WiMAX
1) Introdução
- Apresentar os conceitos básicos sobre a tecnologia
WiMAX, é uma versão bem mais veloz do Wi-Fi. Ela nasceu da necessidade de se ter uma tecnologia sem fio de banda larga com longo alcance e alta taxa de transmissão.
Opera na faixa de freqüência de 10 a 66 GHz e requer visada direta, LOS(Line-Of-Sight), tem um alcance de 50 km e opera com taxas de transmissão entre 32 Mbps e 134Mbps, com canal de 28 MHz, atendendo centenas de usuários. Utiliza as modulações: QPSK, 16 QAM e 64 QAM. Projetado para padronizar implementações LMDS (Local Multipoint Distribution System – Serviço de Distribuição
Multiponto Local).
- Descrever os principais fornecedores/desenvolvedores
- Airspam - http://www.airspan.com
- Alvarion - http://www.alvarion.com
- Aperto Networks - http://www.apertonet.com
- Axxcelera Broadband Wireless - http://axxcelera.com
- Beceem - http://www.beceem.com
- E.T. Industries - http://www.etiworld.com
- Intel Corporation - http://www.intel.com/netcomms/technologies/wimax/
- Motorola - http://www.motorola.com
- Nokia Siemens Networks - http://www.nokiasiemensnetworks.com
- Posdata - http://www.posdata.co.kr/eng/
- Redline Communications - http://www.redlinecommunications.com
- Runcom Technologies Ltd. - http://www.runcom.com
- Samsumg - http://www.samsung.com
- Selex Communications - http://www.selex-comms.com
- Sequans Communications - http://www.sequans.com
- Siemens AG - http://www.siemens.com
- SR Telecom - http://www.srtelecom.com
- Telsima - http://www.telsima.com
-Wavesat Inc. - http://www.wavesat.com
- ZyXEL Communications Corp. - http://us.zyxel.com/web/index.php
- Apontar cronologia de evolução
Em julho de 1999, iniciou-se o trabalho de pesquisa para regulamentar o padrão 802.16 pelo IEEE, sendo este aprovado em abril de 2002. Oficialmente o padrão é chamado “Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems” (interface aérea para sistemas fixos de acesso sem fio de banda larga). Porém muitas pessoas chamam de WMAN (Wireless Metropolitan Área Network – rede metropolitana sem fio) e ainda sendo mais divulgado por WiMAX (Worldwide Interoperability for Microware Access - Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas, nome dado por um grupo de indústrias conhecido como “WiMAX Forum”) e é conhecido como o padrão 802.16. A primeira versão do padrão IEEE 802.16, homologada em dezembro de 2001
- Destacar pontos relevantes
Diminui custos de infra-estrutura de banda larga para conexão com o usuário final (last mile). Deverá ter uma aceitação grande por usuários, seguindo a tecnologia Wi-Fi (802.11) e diminuindo ainda mais os custos da tecnologia. Possibilitará altas taxas de transmissão de dados. Possibilitará a criação de uma rede de cobertura de conexão de Internet similar à de cobertura celular, permitindo acesso à Internet mesmo em movimento.
2) Funcionamento
- Explicar os princípios básicos de funcionamento
Na prática, o WiMAX funciona como o WiFi, mas a velocidade mais alta, em distâncias maiores e para um número bem maior de usuários. O WiMAX poderia acabar com as áreas que hoje não têm acesso à internet de banda larga porque as empresas de telefonia e TV a cabo ainda não levaram os fios necessários até estes remotos locais.
- Mostrar o fluxo de uma transmissão/recepção
- Desenhar topologia/arquitetura
- Detalhar elementos que fazem parte de todo o processo
A topologia e a arquitetura de rede especificada pelo IEEE 802.16ª estão ilustradas na figura da topologia da tecnologia anterior. São definidos os elementos Base Station (BS) e Subscriber Station (SS). A BS realiza a interface entre a rede sem fio e uma rede-núcleo (Core Network), suportando interfaces IP, ATM, Ethernet ou E1/T1. A SS permite ao usuário acessar a rede, por intermédio do estabelecimento de enlaces com a BS, em uma topologia Ponto-Multiponto. Como alternativa à qual uma SS pode se conectar a uma ou mais SS intermediárias, até atingir a BS. Nesse caso, trata-se uma rede multihop, que representa uma estratégia interessante para expandir a área de cobertura total da rede sem a necessidade de um aumento proporcional do número de BS’s, o que representa uma economia significativa nos custos de implantação, já que as SS’s deverão ter custo em inferior ao das BS’s.
- Apontar os protocolos e tipos de acesso envolvidos
3) Estágio atual
- Atualizar quanto ao momento que vive a tecnologia
- Apontar eventuais problemas (tráfego, frequência, limitações, capacidade)
Nos testes realizados atualmente, a taxa de transferência foi muito abaixo da esperada. Em alguns paises pode haver sobreposição de freqüência com algum serviço já existente. Em alguns países a tecnologia já foi inviabilizada devido a uma política específica para proteção do investimento de capital (CAPEX). Nas faixas de freqüência mais altas existem limitações quanto a interferências pela chuva, causando diminuição de taxas de transferências e dos raios de cobertura.
- Exemplificar com matérias de revistas, livros e internet
http://www.cpqd.com.br/noticias-relacionadas/289-noticias-2011/5460-empresas-precisam-fazer-manutencoes-constantes.html
http://www.cpqd.com.br/noticias-relacionadas/289-noticias-2011/5320-cpqd-disponibiliza-aplicativos-para-tv-digital.html
4) Características técnicas
- Mostrar o espectro de frequência utilizado
- Explicar sobre o tipo de modulação
O WiMax apresenta três modos de operação, todos PHY, que são: Single Carrier, OFDM e OFDMA. O modo mais comumente utilizado é o OFDM.
- Apresentar os tipos de acesso. Ex: TDMA, FDMA , CDMA , etc
Utiliza as modulações: QPSK, 16 QAM e 64 QAM. Projetado para padronizar implementações LMDS ( Local Multipoint Distribution System – Serviço de Distribuição Multiponto Local).
- Potência
O grande problema está na potência que a Anatel permite que os sistemas WiMAX operem na faixa. Até 2005 a potência máxima que poderia ser utilizada na faixa era de 2 Watts (W). Mas em 2010 a Anatel alterou esse limite para 4W até 5 anos e depois disso até 30W.
- Alcance
A primeira versão do padrão IEEE 802.16, homologada em dezembro de 2001, opera na faixa de freqüência de 10 a 66 GHz e requer visada direta, LOS, tem um alcance de 50 km e opera com taxas de transmissão entre 32 Mbps e 134Mbps, com canal de 28 MHz, atendendo centenas de usuários.
- Consumo
5) Protocolos
- Apresentar os protocolos usados na comunicação entre os elementos
- Detalhar o formato dos protocolos
Os protocolos apresentados no padrão IEEE 802.16 podem ser classificados, no modelo OSI, nos níveis: Usuário, Controle e Gerência. Conforme a figura 11, é possível notar que existem 2 camadas, MAC (Medium Access Control – Controle de Acesso ao Meio) e PHY (Physical Layer – Camada Física), onde a camada MAC possui três sub-camadas, CS (Service-Specific Convergence Sublayer – Sub-camada de Convergência Específica), CPS (Common Part Sublayer – Sub-camada de Convergência Comum) e Sub-camada de Segurança (Security Sublayer).
Essas camadas têm as seguintes funções:
Subcamada de convergência: Transformação ou mapeamento de dados da rede externa em SDU’s (Service Data Unit) MAC (Oferece suporte a ATM – Asynchronous Transfer Mode e protocolos baseados em pacotes);
Parte Comum da Subcamada MAC: Funcionalidade do núcleo MAC do sistema de acesso, alocação de largura de banda, estabelecimento e manutenção de conexão;
Subcamada de Privacidade: Troca de chaves seguras, criptografia e autenticação;
Camada Física (PHY): Apresenta diversas especificações, onde cada uma delas é apropriada a uma dada faixa de freqüência.
Na camada MAC, dependendo da demanda dos assinantes, é alocado pelas estações base à banda necessária nos canais de Uplink e Downlink, utilizando a camada física que se adapte a faixa de freqüência de uso.
- Apontar as normas que regem este protocolo (RFC, por exemplo)
IEEE 802.16
- Definir o órgão que coordena esta normatização
IEE, wimaxforum
- Identificar endereço de consulta à norma
http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.16-2009.pdf
http://www.wimaxforum.org/
6) Serviços
- Descrever serviços básicos disponíveis. Ex: mensagem, dados, mobilidade IP
- Apresentar interação com Internet
sim
- Apontar serviços avançados disponíveis: Ex: LBS, segurança,
O WiMax possui suporte para vários tipos de protocolos de segurança de criptografia de dados, os principais são o DES (Data Encryption Standard) e o AES (Advanced Encryption Standard). DES: O DES cifra blocos de 64 bits (8 caracteres) em blocos de 64 bits, para isso ele se utiliza de uma chave composta por 56 bits mais 8 bits de paridade. Não é muito utilizado hoje em dia. AES: Ferramenta de criptografia aprovada pelo governo dos EUA e capaz de suportar chaves de 128, 192 e 256 bits. Ainda não conseguiram quebrar este protocolo de segurança.
- Citar outros serviços ou possíveis aplicações futuras.
estudo comparativo dos padrões IEEE 802.16e, WiMAX móvel, juntamente com IEEE 802.20, conhecido como Móbile-Fi ou MBWA (Mobile Broadband Wireless Access). Estes novos padrões definem especificações de modo à garantirem interoperabilidade dos sistemas BWA em um ambiente móvel, operando em bandas licenciadas abaixo de 3,5 GHz. O nome completo do padrão IEEE 802.20 é Standard Air Interface for Móbile Bradband Wireless Access Systems Supporting Vehicular Mobility – Physical and Media Access control Layer Specification.