CAPÍTULO IV

FORMULACIÓN Y APLICACIÓN DEL MODELO WIMAX

 

 

Cuando  se habla de redes de banda ancha sin cables normalmente se hace referencia a aquellos sistemas que vía radio proporcionan servicios similares a los dados por otras tecnologías como DSL, fibra óptica y redes híbridas de fibra y coaxial. Análogamente las transmisiones se realizan entre ubicaciones fijas. Sin embargo, 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. El estándar 802.16, la ‘Interfase de Aire para sistemas de Acceso Fijos de Banda Ancha’, es también conocido como la interfase de Aire IEEE WirelessMAN. Esta tecnología está diseñada desde cero para proveer acceso inalámbrico de última milla en la red de Area Metropolitana (MAN),

 

 

 4.1 Naturaleza

La familia 802.11 actualmente incluye seis capas físicas diferentes para realizar la transmisión vía radio (DSSS y FH en 802.11, 11a, 11b y 11g), aunque todas ellas utilizan los mismos protocolos de acceso al canal radio. El estándar original de este protocolo data de 1997, era el IEEE 802.11, tenía velocidades de 1 hasta 2 Mbps y trabajaba en la banda de frecuencia de 2,4 GHz. En la actualidad no se fabrican productos sobre este estándar. La siguiente modificación apareció en 1999 y es designada como IEEE 802.11b, esta especificación tenía velocidades de 5 hasta 11 Mbps, también trabajaba en la frecuencia de 2,4 GHz. Adicionalmente, se realizó una especificación para operar a una frecuencia de 5 Ghz que alcanzaba los 54 Mbps, era la 802.11a y resultaba incompatible con los productos de la b y por motivos técnicos casi no se desarrollaron productos. Posteriormente se incorporó un estándar a esa velocidad y compatible con el estándar 802.11b que recibe el nombre de 802.11g.

En la actualidad la mayoría de productos son de la especificación b y de la g. Actualmente se está desarrollando la 802.11n, que se espera que alcance los 500 Mbps.

 

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas) siendo un estándar de transmisión inalámbrica de datos diseñado para ser utilizado en el área metropolitana (MAN) proporcionando accesos concurrentes en áreas de hasta 50 kilómetros de radio y a velocidades de hasta 70 Mbps, siendo ambas figuras de distancia y capacidad valores máximos orientativos que en ningún caso se consiguen de forma simultánea.   El funcionamiento  puede ser similar a Wi-Fi pero a velocidades más altas, mayores distancias y para un mayor número de usuarios. Pudiendo  solucionar la carencia de acceso de banda ancha a las áreas suburbanas y rurales que la compañías de teléfono y cable todavía no ofrecen.

 

Integra la familia de estándares IEEE 802.16 y el estándar HyperMAN del organismo de estandarización europeo ETSI. Desde que en el mes de enero de 2003 el IEEE aprobó el estándar 802.16a, base del actual estándar 802.16-2004 en el que se desarrolla WiMAX, este se ha ido adaptando hasta la versión 802.16e, aprobado en diciembre de 2005, que proporciona movilidad.

 

 

4.2 CARACTERÍSTICAS

Una red de banda ancha inalámbrica toma la forma de una red celular, en donde cada estación base  brinda servicio a un número de suscriptores  ubicados en su área de cobertura. Como las ubicaciones de los clientes son fijas, cada usuario es asignado a una estación base predeterminada por lo general la estación base más cercana y las antenas directivas de los clientes son apuntadas hacia la estación base servidora durante la instalación.

 

Usando la experiencia de cientos de ingenieros de la industria de las comunicaciones, el IEEE ha establecido una jerarquía de estándares inalámbricos complementarios. Esto incluye el IEEE 802.15 para Redes de Area Personal (PAN), IEEE 802.11 para Redes de Area Local (LAN), 802.16 para Redes de Area Metropolitana, y el propuesto IEEE 802.20 para Redes de Area Amplia (WAN). Cada estándar mencionado representa una tecnología optimizada para un mercado y modelo de uso distinto y está diseñado para complementar los otros.

 

Figura 1: Jerarquía de Estándares Inalámbricos.

 

 La elevacion de la estación base servidora reduce interferencias y aumenta la cobertura de la celda. Para una planificación se deben considerar las pérdidas por propagación, dependiendo del estándar que se utilice y del tipo de la zona de servicio (rural o urbana), la dispersión temporal del canal radio (delay spread), la variación de la longitud de  ondas o el  llamado efecto Doppler.

 

 

4.3 BENEFICIOS WIMAX

 

WIMAX ofrece como beneficio:

 

·           Costos accesibles y competitivos gracias a su facilidad de instalación.

 

·           Movilidad; es decir, acceso a los servicios de comunicación desde cualquier lugar donde exista cobertura.

 

·           Mayor velocidad de conexión.

 

·           Mejor calidad de transmisión de voz y datos.

 

·           Capacidad para satisfacer diferentes demandas, como telefonía básica fija, juegos, voz, videos, televisión o Internet.

 

·           Capacidad para asegurar calidad de servicio.

 

·           Seguridad en la transmisión de voz y datos, ya que cuenta con llaves en la red que impiden infiltraciones.

 

 

4.4  MODALIDADES DE CONEXIÓN:

 

Se aplican dos modalidades: Fija y móvil

 

Fija inalámbrica: se coloca una antena en algún lugar apropiado, como el techo de la vivienda u oficina del usuario, o bien, si la recepción de la señal es la indicada, se puede colocar un dispositivo en el interior o simplemente el dispositivo que posee el equipo.

 

En cuanto a la móvil: en la mayoría de los casos la posee el equipo a conectar y no amerita estar dentro del radio de conexión o señal.

 

 

4.5 PLANIFICACIÓN:

 

Se considera el uso de la sectorización como mecanismo clave para incrementar la capacidad del sistema. El número de sectores por emplazamiento puede aumentarse para conseguir mayor capacidad. 

 

Las tecnologías radio de banda ancha constituyen una alternativa de conectividad física para la extensión de las redes de telecomunicaciones y su competitividad delante de otras opciones tecnológicas (DSL, cable, Wi-Fi) dependiendo de donde se plantea su despliegue.

 

Los segmentos de mercado donde el desarrollo de WiMAX puede resultar más atractivo se puede denotar:

 

 Acceso de banda ancha residencial y SOHO (Small Offices Home Offices). Acceso de internet (voz + datos) de alta velocidad, pudiendo incluir servicios multimedia como videoconferencia, video bajo demanda o televisión. Comparable a los servicios que ofrece las líneas ADSL o cable.

 

Servicios de telecomunicaciones para pymes. Acceso de banda ancha dedicada (2 Mbps) donde no es posible dar acceso por medios físicos donde demostrando que WiMAX sería una alternativa eficiente y competitiva contra estos servicios.

 

Redes backhaul para hotspots WLAN. Red de interconexión de islas WLAN (LAN inalámbricas) a servicios de banda ancha. Permite interconectar redes WLAN de corto alcance (aproximadamente 200 metros) entre ellas para formar grandes redes de telecomunicaciones.

 

 

4.6 ARQUITECTURA PLANTEADA

 

La planificación y la asignación frecuencial son aspectos muy importantes en el diseño inicial ya que modificaciones importantes durante las sucesivas fases de un despliegue pueden implicar la necesidad de ajustar directamente cada uno de los equipos terminales de usuario.

 

La arquitectura para WiMAX  tecnología inalámbrica suele componerse de una estación base y terminales móviles. En esta ocasión, la terminología empleada en WiMAX define la estación base y las estaciones suscriptoras.

 

 

Figura 2: Esquema de funcionamiento.

 

Para esto es importante desarrollar la función de cada una de estas:

 

4.6.1 Estación Base WiMax.

 

Esta estación puede ser de exteriores o de interiores. Las estaciones base de exteriores suelen ser similares a las de los sistemas de comunicaciones móviles celulares, mientras que las estaciones base para interiores tienen un aspecto similar a los AP de WiFi.

Los radios de cobertura oscilan entre las decenas de 10 km2, aunque en despliegues reales nos encontramos que, para entornos urbanos densamente poblados esta cifra desciende hasta los 5 km2.

 

Figura 3: Equipos Estación Base.

 

4.6.2 ESTACIONES SUSCRIPTORAS

 

Están diseñadas para su colocación en terminales de sobremesa o integrados dentro de dispositivos como receptores instalados en PC, portátiles o PDA’s.  Entre los modelos de estaciones suscriptoras certificados que podemos encontrarnos llama la atención las propuestas de terminales que reciben señal WiMAX y son capaces de repartir esa señal a través de una antena WiFi, lo que permite la integración de estas dos tecnologías.

 

Figura 4: Equipos Estación Suscriptores.

 

La evolución de los distintos modelos de redes inalámbricas y celulares, así como de la concepción que los usuarios tienen de las mismas, hacen que la tecnología WIMAX  evolucione hacia una concepción del servicio orientado a la movilidad. Esto no quiere decir que el modelo fijo se desmantelado, sino que se complementa ofreciendo un amplio rango de aplicaciones.

 

En esta nueva visión, la arquitectura no se puede quedar al margen, es por ello que las antenas se integran en los equipos y comenzamos a hablar de terminales fijos y móviles. Gracias al impulso del WiMAX. A continuación podemos ver la visión con la que se concibe diseña la tecnología WiMAX a ejecutar en la empresa ARCAMA C.A.,

 

 

 

Figura 5: Sistema Desarrollado en la Empresa.

 

WiMAX y WI-FI, se pueden decir que entre las dos forman un complemento perfecto ya que la tecnología WiMAX no supone un sustituto de otra tecnología de acceso vía radio como es Wi-Fi. WiMAX es una tecnología que permite solucionar el problema del acceso, proporcionando un gran ancho de banda, con una cobertura muy superior a la tecnología Wi-Fi, de unos 50 kilómetros frente a los 100 metros de la anterior. Posicionándose así  Wi-Fi como una tecnología complementaria a WiMAX, enfocada a proporcionar conectividad inalámbrica en el interior de edificios o zonas muy localizadas, como centros comerciales, etc. Además, WiMAX ofrece, a diferencia de Wi-Fi, confiabilidad y prestaciones de calidad, propias de los servicios ofrecidos por un operador de telecomunicaciones, como escalabilidad y niveles de servicios garantizados.

De esta manera, y al contrario de lo que podría parecer, la tecnología WiMAX no compite directamente con las redes Wi-Fi actuales; al contrario, sobre el papel ambos tipos de redes son complementarios, cada uno en su parte correspondiente.