DISEÑO DE UNA RED WIMAX EN LA ZONA NORTE DE BOGOTÁ Y … · 2011-11-21 · 1 diseÑo de una red...
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1 DISEÑO DE UNA RED WIMAX EN LA ZONA NORTE DE BOGOTÁ Y EVALUACIÓN DE LOS ASPECTOS TÉCNICO ECONÓMICOS PARA SU INTERCONEXIÓN CON LA RED WI-FI DE LA UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SEDE BOGOTÁ PEDRO ALBERTO FRESNEDA RAMÍREZ MANUEL HERNÁNDEZ REYES UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SEDE BOGOTÁ FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ D.C 2007
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DISEÑO DE UNA RED WIMAX EN LA ZONA NORTE DE BOGOTÁ Y EVALUACIÓN DE LOS ASPECTOS TÉCNICO ECONÓMICOS PARA SU INTERCONEXIÓN CON LA RED WI-FI DE LA UNIVERSIDAD DE SAN
BUENAVENTURA SEDE BOGOTÁ
PEDRO ALBERTO FRESNEDA RAMÍREZ MANUEL HERNÁNDEZ REYES
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SEDE BOGOTÁ FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ D.C
2007
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DISEÑO DE UNA RED WIMAX EN LA ZONA NORTE DE BOGOTÁ Y EVALUACIÓN DE LOS ASPECTOS TÉCNICO ECONÓMICOS PARA SU INTERCONEXIÓN CON LA RED WI-FI DE LA UNIVERSIDAD DE SAN
BUENAVENTURA SEDE BOGOTÁ
PEDRO ALBERTO FRESNEDA RAMÍREZ MANUEL HERNÁNDEZ REYES
Proyecto de grado como requisito para optar al título de ingeniero de telecomunicaciones
ASESOR
ING. GUSTAVO QUIROGA BRICEÑO
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SEDE BOGOTÁ FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ D.C
2007
3
NOTA DE ACEPTACIÓN _________________________________
_________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________
______________________________ FIRMA DEL PRESIDENTE DEL JURADO
_____________________________ FIRMA DEL JURADO
_____________________________ FIRMA DEL JURADO
4
DEDICATORIA
Gracias señor por ayudarme a culminar esta meta tan importante para mí y
quienes me rodean; a mi padre Pedro Fresneda porque siempre nos enseñó que
lo mejor que se le puede dar a un hijo es la educación y lo más importante es que
llegue a ser profesional; gracias un millón de veces a mi esposa Yolvy quien me
ha dado su apoyo, comprensión, amor para llegar donde estoy. A mi madre Deissy
que dedicó su vida para que yo fuera un buen hijo, hermano, esposo, tío y padre.
Gracias al señor García, señora Doris, Enerieth, Andrés, Iván, Mauricio, Jessica,
Laura, Daniela que con sus palabras de aliento, su apoyo y lo más importante
amor de familia me llenaron de motivos para seguir y no desfallecer.
A Manuel por soportarme todo este tiempo y acompañarme en esta larga, difícil,
complicada tarea de ser ingenieros.
PEDRO ALBERTO FRESNEDA RAMÍREZ.
5
DEDICATORIA
Primero a Dios por darme la vida, porque sin él nada es posible. A mis padres que
aunque ya no están siempre quisieron lo mejor para mí; a Olga cecilia mi esposa
por su gran amor apoyo y comprensión. A Manuel andrés a quién siempre quise
darle buen ejemplo y brindarle lo mejor de mí; a mis hijos Anthonya Maria (mi
princesa), Juan Nicolás, santiago y Manuel Felipe por su comprensión, apoyo y
tolerancia a pesar de sus cortas edades.
A pedro mi amigo y compañero de proyecto por su gran apoyo, con quien compartí
momentos de jubilo y situaciones difíciles a lo largo de la carrera.
A camilo mi amigo por sus frases de aliento y colaboración y a todas las personas
que me alentaron y me apoyaron para la consecución de esta meta.
MANUEL HERNÁNDEZ REYES.
6
AGRADECIMIENTOS
A Dios por darnos fortaleza para alcanzar nuestra meta, a nuestras esposas
gracias por su apoyo y colaboración, a nuestras familias que nos brindaron
palabras de aliento y por animarnos para seguir siempre adelante, a nuestros
amigos que de alguna manera nos motivaron para lograr este objetivo; también
agradecemos a ETB y a U.S.B. por brindarnos el apoyo y las herramientas
necesarias para adquirir nuevos conocimientos, que fueron fundamentales en
nuestra educación profesional.
Agradecemos al ingeniero Gustavo Quiroga asesor temático y a la profesora
Patricia Carreño asesora esquemática por su apoyo y colaboración; al ingeniero
Aldo Forero por su paciencia y tolerancia al ingeniero Jorge Poveda por su
orientación y confianza, a todos nuestros profesores de carrera porque de cada
uno aprendimos cosas importantes para la evolución de nuestras vidas; a los
Ingenieros de ETB y al Ingeniero Jhon Parra de U.S.B. por su colaboración y
orientación, al Ingeniero Carlos Bermeo por su colaboración y apoyo constante e
incondicional en el logro de los objetivos.
PEDRO ALBERTO FRESNEDA RAMÍREZ.
MANUEL HERNÁNDEZ REYES.
7
TABLA DE CONTENIDOS PÁG.
INTRODUCCIÓN 13
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 14
1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 20
1.3 JUSTIFICACIÓN 20
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN. 21 1.4.1 Objetivo general 21 1.4.2 Objetivos específicos. 21
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO 21 1.5.1 Alcances 21 1.5.2 Limitaciones. 21
2. MARCO DE REFERENCIA 22
2.1 MARCO TEÓRICO-CONCEPTUAL 22 2.1.1 Wimax. 23 2.1.2 Wi-Fi (802.11). 27 2.1.3 la banda ancha. 29 2.1.4 Topología de la red. 30 2.1.5 Propagación y técnicas de modulación para Wimax. 34 2.1.6 propagación NLOS vs. LOS. 34 2.1.7 Modelos de propagación. 39 2.1.8 Esquemas de duplex en Wimax: TDD vs FDD. 40 2.1.9 Duplexación por división de frecuencia. 41 2.1.10 Duplexación por división de tiempo. 43 2.1.11 Paquetes de Wimax: transmisión, formatos y encabezados. 43 2.1.12 Modelos SUI (STANFORD UNIVERSITY INTERIM). 44 2.1.13 Probabilidad de predicción de cobertura en condiciones LOS. 45 2.1.14 Rango de cobertura Wimax. 45 2.1.15 Detección de errores o corrección hacia atrás o ARQ. 46 2.1.16 SNR. Ruido: 46 2.1.17 Sensitividad de TX y RX. 47 2.1.18 Servicios licenciados y no licenciados. 49 2.1.19 Generalidades de OFDM y OFDMA. 50 2.1.20 OFDM orthogonal frequency division multiplexing. 51 2.1.21 OFDM. 52 2.1.22 Conceptos de: relación de sobre suscripción (OSR), CIR, TIR, MIR, BE 56 2.1.23 Wimax móvil. 58 2.1.24 Antenas inteligentes. 61 2.1.25 Aplicaciones y servicios. 67 2.1.26 Calidad de servicio en redes Wimax. 69 2.1.27 Wimax frente a otras tecnologías de servicio de datos. 69
8
2.2 MARCO LEGAL O NORMATIVO 71 2.2.1 Resolución número 000689 de abril 28 de 2004 del Ministerio de Comunicaciones. 72 2.2.2 Resolución número 2064 de septiembre 15 de 2005 del Ministerio de Comunicaciones. 72 2.2.3 Resolución número 2070 de septiembre 16 de 2005 del Ministerio de Comunicaciones. 72 2.2.4 Decreto número 1928 de 2006 del Ministerio de Comunicaciones. 73 2.2.5 Decreto número 868 de 1999 del Ministerio de Comunicaciones. 73 2.2.6 Decreto número 099 de 2000 del Ministerio de Comunicaciones. 74 2.2.7 Decreto número 0930 de 1992 del Ministerio de Comunicaciones. 74 2.2.8 Decreto número 1366 de 2000 del Ministerio de Comunicaciones. 74 2.2.9 Decreto número 1448 de 1995 del Ministerio de Comunicaciones. 75 2.2.10 Decreto número 2458 de 1997 del Ministerio de Comunicaciones. 75 2.2.11 Resolución número 1449 de 23 de junio de 2006 del Ministerio de Comunicaciones. 75 2.2.12 Resolución número 1533 de 23 oct. 2001. 76 2.2.13 Resolución número 2177 de 2000 del Ministerio de Comunicaciones. 76 2.2.14 Resolución número 2815 de 1995 del Ministerio de Comunicaciones. 77 2.2.15 Resolución número 001833 1998 del Ministerio de Comunicaciones. 77 2.2.16 Resolución número 002190 de 2003 del Ministerio de Comunicaciones. 78 2.2.17 Resolución número 002249 de 1999 del Ministerio de Comunicaciones. 78 2.2.18 Resolución número 3382 15 diciembre de 1995 del Ministerio de Comunicaciones. 79 2.2.19 Resolución número 005927 de 1996 del Ministerio de Comunicaciones. 80 2.2.20 Resolución número 001883 de 1998 del Ministerio de Comunicaciones. 81
3. METODOLOGÍA 82
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN 82
3.2 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE U.S.B. 82
3.3 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 82
3.4 HIPÓTESIS 82
3.5 VARIABLES 83 3.5.1 Variables Independientes 83 3.5.2 Variables Dependientes 83
4. DESARROLLO INGENIERIL 84
4.1 ANÁLISIS GENERAL DE LA RED DE U.S.B. 84
4.2 ANÁLISIS DE LOS EQUIPOS WIMAX 99
4.3 DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO 104
4.4 CÁLCULOS DEL DISEÑO 105
4.5 COSTOS DE EQUIPOS 108
9
5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 110
6. CONCLUSIONES 112
7. RECOMENDACIONES 114
BIBLIOGRAFÍA 115
10
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA TÍTULO PÁGINA
1 Comparativa de Wimax frente a otras tecnologías 19
2 Zona de Fresnel para un enlace LOS 29
3 Ubicación del equipo de abonado (cpe) para condición NLOS. 30
4 Esquema de frecuencia 32
5 Plan de frecuencias PMP FDD para asignaciones de espectro
contiguas (arriba) y no contiguas (abajo) (los pares de canales
downlink (d) y uplink (u) tienen un offset constante de
frecuencia).
34
6 Frecuencias PMP TDD (superior), con el plan FDD
correspondiente.
35
7 Características de una trama 35
8 Servicios licenciados y no licenciados 42
9 OFDM 44
10 OFDM CARRIERS 46
11 OFDM VS. OFDMA 48
12 Componentes elementales de antenas inteligentes 55
13 Subzonas de acuerdo a la configuración de antenas. 57
14 Lóbulo de radiación de una antena inteligente. 57
15 Reducción de trayectos múltiples al receptor 59
16 Aplicaciones 60
17 Wimax segunda generación 60
18 Servicios en redes wimax. 61
19 Componentes para calidad de servicio de wimax 62
20 Red LAN de U.S.B. sede Bogotá 77
11
21 Reporte de tráfico mensual 79
22 Reporte de tráfico semanal 80
23 Reporte de tráfico semanal 80
12
ÍNDICE DE TABLAS
TABLAS TITULO PÁGINA
1 Comparativos FDD VS. TDD 32
2 Wimax frente a otras tecnologías de servicio de datos. 63
3 Wimax frente a otras tecnologías de datos 63
4 Wimax frente a otras tecnologías de datos 64
5 Bandas de frecuencias del espectro radioeléctrico 65
6 Distribución de bandas de frecuencias dd´ y ee´ 69
7 Análisis de tráfico 79
8 Análisis de tráfico 103
13
INTRODUCCIÓN
En Colombia se presta el servicio telefónico desde 1885. No obstante, en 1936 el
sector estaba compuesto por entidades particulares, autorizadas por el gobierno
nacional, las cuales prestaban el servicio de telefonía local en las principales
ciudades. Así mismo, el servicio de telefonía de larga distancia nacional e
internacional era prestado en forma monopólica por la empresa privada.
Colombia es uno de los países en Latinoamérica en emprender el proceso de
apertura del sector de telecomunicaciones y en iniciar la transición desde un
monopolio público a un mercado competitivo en muchos de los servicios de
telecomunicaciones. A partir de 1989 se han venido desarrollando procesos de
liberalización y desregulación del sector, generados por profundos cambios en el
marco institucional y regulación de las telecomunicaciones.
Con los frecuentes cambios tecnológicos en las comunicaciones y pensando en el
mejoramiento continuo en el acceso a Internet que presta la Universidad de San
Buenaventura, se realizará un diseño de red inalámbrica Wimax en la zona norte
de Bogotá, para interconectarla con la red Wi-Fi de la U.S.B., sede Bogotá,
evaluando los recursos técnicos y económicos con los que cuenta la institución.
El diseño contribuirá al progreso del plantel educativo ya que en la actualidad las
comunicaciones representan un gran potencial, logrando con este diseño dar un
primer paso para robustecer el acceso a Internet, agilizando los procesos en las
áreas administrativa y educativa de la Universidad.
El diseño de la red Wimax también brindará una alternativa a instituciones de esta
zona que quieran incursionar en el uso de esta nueva tecnología, para el acceso a
Internet de banda ancha inalámbrica.
14
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 ANTECEDENTES (ESTADO DEL ARTE)
Actualmente existen diseños e implementaciones de redes Wimax, por lo cual se
hará referencia en algunos casos en Colombia y otros países del mundo.
• La capital del Valle es la primera ciudad en Latinoamérica en contar con este
sistema, que ofrece conexión permanente a la red sin necesidad de líneas
telefónicas. Cualquier persona podrá adquirir el servicio.1
• Cali se convierte en la primera ciudad de Latinoamérica y del país que cuenta
con una conexión permanente a Internet, sin que sea necesario el uso de líneas
telefónicas. Se trata de Wimax, el sistema de conexión inalámbrica con la que
Orbitel abre nuevas posibilidades de acceso a la red, con mayor velocidad y
movilidad.
El propósito es aumentar el uso de banda ancha en el país. Alejandro Ceballos,
presidente de la compañía, señaló que en la actualidad la cobertura en Colombia
se encuentra por debajo del 1% y para que la nación avance hacia el desarrollo,
es necesario que se pase a un 25%.
El directivo también destacó que esta nueva tecnología permite al país acceder a
la sociedad de la información mundial, además amplía el horizonte de la
educación y el entretenimiento.
El proyecto Wimax banda ancha, es un sistema que ofrece a sus usuarios un
1 http://www.elpais.com.co/paisonline/calionline/notas/mayo122006/eco4.html 19:10 p.m. 17/09/07
15
nuevo servicio de acceso a Internet con velocidad entre 100 kbps y 2 Mbps, sin
que se requiera la utilización de cables, lo que permite la movilidad del equipo
desde el hogar hasta el trabajo, utilizando una sola cuenta de Internet.
Wimax es un proyecto al que puede acceder cualquier persona, pero quienes se
verán más beneficiadas son las pequeñas y medianas empresas, pues podrán dar
a conocer más sus negocios en el mercado y desarrollar nuevos nichos, gracias a
Internet.
• 22 de diciembre de 20062 En los 32 departamentos del país se ofreció Internet de banda ancha inalámbrica
en audiencia pública realizada por la Ministra de Comunicaciones, María del
Rosario Guerra, el Viceministro de Comunicaciones, Daniel Medina Velandia, el
Secretario General del Ministerio, Carlos José Bitar y el comité evaluador se
dieron a conocer las empresas a las cuales se los otorgaron los permisos.
El Ministerio de Comunicaciones recibió 161 propuestas de 24 empresas para el
otorgamiento de los permisos de uso del espectro radioeléctrico para la operación
de sistemas de distribución punto multipunto para acceso de banda ancha
inalámbrica en áreas de servicio departamentales.
• Cable Unión y Avantel dominarán el Wimax regional
Las empresas locales le ganaron la batalla a las multinacionales y se
adjudicarán 44 de las 54 frecuencias que otorgará el gobierno para prestar el
servicio de Internet inalámbrico, Wimax en los departamentos.
2http://www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/index.jsp?page=./mods/contenido/view_page&id_contents
=319&l=2 17:45 p.m. 17/09/07
16
El 14 de agosto del 2006, 24 operadores presentaron al Ministerio de
comunicaciones 161 propuestas para obtener, al menos, una de las dos
frecuencias que se entregarían en cada uno de los 32 departamentos.
Según el análisis realizado por expertos técnicos y jurídicos del Ministerio durante
casi tres meses, de esos 24, sólo 13 obtuvieron los permisos, 9 no alcanzaron los
puntajes requeridos y 2 quedaron descalificados.
Citynet Wimax, que presentó solicitud para operar en ocho departamentos, no fue
evaluada por no presentar el balance general exigido entre los documentos.
Mb de Colombia que pretendía operar en dos regiones, fue también descalificada
por no cumplir con los activos requeridos para participar.
Dentro de las nueve empresas que no obtuvieron el puntaje necesario para aspirar
a las licencias, se encuentran multinacionales como Telmex, que licitaron para 5
departamentos e Impsat y Diveo, que aspiraban a 3 regiones, cada una.
También se quedaron por fuera grandes operadores nacionales con experiencia
en la prestación de Internet como Coldecón y Telebucaramanga.
Avantel logró la máxima puntuación en los 7 departamentos en los que participó,
podrá operar en grandes zonas como Cundinamarca, Antioquia y Magdalena.
Cable Unión de occidente que solicitó frecuencia para 21 regiones, obtuvo la
puntuación más alta en 14 de ellos, incluyendo Cundinamarca, Valle y Atlántico,
convirtiéndose en el operador con más departamentos asignados.
Emcali también tuvo un resultado positivo, al ganar en los 2 departamentos donde
pretendía operar, al igual que S3 wireless que de 7 propuestas, ganó 6.
17
Comcel obtendrá 10 frecuencias, pero todas ganadas por W. Este fue el único
operador que presentó propuestas para todas las regiones, pero en ningún caso
obtuvo la mayor calificación; de hecho en 11 de ellos fue calificado con la más
baja, según la resolución que reglamenta el otorgamiento de frecuencias de
Wimax, en caso de que sólo haya 1 ó 2 proponentes para una zona, estos
recibirán automáticamente la adjudicación, siempre y cuando cumplan con lo
requisitos exigidos.
De esos 10 departamentos, en 9 Comcel fue el único que se presentó (Amazonas,
Arauca, Caquetá, entre otros) y en el otro (Nariño) sólo se presentó 1 operador
más.
También hubo quienes aspiraban a cubrir varias zonas y sólo clasificaron para 1 ó
2. Ese es el caso de Comsat que se presentó para 15 departamentos y pasó en 1,
Cablecentro aspiraba a 10 y podrá operar en 2 y Servisatélite que de 9, obtuvo 2.
Los operadores tenían plazo para hacer comentarios a los resultados del estudio,
pero por solicitud de Telmex el Ministerio decidió ampliar el período.
De seguir el cronograma, en una audiencia pública se adjudicarán las frecuencias
a los operadores que resultaron favorecidos. Además de las 54 frecuencias
regionales, ETB, Telecom y Orbitel recibieron los únicos permisos de cobertura
nacional y este último ya presta el servicio en Cali.
Telecom tiene pre Wimax en Bucaramanga, y Cablecentro anunció su alianza con
la empresa S3wireless para Bogotá, Medellín, Cali e Ibagué.
• Calificación de las propuestas
Cada operador presentó una propuesta por departamento en la que planeaba
inversiones, cobertura y capacidad de usuarios atendidos para los próximos 5
18
años, entre 2007 y 2011. Para obtener las calificaciones se creó un sistema en el
que el puntaje perfecto era 1.000 puntos que resultarían de la suma de esos 3
aspectos.
Acorde con la política de masificación de banda ancha trazada por el Gobierno, la
mayor calificación se otorgó para el ítem de la capacidad de usuarios: 450 puntos.
El plan de cobertura de municipios recibió una calificación de hasta 300 puntos y
el plan de inversión, hasta 250 puntos.
• El Valle tendrá la mayor inversión
El departamento más apetecido por los operadores interesados en ofrecer Wimax,
fue el Valle que recibió 11 propuestas y a su vez, recibirá también la mayor suma
de inversión en 5 años.
Para cubrir 42 municipios, Emcali tiene planeado invertir 112,5 millones de dólares
y Cable Unión destinará 58,5 millones más para 17 localidades. La propuesta más
baja, la de Telmex, proponía inversiones que no superaban los 15.000 dólares.
En Cundinamarca se verán desembolsos de Cable Unión para 14 municipios por
128,2 millones de dólares en 5 años y 32,9 millones más de Avantel para 117
municipios. Impsat, que obtuvo la más baja puntuación, tenía un presupuesto de
3,5 millones de dólares.
Y aunque en Antioquia la inversión será más baja, alcanzará para cubrir más
municipios. Cablecentro se concentrará en 117 de ellos desembolsando 76,8
millones de dólares y Avantel llevará el servicio a 125 localidades e invertirá 27
millones de dólares.
19
Para construir estas redes inalámbricas, entre más obstáculos de altura haya y
más amplia sea la zona, se requieren más antenas. Por eso según la geografía de
la zona, se pueden cubrir más ciudades con menos presupuesto.
Según explicó el gerente de Cable Unión, Ricardo Duque, en Bogotá, se requieren
al menos 50 antenas mientras que en Pereira, por ejemplo, 5 antenas son
suficientes para cubrir de 15 a 30 kilómetros.
Además, mencionó, que la importancia de Wimax para la empresa, es la
posibilidad de expandirse no sólo en otras regiones como el norte y el centro del
país, donde hoy no tienen presencia, esperan ampliar su portafolio de servicios
desde televisión, donde hoy es el tercer operador del país con cerca de 149.000
usuarios, hasta Internet y telefonía IP.
• En los EE.UU. la destrucción de las redes telefónicas causadas por el huracán
katrina afectó las comunicaciones de banda ancha, motivo por el cual un grupo
de operadores de Internet en asocio con una empresa líder en la creación de
software y hardware a nivel mundial, lograron implementar una red Wimax
para solucionar el acceso a Internet de banda ancha y ofrecer telefonía IP3.
• En el municipio de Mijas (España) se ha implementado Wimax por su alta
capacidad donde tienen como fin prestar servicios a sus ciudadanos, uniendo a
una veintena de dependencias municipales, donde Wimax cubre el 70% del
territorio del municipio4.
3 consultado en: http://www.blogWimax.com/2005/09/09/los-operadores-de-Internet-despliegan-re 10/08/07,2 p.m.
4 consultado en: http://es.wikipedia.org/wiki/Wimax 11/08/07, 10 a.m.
20
1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
En la U.S.B. se observó que cuando se realizan teleconferencias u otros eventos,
se requiere de un gran ancho de banda pues, la capacidad de su red no es
suficiente; por lo que el canal queda ocupado en su totalidad y como resultado, el
acceso a Internet en los laboratorios y la red Wi-Fi se hace lento, observándose un
represamiento para los estudiantes que desean acceder desde los laboratorios.
La Universidad implementó una red inalámbrica Wi-Fi para el campus, pero no se
amplió la capacidad de su red, por lo que se seguirá presentando deficiencia en el
servicio desde los laboratorios, cuando se realicen transmisiones de eventos que
requieren gran ancho de banda.
¿Que requerimientos técnico económicos son necesarios para que la U.S.B. sede
Bogotá pueda interconectar su red Wi-Fi a una red de acceso inalámbrico como
Wimax?
1.3 JUSTIFICACIÓN
El diseño que se realizará, brindará conceptos y herramientas para la
interconexión de las redes Wimax con Wi-Fi de la U.S.B. sede Bogotá. La
interconexión de estas redes va a permitir que la Universidad mejore su
capacidad de acceso actual a Internet de banda ancha y se dará fin a la
deficiencia que actualmente presenta. Además estará entre las Universidades
pioneras en utilizar este tipo de tecnología, la cual le proporcionará a la institución
una gama de servicios como VoIP y video entre otros, para beneficio del personal
administrativo, docentes y estudiantes.
21
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN.
1.4.1 Objetivo general. Diseñar una red Wimax para un sector comprendido entre
la calle 170 con la Autopista Norte y la Cra. 8 H No 172-20 de la zona norte de
bogotá, evaluando los aspectos técnicos y económicos para su interconexión con
la red Wi-Fi de la U.S.B. sede bogotá.
1.4.2 Objetivos específicos.
• Evaluar la infraestructura de la red de la U.S.B. para determinar los puntos de
interconexión con la red Wimax.
• Evaluar los dispositivos que se requieren para este diseño.
• Seleccionar el sitio adecuado para la estación base, para que se pueda prestar
este servicio.
• Diseñar la interconexión de la red Wimax con la red Wi-Fi de la U.S.B.
• Definir los costos implicados del enlace para la posible implementación entre
estas dos redes.
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
1.5.1 Alcances
Se analizo la red Wi-Fi de la U.S.B. y se evaluó los dispositivos que la componen
para determinar si estaban en óptimas condiciones de soportar la interconexión
con la red inalámbrica de Wimax; además se tomo lectura de todos los datos
necesarios para elaboración del diseño y los cálculos pertinentes necesarios para
el enlace. Wimax será usado como tecnología de trasporte para crear el acceso de
internet de banda ancha inalámbrica.
1.5.2 Limitaciones. Se tuvo en cuenta la capacidad de proceso, manejo y
almacenamiento de la red Wi-Fi que actualmente tiene la U.S.B., con la red
Wimax que se diseñe.
22
2. MARCO DE REFERENCIA
2.1 MARCO TEÓRICO-CONCEPTUAL
Se realizo un diseño de una red Wimax (World Wide Interoperability for Microwave
Access-Intercomunicación Mundial para Acceso por Microondas) que es un
estándar de transmisión inalámbrica de datos (IEEE 802.16X) diseñado para ser
utilizado en el área metropolitana o MAN, proporcionando accesos concurrentes
en áreas de hasta 48 kilómetros de radio y con velocidades de hasta 70 Mbps con
línea de vista.
Wimax utiliza una técnica de multiplexación FDM para transmitir grandes
cantidades de datos digitales a través de ondas de radio. OFDM divide la señal de
radio en múltiples subseñales más pequeñas, que luego serán transmitidas de
manera simultánea en diferentes frecuencias al receptor. OFDM reduce la
cantidad de ruido (crosstalk) en las transmisiones de señal; también utiliza el
método de transferencia de dos mitades de una comunicación full dúplex (FDD)
una parte del usuario a la red y la otra de la red al usuario, al usar 2 diferentes
frecuencias para cada mitad del canal. Se pueden interconectar hot spot (punto
caliente) que son accesos generalmente localizados en lugares con gran tráfico de
público (estaciones, aeropuertos, hoteles, etc...) que proporcionan servicios de red
inalámbrica de banda ancha a visitantes móviles.
El diseño define dónde ubicar posibles equipos y dispositivos que se requieren
para el desarrollo y que personal es necesario para llevar acabo el proyecto. El
estudio técnico tiene como objetivo diseñar un producto que se pueda
implementar, además de tener en cuenta un estudio de costos, el cual permitirá
medir, analizar, calcular e informar, sobre el costo de ejecución del proyecto y de
las demás operaciones a realizar.
23
Se ubicará una antena, que es un dispositivo generalmente metálico, capaz de
emitir y recibir ondas de radio, que son adaptadas a la entrada/salida de los
equipos de transmisión y dependiendo de la forma que emitan la señal se podrán
clasificarlas como direccionales u omnidireccionales. El diseño se regirá por las
normas o estándares establecidos por IEEE5 y la documentación pertinente de
diseño académico.
2.1.1 Wimax. Integra la familia de estándares IEEE 802.16 y el estándar
hyperman del organismo de estandarización europeo ETSI. El estándar inicial
802.16 se encontraba en la banda de frecuencias de 10-66 GHz y requerirá torres
Los (line of sight). La nueva versión 802.16a, ratificada en marzo de 2003, utiliza
una banda del espectro más estrecha y baja, de 2-11 GHz, facilitando su
regulación. Además, como ventaja añadida, no requiere de torres Los, únicamente
del despliegue de estaciones base (Bs) formadas por antenas emisoras/receptoras
con capacidad de dar servicio a unas 200 estaciones suscriptoras (SS) que
pueden dar cobertura y servicio a edificios completos. Su instalación es muy
sencilla y rápida y su precio es competitivo, en comparación con otras tecnologías
de acceso inalámbrico como Wi-Fi.
Esta tecnología de acceso transforma las señales de voz y datos en ondas de
radio dentro de la citada banda de frecuencias. Está basada en OFDM y con 256
subportadoras puede cubrir un área de 48 kilómetros permitiendo la conexión sin
línea de vista, es decir, con obstáculos interpuestos, con capacidad para transmitir
datos a una tasa de hasta 75 Mbps con una eficiencia espectral de 5.0 bps/Hz y
dará soporte a miles de usuarios con una escalabilidad de canales de 1,5 MHz a
20 MHz. Este estándar soporta niveles de servicio (SLA´S) y calidad de servicio
(QoS).
5 "institute of electrical and electronic engineers" (http://www.ieee.org) 19/09/07 , 21:30 pm
24
Un aspecto importante del estándar 802.16X es que define un nivel MAL (Media
Acces Layer) que soporta múltiples enlaces físicos (PHY). Esto es esencial para
que los fabricantes de equipos puedan diferenciar sus productos y ofrecer
soluciones adaptadas a diferentes entornos de uso.
Pero Wimax también tiene competidores (ver figura 1) y una alternativa es el
estándar hiperacceSS (>11 GHz) e hiperman (<11 GHz) del ETSI, pero el auge
que está tomando Wimax, ha hecho que se esté estudiando la posibilidad de
armonizarlo con esta última norma, que también utiliza una modulación OFDM. sin
olvidarse de Mobile-Fi, el estándar 802.20 del IEEE, específicamente diseñado
desde el principio para manejar tráfico IP nativo, para un acceso móvil de banda
ancha, que provee velocidad entre 1 y 16 Mbps, sobre distancias de hasta 15 ó 20
km., utilizando frecuencias por debajo de la banda de 3,5 GHz.
Características: el estándar 802.16 puede alcanzar una velocidad de
comunicación de más de 100 Mbps en un canal con un ancho de banda de 28
MHz (en la banda de 10 a 66 GHz), mientras que el 802.16a puede llegar a los 70
Mbps, operando en un rango de frecuencias más bajo (<11 GHz). Es un claro
competidor de LMDS.
25
Figura 1. Comparación de Wimax con otras tecnologías.
Fuente: trabajo proyecto integrador por ing Luís Kaen página 2. ITBA Buenos Aires 2005
Estas velocidades tan elevadas se consiguen gracias a utilizar la multiplexación
OFDM (Orthogonal Frequency División Multiplexing) con 256 subportadoras, la
cual puede ser implementada de diferentes formas, según cada operador. Otra
característica de Wimax es que soporta las llamadas antenas inteligentes (smart
antenas), propias de las redes celulares de 3G, lo cual mejora la eficiencia
espectral, llegando a conseguir 5 kbps/Hz, el doble que 802.11a. Estas antenas
inteligentes emiten un haz muy estrecho que puede irse moviendo,
electrónicamente, para enfocar siempre al receptor, con lo que se reducen las
interferencias entre canales adyacentes y se consume menos potencia al ser un
haz más concentrado.
También, se contempla la posibilidad de formar redes enmalladas MN (Mesh
Networks) para que los distintos usuarios se puedan comunicar entres sí, sin
necesidad de tener visión directa entre ellos. Ello permite, por ejemplo, la
26
comunicación entre una comunidad de usuarios dispersos a un costo muy bajo y
con una gran seguridad, al disponerse de rutas alternativas entre los mismos.
En cuanto a la seguridad, incluye medidas para la autenticación de usuarios y la
encriptación de datos, mediante los algoritmos triple DES (Algoritmo criptográfico
de cifrado de IBM a 128 bitios) y RSA (1.024 bitios).
Una de las principales limitaciones en los enlaces de larga distancia vía radio, es
la potencia, para prever interferencias con otros sistemas y el alto consumo de
batería que se requiere. Sin embargo, los más recientes avances en los
procesadores digitales de señal, hacen que señales muy débiles (llegan con poca
potencia al receptor) puedan ser interpretadas sin errores, un hecho que
aprovecha Wimax. Con los avances logrados en el diseño de baterías podrán
tenerse terminales móviles Wimax, compitiendo con los tradicionales de GSM,
GPRS y UMTS.
Las primeras versiones de Wimax están pensadas para comunicaciones punto a
punto, o punto a multipunto, típicas de los radioenlaces por microondas. Las
próximas ofrecerán total movilidad, por lo que competirán con las redes celulares.
Así, Wimax puede resultar muy adecuado para unir hot spots Wi-Fi a las redes de
los operadores, sin necesidad de establecer un enlace fijo.
El equipo Wi-Fi es relativamente barato, pero un enlace E1 o DSL resulta caro y a
veces no se puede desplegar, por lo que la alternativa de radio parece muy
razonable. Wimax extiende el alcance de Wi-Fi y provee una seria alternativa o
complemento a las redes 3G, según como se mire.
Para las empresas, es una alternativa a contemplar, ya que el costo puede ser
hasta 10 veces menor que en el caso de emplear un enlace E1 o T1. En realidad,
puede sustituir conexiones ADSL o de cable, haciendo que la verdadera
revolución de la banda ancha llegue a todos los hogares.
27
En los países en desarrollo resulta una buena alternativa para el despliegue rápido
de servicios, compitiendo directamente con las infraestructuras basadas en redes
de satélites, que son muy costosas y presentan una alta latencia.
2.1.2 Wi-Fi (802.11). La versión original del estándar IEEE 802.11 publicada en
1997 especifica dos velocidades de transmisión teóricas de 1 y 2 Mbps que se
transmiten por señales infrarrojas (IR) en la banda de 2,4 GHz. IR sigue siendo
parte del estándar, pero no hay implementaciones disponibles.
El estándar original también define el protocolo CSMA/CA (múltiple acceso por
detección de portadora evitando colisiones) como método de acceso. Una parte
importante de la velocidad de transmisión teórica se utiliza en las necesidades de
esta codificación, para mejorar la calidad de la transmisión, bajo condiciones
ambientales diversas.
Cuando se tradujo en dificultades de interoperabilidad entre equipos de diferentes
marcas, estas y otras debilidades fueron corregidas en el estándar 802.11b, que
fue el primero de esta familia en alcanzar amplia aceptación entre los
consumidores6
802.11b
La revisión 802.11b del estándar original fue ratificada en 1999; 802.11b tiene una
velocidad máxima de transmisión de 11 Mbps y utiliza el mismo método de acceso
CSMA/CA (acceso múltiple por detección de portadora con evasión de colisiones)
definido en el estándar original. El estándar 802.11b funciona en la banda de 2.4
GHz. Debido al espacio ocupado por la codificación del protocolo CSMA/CA, en la
práctica, la velocidad máxima de transmisión con este estándar es de
6 consultado en: http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11#conceptos_generales 17/08/07, 11:30 a.m.
28
aproximadamente 5.9 Mbps sobre TCP (Transmission Control Protocol) y 7.1
Mbps sobre UDP (User Datagram Protocol).
802.11e
Con el estándar 802.11e, la tecnología IEEE 802.11 soporta tráfico en tiempo real
en todo tipo de entornos y situaciones. Las aplicaciones en tiempo real son ahora
una realidad por las garantías de calidad de servicio (QoS) proporcionado por el
802.11e. El objetivo del nuevo estándar 802.11e es introducir nuevos mecanismos
a nivel de capa MAC para soportar los servicios que requieren garantías de
calidad de servicio. Para cumplir con su objetivo IEEE 802.11e introduce un nuevo
elemento llamado hybrid coordination function (HCF) con dos tipos de
acceso:(EDCA) Enhanced Distributed Channel Access y (HCCA) Hybrid Controlled
Channel Access.
802.11g
En junio de 2003, se ratificó un tercer estándar de modulación: 802.11g que utiliza
la banda de 2.4 GHz (al igual que el estándar 802.11b), pero opera a una
velocidad teórica máxima de 54 Mbps, o cerca de 24.7 Mbps de velocidad real de
transferencia, similar a la del estándar 802.11a. Es compatible con el estándar b
que utiliza las mismas frecuencias. Buena parte del proceso de diseño del
estándar se tomó para hacer compatibles los dos estándares. Sin embargo, en
redes bajo el estándar (g) la presencia de nodos bajo el estándar (b) reduce
significativamente la velocidad de transmisión. Los equipos que trabajan bajo el
estándar 802.11g llegaron al mercado muy rápidamente, incluso antes de su
ratificación. Esto se debió en parte a que para construir equipos bajo este nuevo
estándar se podían adaptar los ya diseñados para el estándar (b).
Actualmente se venden equipos con esta especificación, con potencias de hasta
medio vatio, que permiten hacer comunicaciones hasta 50 km con antenas
parabólicas apropiadas.
29
802.11n
En enero de 2004, la IEEE anunció la formación de un grupo de trabajo 802.11
(TGN = Thai Global Network) para desarrollar una nueva revisión del estándar
802.11. la velocidad real de transmisión podría llegar a los 500 Mbps (lo que
significa que las velocidades teóricas de transmisión serían aún mayores) y
debería ser hasta 10 veces más rápida que una red bajo los estándares 802.11a y
802.11g y cerca de 40 veces más rápida que una red bajo el estándar 802.11b.
También se espera que el alcance de operación de las redes sea mayor con este
nuevo estándar.
2.1.3 la banda ancha. Es una técnica de transmisión que mediante el uso de
tecnologías digitales permite la telecomunicación, entre otras, de voz, sonidos,
datos, imágenes y video, por un mismo canal, con velocidades que garantizan
calidad de servicio y que proporciona la integración de facilidades de
telecomunicación y el acceso a la información.
La banda ancha normalmente describe a las conexiones Internet recientes que
funcionan entre 5 veces y 2000 veces más rápido que las anteriores tecnologías
de marcación por Internet. El concepto de banda ancha combina la capacidad de
conexión (anchura de banda) y la velocidad. En la recomendación I.113 del sector
de normalización de la UIT se define la banda ancha como una capacidad de
transmisión más rápida que la velocidad primaria de la red digital de servicios
integrados (RDSI) a 1,5 ó 2 Mbps7.
Una red que utiliza un medio compartido debe proveer un mecanismo eficiente, las
topologías PMP (punto-multipunto) y mesh (malla) de las redes inalámbricas son
ejemplos de medios inalámbricos compartidos. Aquí el medio es el espacio a
través del cual se propaga una onda de radio.
7 http://www.itu.int/osg/spu/publications/birthofbroadband/faq-es.html 6:41pm 14/058/07
30
2.1.4 Topología de la red. El downlink desde la estación base (BS) al usuario
opera en la base PMP (punto-multipunto). El link inalámbrico IEEE 802.16 opera
con BS central y una antena sectorizada la cual es capaz de manejar múltiples
sectores independientes simultáneamente.
Dentro de un canal de frecuencia dada y un sector de antena, todas las estaciones
reciben la misma transmisión o parte de la misma. La BS (estación base) es el
único transmisor funcionando en esta dirección, de manera que transmite sin
necesidad de coordinar con otras estaciones, excepto por la duplexación por
división de tiempo (TDD) que puede dividir en períodos de transmisión de uplink y
downlink.
Las estaciones de abonado (SS) comparten el uplink hacia la BS (estación base)
bajo demanda. Dependiendo de la clase de servicio utilizada, la SS puede
mantener los derechos de transmisión o el mismo puede ser garantizado por la
BS, luego de recibir el pedido por parte del usuario.
Dentro de cada sector, los usuarios se adhieren a un protocolo de transmisión que
controla la contención entre usuarios y faculta al servicio para ser acomodado a
los requerimientos de ancho de banda y retardo de cada aplicación de usuario.
Esto está implementado usando garantías de, ancho de banda no solicitados,
interrogación y procedimientos de contención. Estos procedimientos son definidos
en los protocolos para posibilitar a los proveedores a optimizar el desempeño del
sistema, usando diferentes combinaciones de técnicas de asignación de ancho de
banda, mientras se mantienen definiciones de interoperabilidad consistentes.
Por ejemplo, la contención puede ser usada para evitar la interrogación individual
de estaciones de abonado que han estado inactivas por un largo período de
tiempo, el uso de la interrogación simplifica la operación de acceso y garantiza que
31
aplicaciones reciban servicio de manera determinística, si es requerido. En general
las aplicaciones de datos son tolerantes al retardo, pero las de tiempo real como
video y voz requieren Servicio de manera uniforme y a veces en un esquema muy
rígido.
El MAC (control de acceso al medio) es orientado a conexión, para el propósito de
mapeo de servicios en SS´S y QoS variables de asociación, todas las
comunicaciones de datos están en el contexto de conexión; el flujo de servicio
puede ser provisto cuando una SS es instalada en el sistema.
Rápidamente, luego del registro de la SS, las conexiones son asociadas con este
flujo de servicio (una conexión por flujo de servicio) para proveer una referencia
contra quien requiere el ancho de banda. Adicionalmente, pueden ser establecidas
conexiones nuevas cuando un servicio de cliente necesite cambios. Una conexión
define el mapeo entre el proceso de convergencia que utiliza el MAC y el flujo de
servicio; el flujo de servicio define los parámetros de QoS que son intercambiados
en la conexión, el concepto de flujo de servicio en una conexión es central en la
operación del protocolo MAC.
El flujo de servicio provee un mecanismo para el manejo de QoS del uplink y
downlink. Una SS requiere un ancho de banda uplink en la conexión. El ancho de
banda es garantizado por la BS a la SS como un agregado de garantías en
respuesta a requerimientos de conexión de SS.
Una vez establecidas las conexiones, puede ser requerido el mantenimiento
activo, los requerimientos de mantenimiento varían dependiendo del tipo de
servicio conectado. Por ejemplo, un servicio E1 no canalizado, virtualmente no
requiere servicio de mantenimiento dado que se posee un ancho de banda
constante por cada trama.
32
Los servicios E1 canalizados requieren algún mantenimiento debido al
requerimiento dinámico (pero relativamente de variación lenta) de ancho de
banda, acoplado con el requerimiento de un ancho de banda total, disponible bajo
demanda. Los servicios IP pueden requerir una cantidad sustancial de
mantenimiento prolongado debido a su naturaleza ‘bursty’ (Flujo continuo de
datos) y debido a la alta posibilidad de fragmentación.
Finalmente, las conexiones pueden ser terminadas; esto ocurre generalmente
cuando un contrato de servicio a un usuario cambia, la terminación de la conexión
es estimulada por la BS o la SS.
Estas tres funciones de manejo de conexiones son soportadas a través del uso de
configuraciones estáticas y adiciones dinámicas, modificaciones y borrado de
conexiones.
Topologías mesh (malla) la diferencia principal entre los modos mesh y PMP
(punto multipunto) radica en que en el modo PMP el tráfico sólo ocurre entre la BS
y SS, mientras que en el modo mesh el tráfico puede ser ruteado a través de SS´s
y puede ocurrir directamente entre SS´s. dependiente del algoritmo del protocolo
de transmisión, esto puede ser realizado con base a uniformidad, usando
programación distribuida o con base a la superioridad de la malla BS, la cual
efectivamente resulta en una programación centralizada o una combinación de
ambas.
Dentro de una red mesh, un sistema que posee conexión directa a los servicios de
backhaul afuera de la red mesh es denominado una mesh BS. Todos los otros
sistemas de la red mesh son denominados mesh SS. En general, los sistemas de
la red mesh son denominados nodos, dentro de un contexto mesh, el uplink y el
downlink son definidos como tráfico en la dirección de la mesh BS y fuera de
tráfico desde la mesh BS respectivamente.
33
Los otros 3 términos importantes en un sistema mesh son vecino, vecindario y
vecindario extendido. Las estaciones con las que el nodo tiene vínculo directo son
llamadas vecinas. Los vecinos de un nodo deben formar un vecindario. Un vecino
de nodo se considera estar conectado a un hop o salto de nodo. Un vecindario
extendido contiene, adicionalmente todos los vecinos de un vecindario. En un
sistema mesh, no sólo la mesh BS puede transmitir sin tener que coordinar con los
otros nodos. Usando programación distribuida, todos los nodos incluido la BS
mesh deberá coordinar sus transmisiones en su vecindario a 2 saltos y podría
difundir sus programaciones (recursos disponibles, requerimientos y garantías) a
todos sus vecinos. Opcionalmente la programación puede ser establecida por
requerimiento directo no coordinado y garantías entre 2 nodos.
Los nodos deberán lograr que las transmisiones resultantes no causen colisiones
con la programación de datos y el control de tráfico por ningún otro nodo en el
vecindario a 2 saltos. No hay diferencia en el mecanismo usado en determinar la
programación para el downlink y uplink.
Usando programación centralizada, los recursos son garantizados de una manera
más centralizada. La BS mesh debe colectar los requerimientos de recursos desde
todos los mesh SS dentro de cierto rango de salto. Debe determinar la cantidad de
recursos garantizados para cada enlace en la red en el downlink y uplink,
comunican estas garantías a todas las SS mesh dentro del rango de salto. Los
mensajes de garantía no contienen la programación actual, pero cada nodo debe
computarlo usando el algoritmo predeterminado dentro de un rango de parámetros
dados.
Todas las comunicaciones están en el contexto de enlace, el cual es establecido
entre dos nodos. Un enlace debe ser usado por todas las transmisiones de datos
entre dos nodos. El QoS es provisto a través de los enlaces por los mensajes. Los
34
parámetros del QoS o no servicio son asociados con el enlace, pero cada mensaje
unicast (de uno a uno) tiene parámetros de servicio en el encabezado.
La clasificación de tráfico y regulación de flujo son implementados al ingreso de
nodo por clasificación de capa alta/regulación de protocolo. Los parámetros de
servicios asociados para cada mensaje deben ser comunicados junto con el
contexto de mensaje vía la MAC, los sistemas mesh son típicamente
omnidireccionales.8
2.1.5 Propagación y técnicas de modulación para Wimax. Mientras varias
tecnologías disponibles actualmente para enlaces inalámbricos fijos de banda
ancha pueden solamente proveer cobertura para línea de vista (LOS), la
tecnología Wimax ha sido optimizada para proveer una excelente cobertura sin
línea de vista (NLOS). Esta tecnología permite la mejor cobertura de larga
distancia hasta los 50 km en condiciones LOS y celdas de radio típicas hasta los 8
km dentro de condiciones NLOS.
2.1.6 propagación NLOS vs. LOS. El canal de radio de un sistema de
comunicaciones inalámbrico es descrito a menudo como con línea de vista (LOS)
o sin línea de vista (NLOS). En un enlace LOS, la señal viaja a través del espacio
en línea recta y sin obstrucciones desde el transmisor hasta el receptor. Un link
LOS requiere que la mayor parte de la primera zona de Fresnel esté libre de
obstrucciones (ver figura 2) si no se cumple este requerimiento existirá una
reducción significativa de la intensidad de señal. La zona de despeje de Fresnel
requerida depende de la frecuencia de operación y de la distancia entre transmisor
y localidades receptoras.
En un enlace NLOS, la señal alcanza al receptor por medio de reflexiones,
difracciones y dispersiones. Las señales que alcanzan al receptor consisten en 8http://gea.gate.upm.es/ingenieria-telematica/redes-y-Servicios-de-radio/contenidos/rsrd-ocw/web%2005-06/Wimax1.pdf/view 14/08/07 12:40
35
componentes del camino directo, caminos reflejados múltiples, energía de
dispersión y caminos de propagación por difracción. Estas señales poseen
distintos retardos, atenuaciones, polarizaciones y estabilidad relativos al camino
directo.
Figura 2. Zona de Fresnel para un enlace LOS
FUENTE: http://gea.gate.upm.es/ingenieria-telematica/redes-y-servicios-de-radio/contenidos/rsrd-ocw/web%2005-06/wimax1.pdf/view Página 12, 14/08/07, 12:50
El fenómeno de caminos múltiples puede también causar el cambio de la
polarización de la señal. De esta manera usar polarización para reúso de
frecuencias, como es realizado normalmente en los sistemas LOS, puede ser
problemático para los sistemas NLOS.
La manera en que los sistemas de radio usan estas señales de múltiples caminos
como una ventaja, es la llave para proveer servicio en aplicaciones NLOS. Un
producto que incrementa la potencia para penetrar obstrucciones, a veces llamado
cercano a la línea de vista, no es una tecnología NLOS puesto que este enfoque
todavía cuenta con un camino directo fuerte sin el uso directo de energía presente
en señales indirectas. Ambas condiciones de cobertura, LOS y NLOS son
gobernadas por las características de propagación del medio ambiente, la pérdida
del camino y el presupuesto del enlace de radio.
36
Existen ventajas que hacen las aplicaciones NLOS sean muy deseables. Por
ejemplo, proyectos estrictos y restricciones de altura de antenas que a menudo no
permiten a la misma estar posicionada para LOS. Para despliegues celulares
contiguos de gran escala, donde el reúso de frecuencia es crítico, bajar la antena
es ventajoso para disminuir la interferencia cocanal entre celdas adyacentes. Esto
forza a menudo, la operación de las radio bases en condiciones NLOS. Los
sistemas LOS no pueden reducir la altura de antena porque haciéndolo puede
impactar en la línea de vista directa del equipo de abonado (CPE) a la estación
base.
La tecnología NLOS (ver figura 3) también reduce los gastos de instalación del
equipo de abonado (CPE) haciendo la instalación bajo el alero, una realidad y
facilitando la adecuada ubicación de estos equipos. La tecnología también reduce
la necesidad de un sitio de preinstalación mejorando la precisión de las
herramientas de planificación de NLOS.
Figura 3. Ubicación del equipo de abonado (CPE) para condición NLOS.
FUENTE: http://gea.gate.upm.es/ingenieria-telematica/redes-y-servicios-de-radio/contenidos/rsrd-ocw/web%2005-06/wimax1.pdf/view Página 13, 14/08/07, 12:50
La tecnología NLOS y las funciones ampliadas en Wimax hacen posible el uso del
equipo de abonado (CPE) en interiores. Esto posee dos desafíos principales;
primeros la superación de las pérdidas de penetración por edificio y secundario, la
cobertura de distancias razonables con la mínima potencia de transmisión y
37
ganancia de antena que son usualmente asociadas a los equipos de interior de
abonado.
Wimax hace esto posible y la cobertura NLOS puede ser además mejorada
mediante la influencia de algunas de las capacidades opcionales de Wimax.
La tecnología Wimax soluciona o mitiga los problemas resultantes de las
condiciones NLOS usando:
• Tecnología OFDM
• Subcanalización
• Antenas direccionales
• Modulación adaptativa
• Control de potencia
Tecnología OFDM
La tecnología OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) provee de un
medio eficiente para superar los desafíos de la propagación NLOS. La forma de
onda Wimax OFDM posibilita la operación con un gran retardo de dispersión
característico de los ambientes NLOS. OFDM elimina los problemas de la
interferencia ínter símbolo (isi) y la ecualización adaptativa. Puesto que la señal
OFDM está compuesta de múltiples portadoras ortogonales, el fading selectivo es
localizado en subportadoras que son relativamente fáciles de ecualizar.
Subcanalización
La sub-canalización permite que el presupuesto de enlace sea balanceado tal que
las ganancias del sistema de enlace ascendente y descendente sean similares.
Incrementando la ganancia del sistema, pudiendo esto ser usado tanto para
extender el alcance del mismo, superar las pérdidas de penetración de
construcciones y/o reducir el consumo de potencia del equipo de abonado. el uso
de sub-canalización está más expandido en el acceso OFDM (OFDMA) para
38
permitir un uso más flexible de los recursos que puedan soportar la operación
móvil.
Antenas para aplicaciones inalámbricas fijas
Los sistemas de antenas adaptativas (aas) son una parte opcional del estándar
802.16. Estas tienen la propiedad de dirigir su foco a una particular dirección o
direcciones. Esto significa que durante la transmisión, la señal puede ser limitada
a la dirección requerida del receptor, como un reflector. Recíprocamente durante
la recepción, el ass puede ser hecho para enfocar solamente en la dirección desde
la cual viene la señal deseada. También poseen la propiedad de supresión de
interferencia co-canal de otras localidades. Los sistemas de antena adaptativas
son consideradas para un desarrollo futuro que podrá, eventualmente, mejorar el
re-uso del espectro y la capacidad de la red Wimax.
Diversidad de transmisión/recepción
Las antenas de diversidad son usadas para tomar ventaja de las señales multi-
trayecto y reflexiones que ocurren en condiciones NLOS. La diversidad es
opcional en Wimax. Para diversidad en recepción, existen varias técnicas de
combinación para mejorar la disponibilidad del sistema. Por ejemplo, la
combinación de relación máxima (mrc) toma ventaja de dos cadenas de recepción
separadas para ayudar a superar el fading y reducir las pérdidas de trayecto. La
diversidad ha demostrado ser una herramienta efectiva para la propagación
NLOS.
Modulación adaptativa
La modulación adaptativa permite al sistema Wimax ajustar el sistema de
modulación dependiendo de la condición de relación señal/ruido (SNR) del enlace
de radio. Cuando el enlace de radio tiene alta calidad, es usado el esquema de
modulación más alto, dando al sistema mayor capacidad. Durante fade de señal,
el sistema Wimax puede cambiarse a un esquema de modulación menor para
39
mantener la calidad de conexión y estabilidad del enlace. Esta característica
permite al sistema superar el fading de tiempo selectivo. La característica clave de
la modulación adaptativa es que esta incrementa el rango sobre el cual puede ser
usado un esquema de modulación superior, como situación opuesta a tener un
esquema fijo diseñado para la condición de peor caso.
Técnicas de corrección de error
Las técnicas de corrección de error fueron introducidas dentro del Wimax para
reducir los requerimientos de relación señal-ruido del sistema. Las técnicas de
corrección de error ayudan a recuperar paquetes errados que pueden haber sido
perdidos debido al fading selectivo en frecuencia o errores de ráfaga. El
requerimiento de repetición automática (ARQ) es usado para corregir errores que
no pueden ser corregidos mediante fec, teniendo la información errónea recibida;
esto mejora significativamente el ber.
Control de potencia
Se encuentra implementado por la estación base enviando información de control
de potencia a cada estación de abonado para regular el nivel de potencia
transmitido, de esta manera el nivel recibido en la estación base está a un nivel
predeterminado. El control de potencia reduce el consumo de potencia global y la
interferencia potencial con las otras estaciones bases adyacentes. Para los la
potencia de transmisión del equipo de abonado es aproximadamente proporcional
a la distancia desde la estación base, para nlos es también muy duramente
dependiente del despeje y las obstrucciones.
2.1.7 Modelos de propagación. En una condición de canal NLOS, la señal puede
sufrir difracción, cambios de polarización y deterioro por reflexión. Estos factores
afectan la intensidad de la señal recibida y los deterioros no están normalmente
presentes cuando el transmisor y receptor poseen la condición LOS.
40
A través de los años fueron desarrollados varios modelos, los cuales intentan
caracterizar este entorno de RF y permitir la predicción de las intensidades de RF.
Estos modelos basados en mediciones empíricas son usados para predecir
coberturas de gran escala para sistemas de radiocomunicaciones en aplicaciones
celulares. Estos modelos proveen estimaciones de pérdida de trayecto
considerando distancia entre TX y RX, factores de terreno, alturas de antenas
receptores y transmisores y frecuencias de celular. Desafortunadamente ninguno
de estos enfoques direcciona las necesidades de los enlaces fijos de banda ancha
de manera adecuada.
2.1.8 Esquemas de duplex en Wimax: TDD vs FDD. El estándar utiliza dos
modos de multiplexación en la transmisión y la recepción los desarrollos FDD
(frequency division duplexing) utilizan dos tramos de la banda de frecuencias,
necesitando un espacio para la transmisión y uno para la recepción (bandas
pareadas). Los desarrollos TDD (time division duplexing), utilizan la misma banda
de frecuencias para la transmisión y la recepción. (Figura 4).
Figura 4. Esquema de frecuencia
Fuente: Ministerio de Comunicaciones – dirección de Desarrollo del sector, página 8
Dada esta división, cada una de las multiplexaciones se utiliza para diferentes
mercados, de acuerdo con sus características. Así, los enlaces FDD se utilizarán
en mayor medida para conexiones similares al punto a punto para empresas y los
41
enlaces TDD se utilizarán para conexiones punto a multipunto para usuarios
residenciales o pymes (ver tabla 1).
Tabla 1. Comparación de FDD vs. TDD
TDD FDD Descripción Técnica de duplexación usada en soluciones
exentas de licencia y que usa un solo canal paralelo uplink (enlace de carga) y el downlink (enlace de descarga)
Técnica de duplexación usada en soluciones con licencia que usa un par de canales de espectro, uno para el uplink y otro para el downlink
Ventajas • Flexibilidad mejorada porque no se requiere especto en pares.
• Más fácil hacer par con tecnologías de antenas inteligentes.
• Asimétrica
• Tecnología probada para voz.
• Diseñada para tráfico simétrico.
• No requiere tiempo de guarda.
Uso • Aplicaciones de datos asimétricas “explosivas”.
• Ambientes con diagramas de tráfico variable.
• La eficiencia RF es más importante que el costo.
• Ambientes con diagramas de tráfico previsibles.
• El costo del equipo es más importante que la eficiencia RF.
2.1.9 Duplexación por división de frecuencia. En FDD los esquemas de
duplexación ofrecen una forma para administrar los flujos de tráfico upstream y
downstream. En FDD, estos flujos ocurren sobre dos canales de frecuencia, el
uplink y el downlink. Se utiliza TDMA para asignación de recursos sobre el uplink.
En PMP, solamente debe utilizarse TDM sobre el downlink. En este modo, TDM es
altamente eficiente y allí donde puede utilizarse, ofrece toda la flexibilidad y los
beneficios de la asignación dinámica de ancho de banda, con muy poca de la
complejidad del TDMA. Muchos sistemas satelitales y de radio utilizan variaciones
de FDD. Las autoridades regulatorias asignan el espectro para sistemas PMP en
bloques. Estas asignaciones son típicamente pares de bloques (los cuales no
tienen contigüidad de frecuencia). Los proveedores de sistemas PMP subdividen
42
estos bloques en canales de igual ancho de banda. En sistemas FDD, los canales
se dividen igualmente entre uplinks y downlinks.
Separación de frecuencia. La figura 5 muestra este arreglo de asignaciones de
frecuencias contiguas y no-contiguas.
Figura 5. Plan de frecuencias PMP FDD para asignaciones de espectro contiguas (arriba) y no contiguas (abajo) (los pares de canales downlink (d) y uplink (u) tienen un offset constante de frecuencia).
Fuente: http://www.hughes.com/hughes/doc/0/i6gae5ikt7p4lataobuip9r90e/administracion_airlink.pdf 11/08/07 18:03, página 5 Utilizando el canal 1 en la figura 5 como un ejemplo, el HUB transmite a sus
remotos sobre el canal 1d utilizando TDM. Todos los remotos en el sector filtran el
tráfico destinado a ellos. Todos los remotos transmiten sobre el canal 1u utilizando
TDMA, pero lo hacen según sus divisiones de tiempo asignadas. Las asignaciones
de divisiones de tiempo varían de acuerdo con las necesidades momentáneas de
cada sitio remoto.
En un sistema FDD, la asignación de recursos sobre el uplink y el downlink es
independiente. Por ejemplo, durante el mismo período de tiempo, la asignación
instantánea para un sitio especifico podría ser del 75% del ancho de banda del
uplink (esto es, divisiones de tiempo), mientras que en el downlink podría ser de
tan sólo el 10%. Adicionalmente, los pares de canales FDD son independientes.
43
Por ejemplo, el par 1 de canales (1d y 1u) es independiente del par 2 de canales
en términos de asignaciones y sincronización de divisiones de tiempo TDMA o
TDM.
2.1.10 Duplexación por división de tiempo. En TDD, el tráfico uplink y downlink
se transmite sobre el mismo canal. Aquí, utilizando TDMA, los recursos de canal
se asignan entre todas las unidades remotas y el hub, en ambas direcciones. Los
sistemas TDD se han venido utilizando durante muchos años. Para FDD (figura 6),
se incluye un plan de canales para TDD. El valor total de ancho de banda
consumida entre TDD y FDD es el mismo.
Figura 6 Frecuencias PMP TDD (superior), con el plan FDD correspondiente.
Frecuencia
Fuente:http://www.hughes.com/hughes/doc/0/i6gae5ikt7p4lataobuip9r90e/administracion_airlink.pdf 11/08/07 18:03, página 6 De igual forma que FDD, TDD puede asignar recursos en forma flexible para
responder a las necesidades en dos direcciones.
2.1.11 Paquetes de Wimax: transmisión, formatos y encabezados. En una
transmisión de 802.16 debido a que el medio es compartido por los diversos
usuarios a distancias variadas utiliza dos esquemas de transmisión y son FDD
(duplexación por división de frecuencia) y TDD (duplexación por división del
tiempo) y se divide de acuerdo con la siguiente figura 7.
44
Figura 7. Características de una trama de Wimax
Fuente: http://wimaxxed.com/ 17/08/07 17:10 p.m.
Frame x: tramas de datos
Time slot: ranuras de tiempo para diferenciar los datos
Downstream: datos descendentes
Upstream: datos ascendentes
Guard time: ranura de tiempo para separar los tipos de datos.
El esquema es totalmente transparente para el usuario, se observa la asimetría
entre los datos ascendentes y descendentes esto obedece a que los datos
bajados son más importante que los enviados y el tiempo de guarda hace una
buena discriminación entre las ranuras de tráfico.
2.1.12 Modelos SUI (STANFORD UNIVERSITY INTERIM). Los modelos SUI usan
tres tipos básicos de terreno:
• Categoría a - densidad de árboles moderada a fuerte
• Categoría b - densidad de árboles baja o densidad de árboles moderada/ fuerte
• Categoría c - densidad de árboles baja/plana
Estas categorías de terrenos proveen un método simple para estimar con
precisión la pérdida de trayecto de los canales de RF en situación NLOS. Este
modelo es capaz de representar el rango de pérdidas de trayecto experimentado
dentro de un enlace de RF real.
45
Los modelos de canal de SUI fueron seleccionados para el diseño, desarrollo y
ensayo de la tecnología Wimax en seis escenarios diferentes, (SUI-1 a SUI-6)
usando estos modelos de canal, es posible entonces predecir de manera más
precisa las probabilidades de cobertura que pueden ser logradas dentro de un
sector correspondiente a una radio base. La probabilidad de cobertura estimada
puede ser usada además para planificación. Por ejemplo, puede ser usada para
determinar el número de estaciones bases necesarias para proveer servicio a una
determinada extensión geográfica. Estos modelos no reemplazan la planificación
detallada de sitio, pero pueden proveer una estimación antes del comienzo del
proyecto real.
2.1.13 Probabilidad de predicción de cobertura en condiciones LOS. El rango
de cobertura es dependiente de la obtención del radio de línea de vista, mediante
el aseguramiento de la zona de despeje de Fresnel. En condiciones de NLOS
existe el concepto de ‘disponibilidad de cobertura’, el cual expresado como
porcentaje, representa la probabilidad estadística de clientes potenciales. Por
ejemplo, una probabilidad del 90% de cobertura, significa que el 90% de los
clientes potenciales bajo un área de cobertura predictiva tendrán suficiente calidad
de señal para una instalación satisfactoria. La estandarización de los enlaces de
aire Wimax permitirá a los vendedores de herramientas de planificación,
desarrollar aplicaciones específicas para predicciones NLOS.
2.1.14 Rango de cobertura Wimax. Existen 2 probables tipo de estaciones base y
sus capacidades:
Estación base estándar con:
• Implementación Wimax básica (sólo capacidades obligatorias)
• Potencia de salida RF estándar para estación base de bajo costo (específica el
fabricante)
Estación base con funcionalidad completa con:
46
• Potencia de salida RF superior a la estación base estándar (específica el
fabricante)
• Combinación de diversidad TX/RX con codificación espacio tiempo y recepción.
• Subcanalización
• ARQ
Ambas estaciones base pueden ser Wimax compatibles, sin embargo, el
rendimiento que puede ser logrado por cada una es totalmente diferente.
2.1.15 Detección de errores o corrección hacia atrás o ARQ. Cuando el receptor
detecta un error solicita al emisor la repetición del bloque de datos transmitido. El
emisor retransmitirá los datos tantas veces como sea necesario hasta que los
datos se reciban sin errores.
Por otro lado, automatic repeat request (ARQ) se utiliza para corregir los errores
que no resuelve el FEC, mediante el reenvío de la información con errores. El
estándar Wimax incorpora la variante llamada H-ARQ (híbrido). Esto mejora de
manera significativa la tasa de error de bitio (BER) del sistema.
2.1.16 SNR. Ruido: la relación entre la potencia de la señal útil y la potencia del
ruido es un parámetro fundamental para determinar la calidad de la transmisión.
Dicha relación, denominada señal ruido o señal a ruido, se expresa de forma
logarítmica:
S/N = SNR (dB) = 10 log [s/ n] (W)
• La capacidad del canal en bitios/seg. Es función de su ancho de banda y de su
SNR (teorema de shannon)
• En los sistemas digitales, el parámetro de calidad que se utiliza es la
probabilidad de error.
Ruido en el canal
� Señales indeseadas que se reciben conjuntamente con la señal de interés
47
� Señales sin correlación estadística con la señal de interés
� Señales que por su naturaleza no pueden ser “evitadas” un tipo particular de
ruido son aquellas señales no deseadas que provienen de otros sistemas de
comunicación: interferencias
Orígenes del ruido:
� Ruido térmico por la actividad electrónica de todo dispositivo electrónico
existente, en principio, en todas las bandas de frecuencia
� Ruido de flicker = (Variación de la intensidad luminosa) 1/f ruidos térmicos
puntuales (sol y otros cuerpos emisores)
� Ruido industrial interferencias (inter-sistema/ intra-sistema)
2.1.17 Sensitividad de TX y RX. La energía es expresada en Watts o en las
unidades relativas a decibel comparadas con miliwatts (dbm).
Conversión de Watts (W) a decibeles miliwatts (dBm): (dBm= 10*log10 (p/ 0.001))
La ganancia de una antena
Está normalmente dada en decibeles isotrópicos dBi. Es la ganancia de energía
en comparación con una antena isotrópica (antena que difunde energía en todas
las direcciones con el mismo poder, la vista teórica en realidad no existe).
Algunas antenas tienen su ganancia expresada en dbd, es la ganancia comparada
con una antena dipolo. En este caso se suma 2.14 para obtener la ganancia
correspondiente en dBi.
Cuanta más ganancia tenga la antena mayor es la directividad (energía enviada
en una dirección preferida).
La ganancia de una antena es la misma para recibir y transmitir.
Pérdida en un cable coaxial en 2.45 GHz.
48
Aquí hay algunos valores de pérdida para cables coaxiales comunes:
• RG 58 (muy común, usado para Ethernet): 1 dB por metro.
• RG 213 (negro grande, muy común): 0.6 dB por metro.
• RG 174 (delgado, como el que se usa para cables adaptadores pigtail): 2 dB
por metro.
• Aircom: 0.21 dB por metro.
• Aircell: 0.38 dB por metro.
• LMR-400: 0.22 dB por metro.
Energía irradiada
La energía irradiada (energía enviada por la antena) puede ser fácilmente
calculada (en dBm):
Energía irradiada [dBm] = energía de transmisor [dbm] - pérdida de cable [dB] +
ganancia de antena [dBi]
El límite admitido para la energía irradiada (EIRP = Potencia Isotrópica Radiada
Equivalente) para WLAN es generalmente puesto a 100 mW (+20 dBm) pero
depende de las regulaciones del país.
Pérdida de espacio libre en: 2.45 GHz, es la pérdida de potencia de recorrido de la
onda en espacio libre (sin obstáculos).
La sensitividad del receptor tiene un threshold mínimo de energía recibida (en el
conector de la tarjeta) para que la señal alcance un cierto bitrate. Si la energía de
señal es más baja que el bitrate, el máximo alcanzable será decrementada o se
decrementará el performance.
SNR (relación señal a ruido) la sensitividad del receptor no es el único parámetro
para el receptor, también tenemos que tener en cuenta la proporción de energía
SNR. Es la diferencia de energía mínima a alcanzar entre la señal recibida
deseada y el ruido (ruido térmico, ruido industrial debido por ejemplo a hornos
49
microondas, ruido de interferencia debido a otra WLAN en la misma banda de
frecuencia).
Está definido como:
[S/N] dB = 10 * log10 (potencia de la señal [W] / potencia del ruido [W])
Si la señal es más poderosa que el ruido, la relación señal/ruido (también llamada
S/N) será positiva. Si la señal está oculta en el ruido, la proporción será negativa.
Para poder trabajar en una cierta proporción de datos el sistema necesita una
mínima (S/N).Si el nivel de ruido es muy bajo entonces el sistema estará más
limitado por la sensitividad del receptor que por la proporción S/N. si el nivel de
ruido es alto entonces será la proporción señal/ruido que contará para alcanzar
una proporción de datos dada.
Si el nivel de ruido es alto necesitaremos más energía recibida. En condiciones
normales sin ninguna otra WLAN en la frecuencia y sin ruido industrial, el nivel de
ruido será de alrededor de -100dBm.
2.1.18 Servicios licenciados y no licenciados. Wimax es una tecnología que se
va implementar paulatinamente; en una primera fase va a proporcionar un acceso
fijo de banda ancha a Internet donde los operadores prestarán este servicio, con
una banda licenciada (2.5GHz ó 3.5 GHz ) y una banda no licenciada como es la
banda de 5.8 GHz (ver figura 8) ; para una siguiente fase proporcionar un acceso
móvil permitiendo que un cliente móvil con adaptadores basados en el estándar
802.16e pueda conectarse directamente a la red Wimax y así finalmente desplegar
una red inalámbrica de alta capacidad que permita todo tipos de servicios de
banda ancha como acceso a Internet ,VoIP, Televisión, etc.
50
Figura 8. Servicios licenciados y no licenciados
FUENTE: http://www.comunicaciones.unitronics.es/ 19/08/07 17:30 PM.
2.1.19 Generalidades de OFDM y OFDMA. Por multiplexación se entiende el
proceso donde múltiples canales de información se combinan en un canal de
transmisión. Existen dos métodos de multiplexación principales: TDM
(multiplexación en tiempo) y FDM (multiplexación en frecuencia), en función del
recurso que comparten.
En FDM muchos canales se combinan repartiendo rangos de frecuencias
espectrales, de manera similar al FDD, teniendo reservada bandas de guarda para
51
evitar solapamientos. Para conseguir una mayor eficiencia se ha desarrollado el
método OFDM.
2.1.20 OFDM orthogonal frequency division multiplexing. Es una técnica de
multiplexación multiportadora por sus aplicaciones en transmisiones inalámbricas.
La base del OFDM reside en la combinación de múltiples portadoras moduladas
solapadas espectralmente, pero manteniendo las señales moduladas ortogonales,
de manera que no se producen interferencias entre ellas. Además es posible
utilizar diferentes técnicas de modulación entre portadoras, con lo cual se
consigue una funcionalidad extra (ver figura 9).
En recepción las portadoras deben ser separadas antes de demodular. En las
técnicas de multiplexación tradicionales FDM, se utilizaban filtros pasobanda en
cada una de las frecuencias, por lo que además de no solapar las bandas, era
obligatoria la reserva de bandas de guarda. Un método de conseguir una mayor
eficiencia espectral es solapar las portadoras, mediante el uso de una DFT
(Transformada Discreta de Fourier), tanto en modulación como en demodulación,
que es en lo que se basa el OFDM. Para ello se hace coincidir los lóbulos
espectrales principales con los nulos del resto de portadoras, manteniendo la
señal ortogonal.
De esta manera es posible incrementar la eficiencia espectral, sin tener
interferencia entre los canales. Pese a ello, en implementaciones reales existe una
pequeña interferencia, que provoca que se pierda mínimamente la ortogonalidad.
Otra ventaja del OFDM, que es la causa por la que se ha popularizado en la
tecnología Wimax, es la capacidad para gestionar los diferentes retardos que se
producen en señales que padecen multitrayecto. En un canal de radio estos
efectos se traducen en la no respuesta plana del canal, la aparición de nulos, que
normalmente conducen a la pérdida completa de la señal.
52
Además, estos multitrayectos pueden producir interferencia entre símbolos,
provocado por los diferentes retardos que hace que se mezclen símbolos
consecutivos, esto se soluciona mediante la utilización de un período de guarda
para cada símbolo OFDM.
Presenta las desventajas de ser más sensible que las técnicas tradicionales al
desfase en frecuencia o desfase en la sincronización temporal. La distribución de
datos sobre muchas portadoras hace que alguno de los bitios transmitidos pueda
ser recibido de manera errónea. Es por ello que se hace imprescindible utilizar
mecanismos de corrección de errores, que añaden bitios adicionales en la
transmisión, pero que hacen posible la corrección de dichos errores.
Figura 9 OFDM
Fuente: http://clusterfie.epn.edu.ec/ibernal 9:45 AM, página 16, 20/08/2007
2.1.21 OFDM. También denominada como multiuser-OFDM, está siendo
considerado como un método de acceso múltiple para tecnologías inalámbricas
como Wimax. Se trata de una extensión de la técnica orthogonal frequency
division multiplexing (OFDM), que es la técnica de multiplexación en uso en los
sistemas inalámbricos 802.11a/g y 802.16/a/d/e.
En los sistemas OFDM (ver figura 10), un único usuario puede transmitir sobre
todas las subportadoras en cualquier momento y se utilizan técnicas de acceso
multiple por división en frecuencia o en tiempo para soportar múltiples usuarios. El
principal problema de estas técnicas de acceso estáticas es el hecho de que los
53
usuarios ven el canal de una manera diferente cuando no es utilizado. OFDMA
(acceso múltiple por division de frecuencia ortogonal), por el contrario, permite a
múltiples usuarios transmitir en diferentes subportadoras por cada símbolo OFDM,
así se asegura de que las subportadoras se asignan a los usuarios que ven en
ellas buenas ganancias de canal.
En general existen dos tipos de permutaciones de subportadora: distribuidas (que
se comportan mejor en ambientes de movilidad) y adyacentes (para entornos fijos
o de bajo movimiento).
OFDMA ofrece:
• Más flexibilidad cuando se administran dispositivos de usuario con una
variedad de tipos de antenas y factores de forma.
• Reducción en la interferencia para dispositivos de usuarios con antenas
omnidireccionales.
• Capacidades mejoradas de NLOS que son esenciales cuando se soportan
abonados móviles.
• La sub-canalización define sub-canales que pueden ser asignados a diferentes
abonados dependiendo de las condiciones del canal y sus requerimientos de
datos.
• Esto da al operador más flexibilidad para administrar el ancho de banda y
potencia de transmisión, lo que conduce a un uso más eficiente de los
recursos.
Se puede tener mejor cobertura en el interior de edificios (inbuilding) usando
mayores niveles de potencia en subcanales asignados a dispositivos de usuario
en interiores (indoor).
OFDMA divide el espacio de portadoras en:
• NG grupos, cada uno de los cuales tiene NE portadoras.
• NE subcanales, cada uno con una portadora por grupo.
54
En OFDMA con 2048 portadoras se tendría.
• NE = 32 NG = 48 para downlink
• NE = 32 NG = 53 para Uplink
• Las portadoras restantes se usan para bandas de guarda y pilotos.
Figura 10. OFDM CARRIERS
Fuente: http://clusterfie.epn.edu.ec/ibernal
9:45 AM, página 16, 20/08/2007
Le asigna a un usuario en OFDMA un número de subcanales a lo largo de la
banda.
• Un usuario cercano a la estación base, le sería asignado normalmente un gran
número de canales con esquemas de modulación altos, tales como 64 QAM
para entregar el mejor throughput posible.
• A medida que el usuario se aleja, el número de sub-canales se reasigna
dinámicamente. Sin embargo la potencia asignada a cada canal se incrementa.
• El esquema de modulación puede desplazarse gradualmente de 16 QAM (4
canales) e incluso a BPSK a mayores distancias.
• El throughput cae a medida que la capacidad del canal y la modulación
cambian, pero el enlace mantiene su nivel de señal.
55
• Los tamaños de las celdas no tienen porque expandirse o contraerse
• Cada usuario debe tener un enlace fuerte a la estación base hasta el
momento del handoff.
• El compromiso es de menor throughput en los extremos de la celda.
Comparación entre OFDM y OFDMA (ver figura 11)
• En OFDM, los dispositivos de usuario transmiten usando el espacio completo
de portadores a la vez.
• OFDMA soporta acceso múltiple, lo que permite que los dispositivos del
usuario sólo transmitan por el o los subcanal (es) asignados a ellos.
• En OFDMA con 2048 portadoras y 32 subcanales, si sólo un sub-canal es
asignado a un dispositivo, toda la potencia de transmisión estará concentrada
en 1/32 del espectro disponible y puede permitir una ganancia de 15 dB
respecto a OFDM.
• El acceso múltiple es particularmente ventajoso cuando se usan canales
anchos.
Figura 11. OFDM vs. OFDMA
Fuente: http://clusterfie.epn.edu.ec/ibernal
9:45 AM, página 17, 20/08/2007
56
Comparativo de SOFDMA trae una ventaja adicional sobre OFDMA
• Escala el tamaño de la FFT (Fast Fourier Transform) el ancho de banda del
canal para conservar el espaciamiento entre portadoras constante
considerando anchos de banda diferentes.
• S-OFDMA (scalable OFDMA) cambia/escala su FFT (128, 512, 1024) basado
en:
o La calidad de la señal RF para un usuario en particular.
o Los requerimientos del usuario.
o El ancho del canal de radio que se usa
• SOFDMA permite a múltiples usuarios transmitir al mismo tiempo dando como
resultado una eficiencia mejorada de red y una mejor experiencia del usuario.
• EI espaciamiento entre portadoras constante, resulta en eficiencia espectral
más alta en canales anchos y también en reducción de costos en canales
angostos.
• En OFDM, los dispositivos de usuario son asignados a ranuras de tiempo para
transmisión, pero sólo un dispositivo puede transmitir durante una ranura de
tiempo.
• En OFDMA, la sub-canalización habilita que varios dispositivos transmitan al
mismo tiempo usando el subcanal asignado a ellos.
2.1.22 Conceptos de: relación de sobre suscripción (OSR), CIR, TIR, MIR, BE.
La relación de sobre suscripción (OSR) es definida como la relación entre el
número de suscriptores compartiendo el canal del enlace aéreo en relación al
número de abonados activos usando simultáneamente el mismo canal. Un
abonado es definido como un cliente conectado a una unidad de suscripción
provista para el servicio de banda ancha.
En la red de acceso, los proveedores de servicio tienen la flexibilidad de lograr un
rango de requerimientos y de definiciones de servicios. Dependiendo del servicio
57
ofrecido, un proveedor de servicios puede operar de manera conservadora con el
OSR durante las condiciones de período de ocupación pico (peak busy
conditions). Como solamente una fracción de abonados totales está en línea en
forma simultánea y de aquellos sólo una fracción son datos transferidos a un
tiempo dado. Como el servicio de datos banda ancha es por ráfagas, un gran
número de abonados pueden compartir un canal de datos sin experimentar una
declinación en el desempeño de la red. Mientras más grande el grupo de
abonados, más pronunciado la ganancia estadística de multiplexaje.
El aspecto velocidad primaria limitada permite a un proveedor de servicio limitar
las velocidades hasta un máximo de caudal de tráfico por abonado. Una red de
acceso puede soportar un máximo de unidades de abonados con tasas comunes y
un grupo de unidades de abonados con límites de velocidades comunes en clases
de GoS; los proveedores de servicio pueden usar las clases GoS para diferenciar
ofertas de servicio de datos de banda ancha; por ejemplo, oro, plata o bronce.
Los límites de velocidades pueden ajustarse independiente en las direcciones
ascendente y descendente. El acceso a la velocidad primaria limitada y las clases
de GoS tienen la intención de ofrecer a los proveedores de servicio los servicios
de datos de banda ancha para sus clientes. Un operador puede decidir ofrecer y
poner precio diferente a los servicios de velocidad de información concertada
(CIR), velocidad de transmisión típica (TIR) y a la velocidad máxima de
información (MIR) para los abonados.
EL CIR (commited information rate). Mínimo de transmisión de datos que
garantiza la telefonía a sus usuarios.
Es el caudal de tráfico mínimo garantizado de transferencia de una conexión de
datos de banda ancha y es calculado dividiendo la porción del ancho de banda del
enlace aéreo por el número de abonados para una clase específica de servicio.
58
EL TIR
Asume un OSR dado para proveer una ganancia de capacidad de abonado
considerable y es calculado dividiendo la porción de ancho de banda del enlace
aéreo por el número de abonados activos que están conectados y usando ancho
de banda del enlace aéreo, para una clase específica de servicio (definido por un
OSR).
EL MIR
Se aplica a una tasa de caudal pico que los abonados pueden esperar durante
períodos de no congestión, es un límite de velocidad predeterminada para un
abonado específico y puede definirse entre el TIR y la capacidad física máxima, el
MIR es típicamente el mismo para las unidades de abonado para una clase
específica de servicio.
Best Effort (BE)
Diseñado para soportar tráfico para el cual no se ha definido ningún nivel mínimo
de qos, tal como la navegación a través de internet.
2.1.23 Wimax móvil. Diseñada originalmente como una solución de conectividad
fija en la categoría de la banda ancha inalámbrica, la tecnología denominada
Wimax (por sus siglas en inglés World Interoperability for Microwave Access),
ahora en su versión móvil, la norma 802.16e, que ha venido desarrollándose,
robusteciéndose y probándose en diferentes partes del mundo, empieza a hacer
válidas las buenas perspectivas de esta funcionalidad, después de haber sido
ratificada esta norma en diciembre del 2005.
Vista por algunos como una competencia a las tecnologías 3G, o por otros como
una tecnología más de acceso a las redes actuales de tercera generación, o a
futuro 3.5G con HSDPA (por sus siglas en inglés high-speed downlink packet
Access), de servicios celulares, la versión móvil de Wimax (también conocida
59
como IEEE 802.16e-2005) puede repetir la historia de la evolución de la
tecnología, como sucedió con WI-FI en las redes de área local inalámbricas
(WLAN´S) con los hotspots, pero ahora sería en las redes de área metropolitana
también en forma inalámbrica (WMAN´S).
También se vislumbra con Wimax móvil y la evolución de 3G con HSDPA, una
situación parecida a lo que ocurrió entre las tecnologías GSM (Global System for
Mobile Communications) y CDMA (Code Division Multiple Access) en los años 90.
Mientras Wimax es desarrollada más rápidamente por la apertura e
interoperabilidad propia de funcionar en frecuencias desde los 450 MHz hasta los
5.8 GHz en bandas libres y con licencia, así como mayores anchos de banda;
HSPDA, que es promovida por el grupo 3GPP, ya ha sido probada y permitirá
lograr mayores tasas de transmisión que los sistemas actuales.
Por una parte, la versión móvil de Wimax, entre otras ventajas, funciona con
normas abiertas, lo que acelerará su desarrollo al ofrecer mayor variedad de
equipos interoperables, pero con la desventaja en algunas zonas, de que la
infraestructura necesaria para su despliegue no está instalada como la ya
existente en los países con redes de telefonía celular de tercera generación y los
sistemas UMTS (Universal Mobile Telephone System). En el caso de méxico,
donde empresas como Axtel y Avantel ya han empezado a ofrecer servicios con
Wimax, realizando pruebas con la ayuda de fabricantes de equipos, no sería una
desventaja la falta de esta infraestructura ya que existen muchos usuarios con 3G.
Lo más seguro es que las nuevas tecnologías en los sistemas celulares y Wimax
móvil se complementan en algunos escenarios, y en otros ciertamente competirán
pero, finalmente, se buscará permitir a los usuarios tener acceso a Internet desde
puntos fijos y mantener la comunicación al estar en movimiento en medios de
transporte público o en automóviles particulares, como los recientemente
habilitados en Mónaco para Wimax.
60
Entre algunas de las ventajas que se espera tener y que ya se están logrando con
Wimax móvil, al usar un nuevo método de modulación conocido como SOFDMA,
se pueden mencionar las siguientes:
• Soporte de movilidad, además de los modos de ahorro de energía y de
“sleep” de los dispositivos móviles.
• Mejor cobertura en interiores al usar AAS y MIMO.
• Uso eficiente del espectro radioeléctrico ya que permite tener mejor
throughput y cobertura (hasta 50 km.), lo cual sirve para una ampliación de
las redes con Wi-fi.
• Operación en un amplio rango de frecuencias de los 450 MHz a los 5.8 GHz
(inicialmente en 2.3, 2.5 y 3.5 GHz por ejemplo en latinoamérica).
• Escalabilidad al poder trabajar con canales de 1.25 a 10 MHz de ancho de
banda.
• Buena eficiencia a nivel de red.
• Ofrecer excelente cobertura en esquemas NLOS usando diferentes
elementos como OFDM y soportando también línea de vista o LOS.
• Soporte de ipv6, QoS, VoIP, etc. al ser un sistema basado en IP.
• La tecnología de enlace aéreo es superior al usar OFDMA con las llamadas
antenas inteligentes.
• Disponibilidad en variedad de dispositivos (tarjetas PCMCIA, mini-tarjetas,
módems, pdas, teléfonos y futuros no existentes).
En general buen desempeño en las pruebas recientes, como las realizadas en
corea en su versión denominada Wibro (wireless broadband) y con compatibilidad
ev-do (evolution-data optimized) vía una red ipv6.
Sin embargo, respecto al uso de Wimax móvil también se pueden mencionar
algunas desventajas hasta el momento:
61
• Implementación todavía complicada por falta de elementos para tener una
red móvil administrable y operable en forma eficiente.
• La falta de un marco regulatorio adecuado, por lo que los costos de las
licencias pueden tener un impacto negativo.
• Requerimiento de algoritmos y funciones de procesamiento más complejos,
lo que implicaría incrementar algunos costos.
• Niveles de potencia de transmisión altos.
• La cobertura puede ser menor al utilizarse un área del espectro por arriba
de los sistemas 3G.
• El lapso de tiempo que se calcula entre la ratificación de la norma y la
disponibilidad de equipos puede ser de un año.
• Los handoffs todavía se consideran lentos para servicios de voz.
El tiempo de desarrollo y despliegue de Wimax móvil (2006-2007) todavía puede
considerarse largo si se compara con el de las tecnologías recientes de los
sistemas celulares como 3GSM.
Sin lugar a dudas, la introducción y uso exitoso de Wimax en su versión móvil
como cualquier otra tecnología, no va a depender únicamente de sus méritos
tecnológicos, que por sí solos prometen bastante, sino principalmente tendrá
mucho que ver la implementación temprana de los sistemas celulares de nueva
generación y de la versión fija de Wimax; la pronta disponibilidad de equipos y
como en todo, las condiciones propicias del mercado junto con adecuados marcos
regulatorios.
2.1.24 Antenas inteligentes. El incremento de la capacidad de las redes
inalámbricas ha motivado la reciente búsqueda hacia el desarrollo de algoritmos y
estándares que exploten el espacio de manera selectiva.
62
Los sistemas de antenas inteligentes proporcionan oportunidades para
incrementar la capacidad del sistema, proporcionando calidad de servicio, control
de potencia y alargar la duración de las baterías de las unidades portátiles, para el
caso de telefonía móvil.
Una antena inteligente (ver figura 12) es la combinación de un arreglo de antenas
(arrays) con una unidad de procesamiento digital de señales (DSP) que optimiza
los diagramas de transmisión y recepción dinámicamente en respuesta a una
señal de interés en el entorno, aquella que en vez de disponer de un diagrama de
radiación fijo, es capaz de generar o seleccionar haces muy directivos enfocados
hacia el usuario deseado, e incluso adaptarse a las condiciones radioeléctricas en
cada momento.
Figura 12. Componentes elementales de las antenas inteligentes
FUENTE: http://www.senacitel.cl/downloads/senacitel2006/t-54.pdf Página 2 13:15 070507
Funcionamiento de antenas inteligentes
El principio básico de funcionamiento de las antenas inteligentes es que cada
antena recibe una señal separada y definida. Dependiendo como está configurado
el sistema inalámbrico, el receptor puede usar una señal para mejorar la calidad
63
de otra señal o podría combinar los datos de señales múltiples para ampliar el
ancho de banda.
La señal que reciben las antenas es una señal de radiofrecuencia (RF) sin
procesar. Esta RF se encamina inicialmente a circuitos que la manejan como una
señal analógica, tal como un radio. Algunos dispositivos con antenas inteligentes
aplican sus conceptos inteligentes en esta etapa analógica. Después del
procesamiento inicial, la RF se convierte en una señal digital que luego se envía al
dispositivo host como una cadena de datos. La mayoría de los dispositivos que
usan las antenas inteligentes aplican sus conceptos en este conjunto con circuitos
digitales.
En cuanto a los cambios debido a la introducción de las antenas inteligentes en un
sistema de telefonía móvil, por ejemplo, se supondrá una reducción en el número
de estaciones bases necesarias para dar cobertura a una zona de servicio y un
aumento en el número de usuarios que puede atenderse. Por otro lado, es
necesario definir y cuantificar un conjunto de parámetros que caractericen las
prestaciones de la antena inteligente en diferentes entornos, para poder
seleccionar el esquema de conformación más apropiado en cada caso.
Las antenas smart, como suelen ser llamadas también, se diferencian de las
antenas convencionales ya que pueden trabajar de dos modos distintos los que se
describen brevemente a continuación:
• Modo omnidireccional: la antena en este modo funciona exactamente igual que
las antenas convencionales es decir, emite señal con la misma intensidad hacia
todas direcciones.
• Modo direccional: en este modo, la antena emite señal en una sola dirección y
con un cierto ángulo de apertura. La consecuencia de transmitir en este modo se
64
traduce en un mayor alcance hacia la dirección donde emite la antena debido a
que ésta concentra todo su espectro de potencia en un rango de cobertura mucho
menor.
Tipos de alcances
Si la antena trabaja en modo direccional su alcance será mucho mayor que si lo
hace en modo omnidireccional ya que, en este caso concentra toda su potencia en
un rango menor. Se define zona como la región donde se encuentran todos los
usuarios. Esta zona se divide en dos subzonas (ver figura 13).
• Subzona broadcast: esta zona corresponde con el rango de alcance de la antena en modo omnidireccional.
• Subzona beamforming: esta zona está dividida en n beams. un beam se
define como el rango de alcance de la antena en modo direccional para un
cierto ángulo de apertura, según el ángulo de apertura que se utilice habrá
más beams o menos beams.
Figura 13. Subzonas de acuerdo con la configuración de antenas.
http://www.senacitel.cl/downloads/senacitel2006/T-54.pdf Página 2 13:15 070507
65
Cabe comentar que pese a que en el dibujo la cobertura direccional (beams) es de
forma triangular, en realidad la cobertura es un lóbulo redondeado donde existe
una distancia máxima (ver figura 14).
Figura 14. Lóbulo de radiación de una antena inteligente.
http://www.senacitel.cl/downloads/senacitel2006/t-54.pdf Página 3 13:15 070507
La característica principal de este tipo de antenas es que pueden orientar la señal
que emiten hacia una cierta dirección donde se encuentra el usuario con el que se
realiza la comunicación. Para esto cada usuario debe tener además de su propio
identificador, una firma espacial que indique las coordenadas de la posición dentro
de la zona. El AP utiliza la firma espacial de cada usuario para saber hacia donde
debe enfocar la antena en cada caso.
Obviamente, existe una fase previa a la transmisión de datos entre el AP y los
usuarios. En esta fase, el AP debe descubrir cuáles son los usuarios que se
encuentran dentro de la zona y obtener sus firmas espaciales.
Una vez el AP tiene conocimiento de la firma espacial de todos y cada uno de los
usuarios se encuentra en condiciones de iniciar una transferencia de información.
Beneficios de la tecnología de antenas inteligentes
El sistema de antenas inteligentes puede radiar una potencia menor por lo cual se
pueden reducir o simplificar las especificaciones de los amplificadores de potencia
66
asociadas al sistema de antenas, generando una reducción de costos en las
etapas de amplificación.
Además, la mayor ganancia de la antena permitirá incrementar la sensibilidad de
la estación base, por lo que los móviles podrán transmitir con menor potencia,
ahorrando batería.
Reducción de propagación multitrayecto
Debido a la menor dispersión angular de la radiación desde el sistema de antenas
inteligentes, se reducen significativamente los trayectos múltiples de la información
que llegaría al equipo móvil. Esto permite simplificar el sistema de ecualización del
terminal móvil (ver figura 15)
Figura 15. Reducción de trayectos múltiples al receptor.
http://www.senacitel.cl/downloads/senacitel2006/t-54.pdf Página 5 13:15 070507
Incremento del nivel de seguridad
la transmisión entre la estación y el equipo móvil es direccional, es muy difícil que
otro equipo intercepte la comunicación, a menos que esté situado en la misma
dirección en que apunta el haz de la antena también se hace fácil la localización
de usuarios que estén haciendo uso fraudulento de los servicios que ofrece la red
de comunicación móvil.
67
Incremento de la zona de cobertura
Dado que la ganancia es mayor que en el caso de antenas omnidireccionales o
sectorizadas, para igual potencia transmitida, la señal se podría recibir a una
mayor distancia. Este hecho podría permitir reducir el número de estaciones bases
necesarias para cubrir una zona, siempre y cuando no sea el tráfico el factor
limitante.
2.1.25 Aplicaciones y servicios. Los primeros productos serán unidades
exteriores que funcionarán en aplicaciones con o sin línea de vista entre equipos,
ofreciendo limitados anchos de banda y sin movilidad. Se necesitará instalar el
equipo en cada hogar para poder usar Wimax, se contará con las mismas
prestaciones de un acceso básico a Internet (ver figura 16)
La segunda generación será para interiores, con módems auto instalables
similares a los módems de cable o dsl. Las redes Wimax ofrecerán movilidad para
que los clientes lleven su computadora portátil o MODEM Wimax a cualquier parte
con cobertura ver (figura 17)
Figura 16. Aplicaciones
Fuente: http://oBServatorio.cnice.mec.es/modules.php?op=modload&name=news&file=article&sid=349 11/06/07 4:24
68
Figura 17. Wimax segunda generación
Fuente: http://oBServatorio.cnice.mec.es/modules.php?op=modload&name=news&file=article&sid=349 11/06/07 4:24
Figura 18. Servicios en redes wimax.
Fuente: http://www.mtc.gob.pe/portal/comunicacion/politicas/eventos/milla/exposiciones/Wimax%20-%20aplicaciones%20y%20Servicios.pdf 11/06/07 4:33 Soluciones extremo a extremo (e2e) aplicables en diferentes sectores de consumo
como servicios públicos, corporativo y residenciales de uso masivo (ver figura 18).
69
2.1.26 Calidad de servicio en redes Wimax. La capacidad de voz es
extremadamente importante, especialmente en mercados internacionales no
cubiertos por servicio. Por esta razón el estándar IEEE 802.16 incluye
características de calidad de servicio que permiten servicios incluyendo voz y
video que requieren una red de baja latencia. Las características de garantía
requeridas por el controlador de acceso al medio (MAC) del IEEE 802.16, permiten
al operador brindar simultáneamente niveles de servicio premium garantizados
para negocios, tanto como niveles de servicio E1 y servicio de alto volumen best
effort a hogares, similares a niveles de servicio de cable, todos dentro de la misma
área de servicio perteneciente a una estación base (ver figura 19)
Figura 19. Componentes para calidad en servicio de Wimax
Fuente: http://www.ola.com.co/formas/13140/wi-max-orbitel.pdf 12/10/07,11:00 PM
2.1.27 Wimax frente a otras tecnologías de servicio de datos. La tecnología
Wimax se diferencia básicamente de las otras tecnologías inalámbricas como 3G,
HSDPA, WI-FI, (ver tablas 3, 4,5) en que Wimax puede ofrecer al usuario final,
una forma distinta de acceder desde un mismo dispositivo a servicios personales
70
de banda ancha como video, voz y datos desde cualquier ubicación con anchos de
banda mucho mayores que las otras tecnologías mencionadas.
Comparing WiMax
2.56Proprietary900kbps3.2MbpsFDD1.25MHzFlarion
3.75IEEEUp to 75Mbps
Up to 75Mbps
FDD/TDDUp to 20MHz
WiMAX
2.561.8Mbps3.1MbpsEVDV
2.481.8Mbps3.1MbpsEVDO
0.513GPP2450kbps640kbpsFDD1.25MHz3G1x
2.887Mbps14.4MbpsFDDHSDPA
0.402Mbps2MbpsFDD/TDD5MHzWCDMA
2.40480kbps480kbpsEdge
0.803GPP160kbps160kbpsFDD200kHzGPRS
Bits/S/HzStandardUL PeakDL PeakFDD/TDDChannel Bandwidth
Wireless Standards Comparison
Mobility Mobility Mobility Mobility
ComparisonComparisonComparisonComparison
Tabla 3. Wimax frente a otras tecnologías de datos
Tabla 2. Wimax frente a otras tecnologías de servicio de datos.
Fuente: www.zte.com 12/10/07,10:50 AM
Fuente: www.zte.com 12/10/07,10:50 AM
71
Wireless Standards Comparison
Coverage Coverage Coverage Coverage
ComparisonComparisonComparisonComparison
2.2 MARCO LEGAL O NORMATIVO
Wimax funciona sobre una banda de frecuencia electromagnética de radio que
está regulada por el Ministerio de Comunicaciones. La banda de 3,5 GHz, fue
entregada en septiembre por el Ministerio de Comunicaciones para su uso y
explotación a los operadores telefónicos establecidos (Telecom, EPM y ETB).
Las resoluciónes 2064 y 2070 permiten el acceso a la banda de 3,5 GHz por parte
de los operadores de TPBC (telefonía fija) a escala nacional aprovechando su
capacidad instalada, su presencia en todas las regiones del país y las economías
de escala que se pueden lograr a través de la convergencia de redes.
También expidió la Resolución 689 de 2004, por medio de la cual se liberaron
unas bandas del espectro, para la prestación de servicios de Internet inalámbrico a
través de tecnología Wi-Fi.
Tabla 4. Wimax frente a otras tecnologías de datos
Fuente: www.zte.com 12/10/07,10:50 AM
72
2.2.1 Resolución número 000689 de abril 28 de 2004 del Ministerio de
Comunicaciones. Por la cual se atribuyen las siguientes bandas de frecuencia
(1, 2 ,3 ,4 ,5 y 6) para su libre utilización dentro del territorio nacional, mediante
sistemas de acceso inalámbrico y redes inalámbricas de área local, que utilicen
tecnologías de espectro ensanchado y modulación digital, de banda ancha y baja
potencia y se dictan otras disposiciones.
2.2.2 Resolución número 2064 de septiembre 15 de 2005 del Ministerio de
Comunicaciones. Por la cual se atribuyen y planifican bandas de frecuencias
(ver tabla 6) del espectro radioeléctrico, para la prestación de servicios de
telecomunicaciones que utilicen sistemas de distribución punto a punto y
multipunto, para acceso de banda ancha inalámbrica y se dictan otras
disposiciones.
Tabla 5. Banda de frecuencias del espectro radioeléctrico.
Fuente: Resolución número 2064 de septiembre 15 de 2005 articulo 4 página 3
2.2.3 Resolución número 2070 de septiembre 16 de 2005 del Ministerio de
Comunicaciones. Describe las características que deben cumplir los operadores
para cubrir áreas nacionales y departamentales, para el caso del derecho al uso
del espectro en el área nacional, éste se otorgará gracias al cumplimiento de
varios requisitos y objetivos que permiten garantizar los niveles de inversión
necesarios, el cubrimiento nacional, las características entre redes fijas e
BANDA RANGO (MHZ) BANDA RANGO (MHZ)
A 3400 a 3421 a' 3500 a 3521
D 3421 a 3435 d' 3521 a 3535
E 3435 a 3449 e' 3535 a 3549
B 3450 a 3471 b' 3550 a 3571
C 3471 a 3492 c' 3571 a 3592
F 3492 a 3500 f' 3592 a 3600
73
inalámbricas, la consolidación de las empresas y la integración vertical que
permitan masificar el acceso a esta tecnología de banda ancha y la redefinición
del negocio de larga distancia en cabeza de los operadores actualmente
habilitados para prestar este servicio en el país. Por otro lado, se determinará que
el derecho al uso del espectro en las áreas departamentales será otorgado a
través de procedimientos de concurso público.
2.2.4 Decreto número 1928 de 2006 del Ministerio de Comunicaciones. (12 jun
2006); por el cual se adiciona el decreto 1972 de 2003.
Que se hace necesario establecer condiciones adicionales a las excepciones
consagradas en el decreto 1972 de 2003, con el propósito de fijar nuevos valores
de la variable N de la fórmula matemática, estipulada en la citada norma, para
calcular el pago de la contraprestación correspondiente al derecho al uso del
espectro radioeléctrico en la banda de frecuencias de 3400 MHz a 3600 MHz con
el objetivo primordial de masificar la prestación de servicios soportados en banda
ancha inalámbrica.
2.2.5 Decreto número 868 de 1999 del Ministerio de Comunicaciones. Por
medio del cual se atribuyen unas bandas de frecuencia para el establecimiento
dentro del territorio nacional de redes radioeléctricas de distribución punto
multipunto de banda ancha, se establecen los procedimientos para otorgar los
títulos habilitantes y se dictan otras disposiciones.
Que en razón al adelanto tecnológico, es necesario atribuir unas bandas de
frecuencias dentro del territorio nacional para su utilización en redes
radioeléctricas de distribución punto multipunto de banda ancha con tecnología
LMDS/LMCS y regular la forma como el Ministerio de Comunicaciones otorgará
los permisos para el uso de las mismas, dentro de los términos de ley.
74
2.2.6 Decreto número 099 de 2000 del Ministerio de Comunicaciones. Por el
cual se modifica el decreto 868 de 1999 y se dictan otras disposiciones.
Que en lo concerniente a la atribución de frecuencias, se ha considerado
necesario acoger la recomendación número 35/97 del Comité Consultivo
Permanente CCPIII de la comisión interamericana de telecomunicaciones CITEL
de la organización de estados americanos OEA, ratificada en la reunión celebrada
en San Diego, USA. Los días 6 al 10 de diciembre de 1999, para el uso de
frecuencias para sistemas de distribución punto multipunto con tecnologías de
banda ancha.
Que es conveniente acoger algunas observaciones recibidas sobre el decreto 868
de 1999.
2.2.7 Decreto número 0930 de 1992 del Ministerio de Comunicaciones. (Junio
4) por el cual se reglamenta el establecimiento de redes privadas de
telecomunicaciones y la utilización del espectro radioeléctrico destinado a estos
efectos.
artículo 1º para los efectos previstos en este decreto, se entiende por red privada
de telecomunicaciones el conjunto de elementos de red que establezcan las
personas naturales o jurídicas para su uso particular y exclusivo, sin prestación de
servicios a terceras personas y sin conexión a la red de telecomunicaciones del
estado o a otras redes privadas de telecomunicaciones.
2.2.8 Decreto número 1366 de 2000 del Ministerio de Comunicaciones. (Julio
12) Que se hace necesario modificar el decreto 2458 de 1997, por medio del cual
se reglamentan las actividades y servicios de telecomunicaciones que utilizan
sistemas de radiomensajes, se atribuyen las bandas de frecuencia de operación y
se dictan otras disposiciones, con el fin de ajustarlo a la política de eficiencia
75
administrativa para otorgar dichas concesiones y a la situación actual de desarrollo
del sector.
2.2.9 Decreto número 1448 de 1995 del Ministerio de Comunicaciones.
(Agosto 30) Por el cual se reglamenta la forma de otorgar las concesiones de
algunos servicios de telecomunicaciones, la normatividad aplicable a algunas
peticiones en curso y se fijan otras disposiciones.
Artículo 1º. Los servicios de telecomunicaciones de buscapersonas (beeper),
radiolocalización móvil vehicular, telealarmas, sistemas troncalizados (trunking),
sistemas monocanales y multicanales de voz y/o datos que utilicen el espectro
electromagnético, constituyen una modalidad de servicios básicos.
2.2.10 Decreto número 2458 de 1997 del Ministerio de Comunicaciones.
(Octubre 3) Por el cual se reglamentan las actividades y servicios de
telecomunicaciones que utilicen sistemas de radiomensajes, se atribuyen las
bandas de frecuencias de operación y se dictan otras disposiciones.
Artículo 1º objeto y campo de aplicación. El presente decreto tiene por objeto
reglamentar las actividades y servicios de telecomunicaciones que utilicen
sistemas de radiomensajes, precisar los criterios y términos de la concesión, la
atribución de las bandas de frecuencias de operación, sus mecanismos de
asignación y las características técnicas de operación.
2.2.11 Resolución número 1449 de 23 de junio de 2006 del Ministerio de
Comunicaciones. Por la cual se adoptan medidas para el uso correcto, eficiente
y racional del espectro radioeléctrico en las áreas de servicio departamentales
establecidas en la resolución 2064 de 2005 y se dictan otras disposiciones.
76
Artículo 1°. Objeto la presente resolución tiene por objeto adoptar medidas
tendientes a establecer el uso correcto, eficiente y racional del espectro
radioeléctrico para la prestación de servicios de telecomunicaciones que utilicen
sistemas de distribución punto a punto y punto multipunto para acceso de banda
ancha inalámbrica, en el área de servicio departamental y establecer los requisitos
y el procedimiento para el otorgamiento de los permisos correspondientes en las
bandas de frecuencias DD´ y EE´, establecidas en la resolución 2064 de 2005,
conforme con la siguiente distribución (ver tabla 6):
Tabla 6. Distribución bandas de frecuencias DD´ y EE´.
BANDA RANGO BANDA RANGOD 3421MHz a 3435MHz D' 3521MHz a 3535MHzE 3435MHz a 3449MHz E' 3535MHz a 3549MHz
Fuente: RESOLUCIÓN NUMERO 1449 DE 23 de Junio de 2006, pág. 2
2.2.12 Resolución número 1533 de 23 oct. 2001. Por la cual se establece el procedimiento para reintegrar sumas de dinero
Articulo 1°. Establecer un nuevo el procedimiento para la devolución, de los
dineros consignados en exceso o sin justificación, por los diferentes conceptos al
fondo de comunicaciones.
2.2.13 Resolución número 2177 de 2000 del Ministerio de Comunicaciones.
(Noviembre 3) Por la cual se reglamentan los planes especiales de pago de las
obligaciones pecuniarias contraídas por los concesionarios de los servicios de
telecomunicaciones y de los servicios postales
Artículo 1º. Campo de aplicación. La presente resolución se aplicará a todos los
concesionarios del Ministerio de comunicaciones que soliciten acogerse a planes
especiales de pago, quienes en adelante se llamarán los interesados.
77
2.2.14 Resolución número 2815 de 1995 del Ministerio de Comunicaciones.
Por la cual se reglamenta la destinación que debe darse a los equipos
decomisados por haber sido utilizados en la operación no autorizada de servicios
o actividades de telecomunicaciones.
El Ministro de Comunicaciones considerando que es necesario reglamentar el
artículo 10 de la ley 72 de 1989, el artículo 50 del decreto-ley de 1990 y el numeral
8 del artículo 3 del decreto-ley 1901 de 1990
Artículo 1. Facultades del Ministerio de Comunicaciones respecto de los equipos
decomisados. El Ministerio de Comunicaciones tendrá la administración general
de los equipos decomisados por haber sido utilizados para operar servicios o
actividades de telecomunicaciones de manera no autorizada y como consecuencia
de la aplicación de los artículos 10 de la ley 72 de 1989, el artículo 50 del decreto
ley 1900 de 1990, del numeral 8 del decreto 1901 de 1990 o cualquier otra norma
especial en el mismo sentido que se expida en el futuro. Cualquier decisión
relacionada con estos debe ceñirse en general a lo establecido en las normas
vigentes sobre la materia y en especial a lo establecido en la presente resolución.
2.2.15 Resolución número 001833 1998 del Ministerio de Comunicaciones.
(Julio 28) Por la cual se atribuyen en el ámbito nacional unas bandas de
frecuencias para redes inalámbricas privadas de banda ancha, baja potencia y
corto alcance, se actualiza el cuadro nacional de atribución de bandas de
frecuencias y se dictan otras disposiciones.
Artículo 1º. Objeto. Actualizar el cuadro nacional de atribución de bandas de
frecuencias, atribuyendo a título primario en el ámbito nacional para el ejercicio de
actividades de telecomunicación mediante redes inalámbricas privadas de banda
ancha, baja potencia y corto alcance conocidas en el ámbito internacional como
Hiperlan o U-NII, las siguientes bandas de frecuencias:
78
1. 5,15 - 5,25 GHz, compartida con los servicios de radionavegación aeronáutica y
fijo por satélite (tierra-espacio), atribuidos también a título primario.
2. 5,25 - 5,255 GHz, compartidas con el servicio de radiolocalización atribuido
también a título primario y con el servicio de investigación espacial, atribuido a
título secundario.
3. 5,255 - 5,3 GHz, compartida con el servicio de radiolocalización atribuido
también a título primario.
4. 5,725 - 5,825 GHz, compartida con el servicio de radiolocalización atribuido
también a título primario y con el servicio de aficionados, atribuido a título
secundario y los servicios que utilicen sistemas de espectro ensanchado,
atribuidos también a título secundario.
2.2.16 Resolución número 002190 de 2003 del Ministerio de Comunicaciones.
(Diciembre 23) Por la cual se adoptan medidas en materia del ordenamiento
técnico del espectro radioeléctrico para utilizar radios portátiles de baja potencia y
corto alcance de operación itinerante y se dictan otras disposiciones.
Artículo 1º. Objeto y campo de aplicación. La presente resolución tiene por objeto
atribuir unas frecuencias radioeléctricas para su uso libre por parte del público en
general, en aplicaciones de radios de baja potencia y corto alcance de operación
itinerante, cuya instalación y operación se autoriza de manera general, y definir las
características técnicas de operación para la utilización de los mismos, en las
condiciones que se establecen en la presente resolución.
2.2.17 Resolución número 002249 de 1999 del Ministerio de Comunicaciones.
(Agosto 19) Por la cual se establecen las condiciones para autorizar el uso de
espectro radioeléctrico en forma temporal.
79
Artículo 1°. De los permisos. El Ministerio de Comunicaciones, a solicitud de
parte interesada, podrá otorgar permisos para utilizar temporalmente frecuencias
radioeléctricas que se requieran para:
• La instalación y operación de redes destinadas a la prevención y atención de
desastres.
• Facilitar los operativos de seguridad, de dignatarios nacionales y extranjeros.
• La realización de pruebas para demostraciones de equipos y sistemas de
telecomunicaciones.
• La realización de pruebas técnicas para el montaje e instalación de redes de
telecomunicaciones.
2.2.18 Resolución número 3382 15 diciembre de 1995 del Ministerio de
Comunicaciones. Por la cual se autorizan sistemas que operan con tecnología
de espectro ensanchado
Articulo 1º: definición de los sistemas de espectro ensanchado. Un sistema de
espectro ensanchado se define como aquel en el que la energía media de la señal
transmitida se reparte sobre un ancho de banda mucho mayor del ancho de banda
de la información, empleando un código independiente al de los datos.
Características generales: son sistemas que básicamente presentan entre otras,
las siguientes características:
1. Un mayor ancho de banda de transmisión, con una densidad espectral de
potencia más baja, y un mayor rechazo a las señales interferentes que operan en
la misma banda de frecuencias.
2. Ofrecen la alternativa de compartir el espectro con sistemas de banda angosta
convencionales, debido a la posibilidad de transmitir una potencia inferior en la
80
banda de paso de los receptores de banda angosta; además permiten rechazar
altos niveles de interferencias.
3. La señal transmitida resultante es una señal de baja densidad de potencia y de
banda ancha que se asemeja al ruido.
4. Proporcionan inherentemente un mayor grado de seguridad con respecto a los
sistemas convencionales, así como a otros sistemas de espectro ensanchado que
utilicen códigos diferentes y ningún procesamiento especial de la señal. La
codificación también proporciona una capacidad de direccionamiento selectiva;
múltiples usuarios que utilizan códigos diferentes pueden transmitir
simultáneamente en la misma banda de frecuencia con una interferencia
admisible.
5. Comparados con sistemas de banda angosta, presentan mayor confiabilidad en
la transmisión en presencia de desvanecimientos selectivos, permitiendo una
utilización eficaz del espectro.
2.2.19 Resolución número 005927 de 1996 del Ministerio de Comunicaciones.
Por la cual se autorizan unas bandas de frecuencias para operar sistemas de
espectro ensanchado.
Que la resolución 03382 de diciembre 15 de 1995 en su articulo 3º. Estipula que el
Ministerio de comunicaciones puede autorizar la operación de sistemas de
espectro ensanchado en otras bandas de frecuencias, cuando las condiciones lo
ameriten.
Que ante el Ministerio de comunicaciones, varias empresas han solicitado la
ampliación de las bandas reglamentadas para permitir la operación de los
sistemas que utilicen ésta tecnología.
Que se considera conveniente autorizar la operación en otras bandas de
frecuencia para los sistemas de espectro ensanchado por cuanto los usuarios
81
podrían contar con una gama más amplia de proveedores que les satisfagan sus
necesidades y así promover la competencia.
Artículo primero: el Ministerio de comunicaciones podrá autorizar también la
utilización de sistemas de espectro ensanchado que operen en la banda de
frecuencia de 2025-2400 MHz.
2.2.20 Resolución número 001883 de 1998 del Ministerio de
Comunicaciones. (Agosto 4) Por la cual se adopta el plan de distribución de
canales en la banda de 38 GHz, se fijan los derechos tarifarios que se deben
pagar por concepto del permiso para el uso del espectro radioeléctrico en esta
banda, se actualiza el cuadro nacional de atribución de bandas de frecuencias y
se establecen otras disposiciones.
Artículo 1º. Objeto y campo de aplicación. La presente resolución adopta el plan
de distribución de canales en la banda de 38 GHz, fija los derechos tarifarios que
se deben pagar por concepto del permiso para el uso del espectro radioeléctrico
en esta banda, actualiza el cuadro nacional de atribución de bandas de
frecuencias y establece otras disposiciones.
Parágrafo. El permiso para el uso de la banda que se reglamenta en la presente
resolución sólo se podrá otorgar a los concesionarios que presten servicios de
telecomunicaciones o que desarrollen actividades de telecomunicaciones, tanto en
el orden nacional o en el ámbito local, debidamente habilitados según las normas
vigentes.
82
3. METODOLOGÍA
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
La investigación se enfocó en un análisis empírico-analítico.
3.2 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE U.S.B.
Línea U.S.B. es: “tecnologías actuales y sociedad”
Sub-línea: “sistemas de información y comunicación”
Campo temático: “convergencia de redes y servicios”
3.3 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
Se realizó una entrevista al personal de la Universidad de San Buenaventura,
sede Bogotá (U.S.B.) quienes suministraron la información de su red, para la
realización de un diseño de interconexión.
3.4 HIPÓTESIS
La interconexión de las dos redes permitirá la realización de eventos que
requieran gran ancho de banda, además permitirá el acceso a internet desde el
campus. En cuanto a los laboratorios se descongestionaran dando como resultado
la prestación de un mejor servicio y mayor cobertura en el acceso a internet por
parte de los estudiantes.
83
3.5 VARIABLES
3.5.1 Variables Independientes • Cantidad de usuarios que acceden a un mismo tiempo a Internet desde los
laboratorios y el campus.
• Distribución (ubicación) de los usuarios.
• Requerimientos de los posibles usuarios.
3.5.2 Variables Dependientes
• Definición de las características de la red.
• Identificación de los componentes y elementos que conforman la red.
• Definición de los procesos y estructuras de red.
84
4. DESARROLLO INGENIERIL
4.1 ANÁLISIS GENERAL DE LA RED DE U.S.B.
En esta etapa se presentan los resultados de la investigación acerca de las
características y estructuras de los equipos con los que cuenta actualmente la red
de U.S.B.:
Primer objetivo. Evaluación de infraestructura.
Los equipos de TX y RX de la Universidad de San Buenaventura son robustos por
lo que permiten de manera eficiente, la interconexión con la red inalámbrica
Wimax. La unidad de tecnología de la U.S.B. facilitó los planos de interconexión
entre la red de Internet y la red Lan de la universidad en el cual se ven los
siguientes elementos. Ver figura 20.
Figura 20. Red LAN de la USB, sede Bogotá
Fuente: Unidad de tecnología Ing. Jhon Parra Adm de la red U.S.B.
85
• El ingreso de las señales de internet se hace por medio de un radio
enlace desde una estación base ubicada en el barrio Buenavista (Cra. 27
No. 189 B 57) y las instalaciones de la U.S.B. (Cra. 8 H No 172-20)
mediante dos tributarios E1 contratados con Impsat. El diagrama de
dicha red es como lo muestra la figura 20 y fue suministrado por el
Ingeniero Jhon Parra administrador de la red de la U.S.B.
• El tráfico total de la red se mueve a través del switch 3Com 4007, el cual
tiene en servicio 15 de puertos para alimentar los diferentes puntos de
acceso de la Universidad.
• Uno de los 15 puertos suministra el acceso a la red inalámbrica a través
del switch controlador 3Com 1500.
• El tráfico observado en las siguientes figuras 21, 22, 23 entre los meses
de septiembre 25 y octubre 25 y la semana comprendida entre el 18 y 25
de octubre, con el análisis en la tabla 7 confirman la gran cantidad de
información requerida por los estudiantes, los cuales están ocupando el
98% del canal total asignado para la parte académica lo que demuestra
que cuando se realizan eventos, que requieren gran ancho de banda, el
canal para la parte académica se afecta en un 50% o más, quedando en
evidencia la necesidad de complementar o ampliar el ancho de banda
para el acceso a internet.
• Por estimativos de la unidad de tecnología, de los 2 Mbps
correspondientes a la unidad académica, se dispone sólo de 1024 kbps,
para nuevas aplicaciones y videoconferencias ocasionales.
86
Tabla 7. Análisis del tráfico UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE TELECOMUNICACIONES
PROYECTO DE DE GRADO WIMAX
TRÁFICOS ACTUALES EN bps
TRÁFICO MENSUAL TRÁFICO SEMANAL TRÁFICO DE TIEMPO ESPECIFICADO ÍTEM
ENTRANTE SALIENTE ENTRANTE SALIENTE ENTRANTE SALIENTE
1 1944320 734080 1884800 813440 1785600 1111040
TOTAL 1944320 734080 1884800 813440 1785600 1111040
Figura 21: Reporte del tráfico mensual
Fuente: Ingeniero Jhon Parra. Administrador de la Red U.S.B.
87
Figura 22: Reporte del tráfico semanal
Fuente: Ingeniero Jhon Parra. Administrador de Red U.S.B.
Figura 22: Reporte del tráfico semanal
Fuente: Ingeniero Jhon Parra. Administrador de Red U.S.B.
El aprovechamiento de esta tecnología, con la que actualmente cuenta la
Universidad, ofrece funciones de seguridad, control de administración, son fiables
y vitales en el desempeño de la red. Puesto que el desarrollo futuro de la red
implicará un incremento sustancial de la misma, está estimado por la Unidad de
88
Tecnología que para los próximos 3 años los requerimientos de capacidad
deberán incluir un tercer tributario, con el fin de suplir el crecimiento de la
demanda por portátiles y servicios de videoconferencia a una rata sin optimizar de
384 kbps (6 canales de 64 kbps).
Queda por definir por parte de la U.S.B. si integrarán unidades de
videoconferencia con estándares H.310 o H.320, con lo cual se establecerá el
porcentaje de compresión del sistema, mejorando el ancho de banda requerido,
claro que, la solución plantada de este estudio reducirá ostensiblemente los costos
de inversión de la U.S.B., pues no se ve a corto plazo la inversión de nuevos
elementos de red, ni ampliación tributaria de la capacidad instalada.
Las antenas de Wi-Fi son suministradas por 3Com, como se define en la página
84, las cuales son de gran cobertura, permitiendo el acceso a Internet desde
cualquier punto de la Universidad, ya sea la planta física o el campus que
combinada con la tecnología de red inalámbrica de Wimax, significaría gran
eficiencia en el acceso a este servicio.
En cuanto a los Acces-Point las velocidades son suficientes para los usuarios a
cortas y largas distancias dentro de los estándares de Wi-Fi, como se describe en
la página 86.
El cableado estructurado de la red es óptimo y además compatible con otros
estándares permitiendo en cualquier momento interconexiones con otros equipos.
Los equipos terminales de los laboratorios permiten el acceso a la red y las
descargas de manera eficiente ya que son nuevos y están distribuidos en las
aulas, de acuerdo con los requerimientos de las prácticas académicas.
89
SWITCH 3Com 5500
Diseño escalable y apilable en ambos formatos fast Ethernet y Gigabit Ethernet.
Incorpora funcionalidades de switching de capa 2/3/4 de clase empresarial,
apilamiento resistente a fallos hasta una altura de ocho unidades, o 384 puertos
Ethernet y 32 Gigabit para los modelos 10/100, o hasta 448 puertos Gigabit
Ethernet en los modelos Gigabit (cuando están equipados con un módulo de
expansión opcional basado en SFP de 8 puertos).
Están disponibles módulos 10-Gigabit Ethernet, para interconectar switches de
núcleo y de distribución. El rendimiento a velocidad de cable en todos los puertos
de una pila ofrece ancho de banda óptimo para datos críticos para la empresa y
comunicaciones de alta velocidad. Capacidad de switching de hasta 232 Gbps,
velocidad de transmisión de hasta 172,6 Mbps (modelos 10/100/1000 con módulo
opcional de 2 puertos 10-Gigabit). Ancho de banda de apilamiento de 48 Gbps (96
Gbps full-duplex) (modelos 10/100/1000).
Las funcionalidades de reparto de carga y de trunking en toda la pila ayudan a
eliminar los paquetes descartados y los cuellos de botella de tráfico y a mejorar la
disponibilidad de los servidores (sólo modelos EI). Todos los modelos (EI) ofrecen
la tecnología de apilamiento xrn de 3Com, que permite crear pilas de ocho
unidades que tienen una disponibilidad y una resistencia ante fallos similares a las
de un chasis, frente a las configuraciones tradicionales de troncales agregado.
Toda la pila se administra como una única entidad de administración ip, con
reparto sin unidad maestra de la información crítica de routing entre todas las
unidades, para una rápida recuperación de fallas. Funciones integradas de
aplicación de seguridad distribuida.
Las avanzadas listas de control de acceso (ACLS) basadas en tiempo ayudan a
proteger los recursos esenciales de la red frente a accesos no autorizados y
corrupción de datos (sólo modelos EI).
90
La autenticación basada en el usuario y la encriptación DES de 56 ó 168 bitios
ayudan a asegurar los protocolos de capa 3 y los controles de administración. El
sistema operativo compartido de 3Com consolida el control administrativo sobre
toda la infraestructura de switching, contribuyendo así a un contexto de red más
unificado y a proporcionar una visibilidad y un control desde el extremo hasta el
núcleo de la red. El soporte integrado de funcionamiento con alimentación AC y
DC le permite aprovechar su actual distribución de alimentación y extender de
forma rentable el suministro de alimentación hasta el extremo de la red.
SWITCH 3Com 4500
Switches empresariales apilables diseñados para un despliegue competitivo de
redes convergentes seguras. Potencia la convergencia de aplicaciones: la familia
switch 4500 combina funcionalidades de switching de alto rendimiento, calidad de
servicio (QoS) y administración avanzada de tráfico para garantizar que las
aplicaciones esenciales reciben prioridad. Además, el pppoe inteligente de 3Com
permite una administración inteligente de la alimentación, con asignación dinámica
de los recursos de alimentación disponibles.
Reduce los costos de despliegue: el power over Ethernet proporciona alimentación
eléctrica y conectividad de datos sobre un mismo cable Ethernet, lo que redunda
en unos ahorros de costo significativos a la hora de desplegar dispositivos tales
como teléfonos IP, puntos de acceso inalámbricos y cámaras de seguridad IP.
Incrementa la flexibilidad y la escalabilidad: la familia switch 4500 ofrece un diseño
con interfaces Gigabit Ethernet de "uso dual" configurables por el usuario, y la
posibilidad de apilar hasta ocho unidades de switch (384 puertos de conectividad
10/100) que pueden administrarse como una única entidad.
Mejora la administración y el control: fácil de usar y administrar, la familia switch
4500 está diseñada para incrementar la productividad empresarial, al soportar con
91
total fiabilidad las aplicaciones corporativas que potencian las mejoras de
productividad.
3Com ant 3c 591
Soporta el 3Com 11g 54 Mbps wireless LAN indoor building-to-building bridge y el
3Com wireless LAN managed access point 2750. La antena omnidireccional
proporciona una cobertura uniforme en todas las direcciones en grandes espacios
abiertos. La antena de doble banda soporta radios de punto de acceso 802.11a
5,0 GHz u 802.11b/g 2,4 GHz.
Se instala en interiores o en exteriores.
Ganancia de 2,4 GHz: 6 dBi.
Ganancia de 5 GHz: 8 dBi.
Tipo de conector: N hembra.
Ancho del haz en el plano vertical de 2,4 GHz (a 50% de potencia): 30 grados.
Ancho del haz en el plano vertical de 5 GHz (a 50% de potencia): 20 grados.
Resistencia al viento: 200 km.
Longitud: 30 cm (12").
3Com Wireless LAN Switch 1200
Permite a los usuarios conectarse a la Lan inalámbrica de forma segura mientras
se desplazan como parte integrante del sistema de movilidad para Lan
inalámbrica, la wireless LAN controller 1200 junto con el software wireless switch
manager administra y controla de forma centralizada los puntos de acceso
administrados (maps) de la LAN inalámbrica para aquellas redes que requieren
despliegues complejos o con múltiples oficinas o requisitos de LAN de alta
seguridad.
Se controla la configuración de maps y se optimiza la cobertura y el rendimiento
de radiofrecuencia (RF) usando el controlador inalámbrico administrado desde el
3Com wireless switch manager, accesible desde cualquier lugar en la red. Cambie
92
los parámetros de múltiples maps, evitando la lenta y tediosa tarea de configurar
individualmente cada dispositivo y proporcionando un ajuste sencillo.
Dado que los clientes inalámbricos son móviles, 3Com usa el innovador identity-
based networking" para ofrecer servicios de red basados en la identidad del
usuario, no en la de los puertos o dispositivos. Múltiples controladores y switches,
agrupados en un mobility domain" (dominio de movilidad), comparten bases de
datos de usuario para soportar la movilidad y seguridad en toda la infraestructura
de red, incluyendo las oficinas remotas.
Puertos totales: seis puertos poe integrados 10base-t/100base-tx, dos puertos
10base-t/100base-tx; auto-negociación en todos los puertos; puerto serie de
consola. Soporte de maps: se entrega con soporte para hasta 12 maps por switch,
dependiendo de los requisitos de capacidad y cobertura de la instalación
inalámbrica.
Capacidad agregada de switching: hasta 200 Mbps.
Soporte de dirección mac: 128 direcciones.
Alimentación: fuente de alimentación de 200 W máx.: tensión de funcionamiento:
90-132/180-264v, 47-63 hz consumo máximo de corriente: 8 Arms a 120 Vrms; 3,5
arms a 230 Vrms power over Ethernet: salida de tensión: 48 Vdc, 15,4 W por
puerto.
Leds: estado de enlace (10 Mbps o 100 Mbps), ap/ poe, alimentación.
Dimensiones y peso: altura: 4,4 cm, o 1u anchura: 44,1 cm fondo: 25,6 cm peso:
3,8 kg.
Access point 3Com 2750
Soporta 802 11 a o b/g para velocidades de hasta 54 Mbps a distancias de hasta
100 metros (328 pies) para usuarios 802.11b/g y de hasta 50 metros (164 pies)
para usuarios 802.11a.
93
La radio de modo dual permite una operación para 802.11a u 802.11b/g y es
configurable mediante software desde el 3Com wireless switch manager. Cada AP
2750 puede manejar múltiples bssid/ssids para que aparezcan como múltiples
puntos de acceso.
Soporta power over Ethernet (pppoe) compatible con 802.3af, de forma que los
datos y la alimentación se suministran sobre el mismo cable Ethernet, eliminando
así la necesidad de fuentes de alimentación, cables de alimentación o tomas AC.
Las antenas de modo dual 802.11a y 802.11b/g ofrecen un rendimiento y una
cobertura excelentes en contextos con elevado multipath; el ap 2750 soporta gran
variedad de antenas externas de modo dual para unas opciones de instalación
flexibles.
Realiza la encriptación de paquetes sobre el aire para wep, TKIP y AES
dinámicos.
Permite la encriptación y aislamiento de subredes o vlans de forma independiente
usando al tiempo un mismo SSID. El rastreo multi-banda de RF permite a
cualquier AP 2750 escanear el contexto RF en busca de puntos de acceso no
autorizados tanto 802.11a como 802.11b/g, usuarios ad-hoc u otras señales
interferentes de RF. No requiere preparativos ni configuración previa de los puntos
de acceso, de forma que los nuevos MAPS, o los de sustitución, heredan la
información de configuración del switch o controlador de LAN inalámbrica.
Permite a los maps estar conectados directa y/o indirectamente a su switch y/o
controlador de LAN inalámbrica, ofreciendo una amplia variedad de escenarios
flexibles de despliegue. Optimiza el tamaño de celdas de RF y soporta los
requisitos internacionales de potencia de transmisión y asignación de canales de
radio automatizadas. Proporciona un completo control y administración de MAPS,
94
ya que los maps no son operativos en modo autónomo. Atributos tales como el
número de canal, nivel de potencia, ssids y ajustes de seguridad, son todos ellos
manejados por el switch o controlador de LAN inalámbrica para una seguridad
adicional.
CABLE DE CATEGORÍA 69
Cable de categoría 6, o cat 6 (ANSI/tia/EIA-568-b.2-1) es un estándar de cables
para gigabit Ethernet y otros protocolos de redes que es backward compatible
(compatible con versiones anteriores) con los estándares de categoría 5/5e y
categoría 3. La categoría 6 posee características y especificaciones para crosstalk
y ruido. El estándar de cable es utilizable para 10base-t, 100base-tx y 1000base-tx
(Gigabit Ethernet). Alcanza frecuencias de hasta 250 MHz en cada par.
El cable contiene 4 pares de cable de cobre trenzado, al igual que estándares de
cables de cobre anteriores. Aunque la categoría 6 está a veces hecha con cable
23 AWG, esto no es un requerimiento; la especificación ANSI/TIA-568-b.2-1 aclara
que el cable puede estar hecho entre 22 y 24 AWG, mientras que el cable cumpla
todos los estándares de testeo indicados. Si los componentes de los varios
estándares de cables son mezclados entre sí, el rendimiento de la señal quedará
limitado a la menor categoría que todas las partes cumplan. Como todos los
cables definidos por TIA/EIA-568-b, el largo máximo de un cable cat-6 horizontal
es de 90 metros (295 pies). Un canal completo (cable horizontal más cada final)
está permitido a llegar a los 100 metros en extensión.
En la categoría 6, el cableado para trabajar en redes sobre 250 MHz.
9 http://es.wikipedia.org/wiki/cable_de_categor%c3%ada_6 12/10/07, 8:0 PM
95
Categoría 6 aumentada (categoría 6a)
La TIA está trabajando para completar una nueva especificación que definirá
estándares de rendimiento mejorados para sistemas con cables cruzados no
apantallados (unshielded). La especificación ANSI/TIA/EIA-568-b.2-10 indica
sistemas de cables llamados categoría 6 aumentada o mas frecuentemente
"categoría 6a", que operan a frecuencias de hasta 500 MHz (tanto para cables
apantallados como no apantallados) y proveerán transferencias de hasta 10 Gbps.
la nueva especificación tiene límites en sistemas de cableado ALIEN.
Crosstalk. Soporta una distancia máxima de 100 metros en un canal de 4 conectores.
96
No NOMENCLATURA
LABORATORIOS
EDIFICIO NUEVO
OBJETIVO/DESCRIPCIÓN
SOFTWARE
RECURSOS DEL LABORATORIO /
PERFIL TÉCNICO
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104
4.3 DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO
Tercer objetivo. Descripción de los sitios
Para la ubicación de la estación base se seleccionó un punto en la autopista norte
con calle 170, ya que desde este sitio se puede realizar el enlace con cualquier
proveedor del servicio de Wimax, en la zona como se puede ver en el plano anexo
que muestra la topografía, distribución vial de la misma y aprovechando que en la
170 con Autopista esta ubicada la Central telefónica de toberin, propiedad de ETB
en dicho plano se pueden ver las alturas geodesicas, tanto de toberin como de
U.S.B.
Las consideraciones de alturas de antenas aparecen en los cálculos de diseño del
enlace y se han tomado en toberin desde el piso de la central y en la universidad
desde la terraza ubicada en el edificio Alberto Monte Alegre donde se encuentra el
centro de cómputo de la U.S.B.
El punto de la antena se eligió por estar próximo a una central telefónica, lo que
permite a la estación base interconectarse a través de un enlace de fibra óptica el
enlace de red será convergente con las redes de acceso troncales con la empresa
prestadora del servicio de internet de banda inalámbrica.
La antena de recepción está ubicada en la terraza del edificio Duns Scotto por ser
el punto estratégico para la interconexión con los equipos de la Universidad.
Se tomaron medidas con GPS en el punto de la estación base y en el punto de
recepción, se tomaron fotografías de los puntos más críticos que podrían
interponerse en la línea vista del enlace entre las antenas. Estos permitirán la
realización de los cálculos matemáticos del diseño.
105
4.4 CÁLCULOS DEL DISEÑO
Cuarto objetivo. Diseño de la interconexión.
Se usará el modelo de FRIIS para calcular las pérdidas de espacio libre:
FSL (dB) = 32.44 dB +20 Log d (km) + 20 Log F (MHz).
FSL = Free Space Loss
FSL (dB) = 32.44 dB +20 log 2 km + 20 log 3500 MHz.
FSL (dB) = 32.44 dB + 6.02 dB + 70.88 dB = 109.34 dB
Se usará el modelo COST 231-HATA para calcular la máxima pérdida del
sistema.
L=69.55 dB+26.16 Log F – 13.82 Log h/t – a (h/m) + (44.9 dB – 6.55 Log h/t) Log d
Donde:
F = frecuencia = 3500 MHz
h/t = altura antena EB = 40 m (agl)
h/m = altura estación U.S.B. = 3 m (agl)
d = distancia del enlace = 2 km
agl = about ground level ( sobre el nivel del piso físico)
∴∴∴∴
L = 69.55 dB + 26.16 Log 3500 MHz – 13.82 Log 40 m – a (h/m) + (44.9 dB – 6.55
Log 40 m) Log 2 km
Entonces: a (h/m) se calcula por:
a (h/m) = 3.2 (Log 11.75 h/m)² - 4.97
106
a es el factor del terreno para cuando la ciudad es grande y F ≥ 400 MHz.
∴∴∴∴
a (h/m) = 3.2 (Log 11.75 * 3 m) ² - 4.97 = 2.69 dB
Y
L= 69.55 dB + 92.71 dB – 22.14 dB – 2.69 dB + 7.02 dB = 144.45 dB
Esta es la máxima pérdida del enlace aceptada en el proyecto pero:
L max= FSL + L línea de TX + L línea de RX.
L max= 109.34 dB + 11 dB + 11 dB = 131.34 dB.
107
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108
Y se ve que según el programa, la pérdida admisible es de 133 dB.
NOTA: el programa arroja un error de unidades, pues la pérdidas las muestra en
dBm y deben ser en dB.
4.5 COSTOS DE EQUIPOS
Quinto objetivo. Costos de la implementación.
La Universidad no requiere de costos adicionales, ya que la red posee equipos que
son compatibles con el diseño para la posible interconexión.
Los valores de los equipos Wimax (ver tabla 7) están sujetos a cambios, pues
varían de acuerdo con las licitaciones de los proyectos en los que ellos participan.
En la siguiente tabla se muestran un comparativo de dos proveedores de
tecnología Wimax.
Tabla 8. Costos globales de los equipos para tecnología Wimax
VALORES DE EQUIPOS WIMAX
ALVARION AIRSPAN
ESTACIÓN BASE USD $ 12.000 USD $ 13.500
EQUIPOS TERMINALES DE USUARIO (CPES). USD $ 300 USD $ 300
SOFTWARE Incluido Incluido
Debe aclararse que luego del proceso de investigación del presente proyecto se
ha encontrado una empresa prestadora del servicio de Wimax que ofrece un
enlace corporativo de 2 Mbps por un valor de $500.000 + IVA., lo cual implica que
la U.S.B. deberá reconsiderar sus inversiones de tipo tecnológico.
109
EMPRESAS OFERENTES ÍTEM DESCRIPCIÓN
ALVARION AIRSPAN 1 NACIONALIZACIÓN USD $ 1200 USD $ 1200 2 CAPACITACIÓN USD $ 120 USD $ 150 3 MONTAJE USD $ 180 USD $ 200 4 DOCUMENTACIÓN USD $ 100 INCLUIDA 5 AIU (18%) USD $ 2502 USD $ 2763 6 SUB TOTAL USD $ 16402 USD $ 18113 7 IVA (16%) USD $ 2625 USD $ 2898
TOTAL USD $ 19027 USD $ 21011
110
5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
Se presentan los datos obtenidos después de efectuar visitas de observación que
ayudaron a la identificación de la red actual de la Universidad, desde el aspecto
técnico y operativo, se presentan los resultados de la investigación acerca de las
características y estructuras de los equipos con los que cuenta actualmente la red
de U.S.B. en su red de transporte, distribución de datos entre sus diferentes
dependencias incluyendo los laboratorios y campus.
Puesto que la U.S.B. cuenta con equipos de alta tecnología y pueden soportar
considerables niveles de tráfico, se ven que no son suficientes para suplir las
necesidades de la demanda, lo cual implica la planeacion, desarrollo e
implementación de una interconexión Wimax. Al implementarse el diseño en
U.S.B. se mejorará notablemente el acceso a Internet ya que gracias a su red
inalámbrica de Wi-Fi desde el campus, se podrán descongestionar los laboratorios
y la posibilidad de que más estudiantes puedan acceder a este servicio.
También se podrán efectuar enlaces dedicados para la realización de
teleconferencias sin que esto afecte el acceso a Internet por los motivos ya
mencionados. Cabe resaltar que el valor del servicio para un canal de 2Mbps
sobre Wimax suministrado por uno de los operadores actuales, de menor costo
comparado con el que cuenta actualmente la Universidad, lo cual significaría una
gran alternativa desde el punto de vista económico.
111
En lo propuesto por las 2 empresas de tecnología Wimax se observó que en las
características de los equipos para el diseño sobresalen las de Alvarion, por ser la
más experimentada en la distribución de este tipo de redes a nivel mundial.
Además se realizaron entrevistas a Ingenieros de una empresa de
telecomunicaciones, donde se efectuaron pruebas piloto con tecnología Wimax y
las apreciaciones de la experiencia en estos pilotos conducen a ver como una
opción bastante económica, lo planteado por Alvarion.
Respecto a los costos de los equipos necesarios para el diseño, pueden variar ya
que están sujetos a cambios en software y hardware, de acuerdo con las
especificaciones de los estándares de Wimax, por lo que no se puede establecer
un precio definitivo de los mismos que componen el diseño de la interconexión.
112
6. CONCLUSIONES
• El diseño de red planteado para U.S.B. estaría en posibilidad de solucionar en
gran parte la deficiencia en el acceso a internet que presenta cuando se
realizan eventos que requieren de un gran ancho de banda.
• El proyecto se estudió cuidadosamente, teniendo en cuenta los factores
influyentes en el logro del diseño, para que en su momento la Universidad
pueda acceder a nuevos servicios que estarán soportados de manera
eficiente.
• La red de U.S.B. maneja altos estándares en cableado estructurado como son
los tipo 6 (ANSI/tia/EIA-568-b.2-1), tipo 6a (ANSI/tia/EIA-568-b.2-10) que
pueden llegar a soportar velocidades de 10 Gbps y equipos de alta tecnología
capaces de soportar grandes cantidades de tráfico, por lo consiguiente es
óptima para enlazarla con una red inalámbrica de Wimax.
• Los enlaces de redes inalámbricas dan una solución de comunicaciones de
alta calidad llegando a sitios donde no es posible llegar de manera cableada
por sus costos e inconvenientes de instalación, desplegando una gran gama de
servicios como son: voz, datos y video entre otros, los cuales aplican para el
desarrollo de comunidades estudiantiles y de otros sectores de la sociedad. La
banda ancha inalámbrica con nuevas tecnologías como Wimax está
simplificando la forma de acceder a internet y adicionalmente los costos son
más económicos.
• El diseño de la interconexión pretende brindar comodidad a los usuarios que
utilizan el servicio de internet, sin que se presenten obstáculos que impidan el
113
• Esta solución es una alternativa práctica, fácil de instalar y de interconectar con
la red de U.S.B. Podrá complementarse con la red de acceso que posee
actualmente la Universidad.
• Al implementar el diseño no tendrá un impacto visual que afecte la planta física
ni el entorno natural de la universidad, porque los dispositivos descritos en el
proyecto son prácticos de instalar y ocupan un espacio relativamente reducido.
• La red de datos de U.S.B. es adecuada para realizar una interconexión con
una red inalámbrica de Wimax, lo cual brindará más rendimiento y mejor
aprovechamiento de los equipos y cableados que la conforman.
114
7. RECOMENDACIONES
• Se recomienda realizar una inspección periódica de las antenas con el fin
de verificar los parámetros de la potencia, para garantizar una calidad de
servicio en la transmisión y recepción de datos de la red Wi-Fi.
• Revisar y evaluar la distribución de las antenas Wi-Fi con el fin de dar una
cobertura total en todos los puntos de la Universidad.
• Este será un documento de consulta donde los estudiantes de U.S.B.
podrán observar, conocer y aprender sobre nuevas tecnologías de banda
ancha inalámbrica.
• Convertir los datos de tráfico y conectividad en elementos de pública
consulta, pues esto conducirá a lograr mejores resultados en los procesos
investigativos de los estudiantes, para generar posibles soluciones a
problemas que se detecten por efectos de uso de los servicios.
115
BIBLIOGRAFÍA
• BENAVIDES ARTEAGA, Leydy Natalia, RAMÍREZ FARFÁN, Carlos
Eduardo y RIAÑO SÁNCHEZ, Paola Andrea. Estudio de viabilidad técnica
para la implementación de nuevos servicios en redes inalámbricas Wimax
para una empresa de telecomunicaciones. Trabajo de grado (Ingeniero de
Sistemas). Universidad de San Buenaventura. Facultad de Ingeniería de
Sistemas.
• Clint Smith Jhon Mayer. 3G wireless with WiMAX and Wi-fi. McGraw-Hill
professional Engineering. 2005.
WEBLIOGRAFÍA
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Inalámbrico a Internet.htm. 28/09 2007,7:00 PM
• Wimax – unwiring the last mile. 06/10/2007,5:30 PM
• www.communications.siemens.com 06/10/2007,6:20 PM
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• www.Wimaxxed.com axforum.org/home. 06/10/2007,8:30 PM
117
GLOSARIO
ACIMUT: ángulo que con el meridiano forma un círculo vertical, que pasa por un
punto de la esfera terrestre o el globo terráqueo.
ANTENA: dispositivo de transformar y emitir señales eléctricas en
electromagnéticas y viceversa.
ANTENA SECTORIAL: orienta la señal en una dirección determinada con un haz
estrecho pero de largo alcance, envían la información a una cierta zona de
cobertura.
ANTENAS SECTORIALES: son las que captan la energía en determinada
dirección en mayor proporción que cualquier otra.
ALGORITMO: conjunto de instrucciones o pasos que sirven para ejecutar una
tarea o resolver un problema.
AIREACH: libro banco para redes de acceso inalámbrico de banda ancha.
ARQ: es un protocolo utilizado para el control de errores de transmisión de datos
que garantiza la integridad de los mismos.
ASS: sistemas de antenas adaptables
AP/ARRAY: procesador de matrices.
ATCP: automatic transmit power control; control automático de potencia.
118
ARQUITECTURA DE RED: descripción de una red mediante la combinación
de estándares y protocolos.
BANDA ANCHA: técnica de transmisión en la que una o más señales de
datos puede circular simultáneamente por el mismo medio.
BACKHAUL (red de retorno): conexión de baja, media o alta velocidad que
conecta a computadoras u otros equipos de telecomunicaciones encargados
de hacer circular la información. Los backhaul conectan redes de datos,
redes de telefonía celular y constituyen una estructura fundamental de las
redes de comunicación. Un backhaul es usado para interconectar redes entre
sí utilizando diferentes tipos de tecnologías alámbricas o inalámbricas.
BER: tasa de bitios erróneos permitida para conservar la calidad deseada de
un enlace.
BIT RATE: es la velocidad a la cual se transmiten los bitios vía radio o cable.
BPSK: técnica de modulación digital por corrimiento de fase binario. La
información digital se transmite cambiando la fase de la portadora 180°.
BURST: envío de grandes volúmenes de datos que son transmitidos de
manera intermitente, no es un flujo continuo y sostenido. Conocido como
ráfaga.
CDMA: (codec división multiple access). Acceso multiple por division de
código.
CSMA/CA: es un protocolo de control de redes utilizado para evitar
colisiones entre los paquetes de datos (ya que en redes inalámbricas no se
cuenta con un modo práctico para transmitir y recibir simultáneamente). Es
119
un método de acceso de red en el cual cada dispositivo señala su intento
para transmitir antes de que lo haga realmente.
dBm: unidad de medida utilizada para expresar la potencia absoluta
mediante una relación logarítmica.
dBi: ganancia relativa de una antena en decibelios por encima (o por debajo)
de la señal de una antena isotrópica ideal. dBi (decibel isotropito).
DOWN LINK: un radio enlace originado en una estación base y terminado en
una o más estaciones móviles.
DFT: transformada discreta de Fourier.
DSP: procesamiento digital de señales.
DOPPLER: variación de longitud de onda de cualquier tipo de onda emitida o
recibida por un objeto en movimiento.
EFICIENCIA ESPECTRAL: está definida por velocidad binaria entre ancho
de banda ocupado. Da una idea del mejor o peor aprovechamiento que hace
del espectro una modulación determinada.
EIRP: Potencia Isotrópica Radiada Equivalente (PIRE).
ESPECTRO ENSANCHADO: técnica por la cual la señal transmitida se
ensancha a lo largo de banda muy ancha de frecuencias, mucho más amplia,
con ancho de banda mínimo para transmitir información que se desee enviar.
ESQUEMA DUPLEX: método de transmisión donde los datos pueden ser
enviados y recibidos simultáneamente y requiere de dos canales de radio.
120
ESTACIÓN BASE: es el puesto fijo de las antenas, transceptores,
alimentación, etc., que cubre las llamadas de equipos móviles en un radio
determinado.
ETSI: institutos de estándares de telecomunicación europeos. Estandariza la
industria de las telecomunicaciones.
ESCALABILIDAD: capacidad del sistema informático de cambiar su tamaño
o configuración para adaptarse a las circunstancias cambiantes.
E1: canal digital con una velocidad de datos de 2048 kbps., o mbps.,
significando con ello contener 30 canales telefónicos de 64 kbps c/u..
FDD: duplexación por división de frecuencia.
FEC: codificación con corrección de errores sin canal de retorno.
FILTRADO ESPACIAL: es la operación que se aplica a una imagen para
resaltar o atenuar detalles especiales con el fin de mejorar la interpretación
visual o facilitar un procesamiento posterior, constituye una de las técnicas
comprendidas dentro del realce de imágenes.
FRECUENCIA: es el número de ciclos completos por unidad de tiempo de
una señal eléctrica, se expresa generalmente en Hertz.
GANANCIA: es la razón entre la potencia de salida y la potencia de entrada
en un amplificador.
GoS: grado de servicio, calidad de comunicación y cobertura radio eléctrica,
para los cuales se han establecido requerimientos mínimos.
121
HERTZ: unidad de frecuencia electromagnética, equivalente a un ciclo por
segundo.
LMDS: (Sistema de distribución local multipunto) es una tecnología de
conexión vía radio inalámbrica que permite, gracias a su ancho de banda, el
despliegue de servicios fijos de voz, acceso a internet, comunicaciones de
datos en redes privadas y video bajo demanda.
MIMO: (multiple-in, multiple-out - múltiple entrada, múltiple salida). Mimo
sirve para tomar ventaja del multiplexado para incrementar el ancho de
banda y el alcance de las conexiones inalámbricas.
RSSI: receive signal strength indication; nivel de potencia de señal recibida.
PPPoE: (Point to Point Protocol). Protocolo de bajo nivel que permite
transferir paquetes de información a través de una línea asíncrona o
síncrona. Es capaz de optimizar el uso de la línea mediante conexión y
desconexión dinámica, es la conexión más rápida para Internet
QoS: Calidad de servicio.
122
ANEXO A MAPA DEL DISEÑO
123
ANEXOS B Fotografías de la U.S.B.
124
125
126
Trayectoria de la U.S.B. con Toberin
127
