O Futuro das Redes Wi-Fi e as Promessas do WiMAX. Fabrício Lira Figueiredo - CPqD

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1 O Futuro das Redes Wi-Fi e as Promessas do WiMAX Fabrício Lira Figueiredo - CPqD Abril/2004

2 PARTE I: Wi-Fi 2

3 PARTE I: Wi-Fi Evoluçã ção Conceitos Aspectos de Segurança Diferenciais Aplicaçõ ções e Serviços Cases Perspectivas e Tendências ncias 3

4 Wi-Fi Alliance Wi-Fi?? Wireless Fidelity Associação cuja missão principal é promover e certificar a interoperabilidade de equipamentos baseados no padrão IEEE Opera em conjunto com o IEEE 802 WG, contribuindo inclusive para a evolução das normas de acordo com as necessidades do mercado 4

5 Padrão IEEE : Evolução Grupo a b c d e f g h i j k m n Padrão para taxa de 54 Mbps em banda ISM 5 GHz Padrão para taxa de 11 Mbps em banda ISM 2.4 GHz Recomendações para operação em bridge Especificação para operação em alguns países com alocação de espectro específica Suporte a QoS na interface aérea Recomendações para desenvolvimento de APs e DSSs Padrão para taxa de 54 Mbps em frequência de 2.4 GHz Gerenciamento e controle para a camada física a Novos mecanismos de criptografia e autenticação do padrão e 5 GHz (Japão) Caracterização Realimentação de estatísticas dos nós clientes Recomendações para manutenção Next generation (2007): 100 Mbps throughput! 5

6 Padrão IEEE Topologias da Rede Servidor Sistema de Distribuição (LAN) AP1 AP2 Ad Hoc BSS-1 BSS-2 Infra-estrutura 6

7 Padrão IEEE Arquitetura do Protocolo TCP/UDP IP Logical Link Control (LLC) Media Access Control (MAC) FHSS, DSSS, IR, OFDM(a) Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace de Dados Física Controle de Acesso ao Meio: CSMA/CA Interface com múltiplas PHY Mobilidade Segurança (L2) Sincronismo Controle de Potência b: DSSS, FHSS, IR ISM 2.4 GHz 1 a 11 Mbps a: OFDM ISM 5 GHz 6 a 54 Mbps g: OFDM ISM 2.4 GHz 6 a 54 Mbps Potência máxima de transmissão: +28 dbm 7

8 IEEE : Camada Física P 5MHz Alocaçã ção o de Canais na Banda ISM 2.4 GHz CH1 CH2CH3 CH4 CH5 CH6 CH7 CH8 CH9 CH10 CH11 2,401GHz 3MHz 22 MHz 3MHz 2,473GHz F P 20 MHz Alocaçã ção o de Canais na Banda ISM 5 GHz MHz 5,15 GHz 5,35 GHz 5,725 GHz 5,825 GHz F 8

9 IEEE : Camada MAC Procedimentos para estabelecimento de conexão Passive Scanning Beacons Sincronismo Association REQ Autenticação Association RSP 9

10 Aspectos de Segurança Disponibilidade Integridade Confidencialidade Autenticação Política de Segurança 10

11 Segurança Wi-Fi Sniffer Acesso Wi-Fi Rede IP Servidor Rogue AP 11

12 Segurança Wi-Fi IEEE WEP IEEE 802.1X IEEE & Wi-Fi WPA Vulnerabilidades? IEEE TGi i Aplicação Certificados Digitais Transporte Rede Enlace de Dados Física IPSec WEP MAC Filtering IEEE 802.1X WPA Confinamento de RF 12

13 Tecnologia Wi-Fi: Diferenciais Bandas Não N o Licenciadas Padronizaçã ção Mobilidade Altas Taxas de Transmissão Aumento de Produtividade Acesso sem Fio a Redes IP Simplicidade Interoperabilidade Baixo Custo dos Equipamentos 13

14 Cadeia de Valor Wi-Fi Enterprises Households Instaladores Operadoras Hot Spots Provedores de Roaming Clearing Fornecedores de Chipsets Integradores Agregadores de Serviços Usuários Enterprise Residencial Móvel Fornecedores de Equipamentos Provedores de Serviços Proprietários rios de Localidades Access Points Switches Laptops Desktops PDAs Mobile Phones Operadoras ISPs Prop. Localidades Hotéis Aeroportos Estações de metrô Cafeterias Shopping centers Centros de conferência 14

15 Serviços e Aplicações Wi-Fi Telefonia IP Móvel Rede IP Redes Metropolitanas Ponto-a-Ponto Ambientes Corporativos Aumento de Produtividade Rede IP HotSpots WLAN Pública como solução de acesso à Internet Área Hospitalar Acesso à informação, telemetria biomédica 15

16 HotSpots Wi-Fi: Cases T-Mobile Operadora de HotSpots de maior porte nos EUA Custo elevado (T1 como backhaul para HotSpots) Associação com StarBucks Verizon Telecommunications Implantou 500 HotSpots em Manhatan, em 2003 HotSpots implantados em TPs Acesso restrito (e gratuito) a clientes da Verizon BellSouth Korea Telecom Serviços no segmento Healthcare Parceria com Cisco Tem atualmente HotSpots implantados e clientes Enfrentou problemas com projetos de cobertura e gerenciamento da rede 16

17 Perspectivas e Tendências Wi-Fi Número de Usuários [1000] Dispositivos Computacionais- Brasil Desktops Laptops PDAs Milhões

18 Perspectivas e Tendências Wi-Fi Consolidaçã ção o de grandes fabricantes Na medida em que a tecnologia amadurecer, grandes fabricantes deverão o passar dominar mais intensamente o mercado, a partir de fusões e aquisiçõ ções Integraçã ção o com Redes Celulares A tecnologia Wi-Fi representa uma excelente oportunidade para que operadoras de redes celulares ofereçam, de forma integrada, um serviço o diferenciado aos seus assinantes A tecnologia Wi-Fi integrada a outros serviços Para garantir a sustentabilidade do modelo de negócios, é recomendável oferecer Wi-Fi como parte de um pacote de serviços A tecnologia continuará evoluindo As novas versões es do padrão o deverão o resolver problemas importantes e incorporar novas funcionalidades, incluindo taxas de transmissão o acima de até 100 Mbps 18

19 Perspectivas e Tendências Wi-Fi Serão o os agregadores necessários?? Em troca, nós oferecemos 30% das tarifas que você arrecadar dos seus clientes Você paga a instalação e as taxas da conexão DSL Espere um minuto 30% de quê? Agregador Agregador Proprietário de hotspot 19

20 Perspectivas e Tendências Wi-Fi Quem ganhará? Provedores de serviços com modelos de negócios flexíveis Players com pacotes de serviços com Wi-Fi e esquemas de precificação agressivos e inovadores Players que perceberem nichos de mercado para Wi-Fi Players que dominarem a fundo as funcionalidades e vulnerabilidades da tecnologia Players que desenvolverem e implantarem aplicações e serviços diferenciados Quem perderá? Operadoras que insistirem em possuir a rede Provedores de serviços com modelos de compartilhamento de receita inflexíveis Players que não controlarem os custos iniciais de implantação (DSL vs. E1) Players que enxergarem Wi-Fi apenas como gerador de receitas Players que não implantarem Wi-Fi com um modelo de segurança apropriado 20

21 21

22 PARTE II: WiMAX 22

23 PARTE II: WiMAX Conceitos Padrão IEEE Overview do padrão IEEE a WiMAX Hoje WiMAX Amanhã Cadeia de Valor WiMAX 23

24 WiMAX Forum WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access Trata-se de uma associaçã ção o cuja missão o principal é promover e garantir a interoperabilidade dos produtos baseados no padrão o IEEE Princípios: Suportar tecnologia IEEE Propor perfis de acesso ao IEEE Garantir interoperabilidade dos produtos Promover a tecnologia IEEE para garantir aceitação global Aberto à participação de todos Desenvolve e submete especificaçõ ções de testes 24

25 Padrão IEEE PHY GHz PHY 2-11 GHz MAC / PHY a MAC Enhancements PHY c System Profiles P REVd System Profiles Recommended Practices P802.16e Mobility in Licensed Bands 25

26 IEEE a: Topologia e Arquitetura SS SS BS SOHO HotSpots SS Clientes Residenciais SS IP Core Network ATM SS SS Enterprise BS 26

27 IEEE a: Arquitetura de Protocolo Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace de Dados Física Controle de Acesso ao Meio Gerenciamento de QoS Suporte para as PHYs OFDM e OFDMA Segurança (Enterprise Class) Sincronismo Interface para IP, ATM, E1/T1, Ethernet Dynamic Frequency Selection (DFS), em bandas não licenciadas Suporte a sistemas com antenas adaptativas Suporte a topologia Mesh (Opcional) OFDM 9 FFT-256, TDMA (TDD/FDD) OFDMA 9 FFT 2048 pontos com TDMA (TDD/FDD) Single Carrier (SCa) 9 FFT 2048 pontos com TDMA (TDD/FDD) 9 TDMA (TDD/FDD) 9 BPSK, QPSK, 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM WirelessHUMAN: canalização 2 a 11 GHz até 72 Mbps Potência Máxima de Transmissão: +28 dbm Áreas de cobertura: 9 Ponto-Multiponto: Km (rural), 8-10 Km (urbano) 9 Ponto-a-Ponto: acima de 100 Km 27

28 IEEE a: Canalização P 20 MHz Alocaçã ção o de Canais de 20 MHz na Banda ISM 5 GHz MHz F 5,25 GHz 5,35 GHz 5,725 GHz 5,825 GHz P 10 MHz Alocaçã ção o de Canais de 10 MHz na Banda ISM 5 GHz F 5,25 GHz 20 MHz 5,35 GHz 5,725 GHz 5,825 GHz 28

29 WiMAX Hoje WiMAX ainda não n o está certificando equipamentos, pois aguarda a publicaçã ção o da norma IEEE REVd Já existem chipsets compatíveis com a norma IEEE a, mas ainda não n o são s o interoperáveis Já existem sistemas experimentais sendo montados na China, Rússia, R França a e EUA A atuaçã ção o da INTEL em 2004 está sendo decisiva para o sucesso do WiMAX Existe grande expectativa quanto às s promessas do WiMAX, principalmente com relaçã ção o a desempenho e segurança Ainda não n o existe grande expectativa pelo WiMAX, por parte dos usuários finais 29

30 WiMAX Amanhã Deverá haver forte tendência ncia de implantaçã ção o do WiMAX em bandas ISM (5.8 GHz) Dois momentos: alternativa de BWA e integraçã ção o em dispositivos móveism WiMAX x Wi-Fi WiMAX x Mobile-FI (IEEE ) WiMAX x Redes 3G Ao contrário rio do Wi-Fi, o WiMAX deverá ser aceito mais rapidamente pelo mercado (lessons learned!) WiMAX precisará rapidamente provar que é uma tecnologia de ruptura A tecnologia suportará mobilidade apenas em bandas licenciadas WiMAX poderá se tornar uma alternativa viável vel para a inclusão o digital em todo o mundo 30

31 Cadeia de Valor WiMAX: Perspectiva Operadoras Tel. Fixa Operadoras celulares Operadoras BWA Fornecedores de Chipsets Integradores Usuários Fornecedores de Equipamentos Provedores de Serviços Enterprise Residencial Comunidades não-atendidas BSs CPEs Laptops Desktops PDAs Mobile Phones ISPs TV a cabo Telefonia rural 31

32 OBRIGADO! CPqD - Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações Rod. Campinas Mogi-Mirim, km 118,5 - SP Campinas - SP BRASIL Fabrício Lira Figueiredo Tel. : CPqD Technologies & Systems Inc. 111, W. St. John Street, Suite 610 San Jose, CA 95113, USA

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