Treball Fi de Carrera
El QoS a les comunicacions WIMAX
Jess Gonzlez Leal
UOC E.T.T. Telemtica
Treball Fi de carrera
Llicncia d's
Aquestapresentaci multimdia, aix com la memria a la que es troba
unida, estan regulats per la segent llicencia:
Reconeixement - NoComercial - CompartirIgual (by-nc-sa):
No es permet un s comercial de l'obra original ni de les
possibles obres derivades, la distribuci de les quals s'ha de fer
amb una llicncia igual a la que regula l'obra original.
La descripci complerta de la llicncia la podeu trobar al segent
link:
http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/es/deed.ca
El QoS a les comunicacions WIMAX
Objectius
Aquest Tutorial est versat sobre la tecnologia de transmissi
sense fils, WIMAX.
Els principals objectius que es volen assolir son:
1. Entendre que es la tecnologia WIMAX.2. Conixer la evoluci
histrica que ha patit, aix com
les diferents versions.3. Veure els elements principal que formen
l'estndard.4. Conixer que s'entn per Qualitat de Servei (QoS).5.
Saber distingir entre Classe de Servei (CoS) i el QoS6. Entendre
les diferents CoS que suporta WIMAX.
El QoS a les comunicacions WIMAX
Estructura de la Presentaci
El QoS a les comunicacions WIMAX
Per anar directament a un tema determinat, es pot clicar amb el
bot esquerre del ratol sobre el globus.
L'estndard 802.16Qu es el QoSEl QoS en WIMAXSortir del
tutorialTema 1
Tema 2
Tema 3
L'estndard 801.16
Anar a IndexSortir de la Presentaci
L'estndard 802.16
Qu es WIMAX?
Es coneix amb el nom de WIMAX (Worldwide Interoperability for
Microwave Access), al protocol 802.16-2004, primer estndard
comercial plenament consolidat d'aquesta tecnologia.
El protocol de comunicacions 802.16, i totes les seves versions
posteriors, fan la descripci d'una tecnologia de comunicacions
sense fils, llicenciada per treballar sota els 6 Ghz, dissenyada
per donar servei a l'usuari final, amb mobilitat, flexibilitat, i
un correcte aprofitament de l'espectre.
L'estndard es troba regulat pel consorci WIMAX Forum, una
associaci sense nim de lucre que regula la compatibilitat i la
certificaci dels dispositius i elements que integren la
tecnologia.
L'estndard 802.16
Caracterstiques Principals
Treballa sense visi directa (NLOS).
Orientat a la connexi.
Incorpora QoS natiu.
Permet mecanismes d'antenes intelligents que milloren la
eficincia espectral.
Creaci de xarxes de malla, al integrar altres tecnologies com 3G
i 802.11 (WiFi).
Mecanismes criptogrfics de seguretat.
Modulaci Adaptativa depenent de la relaci senyal soroll del medi
(SNR).
L'estndard 802.16
VersiAny VTFreq.Caracterstiques de la versiVisi
802.162002134 Mbps10 a 66 GhzPrimer estndard.
De 2 a 5 Km de Cobertura.
Punt-Multi Punt
LOS
802.16a200375 Mbps2 a 11 GhzAdopci de OFDM.
De 5 a10 Km de cobertura.
NLOS
802.16b200375 MbpsInclusi de QoSNLOS
802.16c200375 Mbps10 a 66 GhzInclusi dels perfils en banda 10-66
GHzNLOS
802.16d200475 Mbps11 GhzConegut com 802.16-2004
Revisi i actualitzaci del estndard.
De 6 a 10 Km de Cobertura.
Introdueix OFDMA
LOS
NLOS
802.16e200530 Mbps2-3 GhzSuport a mobilitat
De 2 a 5 Km de Cobertura.
WiMAX Mobile
NLOS
Histria de l'estndard 802.16
Versi ActualVersi Actual
L'estndard 802.16
Estaci Base (BS)
Estaci Subscriptora (SS)
Estaci Subscriptora (SS)
Enlla Punt-Punt
Enlla Punt-MultiPunt
Elements de l'estndard 802.16
La estaci base administra la xarxa i assigna els canals de
comunicacions.
L'estndard 802.16
Configuraci en Malla (Mesh)
Internet
La tecnologia WIMAX pot fer de pont entre d'altres tecnologies
com 3G, Wifi i Ethernet
Integraci amb d'altres tecnologiess
L'estndard 802.16
Capes de l'estndard 802.16
Capa MAC
Capa Fsica
L'estndard 802.16 treballa a les capes d'enlla i fsica dels
nivells OSI
L'estndard 802.16
Capa MAC
Capa
Fsica
Capa MAC
A la capa MAC es registren les SS per tal de relacionar el seu
flux de connexi amb els diferents nivells de QoS.
Es donen serveis de seguretat i de integraci amb d'altres xarxes
externes.
L'estndard 802.16
Subcapa MAC CS
CS SAP: Es la porta d'accs a la capa MAC, i el punt d'entrada de
les trames o paquets de dades.
A la MAC CS, els paquets de dades (o trames), son convertits en
Unitats de Servei de dades MAC (MAC-SDU), el format de dades
MAC.
L'estndard defineix dos tipus de MAC-CS:
CS-ATM: Per al transport de cel.les ATM.
CS-P: Per al transport de trames Ethernet i PPP.
MAC Convergence Sublayer
(MAC CS)CS SAP
Xarxa ExternaTrames o Paquets
MAC-SDU
L'estndard 802.16
Subcapa MAC
MAC SAP
MAC-SDU
Classificador
MAC-SDU+ SFID+CID
MAC SAP: Punt d'accs als serveis de la Subcapa MAC
A la Subcapa MAC, el trfic es classificat pel seu tipus (CoS).
S'assigna un identificador de flux (SFID) a cada paquet de dades
(SDU).
Cada connexi t assignada un identificador (CID), i associades
unes caracterstiques.El classificador assigna cada flux de dades
(SDU+SFID) a la seva connexi (SDU+SFID+CID).
L'estndard 802.16
Subcapa de Privacitat
MAC Privacy SublayerPHI SAP
MAC-SDU+ SFID+CID
Aquesta subcapa es la encarregada de la seguretat. Els serveis
que dona son:
1.- Atenticaci
2.- Intercanvi de claus
3.- Xifrat (DES o AES)
4.- Codi FEC (Tractament d'errors).Red Salomon Convolucional
L'estndard 802.16
Format de la trama
Control d'Errors
Identificador de la connexi
Tipus de Xifratge
Indica si el Payload est Xifrat
Tipus de Trama: 0=Trama genrica; 1=Petici d'Amplada de banda
Tipus de Fragmentaci
L'estndard 802.16
Sollicitud d'Amplada de Banda
Una de les caracterstiques principals del funcionament de
l'estndard 802.16 es que permet que les estacions Subscriptores
(SS), puguin fer peticions de reserva d'amplada de banda a la
BS.
Aquesta caracterstica ser explotada per obtenir QoS.
L'estndard 802.16
Tipus de sollicituds de BW
Existeixen quatre formes de Petici (polling)
Contenci: Petici Multicast que la demanen els receptors per
l'enlla de pujada. Est subjecta a collisi.
Piggybacking: Intercalades amb les dades. Es dinmica i sense
collisions
Unicast: Consultes de la BS a les SS per ajudar a distribuir
l'espectre.
Preestablertes: Es dona en serveis que tenen assignat el canal
constantment (tipus UGS).
L'estndard 802.16
Modulaci Adaptativa
El Sistema utilitzar una modulaci a una altre, en funci de
l'estat del medi i de la distncia del receptor
Modulaci QPSK
Modulaci 64-QAM
802.16802.16a802.16d802.16e
QPSK, 16QAM I 64QAMOFDM QPSKLDMSOFDMSOFDMAOFDMA
Capa Fsica
Modulaci empleada als principals estndards
Que es el QoS?
Anar a IndexSortir de la Presentaci
Que es el QoS?
Latncia
Parmetres principals del QoS
Jitter
Prdua de Paquets
Amplada de banda
Parmetres del QoS
Latncia
El temps total que experimenta una senyal des de que es transmet
fins que es rebuda (end-to-end), es connix com latncia.
Temps de Latncia
Parmetres del QoS
Jitter
Temps de espera entre la arribada d'un paquet i el segent.
Els buffers serveixen per controlar el jitter, per augmenten el
temps de latncia.
Temps de Jitter
Parmetres del QoS
Prdua de Paquets
Paquets Perduts
Els paquets perduts obliguen a fer retransmissions.
Que es el QoS?
Beneficis d'aplicar QoS
1.- Obtenir equilibri entre mnima latncia i jitter,
i mxima Amplada de banda.
2.- Aprofitament mxim de l'espectre radioelctric.
3.- Adaptabilitat al medi i a les seves variacions.
4.- Prioritzaci del trfic.
5.- Simultanetat de trfic amb diferents caracterstiques.
6.- Transmetre amb un mnim de Qualitat.
Que es el QoS?
Classe of Service (CoS)
Es persegueix fer una separaci del trfic per poder tractar-los
diferent.
Tipus usuals de classificaci(Nivell General)
1.- Per tipus de Protocol.2.- Pel port d'entrada o de
sortida.3.- Per la direcci del Host (protocol IP).4.- Pel tipus
d'interface (eth0, lo, ...)5.- Flux. Direcci d'origen +
Destinaci.
El QoS en WIMAX
Anar a IndexSortir de la Presentaci
El QoS en WIMAX
Flux de Servei
ClasseAplicaciBWLatnciaJitter
1Joc InteractiuBaix50 kbpsBaix80 msNo determinat
2VoIP i VideoconfernciaBaix32-64 kbpsBaix160 msBaixSNR2:
Tx1>Tx2;
El QoS en WIMAX
Max CINR
Es serveix primer als usuaris amb millor condicions de
recepci
Desavantatges: Discrimina als usuaris mes propers a les BS, amb
major temps de transmissi i major capacitat.
Avantatges: Fcil d'implementar.
d1
d2
Si d1
