monografia wimax

UNIVERSIDAD CATOLICA DE CUENCA

DEDICATORIA

DEDICATORIA

A mis queridos padres: Antonio y Carmela, que con inmenso amor y entrega me inculcaron principios de superacin y me brindaron una formacin ntegra.

A mis hermanos: Edgar, Milton, Marco y Alexandra por su cario, cooperacin y por todos los momentos que compartimos en familia.

AGRADECIMIENTO

A Dios por darme la vida y permitirme alcanzar mi ttulo profesional. A la Universidad Catlica de Cuenca; a su Fundador, Rector y Decano de la Unidad Acadmica de Ingeniera de Sistemas, Elctrica y Electrnica, por su valioso trabajo en bien de la educacin.

A mis catedrticos por darme la herramienta de pensar y de ejercer el pensamiento.

A mi director de monografa, el Ingeniero Michael Cabrera Meja, por su direccin y entrega.

A mis compaeros y compaeras por su contingente y compaa en cada etapa del camino recorrido juntos.

A toda mi familia y dems personas que me brindaron su ayuda sin escatimar esfuerzo.

Un agradecimiento muy especial a Edgar Rolando por su apoyo incondicional y por confiar en m.

ii

INDICEDEDICATORIAiAGRADECIMIENTOiiINDICE1INTRODUCCIN3OBJETIVOS4

CAPITULO 151.- RESEA HISTRICA DE WIMAX51.1.- LA HISTORIA DE LAS TECNOLOGA WIRELESS51.2.- HISTORIA DE LA TECNOLOGA WIMAX8

CAPITULO 2142.- FUNCIONAMIENTO DE WIMAX142.1- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO142.2.- DESCRIPCIN DE LA CAPA FSICA202.2.1.- LA MODULACION OFDMA20

CAPITULO 3253.- SERVICIOS Y CARACTERSTICAS DISPONIBLES EN WIMAX253.1.- ACCESO A INTERNET BANDA ANCHA EN COMUNIDADES METROPOLITANAS O RURALES253.1.1.- MODELO DE ACCESO FIJO253.1.2.- MODELO DE ACCESO MOVIL263.2.- PORTAL DEL SISTEMA DE INFORMACIN GEOESPACIAL (SIG)283.3.- E-SERVICES303.2.1.- APLICACIONES PARA CIUDADANOS303.2.2.- APLICACIONES PARA EMPLEADOS GUBERNAMENTALES303.4.- BANCA ELECTRNICA MVIL313.5.- SENSORES INALMBRICOS AUTOALIMENTADOS343.6.- VOZ SOBRE LAN INALMBRICA (VoWLAN)363.7.- CONCLUSION38CAPITULO 4424.- TOPOLOGA DE LA RED DE DISTRIBUCIN424.1.- REDES DE MALLA424.1.1.- COSTOS INICIALES MS BAJOS444.1.2.- TRFICO EQUILIBRADO444.1.3.- ROBUSTEZ Y ELASTICIDAD454.1.4.- REUSO ESPACIAL454.1.5.- CONTENCIN DE RED474.2.- RECOMENDACIONES PARA INSTALACIONES48

CAPITULO 5535.- BREVE ANLISIS DE IMPLANTACIN EN ECUADOR535.1.- INTRODUCCION535.2.- PROVEEDOR DE SERVICIO DE INTERNET INALMBRICO (WISP)545.3.- BENEFICIOS555.4.- CARACTERISTICAS555.5.- REGULACIONES Y REGLAS565.6.- UBICACIN PARA LA ESTACIN BASE565.6.1.- ANTENA DE LA ESTACION BASE575.6.2.- UNIDAD DE PROCESAMIENTO DE RED575.7.- PREPARACIN DE LA ESTACIN CLIENTE585.8.- REQUISITOS DE LA RED TCP/IP60

ANEXOS62ANEXO # 1. MODELOS DE ANTENAS PARA LA ESTACIN BASE.62ANEXO # 1. MODELOS DE ANTENAS PARA LA ESTACIN BASE.63ANEXO # 2. ESTACION BASE DE ALVARION BREEZEMAX70ANEXO # 3 MODELOS DE ANTENAS PARA LA ESTACION DE CLIENTE71

CONCLUSIONES74RECOMENDACIONES75GLOSARIO76REFERENCIA BIBLIOGRFICA77

2PG INTRODUCCIN

No hay porttil ahora que no tenga un enlace Wireless, sea 802.11a, b g el cual brinda un enlace hasta una distancia de 30 a 50 metros dependiendo del hardware utilizado, con una velocidad de 11 Mbps hasta 54 Mbps; sin embargo se ve la necesidad de extender el radio de conectividad a un rea ms grande, mejorando la velocidad en lo posible y sin un incremento exagerado en costos de implementacin de dicha tecnologa.

Todo esto evoluciona enormemente gracias a un nuevo estndar, el 802.16x, conocido como WiMAX, que es una especificacin para redes metropolitanas inalmbricas (WMAN) de banda ancha, que est siendo desarrollado y promovido por el grupo de la industria WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), http://www.wimaxforum.org/home cuyos dos miembros ms representativos son Intel y Nokia. Como sucedi con la marca Wi-Fi, que garantiza la interoperabilidad entre distintos equipos la etiqueta WiMAX se asociar globalmente con el propio nombre del estndar.

El hecho de que WiMAX no sea todava una tecnologa de consumo ha permitido que el estndar se desarrolle conforme a un ciclo bien establecido, lo que es garanta de su estabilidad y de cumplimiento con la especificaciones, algo parecido a lo que sucedi con GSM, que es garanta de su estabilidad.

Pero WiMAX tambin tiene competidores, y as una alternativa es el estndar Hiperaccess (>11 GHz) e HiperMAN (35

Impedance( )50

VSWR1.4

Maximum input power (W)100

Lightning protectionDC Ground

Mechanical specifications

Connector7/16DIN-Female or N-F

Connector positionBottom

Heigth X width X depth(mm)560 X 160 X 65

Weight (kg)3

Wind loading area (m2)0,11

Rated wind velocity (m/s)60

Radiating element materialCu Ag

Reflector materialAluminum Alloy

Radome materialUv Stabilized High Impact PVC Plastic

Adjustable angle range ( )0~15

Operating temperature ( C)-30~60

Mounting hardware (mm)30~60

Horizonal patternVertical pattern

WiMAX 3.5 GHz Vertical Polarized Directional Antenna TDJ-3518A-60

Electrical specifications

Frequency range (MHz)3400 - 3600

PolarizationVertical

Gain (dBi)18

Half-power beam width ( ) Horizontal: 60 - Vertical: 10

Front to back ratio (dB) >30

Impedance( )50

VSWR1.4







Weight (kg)3









Horizonal pattern Vertical pattern





Gain (dBi)16



Impedance( )50

VSWR1.4







Weight (kg)3













Gain (dBi)15



Impedance( )50

VSWR1.4







Weight (kg)2.5









Horizonal pattern Vertical pattern

WiMAX 3.5 GHz Vertical Polarized Directional Antenna TDJ-3519AM-20




Gain (dBi)19



Impedance( )50

VSWR1.4




ConnectorN-Female

Connector positionMiddle


Weight (kg)3





Radome materialFiberglass





WiMAX 3.5 GHz Omni Directional Antenna TQJ-3511TX




Gain (dBi)11

Electrical down tilt ( )X (X: 0/3/5)

Half-power beam width ( )7

Impedance( )50

VSWR1.4

Gain variation via direction (dB) 1




ConnectorN-Female

Connector position*Bottom

Heigth (mm)1300

Weight (kg)1

Max diameter (mm) 30



Radome materialFiberglass




PROXIM TSUNAMI MP.11 SERIES

Soporta frecuencias de 2.4 GHz con un total de 13 canales, tres bandas de 5GHz (5.25, 5.47 y 5.725) con 20 canales no traslapados y caractersticas escalables desde 6 a 54 Mbps, todo seleccionable mediante una simple interfaz de usuario. Caractersticas avanzadas incorporadas, incluyendo manejo de ancho de banda para servicios DSL, T1 o FastEthernet como NAT y DHCP. Est disponible en modelos para interiores o exteriores para instalacin y operacin en condiciones extremas de clima. La versin para exteriores proporciona un rango extendido de hasta 20 millas. Soporta roaming mvil hasta a velocidades de 200 Km/h.

Utiliza modulacin OFDM y Protocolo de Ruteo Externo Inalmbrico - Wireless Outdoor Routing Protocol (WORP), el cual previene las colisiones y maximiza el contenido de datos en cada transmisin.

ANEXO # 2. ESTACION BASE DE ALVARION BREEZEMAX

La estacin base de alta densidad y apilable-expandible.

Cada una de stas son las tarjetas de interfaz, que se conectan a la antena.

ANEXO # 3 MODELOS DE ANTENAS PARA LA ESTACION DE CLIENTE

WiMAX SC-3.5-V-2018 3.5 GHz Subscriber Antenna

Applications: 802. 16 WiMAX Subscriber/Terminal Station and/or Access Point

Features: Low profile and low weight High efficiency and high gain Wide bandwidth and multi-band capability

Specifications:

Radiation Patterns:

Frequency Bandwidth and Gain:

BreezeMAX - BMAX-CPE-ODU-AV-3.5

Proxim Tsunami MP.11a Residential Subscriber Unit WiMAX

73PG CONCLUSIONES

Luego de realizar esta recopilacin bibliogrfica y de analizar todos los aspectos relacionados a esta tecnologa, se pudo llegar a las siguientes conclusiones:

WiMAX es un protocolo que brinda una gran tasa binaria (ancho de banda hasta de 70Mbps), as como una gran cobertura

WiMAX aprovecha las ventajas de la modulacin OFDMA para aprovechar el espectro y cobertura sin lnea de vista.

Puede ser una alternativa interconectar lugares poco habitados para proveer de servicios de banda ancha.

WiMAX incorpora dentro de la capa MAC el control de ancho de banda QoS.

Los atributos y rendimiento de las caractersticas de WiMAX mvil la hacen una completa solucin para aplicaciones y servicios de banda ancha inalmbrica a bajo costo.

WiMAX mvil est basado en estndares abiertos desarrollados por la contribucin de ms de 400 compaas que forman el WiMAX consortium y que colaboran para armonizar las especificaciones del sistema.

74PG RECOMENDACIONES

A las empresas: Aplicar la tecnologa WiMAX con su banda de 5.8Ghz no licenciada con el fin de brindar banda ancha a comunidades alejadas de los centros poblados.

A los Usuarios de redes inalmbricas: utilizar WiMAX como backbone de la tecnologa inalmbrica Wi-Fi.

A las Universidades: Promover en los estudiantes de ltimos aos y profesionales el estudio de este tema, de manera profunda con el fin de descubrir las ventajas que representa frente a otras tecnologas inalmbricas.

Antes de decidir implementar una red de este tipo, informarse de todas las normas que exige la Superintendencia de Telecomunicaciones.

Efectuar pruebas previas de la tecnologa en el lugar en donde se implementar la red para considerar aspectos como interferencias en los enlaces debido a las condiciones atmosfricas en el medio. Para que la red opere en cualquier circunstancia.

Realizar un estudio de marcas y precios de equipos con tecnologa inalmbrica existentes en el mercado, para permitir expandir la red en cualquier momento.

1. 75PG GLOSARIO

ABONADO.- Persona que cuenta con un aparato telefnico conectado a una central telefnica.

ACCESO MULTIPLE.- Tcnica que permite que cierto nmero de terminales compartan la capacidad de transmisin de un enlace en una forma predeterminada o conforme a la demanda de trfico.

ACCESO MULTIPUNTO.- Acceso de usuario en el cual ms de un equipo terminal es soportado por una sola terminacin de red.

ADSL.- Asymetric Digital Suscriber Line (Lnea de Abonado Digital Asimtrica). Tecnologa que permite efectuar transmisiones con gran anchura de banda por lneas telefnicas convencionales para el acceso de los abonados a aplicaciones basadas en multimedios. como vdeo a la carta.

ANALGICA.- Seal de comunicaciones continua, comnmente ondas senoidales

ANCHO DE BANDA.- Gama de frecuencias que se ubican entre una frecuencia mxima y una frecuencia mnima.

AREA DE SERVICIO.- Circunscripcin territorial que cubre una central telefnica, por medio de su red de Planta Externa (primaria y secundaria) y en el caso de sistema celular por medio de las celdas.

BANDA ANCHA.- Capacidad de transmisin cuya anchura de banda es suficiente para la transmisin combinada de seales vocales, de datos y vdeo.

CALIDAD DE SERVICIO (QoS).- Efecto global de las caractersticas de servicio que determinan el grado de satisfaccin de un usuario de un servicio.

CIFRADO (ENCRIPTACIN).- Codificacin de datos que hace necesario conocer un cdigo o clave especial para restablecerlos. El cifrado suele utilizarse para garantizar el secreto de las transmisiones de datos o impedir la recepcin no autorizada de emisiones de radiodifusin. A veces se habla de aleatorizacin.

COMPRESIN Y CODIFICACIN DE DATOS.- Tcnicas empleadas para reducir la anchura de banda necesaria para transmitir informacin por un determinado enlace de comunicacin. En comunicaciones. las tcnicas de compresin de datos son, entre otras. las de acceso mltiple por divisin en el tiempo (TDMA), acceso mltiple por divisin de cdigo (CDMA) o acceso mltiple por divisin de longitud de onda ("MA).

CONCESIN DE LICENCIA AUTORIZACION.- Procedimiento administrativo para la seleccin de los operadores y la concesin de la explotacin de determinados servicios de telecomunicacin, por ejemplo celulares.

CONMUTACIN DE PAQUETES.- Mtodo de comunicacin de datos en el que los mensajes se dividen en unidades llamadas paquetes que se encaminan por la red en forma individual. La Norma Internacional est basada en la Recomendacin UIT-T X.25.

CSMA/CD.- Siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (en espaol, "Acceso Mltiple con Escucha de Portadora y Deteccin de Colisiones"), es una tcnica usada en redes Ethernet para mejorar sus prestaciones. Anteriormente a esta tcnica se usaron las de Aloha puro y Aloha ranurado, pero ambas presentaban muy bajas prestaciones. Por eso apareci primeramente la tcnica CSMA, que fue posteriormente mejorada con la aparicin de CSMA/CD

DUPLEX.- Designa o pertenece a un modo de explotacin en el que la informacin se puede transmitir simultneamente en los dos sentidos entre dos puntos.

ENRUTAMIENTO.- Es el camino o ruta que deben seguir las seales para interconectar y mantener a dos abonados en comunicacin.

GPRS.- General Packet Radio Service o GPRS es una tecnologa digital de telefona mvil. Considerada la generacin 2.5, entre la segunda generacin (GSM) y la tercera (UMTS). Proporciona altas velocidades de transferencia de datos (especialmente til para conectar a Internet) y se utiliza en las redes GSM.

HOTSPOT.- (en ingls punto caliente) Es una zona con cobertura Wi-Fi, en el que un punto de acceso (access point) o varios proveen servicios de red a travs de un Proveedor de Servicios de Internet Inalmbrico (WISP). Los hotspots se encuentran en lugares pblicos, como aeropuertos, bibliotecas, centros de convenciones, cafeteras, hoteles, etctera. Este servicio permite mantenerse conectado a Internet en lugares pblicos. Este servicio puede brindarse de manera gratuita o pagando una suma que depende del proveedor.

INTERCONEXIN.- Interfuncionamiento de dos redes distintas, como una red de enlaces fijos y una red celular. Este trmino se refiere tanto a la interfaz tcnica como a los arreglos comerciales entre dos operadores de red que proporcionan servicios.

LAN.- Local Area Network (red de rea local). Red de alta velocidad que interconecta computadores de oficina.

MULTIPLEXACION.- Proceso reversible destinado a reunir seales de varias fuentes distintas dando una seal compuesta nica, para la transmisin por un canal de transmisin comn; este proceso equivale a dividir el canal comn en distintos canales para transmitir seales independientes en el mismo sentido.

OFDM.- Acrnimo en ingls Ortogonal Frequency Division Multiplexing. Divisin de frecuencia por multiplexacin ortogonal, Es una tcnica de modulacin FDM que permite transmitir grandes cantidades de datos digitales sobre una onda de radio. OFDM divide la seal de radio en muchas sub-seales que son transmitidas simultneamente hacia el receptor en diferentes frecuencias. OFDM reduce la diafona (efecto de cruce de lneas) durante la transmisin de la seal

PCM.- Modulacin de pulsos codificados. Es una tcnica de transmisin digital que mediante la multiplexacin en tiempo (TDM) permite convertir la seal analgica a una longitud fija, nmero serial para transmisin. El nmero binario varia de acuerdo a la amplitud de la seal analgica. Se utiliza como medio de enlace entre centrales y para dar servicio a grandes clientes.

PAR DE COBRE.- Comnmente referido como par fsico, corresponde a dos hilos de cobre que permiten la conexin de servicios de telecomunicaciones en forma directa con la central telefnica.

QoS.- (Quality of Service, Calidad de Servicio) garantiza que se transmitir cierta cantidad de datos en un tiempo dado (throughput). Adems que en los servicios satelitales da una nueva perspectiva en la utilizacin del ancho de banda, dando prioridades a las aplicaciones de extremo a extremo con una serie de reglas.

RED DE CONMUTACION.- Es la interconexin entre diferentes centros o centrales telefnicas y en la cual todo abonado tiene acceso a cualquier otro.

SEALIZACION.- Es el intercambio de informacin por medio del cual es posible establecer y controlar las comunicaciones telefnicas.

SERVICIOS PORTADORES.- Provee el medio para transportar informacin (voz, datos, video, etc.) entre usuarios en tiempo real y sin alteracin del contenido del mensaje.

SIMPLEX, SEMIDUPLEX.- Designa o pertenece a un mtodo de funcionamiento en el que la informacin se puede transmitir en cualquiera de los dos sentidos aunque no simultneamente, entre dos puntos.

TDMA (Time Divisin Mltiple Acces).- Acceso mltiple por divisin de tiempo. Tecnologa celular utilizada en Costa Rica en banda 800 MHz.

VoIP.- Voz sobre Protocolo de Internet, tambin llamado Voz sobre IP, VoIP, Telefona IP, Telefona por Internet, Telefona Broadband y Voz sobre Broadband es el enrutamiento de conversaciones de voz sobre Internet o a travs de alguna otra red basada en IP.

WMAN (Wreless Metropolitan Area Network).- Red Inalmbrica de Area Metropolitana, define un tipo especial de topologa de red que hace referencia a una red inalmbrica dentro de una Ciudad.

79PG REFERENCIA BIBLIOGRFICA

2. http://www.cotec.es/usuario.jsp?seccion=132&id=200505160017&fichero=013. http://www.citel.oas.org/newsletter/2006/abril/intel_e.asp4. http://observatorio.cnice.mec.es/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=3495. http://www.intel.com/espanol/netcomms/wp01_espanhol.pdf6. http://www.eie.polyu.edu.hk/~em/cf03pdf/8%20FM.pdf7. http://www.alvarion.com8. http://www.komotv.com/stories/36658.htm9. http://www.intel.com/espanol/netcomms/technologies/wimax/wimaxdocs.htm 10. http://telephonyonline.com/mag/telecom_quenching_thirst_wimax/11. http://www.dailywireless.org/2005/06/27/battle-at-3-dot-5 12. http://www.min.es/ciudades/ProgCiudadesDig/Actuaciones/Act_Aragon.htm13. http://www.wimaxworld.com14. http://www.wimaxtrends.com15. http://www.speakeasy.net/business/wimax/

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