega Alta Movilidad al estándar.Agrega Alta Movilidad al estándar.• Interoperabilidad con las redes WiFi.Interoperabilidad con las redes WiFi.• Está basado en la concepción de la red celular.Está basado en la concepción de la red celular.• Optimización para la selección de los canales de Optimización para la selección de los canales de

radio dinámicamente.radio dinámicamente.• Provee soporte para Handoff y Roaming.Provee soporte para Handoff y Roaming.• Utiliza Utiliza SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency

Division Multiplexing Access).


• Está basado en técnicas de modulación Multi-Está basado en técnicas de modulación Multi-Portadora y Sub-Canalización.Portadora y Sub-Canalización.

• Los proveedores de servicio que desarrollaron Los proveedores de servicio que desarrollaron 802.16e sólo pueden utilizar la red para proveer 802.16e sólo pueden utilizar la red para proveer servicios fijos.servicios fijos.

• Opera en las bandas de frecuencia 2.3-2.5Ghz.Opera en las bandas de frecuencia 2.3-2.5Ghz.• La certificación comenzó a mediados del 2006.La certificación comenzó a mediados del 2006.• Se espera que los primeros productos Se espera que los primeros productos

certificados se encuentren disponibles en el certificados se encuentren disponibles en el primer trimestre de 2007.primer trimestre de 2007.

Características técnicas de Características técnicas de 802.16e802.16e

• Su amplio radio de cobertura Su amplio radio de cobertura (Aproximadamente 50Km) puede proveer (Aproximadamente 50Km) puede proveer de BWA a:de BWA a:

Un pequeño núcleo ruralUn pequeño núcleo rural Una urbanización de viviendasUna urbanización de viviendas Un parque empresarial situado en la Un parque empresarial situado en la

periferia de una ciudad periferia de una ciudad Pueblos no tan pequeñosPueblos no tan pequeños Campus universitariosCampus universitarios Barriadas de grandes ciudadesBarriadas de grandes ciudades

Red Mallada: Todos conectados contra todos

Características técnicas de Características técnicas de 802.16e802.16e

Divide la portadora en 256 subportadoras de ondas de Divide la portadora en 256 subportadoras de ondas de radio. radio.

Cada BS (estación base) cubre un radio de 50 km.Cada BS (estación base) cubre un radio de 50 km. Transmitiendo datos a 75 Mbps. Transmitiendo datos a 75 Mbps. Da soporte a miles de usuarios finales con velocidades Da soporte a miles de usuarios finales con velocidades

hasta 20 MHz.hasta 20 MHz. La interconexión entre todas las BS es totalmente La interconexión entre todas las BS es totalmente

Wireless.Wireless. Proporciona accesos concurrentes.Proporciona accesos concurrentes. Utiliza la tecnología portátil LMDS ó Local Multipoint Utiliza la tecnología portátil LMDS ó Local Multipoint

Distribution Service (Sistema de Distribución Local Distribution Service (Sistema de Distribución Local Multipunto).Multipunto).

¿ Como Funciona 802.16e? ¿ Como Funciona 802.16e?

El proveedor despliega una red de estaciones El proveedor despliega una red de estaciones base (BS).base (BS).

Cada BS tiene antenas emisoras/receptoras Cada BS tiene antenas emisoras/receptoras capaces de soportar el servicio de unas 200 capaces de soportar el servicio de unas 200 estaciones suscriptoras (SS).estaciones suscriptoras (SS).

SS situadas dentro de un radio de unos 50 Km.SS situadas dentro de un radio de unos 50 Km. Entre BS y SS pueden existir obstáculos físicos, Entre BS y SS pueden existir obstáculos físicos,

como montañas, que impidan su visión directa.como montañas, que impidan su visión directa. Las SS actúan como repetidores mediante una Las SS actúan como repetidores mediante una

antena exterior de wifi normal, que cubre un antena exterior de wifi normal, que cubre un radio de unos cuatrocientos metros.radio de unos cuatrocientos metros.• dentro de los cuales puede conectarse dentro de los cuales puede conectarse

simultáneamente múltiples PC’s simultáneamente múltiples PC’s

Ventajas de WiMaxVentajas de WiMax

Para cubrir un país del tamaño de Venezuela, se necesitan Para cubrir un país del tamaño de Venezuela, se necesitan menos de un centenar de BS a costos relativamente bajos menos de un centenar de BS a costos relativamente bajos en comparación con los que ameritar las redes ADSL ó en comparación con los que ameritar las redes ADSL ó Cableadas por Fibra.Cableadas por Fibra.

Sólo se requiere un sencillo control central de las claves de Sólo se requiere un sencillo control central de las claves de acceso a la red.acceso a la red.

La existencia de acuerdos sobre el modo de repartirse la La existencia de acuerdos sobre el modo de repartirse la tarifa del usuarios entre los proveedores territoriales del tarifa del usuarios entre los proveedores territoriales del servicio.servicio.

Permite que el abonado tenga conexión inmediata y sin Permite que el abonado tenga conexión inmediata y sin gasto adicional, en cualquier punto del país cubierto por gasto adicional, en cualquier punto del país cubierto por WiMax, sea su domicilio habitual, su segunda vivienda, o WiMax, sea su domicilio habitual, su segunda vivienda, o durante sus desplazamientos de trabajo y ocio.durante sus desplazamientos de trabajo y ocio.

Ventajas de WiMaxVentajas de WiMax Capacidad de escalabilidad de la red mientras que el Capacidad de escalabilidad de la red mientras que el

número de clientes crece.número de clientes crece. La adición fácil de nuevos sectores apoyados en La adición fácil de nuevos sectores apoyados en

Flexibilidad de canales maximizando la capacidad de Flexibilidad de canales maximizando la capacidad de la célula.la célula.

Flexibilidades del ancho de banda del canal para Flexibilidades del ancho de banda del canal para soportar el espectro asignado, tanto licenciado, como soportar el espectro asignado, tanto licenciado, como no licenciado.no licenciado.

Eficiencia de escalabilidad del protocolo MAC desde un Eficiencia de escalabilidad del protocolo MAC desde un suscriptor hasta cientos de suscriptores.suscriptor hasta cientos de suscriptores.

Convergencia con el resto de las tecnologías Convergencia con el resto de las tecnologías existentes.existentes.

Técnicas avanzadas para mejorar la eficiencia sin LOS Técnicas avanzadas para mejorar la eficiencia sin LOS (MIMO).(MIMO).

Ventajas de WiMaxVentajas de WiMax Implementación de QoS.Implementación de QoS.

Implementación de MAC con TDMA dinámico Implementación de MAC con TDMA dinámico ((Grant/RequestGrant/Request) para soportar nuevos servicios sensibles a ) para soportar nuevos servicios sensibles a la latencia como voz ó video .la latencia como voz ó video .

Diferenciación de niveles de servicio permitido con la Diferenciación de niveles de servicio permitido con la asignación de ancho de banda bajo demanda: asignación de ancho de banda bajo demanda: • T1/E1 para empresasT1/E1 para empresas• Best Effort residencialBest Effort residencial

Ayuda al despliegue de la banda ancha de ultima milla Ayuda al despliegue de la banda ancha de ultima milla Inalámbricamente como complemento de la tecnología Wi-Inalámbricamente como complemento de la tecnología Wi-Fi.Fi.

Los proveedores de servicio pueden el utilizar equipamiento Los proveedores de servicio pueden el utilizar equipamiento ya instalado de 802.16 para entregar T1/E1 ó conectividad ya instalado de 802.16 para entregar T1/E1 ó conectividad a la red a velocidades superiores a sus puntos de acceso a la red a velocidades superiores a sus puntos de acceso Wi-Fi.Wi-Fi.

Relación entre 802.16a y Relación entre 802.16a y WiMaxWiMax

Interoperabilidad entre IEEE 802.16a y su homologo ETSI el Interoperabilidad entre IEEE 802.16a y su homologo ETSI el estándar HIPERMAN. Esto se logra con la creación del estándar HIPERMAN. Esto se logra con la creación del Sistema de Perfiles.Sistema de Perfiles.

Pensando en los proveedores de equipos el WiMax Forum a Pensando en los proveedores de equipos el WiMax Forum a decido:decido:

• Enfocarse en los perfiles de la capa Física OFDM del estándar Enfocarse en los perfiles de la capa Física OFDM del estándar 802.16a.802.16a.

• Está capa física combinada con non-optional MAC, asegura una Está capa física combinada con non-optional MAC, asegura una base uniforme para todas las implementaciones WiMaxbase uniforme para todas las implementaciones WiMax

Inicialmente se definieron tres perfiles del sistema:Inicialmente se definieron tres perfiles del sistema:• Cobertura para la banda 5.8Ghz exentas de licencia, así mismo Cobertura para la banda 5.8Ghz exentas de licencia, así mismo

la de 2.5 y 3.5Ghz. la de 2.5 y 3.5Ghz.

• Se ha planificado incluir otros perfiles para la banda de 2.3Ghz Se ha planificado incluir otros perfiles para la banda de 2.3Ghz y otras.y otras.

Relación entre 802.16a y Relación entre 802.16a y HIPERMANHIPERMAN

Comparten la misma capa Física y MAC.Comparten la misma capa Física y MAC.

El WiMax Forum activa ambos estándares El WiMax Forum activa ambos estándares para asegurar que sean estándares para asegurar que sean estándares globales para las WMAN.globales para las WMAN.

Relación entre 802.16a y Relación entre 802.16a y 802.16e802.16e

802.16e ha sido desarrollado como una extensión 802.16e ha sido desarrollado como una extensión del estándar ya aprobado 802.16a.del estándar ya aprobado 802.16a.

El principal propósito de 802.16e es agregar El principal propósito de 802.16e es agregar capacidades de movilidad al estándar ya capacidades de movilidad al estándar ya desarrollado 802.16a, el cual fue diseñado para desarrollado 802.16a, el cual fue diseñado para operar de manera fija.operar de manera fija.

802.16e no intenta competir con la tecnología 802.16e no intenta competir con la tecnología telefónica de 3G o sus sucesores, principalmente telefónica de 3G o sus sucesores, principalmente es una extensión de los servicios. es una extensión de los servicios.

Arquitectura de Capas 802.16Arquitectura de Capas 802.16

wimax: estándar ieee 802.16 aspectos técnicos de la interface aire para sistemas fijos de acceso...

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