WiMaxLTE

Redes Inalámbricas Metropolitanas

WiMax• El estándar IEEE 802.16 se lanzó en octubre del 2001.• El propósito es crear una interfaz de radio de banda

ancha inalámbrica.• Inicialmente WiMAX se lanzó para operar en el rango de

frecuencias de 10GHz a 66 GHz con línea de vista LOS.• Se visualizan diferentes frecuencias que van de 2GHz a

11GHz sin línea de vista NLOS.• El día 13 de Marzo del 2006 se estableció la política para

servicios de banda ancha y otras aplicaciones en las bandas de frecuencias del espectro radioeléctrico 902 a 928 Mhz; 2,400 a 2,483.5 MHz; 3,600 a 3.700 MHz; 5,150 a 5,250 MHz; 5,250 a 5,350 MHz; 5,470 a 5,725 MHz y 5,725 a 5,850 MHz

WiMax• WiMAX es diseñada para una red de área

metropolitana con cobertura de 50 km por celda y tasas de transmisión de hasta 70 Mbps, utilizando la tecnología portátil LMDS (Local Multipoint Distribution Service).

•

Componentes WiMax• CPE (Customer Premises Equipament, Equipo

Local de Cliente).o Outdoor en 2005 entre 350-500 USDo Indoor en 2006 aproximandamente 250 USD.

Componentes WiMax• WiMAX portable Si-CPE• Si-CPE son las siglas de la terminal WiMAX de fácil

instalación (Self-Install). Esta terminal es una Unidad Suscriptora diseñada para aplicaciones Indoor. Cuenta con chip integrado WiMAX Pro/Wireless 5116 de Intel. Dicha terminal no requiere de orientación hacia la estación base, esto es debido a que incluye seis antenas integradas y no requiere de servicio técnico especializado y con esto se consigue una cobertura de 360º.

Componentes WiMax

Base WiMax• La Estación Base del sistema inalámbrico WiMAX es el

elemento que se identifica normalmente con un operador de comunicaciones.

• Puede ser una torre como tal en donde son insertadas las antenas o bien puede ser una edificación en algún lugar elevado, como otro edificio.

• Las antenas ubicadas en este extremo pueden ser omnidireccionales, sectoriales, es decir, de muchas direcciones y/o que cubran sectores específicos de cobertura, o antenas de panel, para conexiones punto a punto, cuando se requiere cubrir una distancia considerable y se necesita una tasa de mayor transferencia.

Base WiMax• Torres WIMAX: dan cobertura de hasta 8,000

km2 dependiendo de la señal transmitida, es decir, si formamos un rectángulo de 80 km * 100 km en un diseño de red y dependiendo de la ubicación de las antenas y la zona, en un comportamiento meramente teórico, podría cubrirse y/o tener un roaming adecuado a la distancia que WiMAX alcanza de acuerdo al estandar.

• Receptores: tarjetas que se conectan directamente a nuestro ordenador, portátil, PDA, entre otros dispositivos para tener el acceso

Tipo de Conexión• NLOS (Non Line Of Sight): Cuando objetos se

interponen entre la antena y el receptor, es decir, los CPE de usuario, sus frecuencias se operan entre los 2 y 11 Ghz para evitar interferencias por la presencia de objetos y su cobertura es de 65 Km2

• LOS (Line Of Sight): Cuando no haya nada que se interponga y hay contacto visual directo, las frecuencias que se operan van desde los 12 y 66 Ghz, consiguiendo un radio de cobertura muy alto, en donde las conexiones pueden alcanzar las mayores tasas de transmisión.

Diseño Red WiMax

PMP 802.16d Mesh 802.16e

Aplicaciones WiMax

Aplicaciones WiMax

Ventajas y Desventajas WiMax

• Ofrecer acceso a Internet a aquellas empresas que se encuentran fuera del alcance del DSL o que no son parte residencial del cableado estructurado y en zonas de difícil acceso como sitios pocos poblados, zonas rurales, etc., teniendo un alcance máximo de 50km.

• Esta tecnología soporta una gran cantidad de usuarios  por canal, ancho de banda, y se adecúa tanto para tráfico continuo y/o paquetes de información siendo una tecnología independiente de protocolo.

Ventajas y Desventajas WiMax

• Soporte múltiples servicios simultáneamente, lo cual resulta apropiado para la transmisión de voz sobre IP, datos y vídeo.

• Soporta redes de tercera generación (3G), lo cual mejora la eficiencia espectral llegando a conseguir 5 bps/Hz. La tecnología 3G pertenece a las llamadas “antenas inteligentes” las cuales emiten un haz muy estrecho que se mueve electrónicamente para enfocar siempre al receptor lo que hace que se eviten las interferencias entre canales cercanos y consume menos potencia por ser un haz más concentrado.

Ventajas y Desventajas WiMax

• En cuanto a su seguridad, contiene medidas para la autenticación de usuarios y la encriptación de los datos.

• Es de instalación rápida y sencilla, y su precio es realmente competitivo a comparación con otras tecnologías de acceso inalámbrico como lo es Wi-Fi.

• No requiere de torres sino únicamente el despliegue de estaciones base (BS) que están compuestas por antenas emisoras y receptoras con la capacidad de brindar servicio aproximadamente a unas 200 estaciones suscriptoras (SS) que pueden dar cobertura a edificios completos.

• Permite la conexión sin línea de vista, es decir, con obstáculos interpuestos.

• Mejora, simplifica y abarata el acceso a Internet.

Ventajas y Desventajas WiMax

• La limitación de potencia para la prevención de interferencias con otros sistemas.

• Alto consumo de energía en los dispositivos.• Enlaces a larga distancia requieren de Ingeniería

sofisticada para su diseño e implementación, lo cual hace aumento significativo de los costos  iniciales.

CARACTERÍSTICAS DESCRIPCIÓN

Sin línea de vista

No requiere línea de vista entre antena y equipo suscrito.

 

Modulación OFDM

Permite la transmisión simultánea de varias señales. Usa

espaciamiento ortogonal de frecuencia para prevenir

interferencias.

 

Antenas inteligentes

Soportan mecanismos que mejoran la eficacia espectral

en redes inalámbricas y diversas antenas.

Topología punto-multipunto y de malla Soporta topología de punto a multipunto y de malla para

conectar suscriptores

 

Calidad de servicio (QoS)

Califica la operación NLOS sin que la señal se distorsione

por la existencia de edificios, o condiciones climáticas.

Seguridad El estándar 802.16 utiliza certificaciones X.509 usando

DES en modo CBC.

Bandas bajo licencia Opera en bandas de 2.3 GHz para comunicaciones

exteriores.

Canalización 5MHz y 10 MHz

Codificación Adaptativa

Modulación Adaptativa

Ecualización Adaptativa

Potencia de transmisión Controlada

Aplicaciones Voz, video y datos

Protocolos TFTP y DHCP

LTE• LTE (Long Term Evolution) es un estándar de

comunicaciones móviles desarrollado por la 3GPP, la asociación que desarrolló y mantiene GSM (Global System for Mobile communications) y UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

• LTE nació pensando en cubrir principalmente las siguientes necesidades:o Los usuarios quieren una conexión de datos que descargue y suba a

más velocidad.o Los fabricantes y operadores quieren un estándar menos complejo y

que reduzca los costes.

LTE  WCDMA

(UMTS)

HSPA

HSDPA /

HSUPA

HSPA +

 

LTE

 

Velocidad de

descarga(bps)

384 k 14 M 28 M 100M

Max. de velocidad

(bps)

128 k 5.7 M 11 M 50 M

Latencia 150 ms 100 ms 50 ms (max.) 10 ms

Metodología de

acceso

 

CDMA

 

CDMA

 

CDMA

 

 

OFDMA/

SCFDMA

Características LTE• Velocidades de 300 Mb/s de bajada y 75 Mb/s de

subida, con 2 antenas en la estación base.• Ancho de banda regulable hasta 20 MHz.• Multiplexado OFDMA para el canal de bajada y

SC-FDMA para el canal de subida. Aprovecha al máximo el ancho de banda disponible.

• Tamaños de celda de 5 a 100 km, dependiendo del número de usuarios y la velocidad de su transmisión.

• Posibilidad de usar técnicas MIMO

Red LTE

 

TECNOLOGÍA

 

ESTÁNDAR

BANDA

DE

TRANSMISIÓN

ANCHO DE

BANDA DEL

CANAL

 

ENCRIPTACIÓN

 

MODULACIÓN

 

Wi-Fi

 

802.11

 

2.4-5 GHz

 

20 MHz

 

WPA, WEP

 

PSK, QPSK,

OFDM

 

 

WiMAX

802.16  

 

10-66GHz

 

 

1.25-20MHz

 

 

 

x.509 con DES en

modo CBC

 

 

OFDM802.16a

802.16c

802.16d

802.16e

802.16m

LTE 802.16

802.16e

326Mbps en

2X20 MHz con

4X4 MIMO

 

40 MHz

AKA

Criptografía

simétrica 

 

OFDM

 

TECNOLOGÍA

 

ALCANCE

 

 

SEGURIDA

D

 

INTEROPERABILIDA

D

 

TECNOLOGÍ

A

DE ACCESO

 

QoS

 

Wi-Fi

 

100 Mts.

 

NO

 

SÍ

 

CSMA/CA

Los últimos equipos

trabajan con el estándar

802.11e, asignando

prioridades al tráfico en

tiempo real como la voz.

 

WiMAX

LOS: 50

Km

aprox.

NLOS:

3Km

aprox.

 

SÍ

 

NO

 

DAMA-

TDMA

Proporciona un servicio

orientado a conexión y

además permite realizar

peticiones de ancho de

banda y asignación de

prioridades para tráfico de

tiempo real.

 

LTE

 

100

Kilómetro

s

 

SÍ

 

NO

 

TDMA

Permiten al operador de la

red manejar

diferenciadamente cada uno

de los servicios dando un

trato preferente a aquellos

usuarios exigentes en

consumo de recursos de red.

Referencias• Flores, C. and Miranda, K. (2015). Análisis

comparativo de la tecnología WiMax y LTE. Tesis de Ingeniería en Telemática. Universidad de Colima.