Mobile WiMAX acelera el desarrollo de la banda ancha inalámbrica personal

El continuo desarrollo de la red "Inalámbrica + Banda Ancha" está generando la aparición dinámica de distintas tecnologías de radio. Esto derivó en un aumento en la competición en términos del campo de aplicación. Sin embargo, el Mobile WIMAX es considerada una tecnología clave en el desarrollo de la banda ancha inalámbrica personal. El primer lote de productos certificados del foro WiMAX se comercializó en el mercado hacia fines de 2005.

Desde su aparición en la industria, la tecnología WiMAX (Worldwide interoperability for Microwave Access –Interoperabilidad Mundial para el Acceso de Microonda) fue un punto sumamente controvertido. Las funcionalidades tecnológicas, la superioridad en cuanto al servicio de banda ancha y la unión entre fabricantes líderes no son más que un indicio del próspero futuro de la tecnología WiMAX que anuncia el advenimiento de la era de la banda ancha personal. Durante los Juegos Olímpicos de Beijing del 2008, por ejemplo, las redes WiMAX serán probadas en estadios y edificios.


Estándares WiMAX

La tecnología WiMAX describe una tecnología de banda ancha de radio que se define en el estándar IEEE802.16. La primera versión del estándar IEEE802.16 fue promulgada en diciembre del 2001. Posteriormente dicho estándar fue enmendado y se promulgaron nuevas versiones del mismo. Sin embargo, las dos últimas versiones- IEEE802.16-2004 (802.16d) y IEEE802.16-2005 (802.16e) – han convertido a la tecnología WiMAX en una tecnología que atrae la atención del mundo entero.

El estándar IEEE802.16d utiliza una tecnología de multiplexación por división de frecuencia ortogonal y soporta la línea de visibilidad directa y la visada indirecta tanto de entornos fijos como nómades. En el entorno de línea de visibilidad directa, opera en un rango de frecuencia de 10-66GHz, mientras que en el caso de visada indirecta requiere un rango inferior a 11GHz. En la actualidad, el 802.16d opera en frecuencias de 3.5GHz y 5.8GHz, y se puede utilizar tanto una estación fija de exterior como de interior.

El IEEE802.16e, es decir, el mobile WiMAX, es capaz de conmutar y hacer roaming. La tecnología SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access –Acceso de Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal Escalable) asigna diferentes subcanales a los diferentes abonados y soporta el acceso simultáneo a Internet de muchos abonados. En condiciones de visada indirecta, el mobile WiMAX opera en un rango de frecuencias inferiores a 6GHz. Los operadores que utilizan el 802.16e para realizar networking podrán brindar servicios fijos y nómades así como también servicios tanto para laptops como para teléfonos móviles. El foro WiMAX aún debe definir un rango de frecuencia para el 802.16e, pero la experiencia de aplicación indica que 2.3 ó 2.5GHz representan las opciones más posibles. Se pretendía que las pruebas de certificación para los productos 802.16e se efectuaran a fines del 2006, pero se pospondrán hasta el 2007. No obstante lo anterior, la versión 802.16e le ha dado a la industria una razón para considerar que la tecnología mobile WiMAX acelera el desarrollo de la banda ancha móvil personal.


Tres tecnologías clave para Mobile WiMAX

El estándar Mobile WiMAX, IEEE 802.16e permite que los usuarios utilicen un terminal para recibir servicios de banda ancha inalámbrica en cualquier momento y en cualquier lugar. Tres tecnologías clave - SOFDMA, MIMO y AAS – facilitan los índices de rendimiento mejorado de WiMAX en tres áreas: Velocidad, resultados y capacidad. Los operadores pueden brindar a los usuarios servicios que requieren un mayor ancho de banda y QoS, como por ejemplo streaming media, VoIP, videoconferencia y juegos interactivos.

• SOFDMA
  
  OFDMA se encuentra en la capa física de las capas inalámbricas de nueva generación. Basada en OFDM, OFDMA permite que muchos abonados accedan asignándole a cada uno un cierto número de subcarriers. También introduce la tecnología TDMA que asigna diferentes segmentos de tiempo a diferentes grupos de usuario. Todos los subcarriers OFDMA se dividen en diversos grupos de subcarriers en dominios de frecuencia, cada uno de los cuales se denomina subcanal. Un usuario puede ocupar uno o más subcanales. En ámbitos temporales, muchos equipos de usuario en un segmento de tiempo dado pueden transmitir datos simultáneamente a través de diferentes subcanales. Asimismo, el OFDMA presenta un mecanismo de asignación flexible que hace posible asignar subcarriers dinámicamente dependiendo del tráfico, mientras distintos modos de modulación y potencias de transmisión son aplicados en diferentes subcarriers lo que resulta en niveles más altos de utilización de espectro.
  
  Si bien es similar, el SOFDMA posee más ventajas que el OFDMA. El SOFDMA no modifica el ancho de los subcarriers por otros anchos de banda de canal y determina los números de subcarrier tomando una medición directa y proporcional del ancho de banda de canal. El ancho del carrier constante adquiere una utilización de espectro más alto en los canales anchos, reduce el costo de los canales angostos y mantiene la capacidad de interferencia anti-multi-path por medio de diferentes anchos de banda de canal, lo que es básicamente consistente con la capacidad de soporte de movilidad. El rango del ancho de banda dinámico que provee el SOFDMA es entre 1.25MHz-20MHz. En caso de un ancho de banda de 10MHz, las tasas de downlink y uplink son de alrededor de 63Mbps y 28Mbps respectivamente.
  
  
• MIMO
  
  MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output) presenta múltiples antenas tanto en los extremos de transmisión como de recepción con el fin de obtener altas tasas de datos y una calidad de transmisión mejorada.
  
  En el core de MIMO, existe procesamiento de señal de tiempo y espacio. Específicamente, la distribución de múltiples antenas combina los ámbitos temporales y espaciales para el procesamiento de la señal. MIMO utiliza la tecnología de codificación de tiempo y espacio y términos de código de diseño de ambos ámbitos y transmite streams de bit de información de modo simultáneo de antenas múltiples cuando utiliza la naturaleza ortogonal de la secuencia de transmisión de antenas para obtener ganancias.
  
  
• AAS
  
  AAS (Adaptive Antenna System) presenta antenas múltiples para transmitir y recibir señales. Utiliza la tecnología de procesamiento de señal digital para rastrear la información espacial de cada abonado móvil y genera haces de onda direccionales de espacio que utilizan completamente las señales de los abonados al mismo tiempo que elimina señales de interferencia. En base a las diferentes posiciones espaciales de los abonados, el AAS puede transmitir y recibir las señales de cada abonado en el mismo canal para mejorar la utilización del espectro sin introducir una interferencia mutua significativa.
  
  La transmisión de señal direccional en la transmisión de antena utiliza el AAS para eliminar la interferencia de transmisión de otros abonados en las mismas celdas y en celdas adyacentes. Sintetizando señales de espacio, el AAS mejora las ganancias y reduce la transmisión de las antenas en potencia de transmisión de estaciones móviles en direcciones especiales. Por lo tanto, la utilización de AAS permite a los operadores contar con una cobertura más amplia, reducir la utilización de estaciones base y mejorar la utilización de espectro, reduciendo así el OPEX. En el extremo de recepción de la antena, la síntesis de señales de espacio genera ganancias en la dirección esperada en el mapa direccional de la totalidad del banco de antenas. Por otro lado, en otras direcciones las ganancias son inferiores. Esto conduce a una proporción de ruido a señal más alto en términos de señales de recepción y forma un punto cero de espacio en la dirección de interferencia, suprimiendo así cualquier interferencia importante.

Precursor de la industria de WiMAX

En 2001 Huawei dio inicio a la etapa de investigación y de realización de pruebas en relación con la tecnología WiMAX. En 2004, se asoció as foro WiMAX y pronto se convirtió en uno de los miembros más importantes del mismo. Habiendo jugado un rol significativo en diversos grupos estándares, Huawei llevó a cabo una unión estratégica con Intel, importante fabricante de chips, en 2005. Huawei es uno de los líderes en cuanto a R&D de chips, gracias a su acercamiento proactivo en relación con el estudio y manejo de las tecnologías core de la industria de las cuales Huawei ha patentado un alto número y, por lo tanto, disfruta una posición líder en la cadena industrial

El esquema de networking de mobile WiMAX de Huawei soporta un networking flexible, protege la inversión existente en redes utilizando los recursos de red existentes y ejecuta el despliegue. Las actualizaciones se ejecutan en etapas y el esquema provee un potencial de evolución a largo plazo de E2E. Huawei brinda a sus clientes soluciones E2E de mobile WiMAX que incluyen todos los elementos de la cadena ecológica: Estaciones base, gateways de red de acceso, NE de red de core, NMS y terminales. Asimismo, el sistema WiMAX es capaz de efectuar networking independiente o de unirse a redes 2G/3G híbridas ya existentes. Los operadores podrán brindar a los abonados servicios, tales como servicios de voz y de video, juegos, mensajería instantánea y llamadas en conferencia.

Huawei les provee a los operadores de redes fijas una solución de networking independiente E2E de mobile WiMAX. La combinación perfecta de WiMAX e IMS hace posible formar una red All-IP que permite un ancho de banda superior a costos más bajos. Los operadores pueden desplegar MAN y WAN basadas en WiMAX. Huawei, a su vez, les provee a los operadores móviles una solución de networking combinada mobile WiMAX, que les permite integrar sus redes 2G/3G existentes con la red WiMAX. Como resultado, los operadores pueden proteger su inversión existente haciendo que las dos redes compartan dispositivos múltiples en la red core, tal como HA, HLR y AAA.