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1 1 Javier Sierra – [email protected] Javier Emilio Sierra, Msc PhD Student [email protected] Marzo 16 de 2007 ESTANDAR IEEE 802.16, PLANEACIÓN Y DISEÑO DE REDES WIMAX 2 Javier Sierra – [email protected] FUNDAMENTOS DE WIMAX Fixed Broadband Wireless access Estándar IEEE 802.16 Estándar IEEE 802.16 - Phy Estándar 802.16-2004 – MAC Modelo de QoS Escenarios de aplicación PLANEACIÓN DE UNA RED WIMAX Introducción a la Planeación de Redes WiMAX Procedimiento de Diseño Diseño De Redes Wimax ICS TELECOM – Varios Balance del Link Budget

Planeacion Redes Wimax 2007

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Javier Emilio Sierra, MscPhD Student

[email protected]

Marzo 16 de 2007

ESTANDAR IEEE 802.16, PLANEACIÓN YDISEÑO DE REDES WIMAX

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FUNDAMENTOS DE WIMAX

– Fixed Broadband Wireless access

– Estándar IEEE 802.16• Estándar IEEE 802.16 -

Phy• Estándar 802.16-2004 –

MAC• Modelo de QoS

– Escenarios de aplicación

PLANEACIÓN DE UNA RED WIMAX

• Introducción a la Planeación de Redes WiMAX

• Procedimiento de Diseño– Diseño De Redes Wimax– ICS TELECOM– Varios– Balance del Link Budget

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Fundamentos de Wimax

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Fixed Broadband Wireless access

• El problema se concentra en el acceso de los usuarios a los servicios de datos (o Internet) de un operador de telecomunicaciones o en enlaces de Backhauling

PROVEEDOR DESERVICIOS DE INTERNET

INTERNETGRANDES PROVEEDORESDE TELECOMUNICACIONES

USUARIO CON NECESIDAD DE ACCESO

ACCESO AL USUARIO DESDE EL PROVEEDOR DE SERVICIOS

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Fixed Broadband Wireless access

El acceso puede ser por diferentes tecnologías.• Línea telefónica (Internet conmutado) • Cable módem (HFC, fibra óptica, GEPON) • xDSL, ISDN (par de cobre)• WiFi – Tarjetas de red inalámbricas (HotSpot)• Accesos por red celular (WAP, GPRS)• Redes de área personal Bluetooth (IEEE 802.15.3)• Wimax – 802.16• 802.16e - movilidad• MBWA – 802.20

PROVEEDOR DESERVICIOS DE INTERNET

USUARIO CON NECESIDAD DE ACCESO

ACCESO AL USUARIO DESDE EL PROVEEDOR DE SERVICIOS

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Fixed Broadband Wireless access

• El problema del acceso de los usuarios es un problema de varias dimensiones.

CAPACIDAD:Tener la mayor velocidad de transmisión posible

COBERTURA:Conectividad en cualquier momento y lugar

MOVILIDAD: Velocidad de movimiento del receptor, cambio de posición

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MWBA – 802.20

802.16e - movilidad

Wimax – 802.16

Redes de área personal (Bluetooth IEEE 802.15.3)

Accesos por red celular (WAP, GPRS)

WiFi – Tarjetas de red inalámbricas (HotSpot)

aDSL, ISDN (par de cobre)

Cable módem (HFC, fibra óptica)

Linea telefónica (Internet conmutado) CoberturaCapacidadMovilidadTecnología de acceso

Fixed Broadband Wireless access

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Fixed Broadband Wireless accessExisten varios estándares de comunicación inalámbrica de datos

802.11 con sus versiones A: 5.8 GHz 54 MbpsB: 2.4 GHz 11 MbpsG: 3.4 GHz 54 MbpsE: QoSI: SeguridadN: Mayor velocidad

802.15 WPAN802.15.1 Bluetooth802.15.3 UWB802.15.4 ZigBee

802.16 Wimax802.16e Wimax movil

802.20 MWBA

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Estándar IEEE 802.16

• Creado por el grupo de trabajo IEEE 802.16 para acceso inalámbrico de alta velocidad y bajo costo, con facilidad de implantación y que provee una solución escalable al problema de extender las redes fijas hacia usuarios remotos.

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Estándar IEEE 802.16

• Soporta enlaces punto a punto (Backhauling): alrededor de 20 kilómetros con 70 Mbps.

• Enlaces punto multipunto: con enlaces de hasta uno o dos kilómetros.

• Define las características de las capas PHY & MAC.

• Primera versión 802.16: topología punto multipunto, frecuencias superiores a los 11 GHz, requerimientos de línea de vista. Modulación de portadora única.

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Estándar IEEE 802.16

El estándar prevé modulación y codificación adaptativa para optimizar el aprovechamiento del canal de comunicaciones ante condiciones cambiantes del mismo: desde ½ BPSK hasta ¾ 64QAM.

Se modifican las condiciones de la comunicación para utilizar mejor el canal

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Estándar IEEE 802.16

• El objeto del estándar se refiere a las capas 1 y 2 del modelo OSI.

• PHY: Interfase de radio, frecuencias, FDD, TDD, Frames, Estimación del canal.

• MAC: Procesamiento de paquetes, calidad de servicio, empaquetamiento, fragmentación, utilización eficiente del medio compartido.

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Estándar IEEE 802.16

• Se definen dos modos de operación: – Punto multipunto: PMP – Enmallado: MESH.

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Estándar IEEE 802.16

Modo PMP• Existe una Estación Base

que controla la red. • Los usuarios se conectan a

la Estación Base.• La transmisión se divide en

tramas de uplink y downlink por TDD o FDD

• El downlink es dividido para los usuarios. El uplinkse accede por TDMA/TDM

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Estándar IEEE 802.16

Modo MESH• No se requiere una

entidad centralizada de coordinación

• Los usuarios se conectan unos con otros.

• Las tramas se dividen en minislots

• No hay división entre uplink o downlink, la transmisión va en las dos direcciones por TDD

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• Define las tramas, codiciones de modulación y formas de duplexación(TDD/FDD).

• En PMP las tramas se dividen en la sección de Uplink y la de Downlink.

• En los enlaces, la trama se divide en fragmentos para cada usuario, con accesos por medio de TDM y TDMA, dependiendo de las necesidades de tráfico del usuario.

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• En FDD Frequency Division Duplexing, los canales de DownLink y UpLink existen en dos frecuencias diferentes (Modelo asignado en Colombia).

• En TDD Time Division Duplexing, los canales de DownLink y UpLink son asignados en la misma frecuencia y ocurren en dos intervalos de tiempo diferentes en la misma trama.

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• En la comunicación en ambientes rurales y urbanos con múltiples usuarios, las condiciones del enlace son muy complejas.

• La señal recibida por el receptor cambia en el tiempo con pequeños movimientos del mismo.

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• El desvanecimiento de pequeña escala se debe a ligeros movimientos del receptor, pues distintas componentes de la señal llegan en diferentes fases.

• En esta figura se observa la recepción cuando hay una única fuente.

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• Si aparecen mas fuentes (por culpa de reflexiones), aparece una alta variabilidad de la señal debido a fenómenos de interferencia.

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• Con un número muy elevado de reflexiones, la situación es altamente variable.

• Se muestra la situación con 40 reflectores.

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• Con un número muy elevado de reflexiones, la situación es altamente variable.

• Se muestra la situación con 40 reflectores.

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• La variabilidad anterior se conoce como desvanecimiento y es causado por dos efectos:– Delay Spread: Causado por los diferentes

retardos con que llegan las señales al receptor.

– Doppler Spread: Causado por las diferencias de frecuencia percibida por efecto del movimiento.

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• La variación temporal se modela por medio del retardo de cada señal recibida respecto a la señal principal.

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n

1iii

n

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•Un canal en general, varía en el tiempo y en la frecuencia.

•Al variar en el tiempo causa desvanecimientos.

•Al variar en la frecuencia, ocasiona distorsión de la señal.

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• Ecos de las señales llegan con diferentes retardos y los símbolos se mezclan unos con otros.

• Si los símbolos tienen una duración similar al tiempo de los retardos, ocurre la Interferencia intersimbólica ISI

• El estándar define mecanismos para evitar este fenómeno.

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• Cómo lograr una mayor velocidad de transmisión ante estas limitaciones?

• El OFDM logra descomponer la información en varias portadoras muy cercanas entre si, aumentando la duración del símbolo.

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20-0.4

-0.2

0

0.2

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• Suponga que 60 personas tienen que pasar un puente en 1 minuto. En el puente solamente cabe una persona a la vez.

• Cada persona debe demorar en el puente como máximo 1 segundo para que todas puedan pasar.

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• Pero si tuvieran 60 puentes para pasar, todas podrían pasar al tiempo.

• Por lo tanto, cada persona se podría demorar en el puente mucho más tiempo. 60 segundos!

• De manera equivalente el OFDM ayuda a disminuir la ISI… COMO?

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Estándar IEEE 802.16 - Phy

• En el OFDM se aprovecha la transformada rápida de Fourier para modular portadoras ortogonales, muy cercanas entre si.

• La separación se realiza por medio de FFT y no de procesos de filtrado.

• Con esto se disminuye la interferencia entre portadoras y se acercan a distancias arbitrariamente pequeñas.

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• El OFDM disminuye la duración de los símbolos haciendo un uso eficiente del espectro, logrando eficiencias del orden de:

• 3 bps/Hz

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FUNDAMENTOS DE WIMAX

– Fixed Broadband Wireless access

– Estándar IEEE 802.16• Estándar IEEE 802.16 -

Phy• Estándar 802.16-2004 –

MAC• Modelo de QoS

– Escenarios de aplicación

PLANEACIÓN DE UNA RED WIMAX

• Introducción a la Planeación de Redes WiMAX

• Procedimiento de Diseño– Diseño De Redes Wimax– ICS TELECOM– Varios– Balance del Link Budget

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Estándar 802.16-2004 - MAC

• El esquema usual de las aplicaciones WiMAX, es brindar acceso a usuarios y enlaces de alta capacidad.

• Estas aplicaciones requieren prestar servicios de capas inferiores para el correcto funcionamiento del sistema.

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Estándar 802.16-2004 - MAC

•Las capas superiores requieren un sistema que transporte la información de manera transparente. •El modelo OSI agrupa las funciones por capas.

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Estándar 802.16-2004 - MAC

• Capa de red: – Direcciones lógicas– Enrutamiento– Encapsulamiento datagramas

• Capa de enlace de datos:– Logical link control– Media access control– Data Framing (pack/frag)– Addressing– Error Detection and handling

• Capa física:– Hardware Specs.– Encoding and signaling– Data Tx/Rx

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Estándar 802.16-2004 - MAC

• En la transmisión por un medio compartido, es necesario controlar el acceso al medio, repartiéndolo según las necesidades de los usuarios.

Capa de enlace de datos:

Logical link controlMedia access controlData FramingAddressingError Detection andhandling

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Estándar 802.16-2004 - MAC

• Finalmente, debe existir una manera de identificar los terminales y la conexión en un sistema que maneja múltiples usuarios y conexiones.

• Así mismo puede haber sistemas para detectar la presencia de errores en los datos recibidos.

• Adicionalmente la Capa de enlace de datos puede haber mecanismos de autenticación y registro de usarios.

Capa de enlace de datos:

Logical link controlMedia access controlData FramingAddressingError Detection andhandling

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Estándar 802.16-2004 - MAC

•Lógicamente, en cada conexión existen colas de transmisión diferentes. •Físicamente, las conexiones comparten un mismo nodo.

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Estándar 802.16-2004 - MAC

•Lógicamente, en cada conexión existen colas de transmisión diferentes. •Físicamente, las conexiones comparten un mismo nodo. •Lógicamente, cada conexión es una entidad independiente.

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Estándar 802.16-2004 - MAC

El procedimiento general de operación es el siguiente (1)

La estación del usuario escucha los datos de la estación base, encontrando las características de la conexión.

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El procedimiento general de operación es el siguiente (2)

La estación transmite una “petición de acceso” en la parte de contención apropiada de la trama de uplink.

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El procedimiento general de operación es el siguiente (3)

La estación base responde al intento de acceso que puede fallar por colisiones con otras terminales entrando. Se asignan los flujos básico y secundario.

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El procedimiento general de operación es el siguiente (4)

La estación de usuario se registra y la estación base asigna la conexión secundaria.Posteriormente se realiza el resto de la configuración.

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Estándar 802.16-2004 - MAC

El procedimiento general de operación es el siguiente (5)

El usuario solicita nuevas conexiones de datos en la parte de contención de BW o modificar la asignación de conexiones existentes. Esta petición puede fallar por colisiones.

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Estándar 802.16-2004 - MAC

• La estación base transmite (Broadcast) cada trama el UL/DL-MAP, indicando cuando transmite a las estaciones y cuando pueden ellas transmitir.

El procedimiento general de operación es el siguiente (6)

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Estándar 802.16-2004 - MAC

• Luego transmite a cada estación y cada estación transmite por turnos (FDD)

El procedimiento general de operación es el siguiente (7)

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• Luego transmite a cada estación y cada estación transmite por turnos (FDD)

El procedimiento general de operación es el siguiente (7)

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Estándar 802.16-2004 - MAC

• Luego transmite a cada estación y cada estación transmite por turnos (FDD)

El procedimiento general de operación es el siguiente (7)

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Estándar 802.16-2004 - MAC

• Luego transmite a cada estación y cada estación transmite por turnos (FDD)

El procedimiento general de operación es el siguiente (7)

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Estándar 802.16-2004 - MAC

• El procedimiento permanece de manera cíclica, haciendo modificaciones a las asignaciones de acuerdo con los requerimientos de los usuarios y la capacidad del flujo de modificar su asignación.

• El sistema acepta nuevas conexiones y usuarios de acuerdo con la capacidad del mismo.

• Cada flujo tiene diferentes parámetros de calidad de servicio.

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Modelo de QoS

• Se basa en diferentes tipos de conexiones de acuerdo con los requerimientos del usuario.

• Son basadas en el modelo de DocSIS para la calidad de servicio.

• Cada flujo es de cierto tipo. Cada tipo tiene ciertos parámetros de calidad de servicio.

• Son de cuatro tipos:– UGS Unsolicited grant service– rtPS real time polling service– nrtPS non real time polling service– BE Best Effort

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FUNDAMENTOS DE WIMAX

– Fixed Broadband Wireless access

– Estándar IEEE 802.16• Estándar IEEE 802.16 -

Phy• Estándar 802.16-2004 –

MAC• Modelo de QoS

– Escenarios de aplicación

PLANEACIÓN DE UNA RED WIMAX

• Introducción a la Planeación de Redes WiMAX

• Procedimiento de Diseño– Diseño De Redes Wimax– ICS TELECOM– Varios– Balance del Link Budget

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Escenarios de aplicación

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Escenarios de aplicación

• Wimax Forum: No todo el 802.16 es Wimax…• Determina los aspectos concretos de la implementación

de esta tecnología. • Principales empresas miembros del foro:

Airspan Networks AlvarionAperto Networks AT&TBritish Telecom FujitsuIntel Corporation KT Corp.Samsung SprintWiLan ZTE Corporation

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Escenarios de aplicación

• No todo el estándar es soportado por el foro Wimax, por ejemplo:

• Se establece una metodología de certificación de equipos Wimax compatible.

PMPMESH, PMPModos2~11 GHz2~60 GHz

Frecuencias

WimaxEstándar

• Primera ola Wimax: 3.5 GHz. Diciembre 2005• Segunda ola Wimax: 2.4 GHz. • Tercera ola Wimax: 5.8 GHz.

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Escenarios de aplicación

• El laboratorio de certificación se encuentra en Málaga, España.

• Cetecom: WiMAXForum CertificationLaboratory

• http://www.cetecom.es

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Escenarios de aplicación

• Los escenarios planteados para la tecnología Wimaxcomprenden:– Instalación fija de

acceso a usuarios o backhauling.

– Movilidad simple– Movilidad

completa.

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Escenarios de aplicación

• El proceso de implantación de la tecnología es progresivo, desde accesos fijos hacia movilidad completa.

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Escenarios de aplicación

Bandas de frecuencia propuestas por el foro Wimax. La realidad presenta los equipos que los fabricantes proveerán. Un tema concreto respecto al estándar.

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Escenarios de aplicación

• En aplicaciones rurales o urbanas, no se puede considerar las velocidades de 70 Mbps y a distancias mayores a 40 km. La realidad es mas compleja.

• La aplicación de backhaulingpermite mejores desempeños por efecto de las torres y antenas.

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Escenarios de aplicación

• El mercado planteado tampoco requiere usuarios con 70 Mbps de capacidad.

• En realidad los usuarios estimados para el modelo de negocio corresponde a usuarios residenciales y negocios.

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Escenarios de aplicación

El camino por recorrer es lento y complejo. Se deben evitar los triunfalismos y la mala información de los usuarios.

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Escenarios de aplicación

• Qué pasa a nivel del país?• Se presentan redes llamadas pre-

Wimax• Entrevista a Alfonso Gómez,

Presidente de Colombia Telecomunicaciones – Telecom

• http://www.evaluamos.com/Publicaciones.aspx?ID=3956

• Telecom implementó la “Primera red WiMAx” en Bucaramanga.

• Red AirSpace con 18 puntos traslapados complementados con accesos Wi-Fi, operando en 5.8 GHz en la primera etapa, pero se debe bajar posteriormente a 3.5 GHz.

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Escenarios de aplicación

• La regulación del país se ajustó para la entrada de los primeros equipos Wimax.

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Escenarios de aplicación

• Se reglamentó la asignación de las bandas de frecuencia alrededor de los 3.5 GHz.

• Las bandas AA’ hasta la CC’ fueron asignadas para operación nacional. Las DD’ y EE’ para operación departamental y se reservó las bandas FF’.

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Escenarios de aplicación

La asignación se basa enun documento CONPES 3371. http://www.dnp.gov.co/paginas_detalle.aspx?idp=21• “…El Gobierno colombiano premia la ineficiencia de las empresas

de telefonía local entregándoles ¿regalándoles? licencias de la nueva tecnología WiMAx. ¿Regalan el espectro radioeléctrico colombiano, mientras abandonan a las pequeñas y medianas empresas privadas? ¡Curiosamente lo hace la víspera del acuerdo con Telmex, para entregarle Telecom + licencia WiMAx! ¿Es esta la independencia y neutralidad de la que el gobierno y el regulador se ufanan? …”http://www.evaluamos.com/Publicaciones.aspx?ID=4168

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Escenarios de aplicación

Actualmente está en proceso de asignación las bandas de los operadores regionales para la operación de Wimax.

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Planeación de una red WiMAXUTILIZANDO UN CASO DE

ESTUDIO Herramientas de Ultima Generación

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FUNDAMENTOS DE WIMAX

– Fixed Broadband Wireless access

– Estándar IEEE 802.16• Estándar IEEE 802.16 -

Phy• Estándar 802.16-2004 –

MAC• Modelo de QoS

– Escenarios de aplicación

PLANEACIÓN DE UNA RED WIMAX

• Introducción a la Planeación de Redes WiMAX

• Procedimiento de Diseño– Diseño De Redes Wimax– ICS TELECOM– Varios– Balance del Link Budget

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Introducción a la Planeación de Redes WiMAX

Formulación del Problema de Diseño

Una empresa de telecomunicaciones posee una licencia de operador Nacional para la banda destinada para el acceso banda ancha fijo inalámbrico (en Colombia) (banda de 3.5 GHz y usa la banda A), y desea prestar el servicio de Internet Banda Ancha fijo inalámbrico en la ciudad de Cartagena.

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Procedimiento de Diseño

• Determinar la población objetivo• Determinar las normas regulatorias involucradas• Especificar las clases de servicio y las características de

los usuarios• Calcular el peor caso de tráfico en la red• Dimensionar los anchos de banda de canalización de

acuerdo a la cantidad de frecuencias disponibles.• Calcular el número de radios por celda, y el tamaño de

celda ideal para cubrir el grado de servicio• Evaluar el desempeño de la red y verificar estar por

encima de la cobertura deseada• Hacer la planeación de RF

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Procedimiento de Diseño

• A la hora de diseñar redes WiMAX, lo fundamental se centra en:

– Regulación en el Territorio Colombiano– Presupuesto Disponible– Diseñar una Topología que trate de brindar la

Calidad de Servicio deseada

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Procedimiento de Diseño

• Regulación en Colombia:– La norma que rige los diseños aplicados para WiMAX

se encuentran en la resolución 2064 del 15 de septiembre de 2005, estas normas rigen los servicios punto a punto y punto multipunto para acceso banda ancha inalámbrica, en la banda de 3.5Ghz

– La norma 2070 del 16 de septiembre de 2005 habla explícitamente del uso de WiMAX para este tipo de bandas

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Procedimiento de Diseño

• Regulación en Colombia:– Las bandas se repartieron de la siguiente manera:

– Las Bandas A, B y C son para operación nacional, las D y E son para operación regional

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Procedimiento de Diseño

• Tamaños de Canalización:– Bandas de 21Mhz

• 12 canales de 1.75 Mhz• 6 canales de 3.5 Mhz• 3 canales de 7 Mhz• 1 canal de 14 Mhz y 1 canal de 7 Mhz

– Bandas de 14Mhz• 8 canales de 1.75 Mhz• 4 canales de 3.5 Mhz• 2 canales de 7 Mhz• 1 canal de 14 Mhz

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Requerimientos de Usuario

Las características que hay que determinar en los usuarios es:

• Características del Equipo de transmisión:– Antena: Ganancia de la antena, tipo de antena,

pérdida en la guía de onda.– Transmisor: Banda de operación, potencia de

transmisión, pérdidas en cables y conectores.• Características del Servicio

– Velocidad de conexión– Reuso– Ubicación espacial (involucra distancia a la BS y las

pérdidas por path loss y penetración)

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Planes de Servicio

• El operador o diseñador de la red, debe especificar los grados de servicio que puede brindar su red. Para esto debe aclarar:

– Velocidades de conexión – CIR– Reuso– Grado de servicio de la red– Capacidad límite de usuarios– Mediciones o suposiciones del peor tráfico

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Caracterización de Usuarios

Para caracterizar los usuarios, se definen:

- Su ubicación geográfica (georeferenciación)- Especificar el tipo de plan al que pertenecen (velocidad

de conexión)- El grado de servicio para cada uno de ellos,

Base de datos, junto con las características técnicas de cada uno de los receptores, que solicita ICS Telecom.

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Soluciones de Red Usando WiMAX

• Las redes que usan WiMAX, están concebidas para realizar el siguiente tipo de solución:

– Enlaces punto a punto, de alta capacidad, poseen modulación adaptativa, y requieren línea de vista, si están por debajo de la banda de 11GHz, tienen alcances largos (40Km).

– Enlaces punto multipunto, solo para bandas por debajo los 11GHz, es preferible tener línea de vista, pero funcionan también NLOS.

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Introducción a la Planeación de Redes WiMAX

Las características del servicio son:• Perfil Geográfico:

– Extensión geográfica de 72 Km2 (8Km x 9Km)– Densidad de 450 personas por Km2

– El entorno esta definido como suburbano• Perfil de Usuario:

– Inicialmente todos los usuarios con una velocidad de conexión de 256 Kbps, luego con diferenciación de servicios

• Perfil del Servicio:– Penetración del 50%– Reuso de 8:1

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Diseño De Redes Wimax

DEMTerrain+Building within the same

layer

DTMBald Earth

terrain

+BLG

Building heightsabove ground level

Diseño asistido

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Diseño De Redes Wimax

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Diseño De Redes Wimax

Digital elevation models

Raster ImagesClutter files

Building filesVector files

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Diseño De Redes Wimax

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ICS TELECOM

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ICS TELECOM

• ICS Telecom – ATDI es un software de simulación de radiocomunicaciones basado en un sistema de información cartográfica. Su objetivo es estimar o predecir el comportamiento de los parámetros de desempeño de las tecnologías más sobresalientes, utilizando un conjunto de algoritmos para cada aspecto particular, logrando una alta precisión en sus resultados.

• Esto le permite constituirse en una herramienta de diseño lo suficientemente robusta para la aplicación en la industria.

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ICS TELECOM

• WiMAX for backhaulingsolution

• Fixed Wireless Access typeof WiMAX

• WiMAX for mobile purposes

Situaciones LOS, NLOS y nLOS.Análisis de interferencias y asignación de frecuencias

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ICS TELECOM

OUTDOOR• ICS Telecom es empleado para el estudio

de radio propagación, así como para el diseño de redes para ambientes exteriores de distintas tecnologías, como redes GSM, CDMA, y WiMAX.

• Permite desarrollar y adaptar los modelos de canal para adaptarlos a la topografía y cartografía colombiana.

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ICS TELECOM

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Valores típicos para WiMAX

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Valores típicos para WiMAX

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Resultados de simulación

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Propagación

• Lo más importante del modelo de propagación es:– Banda Ancha– Usar un modelo de corrección para las

difracciones– Usar un análisis de multi trayectorias

(muestra el efecto cañón)

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Simulación

• Modelo de Propagación

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Simulación

• Datos de los Equipos

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Simulación

• Patrones de las antenas

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Simulación

• Canales Empleados

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• Sitios Ubicados

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Simulación

• Normas Regulatorias

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Simulación

Presentación de Resultados

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Simulación

Interpretación de Resultados

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Simulación: WiMAX como ultima milla

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Planeación de Servicio

• De acuerdo con las disposiciones del gobierno colombiano, el servicio de la tecnología WiMAX está orientado solo para el servicio de acceso múltiple para banda ancha inalámbrica, por lo tanto los diseños se centran en este aspecto.

• El uso de WiMAX como backhauling es una alternativa muy buena, pero no esta concebida por la legislación colombiana.

• Si se consiguen equipos WiMAX que trabajen en las bandas de 11GHz para los enlaces punto a punto, la regulación colombiana no tiene limitantes en cuanto a la tecnología a emplear, y se podría emplear este tipo de conexiones no solo para transporte de conexiones de datos y telefonía, sino que operadores locales, pueden emplear a WiMAX como la red de transporte de backhauling

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Topología de Celdas

De acuerdo con los fabricantes y con los modelos propuestos en el WiMAX Forum, se pueden establecer ciertos tipos de topologías comunes en los cuales se presentan:

– Sectores Homogéneos– Sectores Heterogéneos– Sectores Múltiples

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Topología de Celdas

• Celda de 6 sectores

Una celda de 6 sectores tiene la capacidad de soportar 58.2 Mbpsdisponibles en Downlink que pueden ser repartidos entre los usuarios que existen en la zona, esta topología reparte en sectores iguales cada uno de los radios

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Topología de Celdas

• Celda de 4 sectores

Características de Tráfico disponible:Este tipo de configuración permite alcanzar velocidades en el

Downlink de hasta 38.8 Mbps.

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Topología de Celdas

• Celda de 3 sectores

Características de Tráfico disponible:En este tipo de configuración las velocidades que se pueden obtener

llegan hasta un tope de 29.1 Mbps en Downlink

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Topología de Celdas

• Celda de nx2 sectores

Características de Tráfico disponible:En este tipo de configuración se realiza un reuso de frecuencia muy

eficiente, pero requiere una capacidad de inmunidad a la interferencia de los equipos, en este tipo de configuraciones se pueden alcanzar velocidades de hasta 78 Mbps en el Downlink

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Balance del Link Budget

LINK BUDGET

UPLINK Value DOWNLINK ValueFrequency (MHz) 3441,000 Frequency (MHz) 3521,000CPE Tx Power (dBm) 20,00 RBS Tx Power (dBm) 20,00CPE Tx Power (W) 0,10 RBS Tx Power (W) 0,10CPE Cable Losses (dB) 0,50 Cable Losses (dB) 4,40CPE Antenna Gain (dBi) 6,00 CPE Antenna Gain (dBi) 6,00Rx RBS Antenna Gain (dBi) 17,50 Tx RBS Antenna Gain (dBi) 17,50RBS Cable Rx Losses(dB) 4,40 CPE Cable Losses (dB) 0,50CDU / EDU Losses (dB) 0,00 CDU / EDU Losses (dB) 0,00RBS Diversity Gain Rx (dB) 0,00 CDU / EDU Connection Losses (dB) 0,00RBS Rx Threshold (dBm) -98,00 CPE Rx Threshold (dBm) -98,00UL Maximum allowable losses (dB) 136,61 DL Maximum allowable losses (dB) 136,61

CPE EIRP (dBm) 25,50 RBS EIRP (dBm) 33,11CPE EIRP (W) 0,35 RBS EIRP (W) 2,0441

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Sitio 1

Un-balance DownLink - UpLink (dB)

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Balance del Link BudgetPropagation Model: COST231 + Deygout 94 Method

Parameters Sector 1 Sector 2 Sector 3Tx Antenna type 741794 741794 741794

Tx Antenna Gain (dBi) 17,5 0 0Rx Antenna Gain (dBi) 17,5 0 0Horizontal HPBW Tx Antenna (deg) 67 67 67Vertical HPBW Tx Antenna (deg) 7 7 7

Azimuth 85º 195º 325ºElectrical Downtitl 2º 2º 2ºMechanical Downtilt 0º 0º 0º

Tx Power (dBm) 20,000 0,000 0,000Tx BTS cable losses In-Tx (dB) 4,40 0,00 0,00Rx BTS cable losses (dB) 4,40 0,00 0,00Add Losses 0,00 0,00 0,00EIRP Tx (dBm) 33,11 0,00 0,00BTS Reception Threshold (dBm) -98 -98 -98Simulation frequency (MHz) 3521,000 1945,200 1946,000

Tx Subscriber Power (dBm) 20,000 0,000 0,000Rx Antenna Type (subscriber) Omni Omni Omni

Subscriber antenna Gain (dBi) 0 0 0Subsciber Antenna Height (m) 2 2 2

Subsciber sensitivity (dBm) -98 -98 -98Tx susbcriber losses (dB) 0 0 0Rx susbcriber losses (dB) 0 0 0Subcriber EIRP (dBm) 25,50 0,00 0,00

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