WIMAX MESH PARA ÚLTIMA MILLA

Autor: Oscar Dionicio Morocho Lema

I. INTRODUCCIÓNDebido a los nuevos avances tecnológicos en redes inalámbricas junto con la demanda de aplicaciones multimedia 3play (voz dato y video). Estas han sometido a que se desarrollen nuevas tecnologías para las comunicaciones inalámbricas.Convirtiéndose de una manera un reto más para la nueva generación, como son las nuevas tecnologías de comunicación estas deberán ser sensibles a las necesidades de ancho de banda con acceso de alta velocidad. Junto a la creación de estas tecnologías inalámbrica, hoy en día uno de los modos de operación es el modo mesh que se hablara en este documento.

II. ANTECEDENTESA la hora de implementar una “New Data Center Plan”, las empresas han limitado las opciones en la parte de Redes inalámbricas, teniendo dos alternativas ajustables en el momento de decidir a continuación se presentara:

Para área local la elección es Wi-fi 802.11b, g o a y para el campus más grande o áreas metropolitanas su despliegue es orientada a WiMAX Mesh 802.16d o 802.16e, sus justificaciones es inevitable ya que promete mayor ancho de banda, la mejora de la flexibilidad y fuertes medidas de seguridad.[2][7]

WiMax es una tecnología de acceso aprobada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) en el año 2004. Está definida por el estándar IEEE 802.16, siendo la organización WiMax Fórum, la encargada de acelerar y promover el uso de WiMax como soluciones de última milla. [2]WiMax tiene dos modos de uso:

1. WiMax Fijo: IEEE 802.16d, Esta determina las conexiones de línea fija, funciona en las bandas de frecuencia 2.5 GHz y 3.5 GHz (EU) en las cuales estas necesitan licencia, mientras que la banda 5.8 GHz no necesita licencia. Con velocidades hasta 75 mbps con un Rango de 10km. Usa una antena parabólica colocada generalmente en un punto estratégico del suscriptor

2. WiMax Móvil: IEEE 802.16e/, funciona en la frecuencia de 2-6 GHz con velocidades hasta 30 mbps con un rango de 3.5km. Permitiendo que los equipos móviles de los clientes estos se conecten a internet. Con esta tecnología abre una nueva visión para el uso de teléfonos móviles por IP además con servicios móviles de alta velocidad. Esta usa la técnica de OFDMA (Acceso Múltiple por División Ortogonal de Frecuencia), esta agrupa sub portadoras múltiples en subcanales.

Figura 1. Características WiMax Fijo y WiMax móvil. [2]

III. DEFINICIÓNLos mayores problemas en las comunicaciones digitales en el servicio de internet y sobre todo en última milla, es la falta de infraestructura de tecnologías por cable que no cubre el servicio, de esta manera impiden el desarrollo de los individuos que las habitan.

Figura 2. Transmisión usando el espectro radioeléctrico. [1]

IV. JUSTIFICACIÓNComo el acceso a estas zonas es sumamente complicado, y más difícil aun tender una red de medio guiado; resulta factible hacer uso del espectro radioeléctrico para dotar del servicio a estos lugares. Por este motivo, se vio conveniente plantear una arquitectura que necesite implementar como máximo una estación base en la zona, sin necesidad de implementar el resto de entidades para acceder al servicio, teniendo como resultado la reducción de costos de implantación y operación, debido a las dos tecnologías WiMAX mencionas en los puntos anteriores.

Parámetros

Los medios de comunicación han alcanzado cubrir prácticamente todas las zonas donde existe población, sin embargo la necesidad de las personas de estar al día con la información cada vez es más notable y el acceso a internet más allá de un lujo, se ha convertido en una necesidad, la falta de acceso a estos servicios básicos en comunidades o aldeas ubicadas en zonas lejanas no se debe tanto a que un servicio de estas características no se le pueda asignar, las empresas podrían cubrir estas zonas, aunque esto implicaría altos costos de infraestructura para la empresa y para el usuario, además de correr el riesgo de no tener un buen servicio debido a la distancia de transmisión, ya sea está empleando un medio guiado o no guiado.

V. SOLUCIÓN DISPONIBLE

Como una notable solución tenemos la estación de base hibrida (802.16a conectividad +802.162 movilidades). Transformación multicanal banda única a multicanal banda doble:

La estación base utilizaría dos bandas diferentes de todo el espectro que dispone. [9]

La logística estaría en la banda encargada solamente de gestionar los recursos del enlace punto a punto y la otra estaría encargada de dotar la celda de cobertura a la población:

Se utilizan canales de bandas diferentes para asegurar que no exista interferencia con canales adyacente que afecte a los enlaces. El espectro disponible es muy amplio como se han mencionado anteriormente para WiMAX, por lo que resultaría conveniente utilizar la banda de 2.4GHz para la cobertura, al tratarse de comunidades pequeñas, no se dispone de mucha interferencia o es probable y a la vez es una banda gratuita.Para el enlace P-P podría usarse también una banda de baja frecuencia para que no tenga una incidencia significativa por ejemplo cambios climáticos. WiMAX en última instancia, permitirá dos puntos de acceso diferentes para ser vinculado a crear una red mesh.

VI. SOLUCIÓN

A continuación se presenta el modelo en capas de WiMax

Figura 3. Modelo en capas de Wimax. [2]

Debido a la solución se optara en la modificación de las capas el modelo propuesto que sería:Para que una BS (Base Station) WiMax esta pueda soportar el funcionamiento de sus dos enlaces a la vez la estructura que se propone, esta tendría variaciones en las dos últimas capas, como la física, y la capa de acceso al medio.

Capa física:Esta capa deberá soportar las dos bandas para enlaces P-P y P-mP.

Figura 4. Capa física de Wimax. [2] Capa control de acceso al medio:

En esta capa se agregara un Id que indique el estado del enlace P-P para proceder a la transmisión de datos.

Figura 5. Modelo de Wimax modificada. [2]

VII. JUSTIFICACIÓN.Como se definió y se analizó, claramente es inevitable las ventajas que nos da WiMax como:

Ofrece acceso a Internet en zonas de difícil acceso (sitios rurales, poco poblados etc.).

Ofrece una alternativa a la banda ancha, Puede incorporar tecnología de teléfono por Internet (VoIP).

Soporta varios cientos de usuarios por canal, con un gran ancho de banda, y es adecuada tanto para tráfico continuo o por paquetes de información, siendo independiente de protocolo. Así, transporta IP, Ethernet, ATM etc., y soporta múltiples servicios simultáneamente, por lo cual resulta adecuado para voz sobre IP, datos y video. [4]

En cuanto a seguridad, incluye medidas para la autenticación de usuarios y la encriptación de los datos.

Su instalación es muy sencilla y rápida, y su precio muy competitivo en comparación con otras tecnologías de acceso inalámbrico como Wi-Fi.

No requiere de torres sino 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. [5]

Permite la conexión sin línea vista, es decir, con obstáculos interpuestos.

VIII. CONCLUSIONES El estándar WiMax posee protocolos de seguridad bastante sólidos así

como sus especificaciones técnicas relacionadas a alcance, velocidad, ancho de Banda, calidad de servicio, entre otros, sobresalen de manera notable.

La posibilidad de formar redes malladas (mesh networks) para que los distintos usuarios se puedan comunicar entre sí, sin necesidad de tener visión directa entre ellos es la gran solución que nos permite, por ejemplo, la comunicación entre una comunidad de usuarios dispersos a un costo muy bajo y con una gran seguridad al disponerse de rutas alternativas entre ellos.

WiMax como estándar de transmisión inalámbrica está en plena gestación, y tendrá que superar muchas barreras comerciales para lograr su establecimiento.

REFERENCIAS

[1] Wi-Fi & Wimax, disponible en línea, https://www.trazanet.com [2] H.-H. C. Yan Zhang, Mobile WiMax, Auerbanch, 2008.[3] J. L. H. l. Yan Zhang, Wireless Mesh Networking, Auerbanch, 2007.[4] F. H. P. Marcos Katz, Wimax Evolution, John Wiley & Sons Ltd, 2009.[5] F. E. C. Jara, Analisis descriptivo de la Tecnologia de Acceso Inalambrico Wimax, Cuenca: [s.n.], 2006.[6] A Mobile WiMAX Mesh Network with Routing Techniques and Quality of Service Mechanisms, Disponible en linea, http://www.intechopen.com/ [7] Security Issues in Mobile WiMAX (IEEE 802.16e), Disponible en linea, http://bibliotecavirtual.ups.edu.ec :2065/xpl/articleDetails.jsp? tp=&arnumber=5277869&queryText%3Dwimax+hash[8] A MULTI-BAND MULTI-STANDARD RF FRONTEND FOR IEEE 802.16a and IEEE 802.11a/b/g APPLICATIONS, Disponible en linea,

http://bibliotecavirtual.ups.edu.ec:2065/xpl/articleDetails.jsp?tp=&arnumber=1465501&queryText%3D802.6a [9] Strelnitskiy, O.; Tsopa, O.; Tsopa, O. & Shokalo, V. The variant of quality increasing of video information transmission via WIMAX fixed connection radio channel Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science, 2008 Proceedings of International Conference on, 2008,388-389