WiMAX - Teleco · 2019. 2. 22. · Além disso, o WiMAX suporta o serviço ponto a ponto de transporte para redes WiFi, redes corpora-tivas, operadoras celulares e governos. Em todos

WiMAXO caminho para a banda larga pessoal

�Promon Business & Technology Review

WiMAX

A popularização recente da tecnologia WiFi (wireless fidelity) nas redes locais vem ajudando a transfor-

mar a experiência dos usuários finais com a banda larga: permite que dispositivos se conectem à rede

local (LAN – local area network) e à Internet a velocidades de até 54 Mbps (banda larga), livres de cabos

e com portabilidade (e não mobilidade plena, conforme definida no próximo item), ainda que restrita

a 100 metros de cada ponto de acesso. Essa é a primeira experiência envolvendo banda larga móvel,

mas os usuários já demandam maiores áreas de cobertura para o serviço.

A experiência com mobilidade plena (em altas velocidades) e amplas áreas de cobertura, portanto, não

se origina no mundo da banda larga: foram as redes de telefonia celular que trouxeram comunicações

móveis para o dia-a-dia dos usuários. Redes celulares dos padrões GSM e CDMA foram concebidas

para abrangência metropolitana (MAN – metropolitan area network), proporcionando, sobretudo, o

serviço de voz, mas também de dados a baixas/médias taxas, por meio de protocolos adicionais, como

GPRS, EDGE, WCDMA e CDMA-2000 EV-DO, que oferecem taxas de vazão médias em torno de 40,

130, 400 e 500 Kbps, respectivamente. Nesse caso, os usuários reconhecem os atrativos das amplas

áreas de cobertura, mas demandam preços menores e maior largura de banda para serviços como

download e streaming de áudio e vídeo, por exemplo.

A figura abaixo compara as tecnologias existentes e a nova banda larga pessoal em relação aos critérios

de velocidade (taxa de transmissão de dados) e mobilidade.

Uma parcela crescente dos usuários finais de serviços de telecomunicações já está familiarizada com acessos em banda larga à Internet em seus escritórios, residências, hotéis e, mais recentemente, também em aeroportos, cafés e outros locais públicos, bem como com a conveniência do acesso móvel de voz com amplas áreas de cobertura, através de terminais celulares. Parcela cada vez maior desses usuários se interessa por novos serviços multimídia oferecidos numa rede que possa integrar aspectos de banda larga e mobilidade, que até hoje não se combinam totalmente.

Mob

ilida

de

Fixo

Portátil

Móvel

Banda estreita

Velocidade

Banda larga

Redes celulares

Rede públicade telefonia Cabo, DSL etc.

Banda larga pessoal

WiFi

O caminho para a banda larga pessoal

� Promon Business & Technology Review

Banda larga pessoal (ou Internet móvel a altas velocidades) é um conceito que combina acesso em

banda larga e mobilidade plena, permitindo velocidades desde 400 Kbps até mais de 4 Mbps por

terminal, além de liberdade para que os usuários se movimentem livremente no contexto geográfico

metropolitano, ou fora dele (roaming).

As características principais das redes de banda larga pessoal são, portanto:

• Amplas áreas de cobertura e acordos de roaming nacional e internacional para fora das áreas

metropolitanas.

• Mobilidade plena, permitindo manter a conexão com o provedor de serviço mesmo se deslocando a

velocidades de veículos automotores.

• Velocidades de acesso a dados de, no mínimo, 400 Kbps.

A banda larga pessoal suporta, ainda, uma ampla gama de serviços (incluindo telefonia IP), através de

terminais e redes fixas/móveis convergentes.

Mais recentemente, a tecnologia WiMAX (802.16) surgiu como uma opção potencialmente mais eco-

nômica em relação às tecnologias existentes, como celular, BWA (broadband wireless access) proprie-

tário e WiFi, para atender demandas de banda larga e mobilidade.


O que é WiMAX?

WiMAX (worldwide interoperability for microwave access) é uma tecnologia de banda larga sem fio

que, de acordo com as necessidades de cada aplicação, pode suportar acessos dos tipos: fixos, nomádi-

cos, portáteis e móveis, conforme a tabela a seguir:

Cenários de aplicação de WiMAX

Tipos de acesso Pontos de acesso Velocidade (deslocamento) Handoffs

Fixo Único Estacionário Não

Nomádico Múltiplos Estacionário Não

Portátil Múltiplos Baixas velocidades Sim

Móvel Múltiplos Altas velocidades Sim

Estação

WiMAX fixo

Laptops WiFi

CPE outdoor/indoor

Desktop

CPE (customer premises equipment)

WiMAX móvel

CartõesPCMCIA

LaptopsWiFi/WiMAX

CelularesWiMAX

CPE (customer premises equipment)

O WiMAX é baseado nos padrões IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 e ETSI

HiperMAN, sendo suportado pelo WiMAX Forum – consórcio mundial da indústria que reúne todos os

principais atores do que se denominou “ecossistema WiMAX”, e que objetiva promover globalmente

a tecnologia por intermédio de grupos de trabalho (marketing, rede, certificação, roaming, aplicação

etc.), bem como garantir a interoperabilidade dos equipamentos. Foram definidas duas versões da

tecnologia a fim de aperfeiçoar o atendimento a requisitos técnicos e mercadológicos dos serviços fixos

e móveis:

• 802.16-2004, também conhecido como WiMAX fixo, desenvolvido para acessos fixos e nomádicos. Já

existem produtos comerciais seguindo esse padrão, inclusive certificados pelo WiMAX Forum.

• 802.16e, também conhecido como WiMAX móvel, concebido para acessos portáteis e móveis. Produ-

tos comerciais de WiMAX móvel foram lançados em 2006 e a certificação do WiMAX Forum deverá

ocorrer nos próximos anos.


Por meio do trabalho de certificação, o WiMAX Forum é responsável pela garantia de interoperabilida-

de entre fabricantes, procurando gerar ganhos de escala na manufatura dos equipamentos WiMAX,

maior competitividade e proposta de valor superior.

O padrão IEEE 802.16-2004 (anteriormente conhecido como Revisão D ou 802.16d) foi aprovado em

julho de 2004, substitui as versões anteriores (802.16-2001, 802.16c e 802.16a) e especifica as cama-

das physical (PHY) e media access control (MAC) de sistemas destinados a aplicações fixas e nomádicas,

em condições LOS (line of sight) e NLOS (non-line of sight) e freqüências de 2 à 11 GHz. Duas técnicas

de multiplexação multiportadoras são suportadas: OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)

com 256 portadoras e OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) com 2048 portadoras.

Em dezembro de 2002, foi criado o grupo de trabalho 802.16e visando aperfeiçoar o suporte a serviços

móveis em freqüências abaixo de 6 GHz. O padrão 802.16e foi finalizado e aprovado em dezembro de

2005. O padrão IEEE 802.16e complementa os serviços do WiMAX fixo, suportando aplicações portá-

teis e móveis, condições de propagação LOS e NLOS, freqüências de 2 a 6 GHz e modulação SOFDMA

(scalable orthogonal frequency division multiple access).

A tabela abaixo apresenta um sumário das características de uso de WiMAX nas versões fixa e móvel:

Definição

Versão fixa

Atendimento a usuários de banda larga sem fio na área de cobertura de uma estação, sem permitir handoff entre elas.

Versão móvel

Banda larga móvel que permite handoff entre estações durante as sessões de voz/dados quando o usuário se desloca.

Padrão 802.16-2004 802.16e

Data de publicação Setembro de 2004 Dezembro de 2005

Facilidades Condições de propagação LOS e NLOS e Banda larga móvel e taxas de dados reduzidasmúltiplas larguras de canal. a velocidade de veículos automotores.

Aplicação Acesso fixo e nomádico Acesso portável e móvel


A proposta de valor do WiMAX baseia-se nos

principais itens apresentados a seguir:

Arquitetura flexível

Ponto-multiponto e ponto a ponto entre estação

e CPE.

Service level agreement (SLA)

Conforme os acordos de SLA entre o provedor de

serviço e cada usuário final, os QoSs (quality of

service) são gerenciados e fornecidos na rede.

DSL-like sem fio

A versão 802.16-2004 suporta banda larga fixa

equivalente às tecnologias cabeadas como o DSL

(digital subscriber line), com o adicional da no-

madicidade.

Banda larga pessoal

A versão 802.16e suporta banda larga pessoal,

portátil e móvel, com múltiplas aplicações de voz

sobre IP, dados e vídeo.

Mobilidade

Com a versão 802.16e, a tecnologia suporta

handoffs entre células para usuários deslocando-

se a velocidades de até 160 km/h.

Interoperabilidade

O WiMAX é baseado em padrões IEEE e certi-

ficado quanto à interoperação por laboratórios

selecionados pelo WiMAX Forum, o que garan-

te que um provedor de serviço possa escolher

equipamentos de diferentes fabricantes para sua

rede, e que usuários finais possam utilizar CPEs

em diferentes redes.

Área de cobertura

O WiMAX tem cobertura MAN e com os níveis

inferiores de modulação (BPSK ou QPSK) atinge

áreas de cobertura de dezenas de quilômetros.

Operação sem linha de visada (NLOS)

O WiMAX é baseado em tecnologia OFDM, que,

inerentemente, permite operação em condição

NLOS.

Grande capacidade

Operando nas modulações superiores 16-QAM

ou 64-QAM (para larguras de canal de 3,5 e 7

MHz), o WiMAX provê velocidades de acesso

em torno de 20 Mbps e 35 Mbps por portado-

ra, respectivamente.

Segurança

AES (advanced encryption standard) e 3DES (tri-

ple data encryption standard) na interface aérea

entre estação e CPE. Suporte a VLAN (virtual

local area network) para proteger os dados de

diferentes usuários.

QoS

Suporte às classes de serviços UGS, rtPS, nrtPS

e BE e otimização dinâmica conforme o mix de

tráfego na interface aérea.

Baixo custo

O WiMAX é um padrão aberto e mundial e, à

medida que houver escala de produção, existe

a possibilidade de que os preços médios asso-

ciados aos equipamentos se tornem inferiores

aos de outras tecnologias celulares e/ou pro-

prietárias.

Multimodulação

Aperfeiçoa o compromisso entre velocidade de

dados e robustez do enlace para cada usuário e

em cada canal (downlink e uplink).

Rapidez de implantação

Quando comparada à implementação de infra-

estruturas cabeadas, o WiMAX oferece rapidez

e simplicidade.


Mercado

A tecnologia WiMAX consiste num sistema convergente que permitirá que provedores de serviços

(operadoras fixas, móveis, alternativas/novos entrantes, de TV por assinatura etc.) atendam usuários

com serviços fixos, nomádicos, portáteis e móveis com uma infra-estrutura de rede única, a ser com-

partilhada por meio de portadoras WiMAX fixo e WiMAX móvel. Oferece, portanto, um caminho de

evolução para a banda larga pessoal.

Antes da certificação dos produtos baseados em 802.16e pelo WiMAX Forum, somente estarão dis-

poníveis os perfis de serviço fixo e nomádico, destacando-se a tecnologia WiMAX como alternativa

vantajosa para serviços DSL-like em ambientes urbano, suburbano e rural. As principais oportunidades

de mercado são:

• Serviços fixos de banda larga de dados voltados, principalmente, para residências e PME (pequenas

e médias empresas) em regiões pouco atendidas pelas redes DSL e HFC (hybrid fiber coaxial) das

operadoras fixas, de TV por assinatura e alternativas.

• Serviços fixos de banda larga de dados para prefeituras/governos.

• Serviços nomádicos de banda larga de dados para usuários corporativos que podem acessar o siste-

ma em múltiplos locais (escritório, clientes, hotel, residência etc.), agregando valor à oferta tradicio-

nal, ainda que sem handoff.

À medida que os produtos 802.16e vão amadurecendo para comercialização, é possível considerar a

adição de novas portadoras 802.16e aos equipamentos da rede WiMAX dos provedores de serviço e

atingir as oportunidades do mercado móvel.

Serviços portáteis e móveis de banda larga de dados constituem a oferta de banda larga pessoal − cuja

demanda vem crescendo nos mercados consumidor e corporativo –, estimulada pelas experiências com

banda larga fixa, WiFi e redes celulares.

A tabela abaixo sumariza as características dos mercados fixo e móvel:

Portadora PortadoraMercado Usuários Terminais �02.1�-200� �02.1�e

Fixo Fixo CPEs outdoor e indoor Sim Sim

Fixo Nomádico CPEs indoor e cartões PCMCIA Sim Sim

Móvel Portátil Laptops e cartões PCMCIA Não Sim

Móvel Móvel Laptops, cartões PCMCIA, PDAs e handsets Não Sim


Além disso, o WiMAX suporta o serviço ponto a ponto de transporte para redes WiFi, redes corpora-

tivas, operadoras celulares e governos. Em todos os serviços para usuários finais é possível adicionar

VoIP e, portanto, combinar telefonia IP fixa ou móvel à banda larga de dados, em ofertas convergentes,

especialmente atraentes para os mercados residencial e PME.

Por meio de múltiplas classes de serviço suportadas na interface aérea WiMAX, a rede comporta uma

variedade de serviços com diferentes requisitos de atraso e velocidade, como os listados a seguir:

Tipo de aplicação Serviço Banda

Jogos interativos em tempo real Jogos interativos 50-85 Kbps

Voz e videoconferência em tempo real VoIP 4-64 Kbps

Videofone 32-384 Kbps

Streaming de áudio e vídeo em tempo real Áudio (música) 5-128 Kbps

Videoclipes 20-384 Kbps

Streaming de filmes > 2 Mbps

Tecnologia da informação Mensagens instantâneas 250 bytes/mensagem

Navegação web > 500 Kbps

E-mail com anexos > 500 Kbps

Download de conteúdo Dados e filmes > 1 Mbps

Peer-to-peer > 500 Kbps

Oportunidades

O objetivo deste tópico é descrever as principais demandas e mercados que justificam o investimento

dos provedores de serviço na tecnologia WiMAX.

10 Promon Business & Technology Review

redes privadas

São utilizadas exclusivamente por uma única organização e, basicamente, fornecem, de maneira segu-

ra e confiável, enlaces dedicados de comunicação para agências, escritórios, lojas, embarcações etc.,

para tráfego de voz, dados e vídeo. Para o atendimento do mercado de redes privadas, os principais

requisitos são rapidez e simplicidade de instalação, segurança e desempenho. As operações privadas

no Brasil serão obrigadas a utilizar a faixa de freqüências não licenciada (5,8 GHz), em função das difi-

culdades para adquirir espectro licenciado em competição com os prestadores de serviços públicos.

Bancos, varejo, locadoras etc.

Grandes bancos, corretoras de valores, redes de varejo, locadoras de automóveis, seguradoras, postos

de gasolina etc. podem conectar suas agências, caixas eletrônicos, lojas, postos de atendimento etc.

espalhados por áreas metropolitanas, através de rede WiMAX própria, com grande capacidade de

transmissão de dados e segurança (por exemplo, criptografia de dados). Redes WiMAX permitem, ain-

da, que informações sensíveis a atraso sejam transmitidas sem prejuízo, como VoIP, videoconferência,

circuitos fechados de TV, transações em tempo real etc.

Embarcações, plataformas etc.

Empresas do ramo de petróleo e gás, portuárias ou de transporte marítimo podem conectar suas uni-

dades industriais e escritórios às plataformas, navios, embarcações etc. através de WiMAX, cobrindo

múltiplos quilômetros sobre o mar e suportando voz, dados, vídeo, comandos de manutenção e segu-

rança remotas, acesso remoto a bases de dados etc.

Grandes áreas

Áreas fabris, de construção civil, industriais, campus universitário etc. podem conectar vários prédios,

fábricas, canteiros etc. por meio de enlaces de alta capacidade WiMAX, ponto a ponto ou ponto-

multiponto de baixa latência, alto desempenho e segurança, substituindo circuitos cabeados sujeitos

a acidentes e com pouca flexibilidade. Em cada ambiente podem ser implantados hotspots de comu-

nicação com mobilidade.

Estação WiMAX

Rede IP Internet

Topologia de rede WiMAX para redes privadas

11Promon Business & Technology Review

governos

Os governos estão se engajando gradualmente em programas de inclusão digital e de utilização de

tecnologias sem fio nas áreas de segurança pública, saúde e educação, entre outras, a partir de re-

levantes experiências de cidades digitais, como Taipei (Taiwan), Filadélfia (EUA), Piraí (Brasil) etc. No

Brasil já existem modelos de custeio baseados em fundos federais ou por intermédio de PPPs (parcerias

público-privadas). Para o atendimento dos governos, os principais requisitos são simplicidade de insta-

lação/operação, abrangência e desempenho.

Inclusão digital

Prefeituras estão planejando atender seus cidadãos em municipalidades e áreas suburbanas ou rurais

pouco atendidas, com o objetivo de melhorar as condições de vida (saúde, educação e cidadania) e de

crescimento econômico local, usando recursos públicos, PPP ou parceria com provedor de serviço local.

A conectividade nessas áreas é crítica, sobretudo em países em desenvolvimento, em áreas inviáveis de

serem atendidas pelo provedor de serviços, principalmente para os serviços de voz e acesso à Internet e

a programas e portais do governo para agendamento de consultas e matrícula na rede de ensino.

Administração, educação e saúde

Muitas vezes as próprias instalações administrativas, escolas e hospitais da municipalidade não estão

interligados entre si e aos demais órgãos públicos. Através do WiMAX é possível conectá-los, compar-

tilhando dados, conteúdos de vídeo (educacionais ou médicos), videoconferência etc.

Segurança pública

Secretarias de segurança pública, polícia, bombeiros e delegacias podem ser interligados entre si e a

hospitais, por exemplo, através de WiMAX, agilizando a resposta em situações de emergência, comu-

nicação entre os grupos (por exemplo, com radiochamadas) e o compartilhamento de informações e

imagens. Outra aplicação nesse contexto é a videovigilância.

No governo também existem casos de utilização da tecnologia denominada WiMesh (baseada em IEEE

802.11 para ambientes outdoor, com uma topologia em que os hotspots WiFi se comunicam entre si

com enlaces sem fio). Nesse caso, o WiMAX fixo pode ser combinado a WiMesh para fornecer uma so-

lução de transporte para as redes WiMesh de pequeno alcance. O WiMAX também pode ser utilizado

para acessos que necessitam maior QoS.

Estação WiMAX

WiMesh

Rede IP Internet

Topologia de rede WiMAX para governos, combinando WiMAX e WiMesh na camada de acesso

(CPEs WiMAX outdoor e WiFi portáteis)


redes públicas

Redes públicas prestam serviços de telecomunicações para a sociedade, mediante contratos firmados

entre os provedores de acesso e os usuários finais (indivíduos, empresas etc.). Nas redes públicas, o

tráfego de voz, dados, VPN (virtual private network), vídeo, TV e multimídia são originados e/ou termi-

nados em dispositivos dos usuários finais (PCs, handsets, PDAs), sendo transportados pelos backbones

e redes de acesso dos provedores. Tecnologias disruptivas como o WiMAX oferecem oportunidades e

ameaças sem precedentes nas redes públicas, uma vez que viabilizam o acesso aos clientes finais de

maneira rápida e econômica, e suportar ofertas convergentes do tipo triple play (voz, Internet e TV)

ou mesmo quadruple play (voz, Internet, TV e mobilidade), propiciando a competição. Redes públicas

devem utilizar tecnologias que permitam coberturas amplas, flexíveis (múltiplos serviços) e econômi-

cas, uma vez que as concentrações de demanda não podem ser previstas com precisão. No caso de

serviços portáteis e móveis, são necessários cobertura contínua e suporte a handoff.

Serviços

Operadoras fixas, móveis, alternativas (novos entrantes) e de TV por assinatura oferecem acessos basea-

dos em múltiplas tecnologias, tais como DSL, fibra, cabo HFC, BWA proprietário, celular 2,5 e 3G, e se

deparam com os desafios da competição, das convergências de rede e de serviços, da última milha etc.

WiMAX fixo e móvel podem viabilizar ofertas integradas de acesso banda larga (voz, dados e vídeo) ou

banda larga pessoal (voz, dados, mobile TV e mobilidade) com recursos de segurança, QoS etc.

Infra-estrutura de suporte

Suportando o acesso das redes públicas, outra oportunidade que pode ser endereçada com WiMAX

nesse segmento é o transporte. Sua utilização é fazer a interligação entre POPs (pontos de presença) e

o backbone da rede, entre POPs e novos clientes corporativos, interconexão entre provedores de ser-

viço, interligação das estações das redes celulares ou de hotspots WiFi etc. Basicamente as operadoras

têm que investir em redes de rádio ponto a ponto proprietários ou fibra óptica, ou alugar circuitos

das operadoras fixas, o que se torna muitas vezes economicamente inviável. WiMAX pode fornecer a

solução de transporte IP de forma econômica, flexível e com grande capacidade.

Estação WiMAX

Transporte

WiFi

Rede IP Internet

Topologia de rede WiMAX fixo (CPEs indoor e outdoor) para redes públicas

1�Promon Business & Technology Review

Assim como foi verificado em relação à telefonia móvel, existem evidências baseadas em pesquisas e

trials de que uma parcela significativa dos usuários finais estará disposta a pagar um valor premium pela

combinação mobilidade/banda larga, em comparação a DSL/HFC. Esse valor premium é responsável

(em parte) pelo hype em torno do WiMAX móvel. Entretanto, sobretudo em países em desenvolvimen-

to, como o Brasil, as redes de banda larga cabeada são limitadas e há relevante potencial de mercado

para WiMAX fixo. Por exemplo: no Brasil há pesquisas de mercado que apontam para a duplicação

da penetração de banda larga residencial até 2010. Em áreas sem serviço de banda larga cabeada, a

tecnologia WiMAX fixo é a alternativa mais barata, de rápida implantação e flexível, e, em relação ao

WiMAX móvel, apresenta um melhor time to market, maior área de cobertura e capacidade.

Com o crescimento do número mundial de acessos WiMAX implantados, a tecnologia obterá ga-

nhos de escala na produção de chipsets e terminais, havendo, portanto, provável queda no custo de

aquisição dos insumos. A Intel atua como fomentadora de oportunidades de negócios com WiMAX,

incluindo investimentos em projetos, objetivando acelerar as implantações. A queda de preços finais,

sobretudo em terminais, viabilizará novos mercados e oportunidades de negócios. Há um compromisso

entre investir em tecnologia WiMAX e verificar uma vantagem competitiva em relação aos concorren-

tes (first mover) e aguardar a consolidação da tecnologia e a queda de preços.

Estação WiMAX

WiFi

Transporte

Rede IP Internet

Topologia de rede WiMAX móvel para redes públicas

1� Promon Business & Technology Review

Estratégias dos provedores de serviço

Operadoras fixas

A tecnologia WiMAX representa o surgimento de novas oportunidades e ameaças para as opera-

doras mais capilarizadas, com possibilidades de mudanças drásticas em suas ofertas e no ambiente

competitivo.

Para operadoras fixas, o WiMAX fixo permite, em primeiro lugar, complementar o atendimento básico

de banda larga em áreas que não podem ser atendidas com DSL ou fibra, por limitações técnicas ou

por inviabilidade econômica, ampliando a área de cobertura e expandindo a prestação de serviço.

As operadoras fixas devem considerar a ameaça que representa para seus negócios não investir em

WiMAX. O caráter disruptivo da tecnologia na última milha e as vantagens (nomadicidade) do WiMAX

em relação ao DSL, caso seja implantado por um concorrente ou nova entrante na mesma área de

serviço, podem, potencialmente, provocar a migração de parte dos usuários finais das operadoras

para acessos sem fio e portáteis.

O primeiro passo para as operadoras fixas tem sido definir estratégias de defesa em relação à concor-

rência. Num segundo momento, verificam se o WiMAX pode atender as áreas potencialmente mais

rentáveis e não cobertas por sua rede DSL – por exemplo, em cenários de invasão de outras áreas de

serviço – e se, no futuro, poderiam incluir serviços móveis (oferta quadruple play).

As principais questões estratégicas que permeiam a avaliação de WiMAX nas operadoras fixas são:

• Que áreas justificam utilizar a tecnologia para cobrir zonas onde DSL e fibra não são viáveis?

• Quais são as estratégias de defesa, caso a operadora não possa adquirir freqüências em sua região

de serviço? Nesse caso, movimentos de defesa devem ser antecipados ou o melhor é aguardar?

• Como prever receita e custos da operadora com serviços WiMAX nos próximos anos? Quais os im-

pactos na receita da oferta de WiMAX pelos concorrentes?

• Vale entrar no negócio de acesso portátil/móvel, incluindo voz, com a tecnologia WiMAX?

• Qual a melhor estratégia no caso de operadoras consolidadas ou em processo de convergência?


Operadoras móveis

As operadoras móveis se valem de importante vantagem em relação às demais: a implantação de Wi-

MAX é muito similar à das redes celulares e os cell sites existentes podem, via de regra, ser utilizados

para a nova rede sem fio, principalmente em áreas metropolitanas, em que o custo e o prazo para

aquisição de sites é fator crítico de sucesso. Operadoras móveis do peso da KDDI (Japão), Sprint Nextel

(EUA), TIM (Itália) etc. já anunciaram adesão ao WiMAX móvel, com estratégia de oferta convergente

de serviços baseados em IP, incluindo voz.

As principais questões estratégicas que permeiam a avaliação de WiMAX nesse caso são:

• Justifica-se utilizar a tecnologia para oferecer banda larga fixa para mercado corporativo?

• WiMAX é interessante como solução de transporte IP nativo para redes 3G?

• Vale utilizar a tecnologia em complemento à oferta de serviços celulares 2,5 e 3G em curso? Existem

complementaridades e diferenças de custo entre as tecnologias? (Operadoras móveis 3G possivel-

mente enfrentarão maiores dificuldades para justificar aos acionistas investimentos em WiMAX).

• Quais serão os impactos da comercialização de dispositivos VoWiMAX (voice over WiMAX) no negó-

cio de voz celular?

• Existem estratégias de defesa em relação a novas entrantes e operadoras de TV por assinatura?

• Os ativos (cell sites) e a expertise da operadora asseguram vantagem competitiva em relação aos

concorrentes, incluindo novas entrantes?

• Quais são as estratégias de defesa, caso a operadora não possa adquirir freqüências em sua região

de serviço?

Operadoras alternativas e novas entrantes

A demanda que surge das operadoras alternativas (CLEC – competitive local exchange carrier), e ISP/

WISP (internet service provider/wireless ISP) é, provavelmente, o mais importante vetor de crescimento

da tecnologia WiMAX.

Essas empresas reconhecem as vantagens estratégicas e de custos da tecnologia em relação a DSL,

fibra, rádio ponto a ponto proprietário etc. Operadoras alternativas e ISPs têm uma nova oportunidade

para contornar a barreira da última milha, usando uma topologia ponto-multiponto sem fio. Portanto,

a tecnologia WiMAX contorna as concessionárias locais e compete com elas com eficiência e indepen-

dência. Exemplos de ISPs que usam WiMAX são Clearwire e Towerstream (EUA), Iberbanda (Espanha),

Neovia (Brasil), entre outras.

As principais questões estratégicas que norteiam a análise de WiMAX são:

• Em quais modelos é viável usar a tecnologia para ofertar serviços de voz e dados, fixos e móveis,

competindo com as operadoras tradicionais?

• Há espaços nos mais populosos e rentáveis mercados do Brasil? Ou as operadoras entrantes devem

se direcionar para nichos ou mercados menores?

• Vale incluir no futuro a oferta de serviços móveis baseados em WiMAX?

• Justifica-se ser líder em nichos de mercado, como os segmentos do mercado corporativo, em vez de

apresentar uma oferta abrangente?


Operadoras de TV por assinatura

As operadoras de cabo consideram a mobilidade como peça-chave para o futuro próximo, ganhando

competitividade com ofertas convergentes quadruple play. As primeiras iniciativas de quadruple play

manifestaram-se por meio de parcerias como é o caso Sprint-Comcast (EUA), mas o WiMAX 802.16e

também pode constituir o braço móvel da estratégia. Em áreas em que a operadora não tem infra-

estrutura HFC instalada, o WiMAX também pode implementar a rede fixa de IPTV, dados e VoIP, ainda

que com limitações de banda.

Os sistemas existentes DTH (direct to home) permitem que operadoras ofereçam TV e dados, com a

desvantagem, principalmente, de um elevado atraso no enlace de satélite. Algumas operadoras detêm

licenças de MMDS e espectro de 2,5 GHz, que constituirá a principal faixa para WiMAX móvel.

As principais questões estratégicas em análise são:

• Vale investir em rede móvel própria ou procurar complementação de oferta com parceiros?

• Já podem ser considerados modelos de MVNO (mobile virtual network operator)?

• Operadoras de TV por assinatura que operam redes de MMDS (multichannel multipoint distribution

service) têm uma importante vantagem competitiva na migração para quadruple play?

wimax fixo ou móvel?

A decisão de investimento em rede 802.16-2004 ou 802.16e depende basicamente dos tipos de ser-

viços que se pretende prover, do modelo de negócios da operadora e do tempo de disponibilização

comercial das tecnologias. Ou seja, ainda há espaço para modelos rentáveis com WiMAX fixo.

Por exemplo: operadoras móveis que planejam construir uma rede em overlay para complementar a

oferta de 2,5 G (acessos portáteis/móveis a partir de laptops) escolheriam a versão 802.16e diretamen-

te, como alternativa ao 3 G. A mesma operadora, planejando complementar sua oferta com banda lar-

ga fixa, mercado corporativo, escolheria 802.16-2004. Da mesma forma, um WISP fornecendo acesso

em áreas suburbanas ou rurais optaria, provavelmente, por produtos 802.16-2004, mais econômicos

e já certificados.

Os modelos de negócio das redes fixas e móveis têm parâmetros bastante diferentes e focalizam

segmentos de mercado fundamentalmente diversos, com diferentes perfis de tráfego, benchmarks

de desempenho, elasticidade de preço, SLA etc. Cada versão de WiMAX foi otimizada para atingir os

requisitos desses mercados.

É certo que ambas as versões de WiMAX suportam as funcionalidades básicas do serviço fixo/nomádi-

co. Entretanto, basicamente, a versão 802.16-2004 possui maior capacidade por setor e abrangência,

além de suportar faixas de freqüência não licenciadas.

Portanto, para implantação de serviços fixos/nomádicos há benefícios intrínsecos na tecnologia 802.16-

2004, como a certificação do WiMAX Forum, além de:

• Tecnologia com engenharia e otimização mais simples, baseada em modulação OFDM.

• Freqüências licenciadas e não licenciadas (o WiMAX móvel utilizará apenas faixas licenciadas).

• Maior capacidade por setor, uma vantagem especialmente valiosa para as redes privadas.

• Entrega imediata, produtos certificados e prontos para comercialização.


Em contrapartida, a complexa tecnologia de interface aérea da versão 802.16e permite:

• Link budgets típicos de rede móvel e cobertura indoor.

• Handoff.

• Gerenciamento flexível de espectro.

• Serviços multicast e broadcast.

Os dois padrões co-existirão atendendo a crescente demanda de banda larga nos mercados fixo e mó-

vel. Ou seja, os provedores de serviço devem considerar no seu plano de negócios:

Mercados-alvo

Se os provedores de serviço priorizam usuários corporativos e residenciais em ambientes fixos LOS e

NLOS, devem utilizar 802.16-2004 e um mix de CPEs com antenas externas e internas. Antenas exter-

nas resultam em melhor link budget, capacidade e alcance. Antenas internas têm menor custo.

Espectro

WiMAX fixo e móvel terão apenas a faixa de 3,5 GHz em comum, sendo que a faixa mais indicada para

802.16e é 2,5 GHz (cobertura contínua com menor quantidade de sites). O 802.16-2004 ainda possui

produtos em 5,8 GHz. Em alguns casos, a escolha do provedor de serviço dependerá do espectro dis-

ponível para a implantação.

Regulatório

A Anatel e outras agências reguladoras internacionais especificam quais faixas de freqüências só se

destinam a serviço fixo ou mobilidade com restrições.

Time to market

Time to market do projeto para garantir uma vantagem competitiva.


Regulatório

Não apenas a base regulamentar e os preços de aquisição das faixas de freqüência destinadas a WiMAX

são relevantes, mas também os tipos de serviço (fixo ou móvel) que podem ser oferecidos e a quanti-

dade máxima de blocos do espectro que podem ser atribuídos por operadora. Em tese, quanto maior

o número de operadoras dividindo o espectro total disponível em cada faixa, menor a capacidade

suportada pelas redes e mais pobre a oferta de serviços de banda larga.

Para cada tecnologia, o WiMAX Forum vem definindo perfis de faixas de freqüências a serem regula-

mentadas em cada país (sempre que possível, a escolha de faixas leva em conta a disponibilidade glo-

bal). Além das faixas propriamente ditas, outro parâmetro que diferencia os perfis de WiMAX é o modo

de duplexação: TDD (time division duplex) transmite todo o conteúdo estação-CPE (uplink e downlink) no

mesmo canal de freqüência; ao contrário, FDD (frequency division duplex) utiliza os canais aos pares,

um para o uplink e outro para o downlink, como nas redes celulares.

WiMAX fixo

A tabela seguinte lista os perfis definidos pelo WiMAX Forum para 802.16-2004, em TDD e FDD. O

principal perfil é o de 3,5 GHz (freqüência licenciada), em relação à disponibilidade de produtos comer-

ciais. A freqüência de 5,8 GHz é aberta (não licenciada), mas tem restrição de potência de transmissão.

A exceção aos 3,5 GHz são os Estados Unidos, que utilizam 2,5 a 2,7 GHz (Sprint Nextel e Clearwire).

No Brasil, o perfil 3,5 GHz tem mobilidade restrita.

WiMAX móvel

A tabela a seguir mostra os perfis já definidos pelo WiMAX Forum para 802.16e, todos em TDD. As

bandas de 2,3 GHz são utilizadas na Coréia; as de 2,5 GHz, nos Estados Unidos, Japão e Austrália.

Entretanto, a Europa definiu 2,5 GHz para redes celulares WCDMA (wideband CDMA) e o Brasil, para

as operadoras de TV via MMDS (futuramente serviços de comunicação multimídia).

Freqüência (MHz) Duplexing Canais (MHz)

3400-3800 TDD 5, 7 e 10

3300-3400 TDD 5, 7 e 10

2496-2690 TDD 5 e 10

2305-2320 e 2345-2360 TDD 5 e 10

2300-2400 TDD 5, 8,75 e 10

Freqüência (MHz) Duplexing Canais (MHz)

3400-3600 TDD 3,5 e 7

3400-3600 FDD 3,5 e 7

5725-5850 TDD 10


Tecnologia

WiMAX fixo

A primeira versão do padrão 802.16, publicada em 2001, suportava apenas transmissão em condição

LOS e em freqüências de operação entre 10 e 66 GHz. O padrão atual de WiMAX fixo 802.16-2004

opera entre 2 e 11 GHz, conforme definido desde a revisão 802.16a (2003). Essa diferença funda-

mental permitiu suportar ambientes NLOS e três novas especificações de interface aérea (camada fí-

sica): portadora única, OFDM multiportadoras com 256 pontos FFT (fast fourier transform) e OFDMA

multiportadoras com 2048 pontos FFT. A especificação OFDM-256 foi amplamente adotada pelos

fabricantes.

As principais características da camada física do padrão 802.16-2004, que o posicionam como uma

tecnologia robusta e espectralmente eficiente em diversas condições de canal, são listadas na tabela

a seguir:

Recursos Benefícios

Modulação OFDM 256 pontos FFT Suporte a multipath em condições LOS e NLOS outdoor.

Modulação adaptativa e códigos Garantia de um enlace de RF (radiofreqüência) robusto ecorretores de erros variáveis (BPSK, máxima velocidade para cada usuário.QPSK, 16-QAM e 64-QAM)

Suporte a duplex TDD e FDD Atendimento às especificações das agências reguladoras dos países.

Tamanhos flexíveis de canal Flexibilidade para operar em diferentes faixas de freqüência e países.

Suporte a antenas inteligentes (MIMO, AAS) Supressão de interferência e aumento de capacidade.


Além disso, os produtos voltados para faixas de operação não licenciadas têm recursos de alocação

dinâmica de freqüência e de space-time coding, otimizando o desempenho nessas situações.

Na camada MAC, o WiMAX se caracteriza por uma estrutura de controle de acesso com agendamento,

ou seja, a estação aloca intervalos de tempo predeterminados (TDM) para cada fluxo (usuário final) no

quadro ponto-multiponto. Desse modo, pode garantir, para cada cliente, os SLAs de velocidade, atraso

e jitter. Além disso, suporta múltiplas classes de serviço, modulação adaptativa, segurança e controle

de potência da estação e dos terminais, conforme abaixo:

Classe QoS Aplicação

UGS E1

rtPS VoIP, streaming de áudio e vídeo e jogos interativos

nrtPS FTP

BE Transferência de dados e navegação web

Recursos Benefícios

Agendamento TDM/TDMA Uso eficiente de banda (bits/Hz).nos enlaces de uplink e downlink

Orientado à conexão QoS por sessão e rapidez no roteamento e encaminhamento de pacotes.

Classes de serviço de QoS Baixas latências para os serviços em tempo real e otimização de capacidade.

ARQ (automatic retransmission request) Aumento de desempenho fim a fim, resolvendo os erros da camada de RF para as camadas superiores.

Segurança Encriptação (3DES), proteção à privacidade dos usuários.

Controle automático de potência Permite topologias celulares, reduzindo interferências entre células.

O requisito de QoS é definido por service flow e mapeado no backbone via DiffServ ou MPLS, garantindo

qualidade de serviço fim a fim. Abaixo a definição das classes de serviço da camada MAC do WiMAX:

21Promon Business & Technology Review

WiMAX móvel

A versão 802.16e, finalizada em dezembro de 2005, apresenta recursos de interface aérea otimizados

para suportar as rápidas variações características da propagação em ambientes móveis e terminais de

baixa potência. Essa versão suporta handoff com latência inferior a 50 ms, suficiente para VoIP, e

roaming (registro em redes WiMAX visitadas).

Em vez de OFDM, utiliza SOFDMA, trazido para o padrão a partir da especificação do WiBRO coreano.

Ambas as técnicas dividem cada canal de transmissão em subportadoras. A diferença básica é que,

enquanto o OFDM aloca todo o canal para um único usuário a cada intervalo de tempo (por meio de

agendamento), o SOFDMA permite a divisão em subcanais com quantidades variáveis de subportado-

ras e aloca, simultaneamente, subcanais para usuários diferentes. A flexibilidade de dedicar diferentes

quantidades de banda por usuário permite gerenciar potência de transmissão e, portanto, interferência

e velocidade.

Além disso, o 802.16e oferece melhorias no suporte a antenas MIMO (multiple input multiple output)

e AAS (adaptive antenna systems), uma nova tecnologia de antenas que contribui para aperfeiçoar

significativamente o link budget, inclusive visando dar suporte à cobertura indoor. As larguras de canal

suportadas com 802.16e variam de 1,25 a 20 MHz.

Por se tratar de métodos de modulação distintos, um CPE OFDM não pode operar em rede OFDMA/

SOFDMA e vice-versa. Já existem CPEs e estação duais.

O WiMAX móvel é uma solução de banda larga convergente para serviços fixos e móveis, implemen-

tados na mesma portadora. Também é possível equipar uma estação WiMAX 802.16-2004 com placas

de portadoras WiMAX fixo e móvel, resultando num sistema convergente com serviços fixos e móveis

em portadoras (canalizações) distintas.

comparação com outras tecnologias

O principal diferencial das modulações baseadas em OFDM em relação a CDMA (técnica na qual se

baseiam as soluções celulares de terceira geração) é a eficiência espectral. Outros aspectos que podem

ser considerados são:

• A modulação OFDM (WiFi, WiMAX) é mais robusta, permitindo atingir velocidades de até 100 Mbps

(WiFi 802.11n), baixas latências e custos inferiores aos das tecnologias 3G.

• Sistemas WiMAX fixos utilizam CPEs com antena externa, atingindo maiores coberturas e taxas de

vazão do que os correspondentes sistemas celulares. Sistemas WiMAX móveis, por sua vez, utilizam

dispositivos como handsets, PDAs, cartões USB e PCMCIA etc.

• A tecnologia WiMAX móvel oferece importantes vantagens em relação aos sistemas 3G existentes,

sobretudo antenas MIMO e antenas adaptativas AAS.

• Os padrões de tecnologias celulares 3GPP (GSM) e 3GPP2 (CDMA) vêm desenvolvendo dois cami-

nhos de evolução para competir com o desempenho e a eficiência espectral do WiMAX: por meio de

modulação CDMA (enhanced HSPA e 1x EV-DO Rev. B, respectivamente) e alterando a modulação

para OFDMA (UTRAN LTE – long term evolution) e 1xEV-DO Rev. C.

• WCDMA permite ofertas de dados a taxas modestas, quando comparado com os sistemas WiMAX.


Considerações finais

Percebe-se, portanto, que o WiMAX representa uma tecnologia potencialmente interessante para auxi-

liar operadoras de telecomunicações e corporações a atenderem demandas relacionadas com a exten-

são da conectividade – seja como complemento ao tradicional DSL no campo das fixas (vale raciocínio

similar para MSOs – multi-system operator/HFC), seja como opção para transporte no campo das

móveis (ou mesmo na forma de complemento a 2,5/3 G), seja como meio de entrada por parte de ope-

radores alternativos, ou ainda sob a forma de enlaces de comunicação no contexto de multiplicação

de conectividade no mercado corporativo. É possível também que o WiMAX desempenhe um papel

relevante no suporte à concretização de iniciativas do tipo inclusão digital (WiMesh/MAX, hotspot e

transporte) e segurança pública.

Naturalmente, o WiMAX se coloca muitas vezes frente a frente com outras tecnologias que, inde-

pendentes ou combinadas, podem representar caminhos alternativos para o atendimento das de-

mandas de conectividade do mercado. Quando do exercício de análise técnico-econômica, 802.16

pode traduzir-se ora como complementar a algumas delas, ora como substituta – dependendo das

premissas adotadas, do peso conferido a cada uma delas, das condições de contorno e dos objetivos

a serem atingidos.

Apesar disso, e à luz da expectativa de gradual disponibilização de maior variedade de CPEs, com con-

seqüente redução de seus custos por causa do efeito escala e avanços em funcionalidades, espera-se

que o WiMAX exerça papel fundamental na viabilização da tão sonhada banda larga pessoal – e que

desenvolvedores de tecnologia, prestadores de serviço e, principalmente, clientes finais possam ser os

maiores beneficiados.

Para conhecer mais sobre este e outros temas e descobrir o que a Promon pode

fazer por sua empresa, entre em contato conosco: [email protected]

WiMAX

Av. Pres. Juscelino Kubitschek, 183004543-900 São Paulo SP

Praia do Flamengo, 15422210-906 Rio de Janeiro RJ

Brasil

www.promon.com.br

© 2007 Promon S.A. – Todos os direitos reservados. Promon Business & Technology Review é uma publicação da Promon S.A., de distribuição gratuita e com circulação dirigida a clientes, parceiros e empresas cadastradas. A reprodução total ou parcial desta obra depende de prévia autorização expressa e por escrito da Promon. As infor-mações contidas nesta publicação são baseadas em conceitos testados e empregados no desenvolvimento de projetos específicos e estão sujeitas a alterações de acordo com o cenário de mercado e os objetivos de cada projeto.

Texto

Cyro Hemsi

Colaboração

Carlos Pingarilho

Coordenação

Danilo Sella

Supervisão

Jorge Leonel

Renata Randi

Projeto gráfico

Art Urb

Ilustrações

Mauro Nakata

Revisão

Escrita

O caminho para a banda larga pessoal

v.JUL07

Documents

WiMAX - Teleco · 2019. 2. 22. · Além disso, o WiMAX suporta o serviço ponto a ponto de transporte para redes WiFi, redes corpora-tivas, operadoras celulares e governos. Em todos