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WiMAX Miragem ou Realidade?. Jorge Rodrigues PT Comunicações Universidade da Beira Interior , 4 de Outubro de 2005. A tecnologia 802.16 / WiMAX afecta domínios tecnológicos cruciais para os operadores: Redes de acesso; Redes wireless ; Redes metropolitanas; Redes móveis. - PowerPoint PPT Presentation
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WiMAX
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WiMAXWiMAXMiragem ou Realidade?Miragem ou Realidade?
Jorge RodriguesPT Comunicações
Universidade da Beira Interior, 4 de Outubro de 2005
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WiMAX
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Enquadramento
A tecnologia 802.16 / WiMAX afecta domínios tecnológicos cruciais para os operadores: – Redes de acesso;– Redes wireless ; – Redes metropolitanas;– Redes móveis.
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WiMAX
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Cenários de aplicação
Clientes residencial / SOHO: “Wireless
DSL”
PMEs: Serviços IP
Médias/grandes empresas: Circuitos
Agregação de hotspots WiFi
PSTN
IP/Internet
Redes móveis 2G/3G
“Hot Zone” WiMax
802.11 802.11
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WiMAX
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Normas IEEE 802.16 e ETSI HiperMAN
• O conjunto de normas wireless, formam uma hierarquia de protocolos complementares.
• Cada um orientado para um mercado específico (PAN, LAN, MAN, ou WAN).
• Têm sido desenvolvidas em paralelo pelo IEEE e pelo ETSI, havendo pontualmente sincronismo e compatibilidade entre si.
IEEE 802.15 Bluetooth
WAN
MAN
LAN
PAN ETSI HiperPAN
IEEE 802.11 WirelessLAN
ETSI HiperLAN
IEEE 802.16 WirelessMAN
ETSI HiperMAN & HIPERACCESS
IEEE 802.20(proposed)
3GPP, EDGE (GSM)
IEEE 802.15 Bluetooth
WAN
MAN
LAN
PAN ETSI HiperPAN
IEEE 802.11 WirelessLAN
ETSI HiperLAN
IEEE 802.16 WirelessMAN
ETSI HiperMAN & HIPERACCESS
IEEE 802.20(proposed)
3GPP, EDGE (GSM)
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WiMAX
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WiMAX Forum (Worldwide Interoperability for Microwave
Access Forum)• Fundado em Abril 2002• Organização sem fins lucrativos formada por fabricantes de
equipamento e de componentes e operadores de telecomunicações.• Objectivos:
– Assegurar interoperabilidade entre equipamentos de diferentes fabricantes.
– Permitir economias de escala, que reduzam custo do equipamento.
– Reduzir risco de investimento para operadores.
Soluções normalizadas e interoperáveis permitem vendas em grande volume, com redução dos custos.
Primeiras certificações WiMAX Forum: 2º Semestre de 2005 (previsão)
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WiMAX
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Norma(s) 802.16 802.16 802.16 - 2004 802.16e
Aprovada Dezembro 2001 Junho 2004 2ºS 2005 (previsão)
Espectro 10-66 GHz, licenciado
2-11 GHz, licenciado, não licenciado
2-6 GHz, licenciado, não licenciado
Condições do canal
Linha de vista requerida(LOS)
Linha de vista não requerida (NLOS)
Linha de vista não requerida (NLOS)
Débito Até 134 Mbps com canais de 28 MHz
Até 75 Mbps com canais de 20 MHz
Até 15 Mbps com canais de 5 MHz
Modulação
QPSK, 16QAM, 64QAM
OFDM 256 sub-portadoras, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM
OFDM 256 sub-portadoras, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM
Mobilidade
Fixo Fixo, portátil Portabilidade nomádica, mobilidade
Eficiência espectral
< 4.8 bps/Hz < 3.75 bps/Hz < 3 bps/Hz
Larguras de banda de canal
20, 25 e 28 MHz Escalável1.5 a 20 MHz
Escalável1.5 a 20 MHz
Raio típico da célula
2-5 km (LOS) 1-15 km(depende de cenário) alcance max. 50 km
1-5 km (depende de cenário)
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WiMAX
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Inovações 802.16/WiMAX Camada física
– Minimização dos efeitos da propagação multipath com OFDM;
– Adequação do esquema de modulação à qualidade do link rádio através da modulação adaptativa.
Sub-camada MAC– Controlo eficaz da qualidade de serviço:
• Plano de controlo – controlo de admissão• Plano de transporte – prioritização de classes de
tráfego Sub-camada de convergência
– Interfaces de serviço standard: IPv4, IPv6, 802.3, 802.1q, ATM
PHY1 PHY2 PHYn
Sub-camada MAC
IPv4 IPv6 802.3 802.1q ATM
Sub-camada de convergência
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WiMAX
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WiMAX / 802.16: inovações
• Ligações sem linha-de-vista (NLOS). Em ambiente urbano a perturbação da linha de vista por obstáculos e a presença de múltiplas reflexões de sinal podem ser contornadas. A utilização de modulação robusta (tecnologia OFDM / modulação adaptativa) e melhorias na tecnologia de antena (smart antennas) permite elevada tolerância a reflexões de sinal e recuperação adequada de sinal à chegada, aumentando a capacidade de cobertura nestas zonas.
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WiMAX
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WiMAX / 802.16: inovações
• Mecanismos de QoS integrados; permite até milhares de utilizadores usarem de forma partilhada serviços de dados, voz e video.
• Perfis de rajada ( modulação / codificação adaptativa ) atribuídos dinamicamente em função das condições de ligação (D/L e U/L); rajada a rajada por cada terminal. Resultado: compromisso entre capacidade e robustez em tempo real; dobro da capacidade média para mesma disponibilidade de link, comparando com sistema não-adaptativo.
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WiMAX
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WiMAX: Acesso fixo Dimensão das células
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WiMAX
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Posicionamento do WiMAX
WiMAX
WLAN
xDSL, HFC
3G2G, 2.5G
Mobilidade
Débito
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WiMAX
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Perspectiva de médio/longo prazo
2005 2007 2009
Portátil/Nómada“Hot Zones”
MóvelD
imen
são d
o m
erc
ad
o
Fixo“Wireless DSL”
802.16e
Primeiras certificações
WiMAX
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WiMAX
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WiMAX
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Cenários de Aplicação do WiMAX
Portabilidade e mobilidade• O WiMAX vem-se orientando para o mercado da portabilidade pessoal e mobilidade, centrado nos dados.
• Dois factores importantes para a sua concretização são a aprovação da norma 802.16e e a introdução de chipsets com menor consumo de energia.
• O forte suporte de importantes fabricantes de circuitos integrados, com destaque para a Intel, é um elemento chave para o sucesso do WiMAX nesta área, ao disponibilizarem de forma alargada terminais WiMAX-capacitados (laptops, PDAs,...) a preços competitivos.
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WiMAX
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WiMAX vs. xDSL, WiFi
xDSL WiFi WiMAX
Cobertura 5 – 7 km < 100 m 7-15 km (LOS) 1-5 km (NLOS)
Débitos ADSL dnstrm: 8 Mbit/sADSL upstrm: 800 kbit/s
54 Mbit/s (20 MHz – 802.11g)
100 Mbit/s (20 MHz)
QoS Baseado em ATM Não suporta QoS nativo no MAC
Mobilidade Nula Limitada Alargada (com 802.16e)
Escalabilidade
De acordo com capacidade do DSLAM. Possíveis limitações impostas por crosstalk
Dezenas de utilizadores por AP
Centenas de estações clientes por estação base
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WiMAX
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WiMAX vs. WiFi
• Através do 802.16 MAC, cada estação base WiMAX distribui dinamicamente largura de banda (U/L e D/L) para terminais de utilizadores, usando TDMA.
• No caso WiFi, o 802.11 MAC usa mecanismos de carrier-sensing que não permitem controlo efectivo de largura de banda na ligação rádio.
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WiMAX
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Cenários de Aplicação do WiMAX Complementaridade WiMAX / WiFi
• O WiFi, através dos hotspots públicos, permite aos operadores fixos dar os primeiros passos na direcção da portabilidade pessoal em banda larga, embora com limitações claras de extensão e cobertura.
• O WiMAX complementa o WiFi, ao permitir uma verdadeira abertura do novo serviço de portabilidade pessoal de banda larga a áreas de cobertura metropolitana, as hotzones.
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WMAN Nomadic Coverage --> handoff from HOT SPOTS
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= wide area coverage outside of Hot Spots
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WiMAX
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WiMAX vs. WiFi, UMTS
Dados em banda larga Cobertura de área metro
(hotzones) Robustez Controlo de potência
poderoso “Nomadicidade”
Voz, dados e multimédia
Cobertura nacional Mobilidade total
WiFi
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WiMAX
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Eficiência espectral
Custos globais
Custo CPE
Mobilidade
Segurança
Alcance
Numero deutilizadores / célula
simultâneos
Largura espectral
UMTS/HSDPA
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Baixo custo de CPE Cobertura limitada (hotspots) Segurança inferior Débito não garantido (canal
patilhado)
Eficiência espectral
Eficiência espectral
Largura espectralLargura espectral
Custos globais
Custos globais
Custo CPE Custo CPE
Mobilidade
MobilidadeSegurança
Segurança
AlcanceAlcance
Numero deutilizadores / célula
simultâneosNumero de
utilizadores / célulasimultâneos
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“Always Best Connected”
WiFi
WiMAXWiMAXWiMAX
RuralUrbano
GSM/UMTS
WiFi
Suburbano
WiFi
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Espectro de frequências e questões
regulamentares
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WiMAX
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Conclusões O WiMAX é uma solução versátil, adaptável a
múltiplos cenários de aplicação;
No curto/médio prazo, o WiMAX dificilmente constituirá uma alternativa competitiva em zonas já cobertas por ADSL/cabo;
A integração em equipamentos de utilização pessoal (PCs portáteis, PDAs, telemóveis), proporcionada pelo 802.16e, poderá ser o ponto de partida para a massificação da tecnologia (2007-08);
O WiMAX é apenas mais uma tecnologia de acesso – o seu sucesso será sobretudo o sucesso dos serviços que vier a suportar vs custo.
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WiMAX
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Questões?
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