GO Networks XRF Whitepaper-LAS

A NextWave Wireless Company

GO Networks, Inc. • 1943 Landings Drive, Mountain View, CA 94043, U.S.A. • 1.650.962.2000 • [email protected] • www.gonetworks.com

N O T A S T É C N I C A S

Tecnología de antena inteligentede conformación de haz adaptativo xRF GO Networks

Optimización de Wi-Fi para despliegues en exteriores de categoría de portador




ResumenLos proveedores de servicios y municipalidades en todo el mundo están comprendiendo que las redes Wi-Fi son esenciales para satisfacer las demandas del siglo XXI. Sin embargo, transformar una tecnología que fue creada esencialmente para aplicaciones en interiores para que enfrente los rigurosos desafíos de los entornos exteriores plantea una amplia gama de problemas. Algunos problemas fueron resueltos fácilmente, como al endurecer los equipos para que enfrentaran los rigores de los despliegues en exteriores (frío riguroso, intenso calor, vientos azotadores y lluvias torrenciales), y las tecnologías de malla necesarias para soportar el despliegue económico de múltiples puntos de acceso. Pero quedaban los mayores desafíos: cómo manejar la interferencia (Wi-Fi y no Wi-Fi), escenarios de estaciones ocultas, penetración de edificios, y grandes dispersiones temporales.

Para enfrentar estos desafíos, GO Networks desarrolló una tecnología Wi-Fi patentada de propósito específico: la tecnología de antena inteligente de conformación de haz adaptativo xRF™. Diseñado para resolver los problemas de interferencia, gama y capacidad que plagan los despliegues Wi-Fi para exteriores en el espectro de 2.4 GHz no licenciado, este revolucionario enfoque aumenta el desempeño del sistema Wi-Fi. Al combinar una exclusiva serie de antenas inteligentes con un poderoso motor de Procesamiento de Señales Digitales (DSP), las estaciones base Wi-Fi habilitadas para xRF entregan grandes beneficios, como:

• Extensión del alcance hasta en un 150% • La capacidad de la red aumenta hasta en un 400% • Mejora de la cobertura hasta en un 180%

La banda de 2.4 GHz no licenciada está sujeta a niveles siempre crecientes de interferencia, creando un gran desafío al entregar servicios avanzados que dependen de umbrales específicos de Calidad de Servicio (QoS). Las redes inalámbricas de próxima generación requieren el despliegue de una avanzada infraestructura; no basta con desplegar simplemente versiones con protección para la intemperie de los equipos Wi-Fi originalmente desarrollados para uso en interiores. En vez de esto deben implementarse nuevos enfoques a fin de asegurar una experiencia de usuario de alta calidad.

Las estaciones base habilitadas para xRF de GO Networks aplican un algoritmo adaptativo ultrarrápido que optimiza el patrón del haz hacia el cliente deseado. Al usar tecnología de conformación de haz adaptativo en lugar de un patrón de difusión omnidireccional, puede reducirse el número de estaciones base, se mitiga la interferencia y se mejoran la estabilidad y el desempeño. Este documento resalta los grandes beneficios de la tecnología xRF de GO Networks, y muestra cómo la conformación de haz permite el despliegue de instalaciones Wi-Fi para exteriores de categoría de portador.

xRF de un vistazo• Ofrece significativas mejoras en

alcance, capacidad, y cobertura Wi-Fi en exteriores

• Soporta más usuarios, entrega más Soporta más usuarios, entrega másSoporta más usuarios, entrega más ancho de banda, y proporciona una

mejor calidad de experiencia

• Reduce drásticamente el número de estaciones base requeridas para lograr la cobertura del área

• Reduce los gastos de capital iniciales hasta en un 50% y los gastos de operación recurrentes en un 30 a 50%

• Compatibilidad certificada con los estándares IEEE 802.11b/g

© 2007 GO Networks, Inc. Todos los derechos reservados. Confidencial y de propiedad registrada 2 de 8

Implementación de un punto de acceso Wi-Fi convencionalAntes de examinar cómo funciona la tecnología de conformación de haz adaptativo xRF en las estaciones base Wi-Fi de GO Networks, es apropiado hacer una rápida revisión de un punto de acceso multiantena Wi-Fi convencional.

Figura 1: Implementación de punto de acceso Wi-Fi 802.11 convencional

Un transceptor Wi-Fi consta por lo común de una antena, una cadena RF y un módem. La cadena RF incluye amplificadores y filtros de recepción/transmisión (RX/TX). Como puede verse en la Figura 1, un punto de acceso 802.11 estándar consta de una cadena RF conectada a una de las dos antenas (un enfoque llamado selección de antena o diversidad de antena). En esta implementación el punto de acceso simplemente usa un conmutador para seleccionar la mejor de las dos antenas al recibir o transmitir paquetes, y sólo puede usarse una antena a la vez. Las pruebas en exteriores indican que, si se lo compara con el uso de una sola antena, este enfoque produce modestas ganancias de dos a tres dB.

Implementación de la estación base habilitada para xRF de GO NetworksA diferencia de los puntos de acceso omnidireccionales estándar, que transmiten y reciben paquetes en un radio de 360o, las estaciones base habilitadas para xRF de GO Networks concentran la recepción y transmisión en un radio de 30o, eliminando efectivamente más del 90% de posibles fuentes de interferencia. Las transmisiones de enfoque direccional de conformación de haz ofrecen varios beneficios clave, como mayor alcance, mayores velocidades de transferencia de datos, y superior penetración en edificios, a través del follaje y otras obstrucciones topográficas. Estos factores se combinan para proporcionar conexiones estables de mayor ancho de banda, que producen una mejor experiencia de usuario.

Además, los puntos de acceso Wi-Fi punto a multipunto convencionales están limitados con respecto a potencia isotrópica efectiva irradiada (EIRP) a un máximo de 36 dBmi por la FCC. Por el contrario, las estaciones base GO Networks habilitadas para xRF usan cuatro antenas direccionales para lograr una conformación de haz escaneada electrónicamente, y son consideradas por la FCC como dispositivos punto a punto. Como resultado, se permite aumentar la EIRP hasta un máximo de 42 dBmi. Este aumento en la potencia de transmisión ofrece mayor alcance, mejor rendimiento, y una experiencia de usuario optimizada.




2.4 GHz

SW2.4 GHz

RF Chain Modem


Figura 2: La transmisión enfocada con conformación de haz mejora la relación de señal a ruido y ofrece mayor alcance.

En comparación con los puntos de acceso omnidireccionales convencionales de otros vendedores, la solución de conformación de haz xRF de GO Networks ofrece las siguientes ventajas:

• Extiende el alcance hasta en un 150%

• Aumenta el rendimiento por usuario y el rendimiento total por estación base Aumenta el rendimiento por usuario y el rendimiento total por estación baseAumenta el rendimiento por usuario y el rendimiento total por estación base • Ofrece un aumento de hasta un 400% en la capacidad de la red

• La potencia irradiada se amplifica en la dirección del receptor de destino, aumentando la fuerza de la se�al y mejorando la La potencia irradiada se amplifica en la dirección del receptor de destino, aumentando la fuerza de la se�al y mejorando laLa potencia irradiada se amplifica en la dirección del receptor de destino, aumentando la fuerza de la se�al y mejorando la cobertura hasta en un 180%

• Mejora relación de señal a ruido tanto en los enlaces ascendentes como descendentes, proporcionando señales más Mejora relación de señal a ruido tanto en los enlaces ascendentes como descendentes, proporcionando señales másMejora relación de señal a ruido tanto en los enlaces ascendentes como descendentes, proporcionando señales más limpias con menos reflejos

• Reduce la interferencia y la susceptibilidad a las estaciones ocultas

La serie de antenas inteligentes de GO NetworksHasta hace poco, la tecnología que involucra el uso de series de antenas inteligentes con procesamiento de señales digitales se usaba casi exclusivamente en aplicaciones militares, tales como sistemas de radar/sonar y transceptores de radio antiinterferencias. A medida que han disminuido los costos de manufactura de componentes electrónicos avanzados, se ha vuelto comercialmente viable la integración de series de antenas en los sistemas inalámbricos. Como resultado, las nuevas tecnologías celulares como el estándar WiMAX móvil emergente (802.16e) están usando las antenas inteligentes como un elemento fundamental.

A diferencia de los puntos de acceso Wi-Fi convencionales, las estaciones base GO Networks habilitadas para xRF aprovechan esta tecnología usando cuatro antenas con cuatro cadenas RF, que son controladas por un solo motor DSP. Esto permite usar las cuatro antenas para recibir y transmitir señales Wi-Fi, aumentando el alcance, mejorando la estabilidad, y contribuyendo a una mejor experiencia de usuario.




Typical Omnidirectional

Access Point

User

User

Interferer(Hidden Station)

Beamformed antenna steered toward

served user.


Figura 3: Cuatro antenas independientes, cadenas RF, y amplificadores entregan un aumento de 4X en la fuerza de la señal, con una optimización máxima de 36 a 42 dBmi.

Mejora de la detección de paquetes y fuerza de la señalEl motor DSP xRF puede transmitir paquetes de manera omnidireccional, como en un punto de acceso Wi-Fi para exteriores convencional, o bien en una haz direccional enfocado a un cliente específico. Los parámetros espaciales recopilados del tráfico entrante ayudan a transmitir de modo más eficiente el tráfico descendente. Dentro de dos microsegundos de recibir un paquete, el motor xRF detecta los parámetros espaciales del paquete Wi-Fi y ajusta de manera adaptativa el patrón de haz hacia el cliente. En las recepciones con conformación de haz, la relación de señal a ruido mejora en una ganancia de potencia de 6 dB.

Una ventaja clave de la tecnología de conformación de haz adaptativo xRF es su capacidad para permanecer enfocada en los clientes que ya están enlazados a la estación base, y excluir la interferencia generada por transmisiones secundarias o “estaciones ocultas”. Después de que la estación base se bloquea en una se�al de cliente, mantiene la integridad del enlace negando los paquetes de fuentes secundarias o “estaciones ocultas” que no escuchan otras señales de cliente. A diferencia de los puntos de acceso convencionales, donde se perturbarían tanto la señal primaria como la señal secundaria, causando interrupciones en el servicio, la estación base habilitada para xRF mantiene un enlace estable al cliente primario.

En los entornos Wi-Fi xRF, estas transmisiones secundarias son frecuentemente generadas por fuentes que deberían excluirse de la red, y se dejan fuera como interferencia. Si la solicitud de servicio proviene de un cliente de red legítimo, su solicitud es automáticamente reenviada en cuestión de microsegundos y se establece un enlace. El resultado es una metodología de conexión que es menos vulnerable a interferencias, y un haz escaneado electrónicamente que proporciona mayor fuerza de señal y ofrece mayor rendimiento y estabilidad.

A medida que aumenta el número de usuarios conectados a la estación base, la interferencia de fuentes secundarias puede volverse cada vez más problemática. En los puntos de acceso convencionales, a medida que aumenta el tráfico se abandonan paquetes y se cortan conexiones. En los entornos habilitados para xRF, en cambio, se establecen conexiones de conformación de haz direccionalmente enfocadas a los clientes de red y las transmisiones e interferencias se dejan fuera a fin de mantener altas relaciones de señal a ruido y sólidas conexiones. El resultado es una infraestructura de red capaz de soportar mayor número de clientes, entregando más ancho de banda a cada cliente en la red, y proporcionando mejor estabilidad a mayores distancias que los puntos de acceso convencionales.




2.4 GHz

2.4 GHz

2.4 GHz

2.4 GHz

RF Chain

RF Chain

RF Chain

RF Chain

xRF DSPEngine


Figura 4: Las estaciones base GO Networks optimizadas xRF ofrecen una superior capacidad de sistema, proporcionando mayor ancho de banda a mayores números de usuarios que los puntos de acceso convencionales.

Menor interferencia entre celdas en entornos optimizados para xRFA medida que aumenta la densidad de los puntos de acceso en las arquitecturas Wi-Fi multicelda convencionales, aumenta la interferencia a medida que se superponen las señales omnidireccionales. Con sólo tres canales no superpuestos en la banda de 2.4 GHz, la interferencia plantea un problema muy real para las arquitecturas no habilitadas para xRF. Aumentar la fuerza de la señal y desplegar puntos de acceso adicionales sólo agrava el problema, hasta que se llega a un punto de menores ingresos.

La mejor manera de evitar la interferencia entre celdas, de catastróficas consecuencias para los sistemas, es evitar contaminar el entorno con un exceso de interferencia en primer lugar. Las estaciones base habilitadas para xRF de GO Networks entregan transmisiones enfocadas con conformación de haz que no inundan el área con señales omnidireccionales y, como resultado, se minimiza la interferencia. Como la dirección de las transmisiones de conformación de haz cambia continuamente, se reduce en gran medida la probabilidad de que ocurra interferencia entre las estaciones base, especialmente si lo compara con un patrón de difusión omnidireccional constante.

Esta condición se exacerba en las redes Wi-Fi convencionales, porque se requiere un número mucho mayor de puntos de acceso para dar servicio a la misma área. Esta mayor densidad en el número de puntos de acceso tiene como resultado niveles aun más altos de interferencia. Además la inyección de capacidad está limitada por la interferencia resultante, y disminuye el desempeño de la red.

A diferencia de las redes Wi-Fi convencionales, la altamente eficiente arquitectura xRF minimiza el umbral de interferencia al no generar inundaciones continuas de señales omnidireccionales. Es notable que los entornos Wi-Fi habilitados para xRF requieren un 40% menos de estaciones base para lograr la cobertura de un área, con lo cual se reducen los costos y se mejora el desempeño. Se minimizan drásticamente los gastos relacionados con encontrar y arrendar sitios de montaje viables para las estaciones base y desplegarlos, y se reducen los costos de mantenimiento continuos. Las transmisiones de conformación de haz enfocadas impiden la ocurrencia de altos niveles de interferencia entre múltiples estaciones base, y maximizan el desempeño de los tres canales a 2.4 GHz no superpuestos.




Estación base xRF de GO Networks

Punto de acceso Wi-Fi para exteriores

convencional

9876543210

2 4 6 8 10 12 14 16Número de abonados Wi-Fi

Anch

o de

ban

da to

tal (

Mbp

s)

¡Ventaja dedesempeño

de 1.5x a 4x!


Figura 5: La poderosa sinergía que se logra reduciendo o eliminando las transmisiones omnidireccionales e introduciendo conformación de haz optimizada para xRF enfocada reduce en un 40% el número de nodos requeridos para cobertura de señal.

ResumenLos despliegues de redes inalámbricas para exteriores con el espectro de 2.4 GHz no licenciado pueden ser problemáticos, lo que ha llevado al desarrollo de esta avanzada tecnología. Las innovadoras estaciones base xRF de GO Networks ofrecen un superior desempe�o Wi-Fi en exteriores a través de mitigación de interferencia, mayor capacidad, y mayor alcance. La arquitectura de GO Networks, altamente eficiente, produce reducciones en gastos capital de hasta un 50% y de un 30 a 50% en gastos de operaciones. El efecto neto es una red más económica que ofrece mejor desempeño, soporte para servicios de próxima generación, y una experiencia de usuario significativamente mejorada.

Para mayor información, póngase en contacto con [email protected]





Punto de acceso Wi-Fi para exteriores

convencional

Estación base xRF GO Networks

1600140012001000

800600400200

01 5 10 15 20 25 30 35

Tamaño del despliegue (millas cuadradas)

Nº

de p

unto

s de

acc

eso

¡Un 40% menos dedispositivos pormilla cuadrada!

Ahorros en gastos de capital y

gastos de operación

GO Networks, Inc. • 1943 Landings Drive, Mountain View, CA 94043, U.S.A. • 1.650.962.2000 • [email protected] • www.gonetworks.com

GO Networks, el logotipo de GO Networks, Cellular Wi-Fi, MBW, xRF, Wi-Fi Base Station, Wi-Fi Sector Base Station, WLS son marcas comerciales de GO Networks, Inc. y/o sus afiliados en ciertos otros países. Todas las demás marcas comerciales, marcas comerciales registradas, marcas de servicio o marcas de servicio registradas son propiedad de sus respectivos propietarios. La información contenida en este documento está sujeta a cambios sin previo aviso. GO Networks no asume responsabilidad alguna por ningún error que pueda aparecer en este documento. ©2007 GO Networks, Inc. Todos los derechos reservados.

Acerca de GO NetworksGO Networks, una subsidiaria enteramente controlada de NextWave Wireless Inc. (NASDAQ:WAVE), es un abastecedor mundial de soluciones Wi-Fi Mobile Broadband Wireless (MBW) de categoría de portador a proveedores de servicios de banda ancha inalámbrica comerciales y municipales. La familia de estaciones base Wi-Fi micro, pico y femto de GO Networks utilizan la avanzada tecnología de antena inteligente de conformación de haz adaptativo xRFTM para proporcionar a los operadores el desempeño y economía de red que necesitan para entregar en forma rentable servicios de banda ancha móvil a sus clientes.

GO Networks tiene sus oficinas centrales en Mountain View, California, EE.UU., y opera un gran centro de investigación y desarrollo en Tel Aviv, Israel. Mantiene oficinas de ventas en China y Alemania. Visite GO Networks en www.gonetworks.com.

Documents

GO Networks XRF Whitepaper-LAS