INVESTIGACIÓN EN INTERNET


LMDS

Descripción de LMDS

Banda de operación. Configuración punto a punto, Configuración multipunto, Planificación del sistema, Los aspectos técnicos, sus ventajas y desventajas. Principales suplidores, Costo promedio de la tecnología.

Parte 2/8

Definicion.

Básicamente, LMDS es una tecnología de comunicaciones inalámbricas de banda ancha que se inscribe en el marco del multimedia y se basa en una concepción celular . De acuerdo con esta filosofía, estos sistemas utilizan estaciones base distribuidas a lo largo de la zona que se pretende cubrir, de forma que en torno a cada una de ellas se agrupa un cierto número de usuarios, generando así de una manera natural una estructura basada en células, también llamadas áreas de servicio, donde cada célula tiene un radio de aproximadamente 4 kilómetros (como promedio), pudiendo variar dentro de un intervalo en torno a los 2-7 kilómetros . Y como indica la primera sigla de su nombre –L ( local ) –, la transmisión tiene lugar en términos de distancias cortas .

Bandas de operación

Como resultado de las características de propagación de las señales en este rango de frecuencias, los Sistemas LMDS utilizan arquitectura de red basada en celdas, por lo cual los servicios proveidos son fijos y no móviles. En los Estados Unidos, un ancho de banda de 1.3 MHz (27.5 B 28.35 GHz, 29.1 B 29.25 GHz, 31.075 B 31.225 GHz, 31 B 31.075 GHz, and 31.225 B 31.3 GHz) ha sido reservado para transmitir servicios de banda ancha punto a punto o punto – multipunto basado en LMDS, tanto para consumidores comerciales como residenciales.

Aspectos técnicos

Distancia de enlace: desde los 100m hasta 35km (dependiendo de la sensibilidad de las unidades de abonado y la calidad de servicio a ofrecer. Los sistemas de comunicación LMDS en la banda de 3,5GHz tienen la ventaja de no verse afectados por la niebla, la lluvia o la nieve.

Modulación: se usa generalmente QAM o QPSK.

Régimen binario: hasta 8 Mbps (no concretado, en algunas fuentes nombran hasta 45 Mbps).

Metodología de acceso: FDD, FDMA, TDD, TDMA y FH (frequency hopping).

Protocolo de Transporte: Celdas ATM, PPP y Ethernet por el aire.

Optimización de reuso de frecuencia.

Las siguientes técnicas son utilizadas para optimizar el reuso de frecuencia en redes LMDS:

Minimización de múltiples caminos y cruce de polarización utilizando antenas altamente direccionales y posicionándolas a grandes alturas.

Maximización de la direccionalidad de las antenas de las celdas a través de la sectorización del sistema de distribución; el equipo microondas de la celda es generalmente configurado con múltiples sectores, antenas, transmisores y receptores. Una configuración típica es una celda con cuatro sectores utilizando antenas de 90 grados de amplitud de rayo para proveer servicios al conjunto de suscriptores. Cada una de estas antenas sectorizadas (transmisores y receptores) puede soportar el ancho de banda total del espectro reservado.
Maximización del aislamiento entre sectores adyacentes a través de polarización; polarización horizontal (H) y vertical (V) puede ser empleada a lo largo del sistema según un patrón alternado entre los sectores como muestra la figura 4. La polarización horizontal y vertical es reutilizada a lo largo del sistema.

Servicios LDMS

La capacidad de LMDS para comunicar en los dos sentidos permite generar servicios de carácter interactivo tales como videoconferencia, VoD ( Video on Demand ) , acceso a Internet de alta velocidad y NC ( Network Computing ) de elevada flexibilidad, además de servicios convencionales como, por ejemplo, telefonía y programación de vídeo multicanal

En líneas generales, se puede afirmar que LMDS aparece como una alternativa tecnológica dentro del escenario general de la convergencia en las comunicaciones, en el que todas las aplicaciones se puedan proporcionar a través de una única plataforma . En concreto, LMDS presenta un importante potencial competitivo en lo que respecta al cable ( fibra óptica y HFC –Hybrid Fiber Coaxial– ) .

En lo que se refiere a aplicaciones de LMDS de segunda generación ( que utiliza tecnología digital ) , las actuaciones en curso se están centrando mayoritariamente en aspectos relativos a teletrabajo e Internet de alta velocidad .

Planificación del sistema

Para el diseño de la red inalámbrica, que da cobertura a los usuarios, debemos considerar algunos aspecto para la planificación de las celdas en la red LMDS. Estos aspectos son los siguientes:

Penetración de suscriptores.
El desempeño del sistema de distribución se mide con la penetración de los suscriptores, el cual es el porcentaje de suscriptores que poseen suficiente nivel de señal para lograr una excelente calidad de servicio.

Calidad de Servicio QoS (quality of service).
La calidad del servicio se encuentra afectada por varios factores como por ejemplo: la obstrucción del camino de transmisión, el solapamiento de celdas (15% es normal) y la redundancia del sistema.

Balance Potencias de Enlace.
El balance del enlace es utilizado para estimar la máxima distancia a la que un suscriptor puede estar localizado de una celda teniendo aún aceptables niveles de confiabilidad del servicio. Balance potencias contabiliza todas las pérdidas y ganancias del sistema a través de varios tipos de equipos. Balance potencias del enlace analiza varios parámetros de la red, incluyendo la relación portadora-a-ruido.

Selección del tamaño de la celda.
El tamaño máximo de celda para servir un área esta relacionado, al nivel de fiabilidad deseado, obtenido a partir del Balance potencias del enlace. El tamaño de la celda puede variar dentro del área de cobertura debido al tipo de la antena, su altura y pérdida de señal. Los anteriores efectos guardan relación con el tipo de área de cobertura por ejemplo urbano, suburbano o cobertura de baja densidad. La selección del tamaño de la celda afecta el costo capital total para la cobertura del área requerida.

Modelo capital-costo.
El modelo capital-costo es utilizado para estimar los requerimientos de capital de la red. El modelo encierra consideraciones de diseño tales como balance de enlace, tamaño de celda, solapamiento de celdas, número de celdas, capacidad de tráfico, número de sectores, costo por cada celda, y costo capital total.



Configuración Punto - Multipunto

Las comunicaciones en los sistemas LMDS se realizan en forma de radiodifusión desde la estación base hacia los usuarios, en lo que se conoce como punto a multipunto. Al mismo tiempo, dado que la comunicación es bidireccional, los usuarios también pueden establecer enlaces punto a punto con dicha estación base. Para el enlace descendente (estación base -> usuario) suele emplearse TDMA como técnica de acceso. Por otra parte, para el enlace ascendente (usuario -> estación base) se utilizan combinaciones de acceso múltiple TDMA y FDMA.

Para la transmisión de los datos se suele emplear la modulación de fase QPSK, en contraposición de las modulaciones de amplitud QAM empleadas para el cable, ya que es más resistente ante interferencias. El ancho de banda ocupado por una conexión a 2 Mbit/s empleando esta técnica de modulación es de tan sólo 1,4 MHz.

En los sistemas LMDS, el territorio a cubrir se divide en células de varios kilómetros de radio (15-10 Km. en la banda 3,5 GHz, 3-9 Km. en la banda de 28 GHz, 1-3 Km. en la banda de 40 GHz). El usuario recibe la señal mediante una de estas tres posibles vías: desde el emisor principal de la célula, si existe visibilidad directa entre éste y el receptor; desde un repetidor, en zonas de sombra; mediante un rayo reflejado en alguna superficie plana (paredes de edificios, reflectores / repetidores pasivos, etc.). La antena receptora puede ser de dimensiones muy reducidas como antenas planas, con capacidad de emisión en banda ancha o de banda estrecha. En definitiva, se trata del acceso al bucle local vía radio. Esta nueva tecnología presenta una serie de ventajas hasta ahora inalcanzables a través de las conexiones vía cable: alta capacidad de transmisión, despliegue e instalación muy rápidos, crecimiento inmediato y simplicidad en el mantenimiento.

Figura.Estructura de una red punto a multipunto.

Las redes de acceso inalámbricas se caracterizan por una estructura punto a multipunto: una estación base, ubicada en un lugar apropiado, ofrece cobertura a un conjunto de estaciones de abonado, que entran dentro de su zona de cobertura. Así la estructura de una red de acceso inalámbrica coincide con la de cualquier red de tipo celular; pero con las ventajas propias de que los terminales a los que hay que proporcionar servicio no son móviles, sino fijos. Ello implica que los mismos pueden tener mayor tamaño y consumo mayor, pudiendo funcionar a frecuencias más altas, de mayor anchura de banda y capacidad, aunque necesitan línea de visión directa entre la estación base y las estaciones de abonado. Una red inalámbrica como LMDS tiene normalmente opciones de acceso cableado, en la práctica por medio de fibra óptica. Por ello en muchas ocasiones se denomina LMDS como una redes acceso HFR, es decir Híbrida Fibra Radio, ya que las estaciones base se encuentran interconectadas con fibra óptica. Además el equipamiento puede verse en forma separada la parte del operador y la de los clientes o CPE (Equipamiento de la Instalación del Cliente).

En el diseño de sistemas LMDS son posibles varias arquitecturas de red distintas. La mayoría de los operadores de sistemas utilizarán diseños de acceso inalámbrico punto– multipunto, a pesar de que se pueden proveer sistemas punto-a-punto y sistemas de difusión de TV con el sistema LMDS.