WiMAX


Integrantes:
Lider : Jorge Andres Ocampo
Relator : Freddy L Martinez
Relator : Miller Moreno
Vigia de Tiempo : Juan E Gonzalez


DIAGRAMA DEL MAPA MENTAL



EXPOSICION WIMAX




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TEMARIO

¿Qué es? – Motivos de invención – Historia
· Componentes. Estructura, Core - Cliente. Arquitectura. Topologías.
· Equipos, funcionamiento, características, herramientas.
· Normas, Regulación, Seguridad.
· Oferentes, costo, operadores.
· Debilidades, Restricciones.
· Situación actual, avances.
· Mapa Mental



VIDEO DE WIMAX




MOTIVOS DE INVENCION



Históricamente las comunicaciones en entornos rurales han supuesto un “handicap” para los operadores que no han conseguido encontrar un modelo de negocio viable en dichos entornos por diversas razones y sobre todo para la población de dichas zonas, que requiere comunicaciones competitivas, pero éstas no se han logrado y en bastantes casos aún no llegan a sus ubicaciones. Tecnologías como el LMDS, o el WiFi en combinación con el satélite parecían muy prometedoras pero no nos constan modelos generalizados de éxito en entornos rurales, de hecho, siguen existiendo muchos pueblos con comunicaciones deficientes en países desarrollados que contrastan con entornos urbanos donde se dispone de fibra, comunicaciones móviles, etc. Como dato explicativo se estima que el tener fibra para prestar servicios de comunicaciones cableadas de banda ancha puede estar alrededor de los 190,000US$ por milla o incluso más. En países menos desarrollados, el problema es posiblemente más grave y se extiende más allá del entorno rural “remoto” y lo difícil es dar comunicación allí donde no hay un volumen importante de población con suficiente poder adquisitivo para utilizar y financiar dichas comunicaciones. Estas deficiencias de comunicaciones generan situaciones de desigualdad que además afectan a las posibilidades de desarrollo y competitividad. En este entorno, surge una tecnología llamada WIMAX que parece poder aportar soluciones prometedoras al problema de las comunicaciones en entornos rurales.

QUE ES WIMAX?



Basado en el estándar IEEE 802.16 o WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), es una potente solución a las necesidades de redes de acceso inalámbricas de banda ancha, de amplia cobertura y elevadas prestaciones. Ofrece una gran capacidad (hasta 75 Mbps por cada canal de 20 MHz), e incorpora mecanismos para la gestión de la calidad de servicio (QoS). WIMAX permite amplias coberturas tanto con línea de visión entre los puntos a conectar (LOS) como sin línea de visión (NLOS) en bandas de frecuencias de uso común o licenciadas.
WIMAX asegura la interoperabilidad con el estándar para redes de área metropolitana inalámbricas o WMAN desarrollado por la ETSI (European Telecommunications Standards Institute) y conocido como HiperMAN (High Performance Radio Metropolitan Area Network), de objetivos muy similares a WIMAX. En junio de 2001 se constituyó el llamado WIMAX Forum promovido por fabricantes de equipos de la industria inalámbrica y de comunicaciones con el objetivo de definir y promover el estándar IEEE 802.16, Esta organización sin ánimo de lucro busca dar soporte a los grupos de trabajo del IEEE 802.16, certificar y asegurar la interoperabilidad entre los equipos de distintos fabricantes.
Las aplicaciones típicas de la tecnología WIMAX son el backhaul inalámbrico de otras redes (como puede ser el caso de las estaciones base de telefonía móvil o los hot spots), la “última milla” de la red de acceso a Internet alta velocidad tanto en segmento doméstico como en el profesional (especialmente indicado en aquellas zonas sin cobertura de banda ancha) y soluciones nómadas, que en conexión con otras redes permiten lo que se ha venido a llamar como “Alway Best Connected”, esto es, la conexión a un WISP (Wireless Internet Service Provider) a través de la red óptima en cada momento.


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COMPONENTES DE UNA RED WIMAX

Básicamente se pueden mencionar los dos tipos de elementos que forman las redes 802.16:
- El equipo de usuario o CPE ( Customer Premises Equipment ). Este es el equipo que incorpora las funciones de las SS ( Subscriber Station ) identificadas en el funcionamiento de las redes Broadband Wireless Acces (BWA). Este equipo proporciona la conectividad vía radio con la estación base (BS).
- La estación base con las funciones de BS ( Base Station ). Además de proporcionar conectividad con las SS también proporciona los mecanismos de control y gestión de los equipos SS. La estación base tiene los elementos necesarios para conectarse con el sistema de distribución.
En la figura se identifican estos dos elementos así como las posibles configuraciones de conectividad entre ellas. De forma general, una red WiMAX posee una arquitectura similar a las redes celulares tradicionales ya que se basa en una distribución estratégica de una serie de emplazamientos en donde se ubicarán las estaciones base (BS). Cada estación base utiliza una configuración punto-multipunto (PMP) o punto-punto (PTP) para enlazar los equipos de los clientes. También existe la posibilidad de que las estaciones clientes se enlacen entre ellas en una configuración mallada.

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TOPOLOGÍA DE RED

Existen varias topologías de despliegue de red que pueden ser soportadas en las redes WiMAX. Es posible desplegar una red cableada dedicada a la interconexión de estaciones base, o bien realizar estas conexiones en base a circuitos radio Punto – punto en la banda de microondas, o inclusive emplear WiMAX para estos circuitos Punto – punto entre estaciones.
Las estaciones base son capaces de soportar su propia interconexión, dividiendo el ancho de banda disponible entre el dedicado a las comunicaciones de usuarios y el dedicado a la interconexión de las diferentes estaciones base.
A continuación se presentan los tipos de topología de red para WiMAX:

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Arquitectura Punto-Multipunto (PMP).
En las configuraciones punto-multipunto (PMP) un enlace WiMAX se realiza a partir de una estación base (BS) central con antenas sectoriales, que consisten en un conjunto de antenas direccionales distribuidas alrededor de un mástil central. En estas redes pueden haber estaciones con 2 sectores (a 180º), 4 sectores (a 90º) u 8 sectores (a 45º) todo depende del tipo de antena que se utilice y de la zona que se pretende dar cobertura. Dentro de un sector y para una determinada frecuencia (canal) todas las estaciones (BS) reciben la misma potencia o partes de la misma.
Cada antena define un sector, un área donde la frecuencia puede ser rehusada. Los sectores también pueden ser desarrollados en base a arrays de antenas, donde un conjunto de dipolos son combinados y se consiguen lóbulos direccionales para variar las relaciones de fase de las señales de cada una de las antenas. Las relaciones de fase son modificadas electrónicamente y, en el caso de antenas adaptativas, el sistema es capaz de ajustar la anchura y dirección del lóbulo para facilitar la mejor conexión con un determinado usuario. Son las conocidas antenas inteligentes.
Para esta topología de red, el downlink se maneja mediante una estación base (BS) centralizada y una antena sectorizada que es capaz de manejar varias zonas simultáneamente. Dentro de un canal de frecuencia y un sector de antenas dado, sólo existe una BS transmitiendo, de manera que no se tiene que coordinar con las demás BS, excepto en la multiplexación de tiempo. Las transmisiones en el enlace de bajada ( downlink, DL) suelen ser broadcast, de forma que todas las estaciones de usuario reciben toda la información y escogen la que vaya dirigida a ellos. En el enlace de subida ( uplink , UL) las estaciones de usuario comparten el canal mediante mecanismos de gestión de demanda.
En este sentido, un enlace Punto-multipunto, comparte un determinado nodo (en el lado uplink), que se caracteriza por tener una antena onmidireccional (o con varios sectores) y puntos de terminación (o repetidores) con antenas direccionales con una ganancia elevada. Este tipo de red es más sencillo de implementar que las redes punto a punto, ya que el hecho de añadir un subscriptor sólo requiere incorporar equipamiento del lado del cliente, no teniendo que variar nada en la estación base. Aunque, cada sitio remoto debe encontrarse dentro del radio de cobertura de la señal, que en el caso de WiMAX (a diferencia de la tecnología LMDS) no requerirá que se sitúe en puntos con visión directa.


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FIGURA TOPOLOGIA PMP



En síntesis, existe una Estación Base que controla la red, donde:
- 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 uplink se accede por TDMA/TDM.
Por otra parte, la capa MAC es orientada a la conexión. Para propósitos de relacionar los servicios a las SS y asociarlos a los diferentes niveles de calidad de servicio (QoS), todas las comunicaciones de datos están en el contexto de una conexión. El flujo de servicio debe ser suministrado en el momento en el que la SS se instala en el sistema y justo después de que se registra; las conexiones se deben asociar a ese flujo de servicio para tener una referencia al hacer las peticiones de ancho de banda. El flujo de servicio define los parámetros de QoS de los packet data units (PDU) que se intercambian durante la conexión.
En adición, el 802.16 provee una tecnología inalámbrica ideal para conectar WLAN’s 802.11 y hotspots comerciales con Internet, como se puede apreciar en la siguiente figura.

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FIGURA ADICION DE WLAN'S 802.11 Y HOTSPOTS


La arquitectura Punto - Multipunto representa la arquitectura más extendida que permite al operador de red alcanzar el mayor número de usuarios al menor coste y limita el número de routers y switches necesarios para operar la red.
Esta topología ha sido recomendada en ocasiones también para su uso en bandas milimétricas. El problema radica en la topografía de la mayor parte de las ciudades, que podrían ser los principales mercados para este tipo de servicios.
En la siguiente imagen se pueden observar los dos tipos de topologías de WiMAX:


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Figura Arquitecturas de WiMAX.

Redes Enmalladas (Mesh). Las redes enmalladas son aquellas en las que la comunicación se puede hacer entre los diferentes nodos y no sólo entre nodo y estación base.


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Figura Topología Malla

Para este tipo de redes, se pueden realizar las operaciones de dos maneras diferentes: distribuida ó centralizada: para la distribuida, todos los nodos deben coordinar con los demás la manera de transmitir para evitar colisiones con los datos y realizar el control de tráfico, y además deben enviar por difusión ( broadcast ) su respectivo estado (recursos disponibles, peticiones y concesiones) a todos sus vecinos; para la centralizada, los recursos se asignan de una manera más concentrada, ya que la estación base Mesh , recopila varias peticiones de un determinado sector y otorga los respectivos recursos para cada enlace, tanto para el downlink como para el uplink , al mismo tiempo que comunica estas decisiones a las demás estaciones del sector.

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Figura Representa una arquitectura de red mallada (Red Mesh).


En una red mesh cada terminal de usuario es capaz de establecer varios enlaces con usuarios adyacentes. De esta forma, existen una serie de alternativas antes de llegar al punto origen de la red. Algoritmos especiales de encaminamiento son capaces de direccionar las comunicaciones por el camino más adecuado en cada momento; si un equipo de cliente deja de funcionar, la red sigue funcionando por caminos alternativos.
En este sentido, una red modo mesh se caracteriza por:
- 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.



Dispositivos usados para establecer una conexion por WiMAX.
Estos son algunos de los dispositivos usados por esta tecnología:
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CPE
El CPE (Customer Premises Equipment) es un aparato conectado a nuestro computador (De escritorio o Laptop) que nos permite crear una red WiMAX dentro de nuestra casa. Tambien podemos conectar nuestro telefono para realizar llamadas VoIP de bajo costo. Al igual que las tarjetas WiMAX este se puede llevar a todas partes que querramos y conectarnos inalambricamente donde sea a una alta velocidad.
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Tarjeta WiMAX

Tarjeta de red portatil usada para hacer conexiones de red usando el estandar 802.16x(WiMAX). Esta es usada en laptops. Solo la conectamos, instalamos el driver y configuramos la conexion de modo que podremos salir a la calle y nuestra conexion WiMAX estara accesible a donde quiera que vayamos sin necesidad de buscar un router o punto de acceso (HotSpot).

Equipos para Terminales del Abonado:

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GIGASET SE461 WIMAX
  1. Conexión de la mini-antena
  2. Conexión adaptador de energía
  3. Conexión de Red
  4. RSI: Intensidad de la señal
  5. DATA: Transmisión de datos
  6. LINK: Cable de red conectado
  7. STATUS: Estado
  8. POWER: Indicador de Energía

TARJETA PCMCIA (802.16e)
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CARACTERÍSTICAS
Modelo: SWC-P105
Rango de Frecuencia: 2.570 ~ 2.580 MHz
Frecuencia central: 2.575 MHz
Ancho de banda: 10 MHz
Precisión de la Frecuencia: ± 200 Hz
Dimensión: 124 mm x 54 mm x 13 mm
Peso: 62 g
Salida de Transmisión: 190 mW
Temperatura: - 10 ~ + 50° C
Humedad: 0 ~ 85 %
Velocidad Estándar: DL 1Mbps, UL 512kbps
Rango de Velocidad: DL 4Mbps ~ UL 2Mbps
Consumo de energía: 1.25W + 10dBm

CARACTERISTICAS TECNICAS

OFDM

• Técnica de transmisión multiportadora OFDM (Orthogonal Frecuency Division Multiplexing).
• Divide el ancho de banda disponible en diferentes subportadoras de banda estrecha (FDM).
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Se denomina multi-discreto tono de modulación porque, en lugar de un solo transportista está modulada, un gran número de espaciarse subcarriers son moduladas a través de algunos m-aria de QAM. Se trata de una propagación de espectro técnica que aumenta la eficiencia de las comunicaciones de datos mediante el incremento de datos porque hay más compañías aéreas que modulan. Además, los problemas con multi-ruta de señal y cancelación de interferencia espectral se reducen de forma selectiva la modulación de la "clara" o hacer caso omiso de los transportistas con los transportistas de alta velocidad binaria errores.
Al igual que FDM, OFDM también se utiliza múltiples sub-transportistas, pero el sub-los transportistas están poco espaciados entre sí, sin causar interferencia, la supresión de guardia entre bandas adyacentes sub-portadoras. Esto es posible porque las frecuencias (sub-aéreas) son ortogonales, es decir, el pico de una sub-portadora coincide con la nula adyacentes de un sub-carrier.

En un sistema OFDM, una muy alta tasa de flujo de datos se divide en múltiples paralelas baja tasa de flujos de datos. Cada menor flujo de datos es entonces asignada a los datos individuales sub-portadora y modulada a través de algunos tipos de PSK (Phase Shift Keying) o QAM (modulación de amplitud de cuadratura). es decir, BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM.

OFDM necesita menos ancho de banda que FDM para transportar la misma cantidad de información lo que se traduce en mayor eficiencia espectral. Además de una alta eficiencia espectral, un sistema de OFDM como WiMAX es más resistente a RNE medio ambiente. Puede eficiente y superar las interferencias de frecuencia selectiva desvanecimiento causado por múltiples porque la igualación se hace en un subconjunto de sub-compañías aéreas en lugar de una sola compañía aérea más amplia. El efecto del ISI (Inter Symbol Interference) se suprime en virtud de un período más largo símbolo del paralelo OFDM sub-portadoras de un único sistema de soporte y el uso de un prefijo cíclico (CP).
El OFDM propagación de espectro sistema se utiliza para muchas aplicaciones ampliamente utilizadas, incluida la televisión digital en Alemania, Australia, Japón y Europa; radiodifusión sonora digital en Europa; Línea de abonado digital asíncrona (ADSL), módems y las redes inalámbricas en todo el mundo (IEEE 802.11a / g) .


OFDMA
Emplea múltiples poco espaciados sub-transportistas, pero el sub-los transportistas están divididos en grupos de sub-portadoras. Cada grupo se llama un sub-canal. El sub-aéreas que forman un sub-canal no tiene por qué ser adyacentes. En la bajada, un sub-canal pueden ser destinados a diferentes receptores. En el enlace ascendente, un transmisor se le puede asignar uno o varios sub-canales.
Subchannelization define sub-canales que pueden ser asignados a las estaciones de abonado (SSS) en función de su canal de condiciones y requisitos de datos. El uso de subchannelization, en el mismo horario a Mobile WiMAX Base Station (BS) puede asignar más poder transmitir a los dispositivos de usuario (SSS), con menor relación S / R (señal-ruido), y menos poder para los usuarios de dispositivos con una mayor relación señal ruido. Subchannelization también permite a la BS de asignar mayor poder a sub-canales asignados al interior SSS lo mejor en el fomento de la cobertura.


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Subchannelization en el enlace ascendente puede guardar un dispositivo de usuario transmitir el poder ya que puede concentrar el poder sólo en determinados sub-canal (s) que le han sido asignados. Este ahorro de energía característica es especialmente útil para de baterías usuario dispositivos, el probable caso en Mobile WiMAX.


GESTION DE REDES
Para suministrar servicios sobre cualquier red es necesario desplegar recursos adicionales a las tecnologías de telecomunicación que permiten conectar el equipo terminal con el punto de acceso al servicio donde se suministra éste y gestionar los accesos y las prestaciones de la red. Estos recursos adicionales permiten llevar a cabo las tareas siguientes que son clave para soportar el conjunto de procesos que facilitan la gestión y la explotación de la red y el servicio:
• Control de accesos: Agrupa todas las acciones encaminadas a.. facilitar o denegar el acceso a la red a los usuarios, junto con la aplicación de políticas de asignación de anchura de lado y calidad de servicio que se proporciona a cada uno.

• Gestión de contratación y facturación: Conjunto de facilidades que permiten que el usuario contrate, o actívese para utilizar el servicio, así como las reglas y los mecanismos utilizados parar tarificar y facturar el uso del servicio cuando el modelo de negocio prevé el pago de contraprestaciones económicas por parte de los usuarios.
• Gestión de quiebras y prestaciones: Actividades encaminadas a garantizar que la red suministra una calidad de servicio adecuada.
Estas tareas se tienen que desarrollar independientemente de la tecnología que se haga servir. Es decir, sea Wi-Fi o WiMAX, habrá que encontrar herramientas para desarrollar éstas mismas funciones. Aun así, como la experiencia con redes públicas Wi-Fi es mucho superior a la de redes WiMAX, esta discusión se centrará mucho en ejemplos aplicables en Wi-Fi, pero que son de aplicación directa a WiMAX en la mayoría de los casos, en utilizarse herramientas y procedimientos similares.
No siempre es necesario disponer de herramientas para llevar a cabo estas actividades, ya que los modelos de explotación más sencillos de estas redes, basados en un uso libre, gratuito y sin garantizaba de calidad de servicio, no hacen uso normalmente de estas capacidades. Así, por ejemplo, en el modelo de provisión de servicio más habitual de las comunidades sin hilos, todos los usuarios potenciales pueden acceder de forma gratuita al servicio sin hacer un registro previo y, por lo tanto, no se controlan los accesos ni es necesario soportar la contratación y facturación del servicio. En la mayoría de los modelos es necesario disponer de todas o al menos una parte de estas capacidades para suministrar el servicio.


FUNCIONAMIENTO

En una punta esta la Estación Base, elemento que se identifica normalmente con un operador de comunicaciones, en donde existen una o varias antenas con las que se retransmite la señal. Este elemento puede ser una torre como tal en donde se anclan las antenas o puede tratarse de una pequeña edificación en algún lugar elevado, como otro edificio o un altozano. Las antenas que se ubican en este extremo pueden ser omnidireccionales, de muchas direcciones, sectoriales, que cubren sectores específicos del territorio de cobertura, o antenas de panel, para conexiones punto a punto, cuando se quiere cubrir una gran distancia y se necesita una tasa de transferencia alta.
En el otro extremo de la conexión, esta el usuario final, que puede ser residencial o corporativo, se encuentra instalado el CPE (Customer Premises Equipament, Equipo Local de Cliente), que constituye el último eslabón de este tipo de redes y en donde acaba el flujo de transferencia de datos entre operador y el cliente final. Por las características de la señal transmitida en WiMax, el CPE no resulta aparatoso. Se trata de un pequeño dispositivo, como una mínima caja en la que asoma una antena, cuando la señal se pretende distribuir en una red LAN o se da servicio a varios puestos. Se instala en el exterior o interior del edificio y se conecta al punto de distribución. Por su tamaño y aspecto, en cualquier caso, resulta un elemento poco llamativo para el observador. Pero puede ser perfectamente una tarjeta PCMCIA, PCI o módulo USB que se inserte llanamente en el ordenador, cuando se trata de conexiones directas de equipos individuales. Es posible, incluso, encontrar portátiles que lo llevan integrado en su circuitería.


ACERCA DE LA ESTACION BASE

En una Torre o Estación Base, pueden coincidir distintos tipos de antenas, con las que atender distintas necesidades y oferta de servicio para abonados. Un mismo enlace de WiMax, tiene capacidad para proporcionar varios canales por conexión física y atender a múltiples suscriptores, cada uno de ellos tratados privadamente, con protocolos y nivel de servicio diferenciados para cada uno de ellos, según lo que puedan contratar individualmente. En la segunda parte de este artículo, veremos la como funciona la conexión de los dos puntos. La torre, y el usuario final.


COMO CONECTAR LA TORRE BASE Y EL CPE
Existen dos formas de poder lograrlo. Cuando se plantea un enlace LOS, esto quiere decir que, entre la Torre Base y los CPE de usuario, no hay obstáculo alguno, que se interponga en el intercambio de señal, existe visibilidad y una comunicación directa. Éste es el mejor de los casos y la comunicación se produce en las frecuencias altas, entre 12 y 66 GHz, consiguiendo un radio de cobertura muy alto, y donde las conexiones pueden alcanzar las mayores tasas de transmisión de estas especificaciones. Si los enlaces son del tipo NLOS, la comunicación se produce sin contacto visual directo entre los extremos. La señal debe sortear obstáculos constructivos y para evitar los problemas de interferencia que estos pueden introducir en la señal, se opera en las frecuencias más bajas, entre 2 y 11 GHz, lo que provoca que las velocidades de operación de los enlaces sea menor y la cobertura tenga una extensión mucho más reducida, situándose su alcance en una extensión similar a la que cubren las células de telefonía móvil. Pero eso sí, NLOS es superior a Wi-Fi.


LA TRANSMISION DE DOS PUNTOS

Para este cometido, se utiliza la modulación OFDM (Orthogonal Frecuency División Multiplexing), con 256 portadoras y OFDMA (Orthogonal Frecuency División Multiple Access), con 2.048 portadoras. Una modulación que es apropiada para las transmisiones de flujo sostenido como para aquellas otras que se producen a ráfagas, lo que este tipo de conexión está capacitado para llevar datos de cualquier tipo de servicio en IP, voz, datos y también vídeo. Para establecer el mejor enlace posible, el estándar define mecanismos de modulación adaptativa, que permite que la estación base y los equipos receptores de usuario negocien las condiciones de la modulación a emplear, según las características de cada enlace de radio. Una facilidad que se refuerza con el empleo de antenas mejoradas, que incrementan la eficiencia y cobertura de la comunicación, aprovechando la experiencia tecnológica de la telefonía móvil 3G para este componente.


CERTIFICACIONES Y ESTANDARES
WiMAX Forum

El WiMAX Forum1 es una organización sin fines de lucro, impulsada por el sector de las comunicaciones radio, que fue creada con el objeto de promover y certificar la interoperabilidad de los productos inalámbricos de banda ancha de conformidad con los estándares IEEE 802.16 y ETSI HyperMAN. El objetivo de esta institución es acelerar las implementaciones mundiales y expandir el mercado de soluciones de acceso inalámbrico de banda ancha interoperables y basadas en estándares.
El foro está trabajando con las empresas asociadas a fin de desarrollar perfiles estandarizados y productos WiMAX interoperables en torno a bandas concretas del espectro de frecuencia de radio, fundamentalmente 2.3GHz, 2.5GHz, 3.5GHz y 5.8GHz. Son miembros del WiMAX Forum numerosas empresas y proveedores de servicios.


Estándar 802.16 (WiMAX)

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), es la denominación de una marca de referencia para productos que pasan la conformidad y los test de interoperatividad de los estándares 802.16. IEEE802.16 es el grupo de trabajo del IEEE especializado en acceso punto a multipunto de banda ancha.
El estándar original WiMAX, el IEEE 802.16, especifica la tecnología para el rango de 10-66 GHz. Posteriormente, 802.16a añadió soporte para el rango de 2 a 11 GHz, donde algunas bandas no requieren licencia, o sólo precisan una simple autorización.
Los esfuerzos se están centrando en esta variación del estándar. La ventaja principal se centra en la posibilidad de realizar comunicaciones sin disponer de línea de vista, haciendo un uso eficiente de las tecnologías existentes, pero sin desafiar a las leyes de la física.
Una característica importante del estándar es que define una capa MAC que soporta múltiples especificaciones físicas (PHY). Esto es vital a la hora de permitir a los fabricantes su diferenciación respecto a la competencia y por lo que se considera el estándar como un marco de trabajo para la evolución de tecnologías inalámbricas. WiMAX puede ser descrito como el intento de mezclar muchas tecnologías para cubrir varias necesidades en un espectro amplio, con la diferencia de que a este foco vago se le están sacando rentabilidades prácticas.
WiMAX se basa principalmente en dos subestándares del IEEE, 802.16-2004 para el acceso fijo, y 802.16e para el acceso portable o móvil. Las diferentes versiones de especificaciones de cada subestándar se presentan en sucesivas Wave, que se corresponden con los diferentes perfiles de sistema (WiMAX Forum System Profiles) definidos para su certificación. Actualmente se han definido el perfil de WiMAX fijo, y el de WiMAX móvil. Para el WiMAX Fijo, las normas de certificación están completamente definidas, manteniendo las características del subestándar ya mencionadas, pero especialmente para WiMAX Móvil se están definiendo sucesivas versiones o releases, y dentro de cada una de ellas, sucesivas fases (waves) que van marcando las novedades en la definición del proceso de certificación (Certification Profiles).


ENTES REGULADORES EN COLOMBIA


Ministerio de comunicaciones

Creado mediante la ley 31 del 18 de Julio de 1923, fue inicialmente llamado "Ministerio de Correos y Telégrafo", estaba encargado de las políticas de planeación y desarrollo en los campos de la telegrafía y el correo. Posteriormente, en Febrero de 1953, cambia de denominación y pasa a ser el "Ministerio de Comunicaciones".
En 1976 mediante el decreto 129, se le realiza una reforma a fin de colocarse acorde con las nuevas tecnologías aplicadas a las telecomunicaciones. Tiempo después, con la expedición de la ley 72 de 1989 y el decreto 1900 de 1990, se fijó como política, la desmonopolización del sector de las telecomunicaciones propiciando la inversión privada en el sector, en el ámbito nacional, departamental y local.
Con la entrada en vigencia de la constitución de 1991, se incorporan temas alrededor de las telecomunicaciones en la carta política, tales como: "Derecho a informar y a recibir información veraz", "a la creación de medios masivos de comunicación", se ratifica la gestión por parte del estado del espectro radioeléctrico, y se crea la Comisión Nacional de Televisión (CNT), entre otros.
Su misión fundamental, es la de direccional y reglamentar el sector de las telecomunicaciones y de las tecnologías de información, en pro de garantizar y fomentar el acceso universal y ejercer la administración y control del espectro radioeléctrico.

Comisión de regulación de telecomunicaciones

La Comisión de Regulación de Telecomunicaciones se crea con el propósito principal de regular los monopolios en la prestación de los servicios de Telecomunicaciones en nuestro país, es decir, es el organismo encargado de promover la competencia equitativa de los operadores de telecomunicaciones, buscando que su operación sea económicamente eficiente, con servicios de calidad y evitando el abuso de la posición dominante que uno o varios operadores pueda alcanzar.
Propende igualmente por la defensa de los intereses de los usuarios de los servicios de telecomunicaciones, la fijación del régimen tarifario, de interconexión entre operadores de telecomunicaciones y la solución de los conflictos en vía administrativa entre operadores.
La Comisión, presta asesoría al gobierno nacional y al Ministerio de Comunicaciones, en el área de Telecomunicaciones, preparado planes, normas, programas y estudios del sector, que permitan propender por el acceso universal de los servicios, la adopción masiva de nuevas tecnologías y prácticas eficientes que mejoren la calidad de los servicios recibidos por los usuarios del sector de la telecomunicaciones en Colombia.
En materia de regulación del sector de telecomunicaciones, se encarga de establecer las formulas para la fijación de tarifas de los servicios, estableciendo los requisitos generales a los que deben someterse los operadores por el uso de las redes ya establecidas, el coso de utilización de éstos y el cargo por interconexión.


PROVEEDORES DE SERVICO

WIMAX EN LATINOAMERICA

En América Latina ya se ha implementado, tanto experimental como comercialmente WiMAX en varios países
Colombia: La Empresa Orbitel, parte de la Empresa UNE y las Empresas Públicas de Medellín ofrece comercialmente el servicio en las ciudades de Cúcuta, Cali, Cartagena, Manizales, Barranquilla, Medellín, Ibagué y Bogotá. Además, Telebucaramanga, filial de Telefónica Telecom provee una Red Mixta de WiMAX-WiFi en la ciudad de Bucaramanga desde el año 2005, siendo la primera en estar en el país y latinoamérica.
Argentina: Las Empresas Ertach y Velocom, ofrece el servicios en casi todo Argentina expandiendose muy rápido, en datos, telefónia, e internet en tecnologías licenciadas en 3,5 Ghz y 2,4 Ghz.
Paraguay: La Empresa Telecel S.A con su marca TIGO, empezó a actualizarse de la tecnología XL a WiMAX en Noviembre de 2005 dando cobertura primeramente en área metropolitana y seguidamente expandiéndose en todo el territorio.
Costa Rica: Desde junio del 2006 el líder en Internet, Radiográfica Costarricense (RACSA), ofrece el servicio WiMAX, Internet de alta velocidad desde 0.5 Mbps en adelante para su primera etapa en el Gran Área Metropolitana
Chile: Telmex inició oficialmente la comercialización de planes de Internet Banda Ancha y Telefonía, a través de la primera red inalámbrica nacional, con tecnología WiMAX. Telmex desde el mes de julio comenzó a comercializar esta tecnología en el sector Hogar. ENTEL (Empresa Nacional de telecomunicaciones) en junio comenzó con sus primeros pasos comercializando WIMAX a las pequeñas y grandes Empresas.
Venezuela: Omnivisión desplegó la red WiMAX en Caracas junto a Samsung en la banda de 2.5 Ghz, sin embargo, recientemente CONATEL (ente regulador de las telecomunicaciones en ese país) asignó las bandas de 3.5 y 3.7 Ghz para el uso de esta tecnología, lo que ha retrasado un poco el lanzamiento comercial. Actualmente también tienen el servicio de WiMAX movil, un estándar de última generación y que por ahora está disponible en pocos lugares del mundo.
El Salvador: Telecom (del grupo América Móvil) inició el servicio de WiMax en Junio de 2007 y Telefónica Móviles ya cuenta también con su propia red WiMAX, cuyo servicio podría lanzarse antes de Agosto de 2007, Salnet desplegara su red WiMax a principios de Octubre de 2007.
Ecuador: Intel ha firmado un acuerdo con la Estación Científica Charles Darwin en Galapagos, Ecuador, para implementar un proyecto piloto de interconexión WiMAX entre las diferentes islas que conforman el archipiélago.CONATEL es el ente regulador de las telecomunicaciones en Ecuador. Además Tv cable en Guayaquil ya vende a los usuarios residenciales, comerciales e industriales esta tecnología.


SEGURIDAD


Como cualquier otra red de comunicación al servicio de empresas y usuarios individuales que desean mantener su información segura, los sistemas WiMAX necesitan aplicar medidas para asegurar la privacidad de sus usuarios finales y prevenir del acceso a información confidencial o sensible a personas que no están autorizadas.

Desde que los sistemas WiMAX utilizan el interface radio como medio de transmisión, la pregunta que conviene hacerse es cómo prevenir que los intrusos no intercepten información sensible y confidencial transmitida por ondas hertzianas ya sea en banda libre o banda licenciada.

Tanto los clientes como los operadores deberían sentirse protegidos y confiar en que su sistema es privado y seguro, y que las medidas apropiadas están disponibles para minimizar los riesgos de seguridad, incluyendo:
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Escuchas/espionaje: interceptar información de forma intencional cuando se está transmitiendo.
- Privacidad: Asegurarse de que la información transmitida es solamente leída por los destinatarios a los que va dirigida.
- MAC Spoofing: evitar que un atacante copie las direcciones MAC de CPE legítimas con el fin de conseguir el acceso a la red.
- Robo del Servicio: prevenir que los agresores puedan acceder a Internet u otros servicios utilizando CPE robadas y advirtiendo a los usuarios legítimos de obtener los servicios de forma gratuita.

Principales consideraciones

El estándar WiMAX requiere de las mejores características de seguridad en su clase, lograda gracias a la adopción de las mejores tecnologías disponibles actualmente. Las características de seguridad son independientes al tipo de operador (ILEC -Incumbent Local Exchange Carrier- o CLEC -Competitive Local Exchange Carrier-) y a la topología de la red de acceso. En este sentido, el estándar aborda las cuatro áreas principales a tener en cuenta: cómo prevenir el uso clandestino de la conexión wireless; denegación de servicios para unidades robadas o utilizadas de forma fraudulenta; suministrar servicios sólo a los usuarios finales específicos; y cumplir con la Gestión de Acceso Seguro.

Respecto a cómo prevenir la utilización clandestina de la conexión wireless, la clave está en la encriptación.
"La encriptación es la clave para prevenir la utilización clandestina de la conexión ‘wireless’"
La seguridad WiMAX soporta dos estándares de encriptación de calidad, DES3 y AES, que es considerado tecnología de vanguardia. Básicamente, todo el tráfico en redes WiMAX debe ser encriptado empleando el Counter Mode con Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol (CCMP) que utilizan AES para transmisiones seguras y autenticación de la integración de datos.

La autenticación end-to-end de la metodología PKM-EAP (Protocolo de Autenticación Extensible) es utilizada de acuerdo con el estándar TLS de encriptación de clave pública.

El estándar define un proceso de seguridad dedicada en la estación base para los principiantes. Del mismo modo, también hay unos requerimientos de encriptación mínimos para el tráfico, así como para la autenticación end-to-end -lo último que es adaptado desde la especificación del interface del servicio de datos sobre cable (DOCSIS) BPI y el protocolo de seguridad-.
En relación al suministro de servicios sólo a los usuarios finales específicos, la autenticación -basada en certificados digitales X.509- es incluida en la capa de control de acceso a los medios y da a cada usuario 802.16 receptor su propio certificado incorporado, más otro para el fabricante, permitiendo a la estación base autorizar al usuario final. La privacidad de la conexión es implementada como parte de otro subnivel MAC, la capa de privacidad. Ésta se basa en el protocolo Privacy Key Management que es parte de la especificación DOCSIS BPI.

DEBILIDADES DEL WIMAX


Los mecanismos de seguridad que poseen los actuales estándares son diferentes. La descripción de cada uno de ellos es la siguiente:
1) IEEE 802.16-2004: Provee manejo de privacidad de llaves para autenticación e intercambio de llaves (PKM) y un protocolo de encapsulación de datos para el manejo de confidencialidad e integridad. Entre las principales debilidades detectadas se pueden mencionar:

  • No existe autenticación de red, por lo que es posible realizar ataques usando estaciones base falsas.

  • No se especifica la forma de manejar certificados.

  • Utiliza DES para la encriptación, lo cual es considerado inseguro.

  • Existen potenciales ataques de denegación de servicio debido a la no existencia de protección de integridad en los paquetes.

  • El método de generación de números pseudo-aleatorios es potencialmente débil comparado con otros métodos estandares.

2) IEEE 802.16e: Este estandar es un gran paso en términos de seguridad con respecto al estandar anterior, ya que la mayor parte de las debilidades fueron corregidas. El estandar provee mejoras en los mecanismos de autenticación (EAP, PKMv2), la mayoría de los paquetes de control son firmados para protección de integridad, se usan mecanismos basados en AES para encriptación de datos y se efectúa una pre-autenticación para proveer un inicio de sesión más eficiente para movilidad. Los análisis han detectado algunas probables debilidades:
  • Es posible un ataque de DoS en la autenticación debido a que no todos los paquetes EAP están protegidos.
El manejo de certificados es aún poco claro, ya que no se han resuelto asuntos como el almacenamiento de los mismos y sus llaves privadas.


SITUACION ACTUAL


Similarmente a los accesos de tipo residencial, las proyecciones que se realizaban con a las tendencias que se tenían en el año 2006, desbordan ampliamente los cálculos realizados, alcanzando para el primer semestre del año 2007 los 8.491accesos, superando en más de 3.500 accesos las proyecciones de finales de 2006 (4.962 accesos), una diferencia muy significativa que consolida la aceptación del sector empresarial de la tecnología.
El 2007 continúa la masificación del servicio, en éste segmento del mercado, principalmente en los accesos en el rango de menos de 300 Kbps, pero se continúan obteniendo avances en los rangos de velocidad mayor.
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Figura 54. Usuarios WiMAX corporativos 2007-I.



Fuente: COMISIÓN DE REGULACIÓN DE TELECOMUNICACIONES (CRT). Los suscriptores de internet sobrepasan el millón. [En línea]. Bogotá: El Autor, 2007 <Disponible en: www.siust.gov.co/siust/uploadBiblioteca/16102007_233213-Informe_Internet__1S2007.doc> [consulta: 25 Abr. 2007]
Con los resultados obtenidos en los semestres anteriores, se proyecta que la demanda de éste tipo de acceso a banda ancha continúe en franco ascenso para los años futuros. Puede esperarse que para finales de 2007 se alcancen los 13.707 usuarios y que para finales de 2008 se llegue a los 30.867.
Estos valores, consolidan cada vez más a WIMAX como opción de conectividad inalámbrica en el sector tanto corporativo como residencial y multiplicando la aceptación que se tiene por parte de los usuarios de ésta tecnología.
El futuro de ésta tecnología, esta atado en gran medida a los niveles de servicio que proporcionen los operadores, la percepción, eficacia y confiabilidad de la tecnología que alcancen los usuarios.
Igualmente serán decisivos los servicios de valor agregado que surjan alrededor de WiMAX, pero sin duda, a futuro, será una opción importante para la conectividad de los ciudadanos en nuestro país, y propiciará una revolución en la telecomunicaciones e indicadores de la industria en los próximos años.
Figura 55. Proyección WiMAX Corporativo Colombia 2007-2008.
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TELEVISIÓN SOBRE DEMANDA MÓVIL

El tema de la televisión móvil está de moda últimamente a pesar de que la demanda por estos servicios no ha sido demostrada con total confiabilidad. Y antes de poder hablar de IPTV sobre WiMAX, se habla de televisión móvil a través de esta tecnología.

Los operadores móviles ya se han embarcado a la oferta de televisión móviles a través de sus redes de 3G a la espera de que se aclare el modelo de negocios para poder lanzar una red alternativa, ya sea MediaFlo o DVB-H, para la oferta de estos servicios.

A estas tecnologías les ha salido un nuevo competidor: WiMAX. MobiTV, proveedor de móvil TV a través de redes móviles de banda ancha, está demostrando las posibilidades de este servicio a través de WiMAX. PCs, dispositivos móviles y set top boxes serán utilizados en las demostraciones de esta empresa.

La empresa dice que WiMAX es un complemento ideal para los operadores móviles para la oferta de servicios de televisión móvil, video y música. (Latin WiMAX: Noticias COBERTURA WiMAX WORLD 2007, 2007).

La tecnología IPTV permite a los proveedores de servicios WiMAX, ofrecer el servicio de televisión en sus redes de alta velocidad, con una oferta de canales similar a la de los cable-operadores u operadores satelitales.

IPTV dependiendo de los algoritmos de compresión, requiere de al menos 1 Mbps de ancho de banda entre la Estación Base (BS) y el suscriptor.


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Figura 56. IPTV y Video sobre Demanda sobre un proveedor WiMAX.
Fuente: BROADBAND SOLUTIONS, INC. WiMax & IPTV. [En línea]. s.l: El Autor, 2007 <Disponible en: http://www.wimax.com/education/wimax/iptv> [consulta: 26 Oct. 2007]

En adición a la programación ofrecida por IPTV, los proveedores de servicio pueden ofrecer gran variedad de servicios de video sobre demanda (VoD). El usuario suscriptor puede programar la oferta televisiva a la carta para disfrutarla ya sea en su hogar o en su dispositivo terminal móvil WiMAX.



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Figura 57. Dispositivos WiMAX para TV Móvil.
Fuente: NDS WiMAX TV solution: new revenue-generating video services over wireless broadband IP. [En línea]. United kingdom: NDS, 2006. <Disponible en: http://www.nds.com/pdfs/NDS_WiMAXTV_datasheet.pdf> [consulta: 17 Oct. 2007]

Esto puede ser mucho más atractivo para los usuarios, los cuales sólo pagan por los canales o programas que desean ver, y no por cientos de canales que en la mayoría de las ocasiones no obedecen a los gustos ni intereses de los televidentes. Igualmente permite a los proveedores de servicios WiMAX, la posibilidad de aumentar los ingresos percibidos, mediante la presentación de anuncios publicitarios relacionados con el perfil de preferencias solicitados por los usuarios, focalizando y potenciando el poder de éstos en la audiencia.

JUEGOS EN LÍNEA

El servicio de juegos en línea inalámbricos tendrá un crecimiento significativo durante los próximos años, gracias a tecnologías de acceso a Banda Ancha como WiBro y WiMAX.
La creciente industria del entretenimiento jugará un papel importante en el desarrollo de las redes WiMAX durante los próximos años, agregando propuestas de valor en torno a los servicios, y que permitirá promover el uso de ésta tecnología.


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Figura 58. Servicios Personales Banda Ancha Inalámbrica WiMAX.
Figura 58. Servicios Personales Banda Ancha Inalámbrica WiMAX.
Fuente: ALVARION. 4 Motiontm: delivering mobile WiMAX. [En línea]. s.l: El Autor, 2007 <Disponible en: http://www.alvarion.com/upload/contents/291/4Motion_Brochure.pdf> [consulta: 21 Oct. 2007]

BIBLIOGRAFIA



http://www.borrmart.es/articulo_redseguridad.php?id=1088

http://www.clcert.cl/show.php?xml=xml/editoriales/doc_07-08.xml&xsl=xsl/editoriales.xsl
http://www.revistaesalud.com/index.php/revistaesalud/article/viewArticle/71/349
http://uvirtual.ufpso.edu.co/mod/resource/view.php?id=4190
http://www.hoytecnologia.com/noticias/tecnologia-Wimax-tambien-para/125215