WiMAX

WiMAX

Integrante do Trabalho: Celso Hideki Tanaka

Professor Orientador: Prof. Marcos Stefanelli Vieira, Ms.

Trabalho de Conclusão de Curso

UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE

REDES METROPOLITANAS SEM FIO

Sumário:1) Introdução;2) O Padrão IEEE 802.16;3) Empresas e entidades envolvidas;4) Faixa de freqüências; 5) Sistemas de acessos;6) Pilha de protocolos;7) Qualidade de Serviço;8) Topologias;9) Duplexação;10) Modulações;11) Modulações Adaptativas;12) Vantagens do Sistema;


13) Propagação do Sinal;14) Antenas;15) Tipos de WiMAX;16) Aplicações;17) Tendências;18) Viabilidade;19) Benefícios;20) Cronograma;21) Conclusões;22) Encerramento.

1) Introdução:


Sistema WiMAX:


O Padrão IEEE 802.16 e suas versões

IEEE 802.16 Criado em 1999; Aprovada em 12/2001; Operação em linha de visada;

Padrão para BWA operando em freqüências entre 10GHz e 66GHz.

IEEE 802.16a Aprovada em 01/2003; Atualiza o padrão 802.16 para operar em freqüências de 2GHz à 11GHz; Alcance de 50 km; Não necessita de linha de visada.

IEEE 802.16b Aplicações permitindo a utilização de freqüências de 5GHz à 6GHz; Freqüências não licenciadas.

IEEE 802.16c Aprovada em 12/2002; Interoperabilidade das freqüências até 66 GHz com linha de visada; Especifica perfis visando a interoperatibilidade entre equipamentos de diversos fabricantes.

IEEE 802.16d Aprovada em 2004; Aprimoramento do 802.16, 802.16a e 802.16c, tornando-os obsoletos; Define utilização de sub-canalização; Permite utilização de antenas inteligentes; Conhecido como WiMAX fixo.

IEEE 802.16e Ratificada em 12/2005; Introduz suporte a mobilidade até 60 km; Utiliza freqüências entre 2GHz e 6GHz. Utiliza modulação SOFDMA e permite controle de potência; Conhecido como WiMAX móvel.

IEEE 802.16f Evolução do 802.16 introduzindo o conceito de redes em malha

(mesh networks).

IEEE 802.16g Outra evolução para suporte a mobilidade.

IEEE 802.16m WiMAX móvel com taxa de dados de até 1Gbps; Previsto para 2009.

2) Padrão IEEE 802.16:


3) Empresas e Entidades envolvidas :Aproximadamen

te 452 membros:

WiMAX Forum:

http://www.intel.com/index.htm?iid=homepage+hdr_logo


Empresas de telecomunicações:3) Empresas e Entidades envolvidas :


4) Faixa de freqüências:

Freqüências licenciadas: 2,5GHz à 2,7GHz;3,3GHz à 4,2GHz;10,5GHz à 10,6GHz.

Freqüências não-licenciadas: 2,3GHz à 2,4GHz;5,725GHz à 5,85GHz.

WiMAX fixo ( Nomadico ): Até 66GHz;WiMAX móvel: Entre 2GHz e 6GHz.


Áreas de cobertura:

5) Sistemas de acessos :


Velocidade de tráfego de dados:

5) Sistemas de acessos :


6) Pilha de Protocolos:


Arquitetura de Protocolo:6) Pilha de Protocolos:


Sub-Camada de Convergência Específica (CS-SAP):

A ATM CS é uma interligação lógica que associa diferentes serviços ATM com a sub-camada de convergência comum da camada MAC. A ATM CS foi especificamente definida para oferecer suporte a convergência dos PDUs (unidade de dados) gerados pelo protocolo da camada ATM de uma rede ATM.

A Packet CS é utilizada para o transporte de todos os protocolos baseados em pacotes, como o IP, o PPP e Ethernet.

ATM CS:

Packet CS:



Sub-Camada de Convergência Comum (MAC-SAP):

. Escalonamento e alocação dinâmica de recursos de transmissão; . Estabelecimento e manutenção de conexões; . Construção do MAC PDU; . Suporte à camada física; . Suporte ao ajuste adaptativo das técnicas de transmissão digital em função do meio de transmissão ( ABPs - "Adaptive Burst Profiles" ); . Inicialização das estações; . Suporte ao "multicast“; . Suporte à qualidade de serviços; . Suporte às tecnologias PMP e Mesh.

Principais funções:



Sub-Camada de Segurança:

. Protocolo de administração de chaves;

. Associações de Segurança ( SAs );

. Gerenciamento Privado de Chaves ( PKM );

. Troca de chaves de criptografia de tráfego ( TEKs );

. Métodos de autenticação baseados em certificados digitais;

. Criptografia.



QoS:

UGS (Unsolicited Grant Service ): Suporte a transmissões de dados em tempo real em pacotes de dimensões fixas (ATM CBR e voz sobre IP );

rtPS (Real-time Polling Service): Suporte a transmissões de dados em tempo real em pacotes de dimensões variáveis ( Vídeo MPEG );

nrtPS ( Non-real-time Polling Service): Suporte a transmissões de dados de dimensões variáveis, onde existe uma tolerância ao atraso, mas onde é necessário uma taxa mínima de transmissão ( FTP );

BE ( Best Effort ): Suporte a transmissões de dados onde não existe um nível mínimo exigido de qualidade, e portanto pode ser abordada numa perspectiva do espaço disponível.

7) Qualidade de Serviço:


PMP ( Ponto-multiponto ):

8) Topologias:


Mesh ( Malha ):

8) Topologias:


9) Duplexação:


Sub-quadro downlink TDD:9) Duplexação:


Sub-quadro downlink FDD:9) Duplexação:


Sub-quadro uplink:9) Duplexação:


OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ):

Domínio do tempo: Domínio da freqüência:

10) Modulações:



10) Modulações:



Espectro OFDM:

10) Modulações:



Portadoras OFDM:

. 256 ou 512 portadoras

10) Modulações:


OFDMA ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access ):Portadoras OFDMA:

. 1024 ou 2048 portadoras

10) Modulações:


SOFDMA ( Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access ):

. Utilização pelo WiMAX Móvel ( IEEE 802.16e );

. Melhora na penetração em ambientes internos ( indoor );

. Aumento da área de cobertura com utilização tecnologias AAS e MIMO;

. Melhoras no desempenho e na segurança com a introdução de técnicas de codificação “Turbo Coding” e LDPC ( “Low-Density Parity Check” );

. Propicia um desempenho semelhante com qualquer espaçamento de canais RF entre 1,25MHz e 14MHz, pois elimina as dependências em relação ao comprimento do canal.

10) Modulações:


12 Mbps6 Mbps64-QAM

7 Mbps3,5 Mbps16-QAM

3,5 Mbps1,7 MbpsQPSK

1,7 Mbps0,8 MbpsBPSK

3,5 MHz1,75 MHz

Capacidade Canal

ModulaçãoBPSK

64-QAM

16-QAM

QPSK

11) Modulações adaptativas:


BPSK:

Modulador:

Sinal no domínio da freqüência:

Constelação:



QPSK:

Modulador:

Equação de saida:

Constelação:



16-QAM:

Modulador:Constelação:



64-QAM:

Modulador:Constelação:



Dinamismo nas freqüências:

12) Vantagens do sistema:


Modulações adaptativas:

12) Vantagens do sistema:


Zona de Fresnel:

13) Propagação do sinal:


Multipercurso:

13) Propagação do sinal:


Tipos de Antenas:

14) Antenas:

UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE14) Antenas:

Cobertura em setores:

Cobertura omnidirecional:

Sistema celular:


AAS ( Adaptative Antenna Systems ):

14) Antenas:


MIMO ( Multiple Input Multiple Output ):

14) Antenas:


WiMAX Nomadico:

15) Tipos de WiMAX :


WiMAX Móvel:

15) Tipos de WiMAX :


Residencial :

16) Aplicações:


16) Aplicações:


17) Tendências:

Custos:


18) Viabilidade:


Inclusão Digital:

19) Benefícios:


0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Plan./Idéia

Pesquisa

Apresentação

2007 3º Bimestre 1% 35% 35% 30% 80%

2007 2º Bimestre 1% 55% 35% 35% 5%

2007 1º Bimestre 1% 5% 15% 15% 0%

2006 2º Semestre 2% 3% 10% 3% 0%

2006 1º Semestre 70% 1% 3% 15% 15%

2005 25% 1% 2% 2% 0%

Plan./Idéia Aq. material Pesquisa Documentação Apresentação

Planejamento

Pesquisa

/ Idéia

Aquisição de material

Documentação

Apresentação

20) Cronograma:

São inúmeros os benefícios que a tecnologia WiMAX poderá proporcionar às pessoas, empresas e entidades das mais diversas classes sociais, inclusive promovendo a inclusão digital para

estudantes carentes financeiramente e moradores de regiões mais remotas onde outros

tipos de acesso não estão disponíveis e regiões de periferia...

As vantagens e aplicações são inúmeras com o WiMAX nas mais diversas áreas, desde o acesso básico à Internet para pesquisas, trabalhos, comércios, até em sistemas de segurança como monitoramento remoto de alarmes e câmeras em residências, empresas, vias públicas, ruas e estradas e telecomunicações em tempo real como

voz sobre IP ( telefonia ), vídeo sobre IP e IPTV...


21) Conclusões:

O Futuro é incerto, mas é certa a entrada do WiMAX e os benefícios que esta tecnologia irá proporcionar...

Obrigado!


22) Encerramento:

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