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Redes de Acesso à Internet MóvelPerspectiva dos operadores FWA
SonaecomEngenharia de Acesso Rádio – Tecnologias Wireless
Leiria, 3 de Maio de 2006
Sonaecom – EAR / TW I David Antunes I 03/Maio/2006
1. Introdução2. Tecnologias rádio para acesso fixo3. WiMAX 802.16d:
1. Protocolos2. Características3. Equipamento4. Desempenho5. Aplicações
4. Conclusão
Índice
3Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
•População: 10,8 milhões
•Área: 92 080 km2
PORTUGAL
Novis / Clix
NOVIS / CLIX
•ADSL2+ até 16 Mbps
•80% dos clientes desagregados (ANACOM 2005)
•100+ centrais desagregadas com transmissão
•100+ centrais ULL, prontas para ADSL2+
•Serviço voz+dados: ‘flat rate’ até 16Mbps (25GB)
4Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Posicionamento Tecnologias Banda LargaAcesso Fixo
5Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Aplicabilidade WiMAX (802.16d)
POSSÍVEL SOLUÇÃO PARA ‘LAST-MILE’ MAS TAMBÉM PARA BACKHAUL
6Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
•Sistema semelhante a um acesso de banda larga normal, p.e. ADSL:
•Arquitectura ‘all-IP’
•Diferenciação apenas ao nível físico no ‘last-mile’
Pilha de Protocolos WiMAX
7Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Características WiMAX 802.16d
• Método de acesso múltiplo: OFDM;
• Larguras de banda suportadas: 1.75 / 3 / 3.5 / 5.5 / 7 MHz
• Espaçamento entre sub-portadoras: 22.5 kHz
•Modulações e codificações múltiplas:
• BPSK, QPSK, 16-QAM e 64-QAM (1/2, ¾)
• Seleccionadas em função das condições rádio existentes (nível de sinal, interferência)
• Dimensão FFT possíveis: 256
• Duplexing: FDD (Tipicamente CPE half-duplex, BS full-duplex)
• Sem suporte para handover entre estações
Nível físico
8Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Equipamento Terminal (1)WiMAX 802.16d
•Diferentes modelos estão disponíveis, dependendo do fabricante:• Unidades totalmente indoor:
• Unidades simples indoor, totalmente ligadas ao PC ou ao telefone fixo• Modem e antena integrados• Instalação simples (semelhante a uma instalação de ADSL)
• Unidades híbridas:• Antena outdoor com módulo RF associado, modem indoor• Modem e módulo RF ligados por cabo ethernet• Instalação mais difícil, que requer uma antena exterior, mas com vantagens no serviço (maior raio ou serviço de maior débito)
• Interfaces disponíveis (dependendo do modelo):• Ethernet• POTS• Ponto de acesso Wi-Fi
9Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Equipamento Terminal (2)WiMAX 802.16d – unidades totalmente indoor
10Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Equipamento Terminal (3)WiMAX 802.16d – Ligação via antena exterior
11Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Desempenho & Cobertura (1)
• Condições rádio existentes influenciam modulação e codificação aplicável em cada caso, influenciando ritmo obtido:
• Sinal mais forte e menos interferido-> Melhores débitos
MELHORES DÉBITOS NA PROXIMIDADE DA ESTAÇÃO BASE
Princípio Geral
12Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Desempenho & Cobertura (2)
• Mesmo princípio aplicável ao downlink: modulação e codificação mais robusta necessária em situações de maior interferência ou com pior nível de sinal• Menor potência disponível nos equipamentos terminais face àestação base obriga a:
• uso de diversidade de recepção na estação base: ~3 dB de ganho• uso de ‘sub-canais’ no uplink: ganho variável em função da ‘sub-canalização’ aplicada
• Exemplo para 2Mbps no downlink:
Uplink
UPLINK COM DÉBITOS INFERIORES AO DOWNLINK
13Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Desempenho & Cobertura (3)
• Canal de 3.5 MHz sem linha de vista e constante propagação igual a 2• 30 dB margem ‘fading’• Ritmos expressos ao nível físico
Exemplo
Fonte: Lucent/Alvarion
Downlink
Uplink
14Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Desempenho & Cobertura (4)
•Tecnologia:
• Ligações NLOS possíveis -> robustez do OFDM
• Ligações de 500m costas-com-costas NLOS relativamente à BTS possíveis
• Ligações de 5.5km LOS possíveis
•Experiência do utilizador:
• Atingidas latências de 65ms
• Downloads médios a 512kbps (máximo provisionado)
• Aplicações testadas com sucesso: HTTP, Streaming video, Messenger
•Marketing:
• Experiência semelhante à de ADSL
• Diferenciação de perfis de utilização possíveis (p.e. 512/128, 5000/512) tornam sistema flexível
• Portabilidade possível dentro do mesmo sector
Exemplo prático
15Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
Qualidade de Serviço
DIFERENCIAÇÃO ENTRE VOZ E DADOS POSSÍVEL
• Mecanismos de QoS especificados pelo 802.16:• UGS: Unsolicited Grant Service
• rt-PS: real time Pooled
• nrt-PS: non-real time Pooled
• BE: Best Effort
Categoria QoS Aplicações Típicas Requisitos
UGS VoIP1) Ritmo máximo2) Atraso máximo3) Jitter máximo
rtPS Aúdio ou Vídeo Streaming
1) Ritmo garantido2) Ritmo máximo3) Atraso máximo4) Jitter máximo5) Prioridade tráfego
nrtPS FTP1) Ritmo garantido2) Ritmo máximo3) Prioridade tráfego
BE Web Browsing 1) Ritmo máximo2) Prioridade tráfego
16Redes de Acesso à Internet Móvel - Perspectiva dos operadores FWA
WiMAX vs WiFi
O WiMAX TORNA REDUNDANTES OS ESFORÇOS DE ALARGAR A COBERTURA DO WiFi
802.11 802.16 Diferença Técnica
Alcance Até 100m Até 50km (típico: máx. 10km)Nível físico do 802.16 tem maior tolerância ao multi-percurso e
espalhamento de atraso
Cobertura Optimizado para indoor, curto alcance
Desenhado para outdoor sem linha de vista
802.16 tem maior ganho de sistema ( link budget )
Escalabilidade
Canais fixos de 20MHz. Desenhado para LANs, desde 1
até algumas dezenas de utilizadores
Canais flexíveis de 1.5 a 20MHz, desenhado para suportar centenas
de utilizadores
802.11 usa CSMA/CA no MAC, 802.16 utiliza TDMA dinâmico.
Banda do 802.11 é livre e com nº de canais limitado
Ritmos2.7 bps/Hz com pico até 54Mbps
em 20MHz4 bps/Hz com pico até 100Mbps
em 20MHzModulações de maior ordem no
802.16
QoS Pouco utilizadaQoS suportada na camada MAC, permitindo diferenciar voz, video
e dados
802.11 é wireless ethernet. 802.16 usa MAC baseado no TDMA com
band 'on-demand'Espectro 2.4 GHz, não licenciado 3.4-3.8 GHz, licenciado (FWA)
Título da Apresentação I Direcção I Autor I Data 17
1. WiMAX 802.16d pode ser uma boa solução para garantir acesso voz + dados em áreas onde não é possível chegar directamente pela rede fixa
2. 802.16d permite atingir ritmos acima dos 10 Mbps no downlink em condições ideais, capacidade que é partilhada pelos utilizadores ligados àestação base
3. Ritmos possíveis no uplink mais reduzidos devido à necessidade de se usarem sub-canais para balancear a ligação
4. Perfis de Qualidade de Serviço existentes permitem oferta conjunta de voz + dados numa perspectiva ‘all-IP’
5. WiMAX oferece maior cobertura e maiores débitos que o WiFi, assegurando ainda funcionalidades não suportadas pelo WiFi.
6. WiMAX poderá ainda ser utlizado como backhaul de sistemas celulares ou de redes mesh com WiFi no acesso
Conclusão