WiMAX
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 10 de agosto de 2020; las comprobaciones requieren 20 ediciones .WiMAX ( Ing. Worldwide Interoperability for Microwave Access ) es una tecnología de telecomunicaciones diseñada para brindar comunicación inalámbrica universal a largas distancias para una amplia gama de dispositivos (desde estaciones de trabajo y computadoras portátiles hasta teléfonos móviles ). Basado en el estándar IEEE 802.16 , también conocido como Wireless MAN (WiMAX debe considerarse un término de jerga ya que no es una tecnología sino el nombre del foro donde se acordó Wireless MAN). Esta tecnología también se denomina última milla.
El nombre "WiMAX" fue creado por WiMAX Forum , una organización que fue fundada en junio de 2001 para promover y desarrollar la tecnología WiMAX. El foro describe a WiMAX como "una tecnología basada en estándares que brinda acceso a redes inalámbricas de alta velocidad como una alternativa a las líneas telefónicas alquiladas y DSL ". La velocidad máxima es de hasta 1 Gbps por celda.
La tecnología WiMAX combina los logros no solo de las tecnologías de acceso inalámbrico (WiFi) más sencillas, sino también de las tecnologías de las redes celulares de tercera generación.
Ámbito de uso
WiMAX es adecuado para las siguientes tareas:
- Conexiones de puntos de acceso Wi-Fi entre sí y con otros segmentos de Internet.
- Proporcionar acceso inalámbrico de banda ancha como alternativa a las líneas arrendadas y DSL .
- Prestación de servicios de transmisión de datos y telecomunicaciones de alta velocidad.
- Creación de puntos de acceso no atados a la ubicación geográfica.
- Creación de sistemas de monitorización remota (monitoring systems), como es el caso del sistema SCADA .
WiMAX te permite acceder a Internet a altas velocidades, con una cobertura mucho mayor que las redes Wi-Fi . Esto permite que la tecnología se utilice como “canales troncales”, que continúan con el DSL tradicional y las líneas arrendadas, así como con las redes locales . Como resultado, este enfoque le permite crear redes escalables de alta velocidad dentro de las ciudades.
La viabilidad de utilizar WiMAX como tecnología de acceso
El problema de la última milla siempre ha sido una tarea urgente para los señaleros. Hasta la fecha, han aparecido muchas tecnologías de última milla y cualquier operador de telecomunicaciones se enfrenta a la tarea de elegir una tecnología que resuelva de manera óptima el problema de entregar cualquier tipo de tráfico a sus suscriptores. No existe una solución universal a este problema, cada tecnología tiene su propio alcance, sus propias ventajas y desventajas. La elección de una solución tecnológica particular está influenciada por una serie de factores, que incluyen:
- estrategia del operador, público objetivo, servicios actualmente ofrecidos y planificados,
- el monto de las inversiones en el desarrollo de la red y su período de recuperación,
- infraestructura de red existente, recursos para mantenerla en condiciones de funcionamiento,
- el tiempo necesario para poner en marcha la red y comenzar a prestar servicios.
Cada uno de estos factores tiene su propio peso, y la elección de una determinada tecnología se realiza teniendo en cuenta todos ellos en conjunto. [1] .
WiMAX fijo y móvil
El conjunto de ventajas es inherente a toda la familia WiMAX, pero sus versiones difieren significativamente entre sí. Los desarrolladores del estándar buscaban soluciones óptimas para aplicaciones fijas y móviles, pero no fue posible combinar todos los requisitos en un solo estándar. Aunque una serie de requisitos básicos se superponen, el enfoque de las tecnologías en diferentes nichos de mercado ha llevado a la creación de dos versiones separadas del estándar (o más bien, pueden considerarse dos estándares diferentes).
Cada una de las especificaciones de WiMAX define sus rangos de frecuencia operativa, ancho de banda, potencia de radiación, métodos de transmisión y acceso, métodos de modulación y codificación de señales, principios de reutilización de radiofrecuencia y otros indicadores. Por lo tanto, los sistemas WiMAX basados en versiones del estándar IEEE 802 .16 e y d son prácticamente incompatibles. A continuación se proporcionan breves descripciones de cada versión.
802.16-2004 (también conocido como 802.16d, Fixed WiMAX y WiMAX pre ) es una especificación aprobada en 2004. Se utiliza multiplexación de frecuencia ortogonal ( OFDM ), el acceso fijo se admite en áreas con o sin línea de visión. Los dispositivos de usuario son módems estacionarios para instalaciones exteriores e interiores, así como tarjetas PCMCIA para portátiles . En la mayoría de países, las bandas de 3,5 y 5 GHz están reservadas para esta tecnología . Según WiMAX Forum, ya hay unas 175 implementaciones de la versión fija. Muchos analistas lo ven como una tecnología de banda ancha por cable DSL competidora o complementaria.
802.16-2005 (también conocido como 802.16e y WiMAX móvil) es una especificación aprobada en 2005. Esta es una nueva etapa en el desarrollo de la tecnología de acceso fijo (802.16d). Optimizada para admitir usuarios móviles, la versión admite una serie de funciones específicas, como transferencia , modo inactivo e itinerancia . Se utiliza acceso OFDM escalable (SOFDMA), la operación es posible con o sin línea de visión. Las bandas de frecuencia previstas para las redes Mobile WiMAX son las siguientes: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 GHz. Se han implementado varios proyectos piloto en el mundo, incluido Skartel , que fue el primero en Rusia en desplegar su red . El proyecto FlyNet se ha implementado en Kazajstán. Los competidores de 802.16e son todas tecnologías móviles de tercera generación (por ejemplo , EV-DO , HSDPA ).
La principal diferencia entre las dos tecnologías es que el WiMAX fijo permite atender solo a suscriptores "estáticos", mientras que el móvil está enfocado a trabajar con usuarios que se mueven a velocidades de hasta 150 km/h. Movilidad significa la presencia de funciones de roaming y conmutación "ininterrumpida" entre estaciones base cuando el suscriptor se mueve (como sucede en las redes celulares). En un caso particular, WiMAX móvil también se puede utilizar para atender a usuarios fijos [2] .
Banda ancha
Muchas empresas de telecomunicaciones están apostando fuerte por el uso de WiMAX para brindar comunicaciones de alta velocidad por las siguientes razones:
- Las tecnologías de la familia 802.16 permitirán de manera rentable (en comparación con las tecnologías cableadas) no solo proporcionar acceso a la red a nuevos clientes, sino también ampliar la gama de servicios y cubrir nuevos territorios de difícil acceso;
- Las tecnologías inalámbricas son mucho más fáciles de usar que los canales alámbricos tradicionales. Las redes WiMAX y Wi-Fi son fáciles de implementar y fácilmente escalables según sea necesario. Este factor es muy útil cuando se necesita desplegar una gran red en el menor tiempo posible. Por ejemplo, WiMAX se utilizó para brindar acceso a Internet a los sobrevivientes del tsunami de diciembre de 2004 en Indonesia (Aceh) . Toda la infraestructura de comunicación de la región quedó fuera de servicio y se requirió la pronta restauración de los servicios de comunicación para toda la región.
En definitiva, todas estas ventajas permitirán reducir los precios de prestación de servicios de acceso a Internet de alta velocidad tanto para estructuras empresariales como para particulares.
Equipo de usuarioVarios fabricantes suministran equipos para utilizar redes WiMAX y pueden instalarse tanto en interiores (dispositivos del tamaño de un módem DSL normal) como en exteriores. Cabe señalar que el equipo diseñado para la colocación en interiores y que no requiere habilidades profesionales es, por supuesto, más conveniente durante la instalación, pero puede funcionar a distancias mucho más cortas de la estación base que los dispositivos externos instalados profesionalmente. Por tanto, los equipos instalados en interiores requieren una inversión mucho mayor en el desarrollo de infraestructura de red, ya que implica el uso de un número mucho mayor de puntos de acceso.
Con la invención de WiMAX móvil, se pone cada vez más énfasis en el desarrollo de dispositivos móviles, incluidos teléfonos especiales (similares a un teléfono inteligente móvil normal ) y periféricos de computadora ( módulos de radio USB y tarjeta de PC ).
Wi-Fi y WiMAX
Las comparaciones entre WiMAX y Wi-Fi están lejos de ser infrecuentes: los términos son consonantes, los nombres de los estándares en los que se basan estas tecnologías son similares (los estándares son desarrollados por IEEE, ambos comienzan con "802") y ambas tecnologías utilizan una conexión inalámbrica y se utilizan para conectarse a Internet (canal de intercambio de datos). Pero, a pesar de esto, estas tecnologías están dirigidas a resolver problemas completamente diferentes.
| Tecnología | Estándar | Uso | Banda ancha | Radio de acción | frecuencias |
|---|---|---|---|---|---|
| Wifi | 802.11ac | WiFi | hasta 1 Gbps | hasta 300m | 5 GHz |
| Wifi | 802.11b | WiFi | hasta 11Mbps | hasta 300m | 2,4 GHz |
| Wifi | 802.11g | WiFi | hasta 54Mbps | hasta 300m | 2,4 GHz |
| Wifi | 802.11n | WiFi | hasta 300 Mbps (en el futuro hasta 600 Mbps) | hasta 300m | 2,4-2,5 o 5,0 GHz |
| WiMax | 802.16d | mujer | hasta 75Mbps | 25-80 kilómetros | 1,5-11 GHz |
| WiMax | 802.16e | WMAN móvil | hasta 40Mbps | 1—5 kilómetros | 2,3-13,6 GHz |
| WiMax 2 | 802.16m | WMAN , Móvil WMAN | hasta 1 Gbps ( WMAN ), hasta 100 Mbps (WMAN móvil) | 120-150 km (estándar en desarrollo) | Hasta 11 GHz |
| Bluetooth v. 1.1 | 802.15.1 | WPAN | hasta 1Mbps | hasta 10m | 2,4 GHz |
| Bluetooth v. 2.0 | 802.15.3 | WPAN | hasta 2,1 Mbps | hasta 100m | 2,4 GHz |
| Bluetooth v. 3.0 | 802.11 | WPAN | 3 a 24Mbps | hasta 100m | 2,4 GHz |
| UWB | 802.15.3a | WPAN | 110-480Mbps | hasta 10m | 7,5 GHz |
| ZigBee | 802.15.4 | WPAN | 20 a 250 kbps | 1-100m | 2,4 GHz (16 canales), 915 MHz (10 canales), 868 MHz (un canal) |
| línea de comunicación por infrarrojos | Irda | WPAN | hasta 15Mbps | de 5 a 50 centímetros, comunicación unidireccional - hasta 10 metros | Radiación infrarroja |
- WiMAX es un sistema de largo alcance que cubre kilómetros de espacio que generalmente usa espectro con licencia (aunque también se pueden usar frecuencias sin licencia) para proporcionar una conexión a Internet de punto a punto por parte de un ISP al usuario final. Los diferentes estándares de la familia 802.16 brindan diferentes tipos de acceso, desde móvil (similar a la transmisión de datos desde teléfonos móviles) hasta fijo (una alternativa al acceso por cable, en el que el equipo inalámbrico del usuario está vinculado a una ubicación).
- Wi-Fi es un sistema de menor alcance, que generalmente cubre decenas de metros, que utiliza bandas de frecuencia sin licencia para brindar acceso a la red. Por lo general, los usuarios utilizan Wi-Fi para acceder a su propia red local, que puede o no estar conectada a Internet. Si WiMAX se puede comparar con las comunicaciones móviles, Wi-Fi se parece más a un teléfono inalámbrico fijo .
- WiMAX y Wi-Fi tienen un mecanismo de calidad de servicio ( QoS ) completamente diferente. WiMAX utiliza un mecanismo basado en establecer una conexión entre una estación base y el dispositivo de un usuario. Cada conexión se basa en un algoritmo de programación especial que puede garantizar el parámetro QoS para cada conexión. Wi-Fi, a su vez, utiliza un mecanismo de QoS similar al utilizado en Ethernet , en el que los paquetes reciben una prioridad diferente. Este enfoque no garantiza la misma QoS para todas las conexiones. Debido a su bajo costo y facilidad de instalación, Wi-Fi a menudo se usa para brindar a los clientes un acceso rápido a Internet por parte de varias organizaciones. Por ejemplo, en muchos cafés, hoteles, estaciones de tren y aeropuertos puede encontrar un punto de acceso Wi-Fi gratuito para los visitantes.
Cómo funciona
Conceptos básicos
En general, las redes WiMAX constan de las siguientes partes principales: estaciones base y de abonado, así como equipos que conectan las estaciones base entre sí, con el proveedor de servicios y con Internet.
Para conectar la estación base con el suscriptor, se utiliza un rango de ondas de radio de alta frecuencia de 1,5 a 11 GHz. En condiciones ideales, las velocidades de transferencia de datos pueden alcanzar los 70 Mbps, sin necesidad de línea de visión entre la estación base y el receptor.
Como se mencionó anteriormente, WiMAX se usa tanto para resolver el problema de la " última milla " como para brindar acceso a la red a las redes de oficinas y distritos [3] .
Las conexiones (línea de vista) se establecen entre estaciones base utilizando el rango de frecuencia de 10 a 66 GHz, la tasa de intercambio de datos puede alcanzar los 140 Mbps. Al mismo tiempo, al menos una estación base está conectada a la red del proveedor mediante conexiones por cable clásicas. Sin embargo, cuanto mayor sea el número de BS conectadas a las redes del proveedor, mayor será la tasa de transferencia de datos y la confiabilidad de la red en su conjunto.
La estructura de las redes de la familia de estándares IEEE 802.16 es similar a las redes GSM tradicionales (las estaciones base operan a distancias de hasta decenas de kilómetros, no es necesario construir torres para su instalación; se permite la instalación en techos, sujeto a las condición de visibilidad directa entre estaciones) [4] .
Modos de funcionamiento
MAC / capa de enlace
En las redes Wi-Fi, todas las estaciones de usuario que quieren transmitir información a través de un punto de acceso (AP) compiten por la "atención" de este último. Este enfoque puede provocar una situación en la que la comunicación de las estaciones más distantes se corte constantemente en favor de las estaciones más cercanas. Este estado de cosas dificulta el uso de servicios como Voz sobre IP (VoIP), que dependen en gran medida de una conexión continua.
En cuanto a las redes 802.16, el MAC utiliza un algoritmo de programación. Cualquier estación de usuario solo tiene que conectarse al punto de acceso, se creará una ranura dedicada para ella en el punto de acceso, inaccesible para otros usuarios.
Arquitectura
El WiMAX Forum ha desarrollado una arquitectura que define muchos aspectos del funcionamiento de las redes WiMAX: interacción con otras redes, distribución de direcciones de red, autenticación, etc. La ilustración anterior da una idea de la arquitectura de las redes WiMAX.
- SS/MS (la estación de abonado/estación móvil)
- ASN (la Red de Servicio de Acceso) [5]
- BS (estación base), estación base, parte de ASN
- ASN-GW (la puerta de enlace ASN), puerta de enlace, parte de ASN
- CSN (la Red de Servicios de Conectividad)
- HA (agente local, parte de CSN)
- NAP (un proveedor de acceso a la red)
- NSP (un proveedor de servicios de red)
- ASN (Access Service Network) - red de acceso.
- ASN Gateway está diseñado para combinar el tráfico y los mensajes de señalización de las estaciones base y su posterior transmisión a la red del CSN.
- BS (Estación Base) - estación base. La tarea principal es establecer, mantener y desconectar enlaces de radio. Además, realiza el procesamiento de señalización, así como la distribución de recursos entre suscriptores.
- CSN (Red de Servicios de Conectividad) - red de provisión de servicios.
- HA (Home Agent): un elemento de red responsable de la posibilidad de roaming. Además, proporciona intercambio de datos entre redes de diferentes operadores. [6]
La arquitectura de las redes WiMax no está ligada a ninguna configuración en particular y es altamente flexible y escalable.
Véase también
Notas
- ^ Economía aplicada de las redes de acceso inalámbricas . Consultado el 23 de junio de 2009. Archivado desde el original el 21 de junio de 2009.
- ↑ Diversidad en Unidad . Consultado el 28 de octubre de 2008. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2008.
- ↑ Inmediatamente 4G . Corresponsal Privado (17 de noviembre de 2008). Archivado desde el original el 24 de agosto de 2011.
- ↑ Inmediatamente 4G . Corresponsal Privado (16 de noviembre de 2008). Archivado desde el original el 24 de agosto de 2011.
- ^ La red de servicio de acceso en WiMAX: el papel de ASN-GW . mustafaergen.com. Fecha de acceso: 12 de marzo de 2008. Archivado desde el original el 27 de febrero de 2008.
- ↑ WIMAX Móvil . Consultado el 25 de septiembre de 2010. Archivado desde el original el 18 de marzo de 2011.
Literatura
- V. Vishnevsky , S. Portnoy , I. Shakhnovich . Enciclopedia WiMax. La forma 4G. — M.: Technosfera , 2009. — 472 p. — ISBN 978-5-94836-223-6 .
- Vishnevsky V. M. , Lyakhov A. I. , Portnoy S. L. , Shakhnovich I. L. Redes inalámbricas de banda ancha para la transmisión de información. M.: Tecnosfera, 2005
Enlaces
- WIMAX móvil .
- Mesa redonda "El presente y futuro de las tecnologías inalámbricas" .
- Diversidad en la Unidad , Revista Redes, No. 17, 28 de noviembre de 2006
- WiMAX: la red troncal inalámbrica del futuro .
- Redes WiMAX: Estado actual y pronósticos , Revista Computerra , 30 de junio de 2005
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