PDF de programación - Tema XII: Redes WWAN/WMAN - Redes de Datos

Redes de Datos

Tema XII:

Redes WWAN/WMAN

•Redes de banda ancha inalambricas
•MMDS/LDMS
•WIMAX
•TELEFONÍA 2,5 Y 3G
•Satélite

Red WWAN/WMAN

Tecnologías inalámbricas

 

Tema VI

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Inalámbricas de banda ancha

Tema VI

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MMDS (Multichannel Multipoint

Distribution Service)

• Esta tecnología está dedicada a proveer servicios a clientes 

que no son alcanzables mediante una línea de cable. 
Es una tecnología que complementa a DSL (Digital 

Subscriber Line) y al cable de módem.

• Opera en el rango de los 2.5 GHz a los 2.7 GHz.
• Requiere línea de visión directa entre el RP (Radio Port) y la 

antena del cliente.
 La ruta de la señal debe de estar libre de obstrucciones
• Permite velocidades de acceso a Internet de hasta 3 Mb/s
• Ofrece un radio de acción de 35 millas
• El uso de esta tecnología requiere de una licencia.

Tema VI

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Tema VI

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LDMS

• La telefonía inalámbrica LMDS es un servicio de banda ancha a 

través de ondas de radio que permite llevar todo tipo de llamadas 
hasta los hogares.

• Opera arriba de la banda de los 20 GHz 
• Descripción:

Local:

• El sistema LMDS proporciona infraestructura inalámbrica que, 

empleando enlace radio con línea de vista, alcanza distancias de 
hasta 5 Kilómetros. 

Multipunto: 

• Una estación radiobase gestiona comunicaciones bidireccionales de 

más de 4000 usuarios. 

Distribucion:

• Banda ancha con velocidades de usuario de hasta 8 Mbit/seg. 

Sistema: 

• Servicios múltiples de voz y datos combinados con diferentes 

calidades de servicio y ancho de banda dinámico

Tema VI

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Estructura de la red

• La arquitectura de red LMDS consiste 

principalmente de cuatro partes: 
Centro de operaciones de la red (NOC),
Infraestructura de fibra óptica
Estación base y 
Equipo del cliente (CPE).

Tema VI

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LMDS red

Tema VI

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LMDS antenas

Tema VI

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Ventajas

• COSTO: 

 Bajos costos de introducción y desarrollo 
 Infraestructura escalable basado en la demanda, cobertura y 

concentración de edificios. 

 Bajos costos de mantenimiento, manejo y operación del sistema. 

• VELOCIDAD: 

 Crecimiento más rápido y fácil. 
 Tiempo de retorno más rápido gracias a la rápida respuesta a las 

oportunidades de mercado. 

 Habilidad para manejar múltiples puntos de acceso de alta capacidad, 

con tiempos de instalación reducidos sin la preocupación de obtener los 
derechos de instalar cableados externos. 

• CAPACIDAD:

 Velocidades de acceso de hasta 8 Mbps
 Redistribución del ancho de banda entre clientes a tiempo real
 Plataforma multi­ servicios
 Alta confiabilidad
 Simetría o asimetría

Tema VI

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Desventajas

• Desvantajas

 Necesidad de línea de vista
 Alcance limitado
 Tecnología nueva

• Aplicaciones

 TV multicanal por subscripción 
 Interconectividad de redes LAN 
 Videoconferencia (IP o ISDN) 
 Frame Relay 
 Circuitos de Data dedicados (E1/T1, nX64) 
 ASP 
 ISP 
 Telefonía fija convencional (POTS)

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Worldwide Interoperability for Microwave Access

"Interoperabilidad Mundial para Acceso por

Redes WI-Max

Microondas”

• La 802.16 usa frecuencias desde los 2 GHz a los 11 GHz 

para la creación de redes metropolitanas (MAN)
En España 3,5 GHz

• Cobertura entre 40 y 70 Km
• VELOCIDAD DE 75 Mbps
• Ventajas es la complementariedad con las redes Wifi 

(802.11) 

• Dos modalidades: 

fijo:  802.16­2004 y 
móvil:802.16e

• Operadores: 
Telefónica, 
Neosky e 
Iberbanda

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Estándares 802.16

‘legacy’

Estándar

802.16, 802.16a, 802.16c

Completado
Frecuencias

2001, 2002, 2003
10 ­ 66 GHz

Condiciones
Anchura de canal

LOS (Line of Sight)
20­28 MHz

802.16d
(802­16­2004)
Julio 2004
2 ­ 11 GHz
(3,5 y 5,8 GHz)
Near­LOS
1,75­20 MHz

Caudal

Hasta 134 Mb/s

Hasta 70 Mb/s

Transmisión

SCA (Single Carrier)

OFDM 256

802.16e

7 Dic. 2005
2 ­ 6 GHz
(2,3 y 2,5 GHz)
No LOS
1,25­20 MHz

Hasta 35 Mb/s

OFDMA 2048

Movilidad
Alcance
Mercado

Fijo
5 Km
Urbano. Acceso internet 
de edificios

Fijo y Portable (Nómada)
30 Km
Urbano, suburbano, rural. 
SME, WiFi. Puentes 
inalámbricos

Fijo y Móvil (roaming)
10 Km
Acceso a portátiles, 
PDAs, teléfonos 
inteligentes

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Comunicación sin visión directa (NLOS)

Para tener comunicación sin visión directa (NLOS, Non­Line Of Sight) se 
aprovecha la señal recibida por rebotes. Sin embargo el alcance se reduce 
respecto a una situación con visión directa (LOS).

Tema VI

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MIMO: Multiple Input Multiple Output

Sistema 3 x 3 MIMO

Esta técnica también se 

usa en 802.11n

Los datos se envían repartidos por varias antenas emisoras y 
receptoras, ajustando cada una al rendimiento que permite el 
entorno y aprovechando en lo posible la señal rebotada

Tema VI

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WiMAX Forum

(World Interoperability for Microwave Access)

• El WiMAX Forum es una asociación formada por más de 

un centenar de fabricantes con el fin de acelerar el 
desarrollo de los estándares IEEE 802.16 y garantizar la 
interoperabilidad mediante un proceso de certificación.
–  Es a los estándares 802.16 lo que la WiFi Alliance es 

a los estándares 802.11:

• A diferencia de la WiFi Alliance, que surgió cuando los 

estándares y productos 802.11 ya estaban consolidados, 
el WiMAX Forum desarrolla su actividad en paralelo al 
proceso de estandarización y antes de que aparezcan 
productos en el mercado. Esto ha dado mejor resultado.

Tema VI

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Topología de redes 802.16

• Conexiones punto a punto.

 Equivalen a los puentes inalámbricos de 802.11. 

• Normalmente son equipos fijos con antenas 

exteriores direccionales.

• Servicio de operador o de usuario final

• Conexiones punto a multipunto. 

Red de estaciones base con antenas sectoriales 

que dan cobertura a amplias áreas, con arquitectura 
celular. 
• Normalmente pensado para servicio de operador.
• Necesidad de un protocolo MAC para el sentido 

ascendente.

Tema VI

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802.16: Configuración punto a punto

U N I V E R S I T Y
U N I V E R S I T Y

•Equivalente a enlace dedicado. Puede ser simétrico
•Antenas altamente direccionales
•Alta frecuencia, alcance limitado 
•Buen reaprovechamiento de canales sin interferencia

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Enlace punto a punto tipo WiMAX

Equipo: Alvarion BreezeNet B100
Antena de 21 dB integrada en el equipo 
Caudal radio max.: 108 Mb/s
Caudal datos max.: 70 Mb/s
Canal de 20 MHz seleccionable (5,5­5,7 GHz)

Interfaz 100BASE­T 
Actúa como puente remoto transparente
Soporta QoS (802.1p) y VLANs (802.1Q)
Gestionable por SNMP
Precio: $8.000 (la pareja)

Tema VI

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802.16: Configuración multipunto

Sector (60º)

Antena sectorial
direccional (60º)

Antena plana
direccional
(16x16 cm)

Estación

base

Tema VI

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Topología de una red 802.16

Fibra óptica

Estación Base

Enlace punto a punto WiMAX
entre dos estaciones base

Sectores de 60º

NOC (Network Operations Center)

Tema VI

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Estructura celular de WiMAX

• En una arquitectura típica de zonas rurales cada estación base 
tendría tres antenas sectoriales de 120º que cubrirían un radio 
de 8 Km y abarcarían un área de unos 200 Km2

• En zonas suburbanas el radio sería de unos 3 Km, para 

aumentar el rendimiento y mejorar la cobertura

• En zonas con alta densidad de población los sectores serían 

de 60º y habría hasta tres antenas por sector (18 en total) para 
aumentar aun más la capacidad 

• Si la densidad de población es alta y hay dificultad para ubicar 

las antenas en puntos elevados se utilizan micro­células.
– En este caso se emplean antenas omnidireccionales a poca 

altura (en postes de alumbrado por ejemplo) con un radio 
de acción de unos 1,5 Km.

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Ejemplo de una red WiMAX en una ciudad

La topología de una red WiMAX 
metropolitana es muy similar a 
la de una red CATV

Tema VI

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Comunicación entre estación base y

usuario

BS (Base Station) 

Router WiMAX 

Tema VI

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Sistema de acceso WiMAX en una sola

caja autoinstalable para interior

Sistema 802.16d

Incluye:

•6 antenas de 9 dBi. Utiliza la(s) más adecuada(s) en cada momento
•1 Puerto 10/100BASE­T
•Radio 802.11b/g para actuar como AP de redes inalámbricas
•1 ó 2 puertos RJ11 para conectar teléfonos analógicos (puede utilizar H.323 o SIP)
•Batería de back­up

Tema VI

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Asignación de frecuencias

• En WiMAX se contempla el uso de frecuencias con licencia 

y sin licencia (banda ISM):
– Las frecuencias con licencia (principalmente 3,5 GHz) son para uso 

exclusivo de operadores

– Las frecuencias sin licencia (2,5 y 5 GHz) son para el uso de 
particulares, así como de operadores en experiencias piloto o 
áreas rurales. 

• El operador puede empezar usando frecuencias sin 
licencia para tantear el negocio y cuando lo estime 
conveniente pasar a usar frecuencias con licencia. Las 
frecuencias con licencia son más caras pero más fiables al 
tener menos riesgo de interferencias.

• En WiMAX todo esta pensado para obtener el máximo 

rendimiento del espectro radioeléctrico disponible

Tema VI

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Ventajas de WiMAX vs CATV y ADSL

• Despliegue rápido
• Bajo costo de las infraestructuras.
• La inversión se desplaza al equipo del usuario final 

(CPE, Customer Premises Equipment); menor riesgo 
inicial  para operadoras en el despliegue de la red

• Opción especialmente interesante en zonas rurales 
(2­150 viv./Km2) o suburbanas (150­300 viv./Km2) 
donde CATV, y a veces ADSL no están disponibles.

Tema VI

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Desventajas de WiMAX vs CATV y

ADSL

• Es difícil asegurar el servicio a todos los usuarios,

– Suelen quedar puntos con mala cobertura.
• Normalmente se aspira a conseguir una 

cobertura del 80­90%.

• Es difícil garantizar una disponibilidad del 100%.
– La señal de RF puede no llegar por bloqueos, 

dispersión, humedad, interferencias, etc.

• Normalmente WiMAX es una opción interesante 

cuando.
– Hay buena cobertura (visión directa o distancia 

corta) o 

– Cuando ADSL y CATV no están disponibles 

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Comparación WiMAX vs WiFi

• Las técnicas de transmisión utilizadas por WiMAX (especialmente en