WiMAX. Miragem ou Realidade? Jorge Rodrigues PT Comunicações Universidade da Beira Interior, 4 de Outubro de WiMAX

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Eugénio da Cunha Amado
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1 1 1 Miragem ou Realidade? Jorge Rodrigues PT Comunicações Universidade da Beira Interior, 4 de Outubro de 2005

2 2 2 Enquadramento A tecnologia / afecta domínios tecnológicos cruciais para os operadores: Redes de acesso; Redes wireless ; Redes metropolitanas; Redes móveis.

3 3 3 Cenários de aplicação IP/Internet Médias/grandes empresas: Circuitos PSTN Redes móveis 2G/3G PMEs: Serviços IP Clientes residencial / SOHO: Wireless DSL Hot Zone WiMax Agregação de hotspots WiFi

4 4 4 Normas IEEE e ETSI HiperMAN WAN IEEE (proposed) IEEE WirelessMAN IEEE WirelessLAN IEEE Bluetooth MAN LAN PAN 3GPP, EDGE (GSM) ETSI HiperMAN & HIPERACCESS ETSI HiperLAN ETSI HiperPAN 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.

5 5 5 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 Forum: 2º Semestre de 2005 (previsão)

6 6 6 Norma(s) e Aprovada Dezembro 2001 Junho ºS 2005 (previsão) Espectro GHz, licenciado 2-11 GHz, licenciado, não licenciado Condições do canal Débito Linha de vista requerida (LOS) Até 134 Mbps com canais de 28 MHz Linha de vista não requerida (NLOS) Até 75 Mbps com canais de 20 MHz 2-6 GHz, licenciado, não licenciado Linha de vista não requerida (NLOS) Até 15 Mbps com canais de 5 MHz Modulação QPSK, 16QAM, 64QAM OFDM 256 subportadoras, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM OFDM 256 subportadoras, 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 Raio típico da célula 20, 25 e 28 MHz Escalável 1.5 a 20 MHz 2-5 km (LOS) 1-15 km (depende de cenário) alcance max. 50 km Escalável 1.5 a 20 MHz 1-5 km (depende de cenário)

7 7 7 Inovações / 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 IPv4 IPv q ATM Sub-camada de convergência Sub-camada MAC PHY1 PHY2 PHYn

8 8 8 / : 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.

9 9 / 802.16: inovações Mecanismos de QoS integrados; permite até milhares de utilizadores usarem de forma partilhada serviços de dados, voz e video.

9 9 9 / : 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.

10 10 : Acesso fixo Dimensão das células

11 11 Posicionamento do Mobilidade 2G, 2.5G 3G WLAN xdsl, HFC Débito

12 Perspectiva de médio/longo prazo Dimensão do mercado Móvel e Fixo Wireless DSL 2005 Primeiras certificações Portátil/Nómada Hot Zones

13 13

14 14 Cenários de Aplicação do Portabilidade e mobilidade O 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 e 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 nesta área, ao disponibilizarem de forma alargada terminais capacitados (laptops, PDAs,...) a preços competitivos.

15 15 vs. xdsl, WiFi xdsl WiFi Cobertura 5 7 km < 100 m 7-15 km (LOS) Débitos ADSL dnstrm: 8 Mbit/s 54 Mbit/s (20 MHz g) 1-5 km (NLOS) 100 Mbit/s (20 MHz) QoS ADSL upstrm: 800 kbit/s Baseado em ATM Não suporta QoS nativo no MAC Mobilidade Nula Limitada Alargada (com e) Escalabilida de De acordo com capacidade do DSLAM. Possíveis limitações impostas por crosstalk Dezenas de utilizadores por AP Centenas de estações clientes por estação base

16 16 vs. WiFi Através do MAC, cada estação base distribui dinamicamente largura de banda (U/L e D/L) para terminais de utilizadores, usando TDMA. No caso WiFi, o MAC usa mecanismos de carrier-sensing que não permitem controlo efectivo de largura de banda na ligação rádio.

17 17 Cenários de Aplicação do Complementaridade / 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 complementa o WiFi, ao permitir uma verdadeira abertura do novo serviço de portabilidade pessoal de banda larga a áreas de cobertura metropolitana, as hotzones. WMAN Nomadic Coverage --> handoff from HOT SPOTS H H H H H H H H H 4 = wide area coverage outside of Hot Spots

18 18 vs. WiFi, UMTS Largura espectral Numero de utilizadores / célula simultâneos Alcance Eficiência espectral 5 4 Custos globais Custo CPE Segurança Mobilidade Dados em banda larga Cobertura de área metro (hotzones) Robustez Controlo de potência poderoso Nomadicidade Largura espectral Numero de utilizadores / célula simultâneos WiFi Eficiência espectral Custos globais Custo CPE Largura espectral Numero de utilizadores / célula simultâneos UMTS/HSDPA Eficiência espectral Custos globais Custo CPE Alcance Segurança Mobilidade Alcance Segurança Mobilidade Baixo custo de CPE Cobertura limitada (hotspots) Segurança inferior Débito não garantido (canal patilhado) Voz, dados e multimédia Cobertura nacional Mobilidade total

19 19 Always Best Connected GSM/UMTS WiFi WiFi WiFi Urbano Suburbano Rural

20 20 Espectro de frequências e questões regulamentares

21 21 Conclusões O é uma solução versátil, adaptável a múltiplos cenários de aplicação; No curto/médio prazo, o 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 e, poderá ser o ponto de partida para a massificação da tecnologia ( ); O é apenas mais uma tecnologia de acesso o seu sucesso será sobretudo o sucesso dos serviços que vier a suportar vs custo.

22 22 Questões?

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