Tarea 6 Teleco2 Wll Wifi - Wimax - Lmds

[2009]  Tarea 6: WLL ‐ Wifi ‐ Wimax ‐  LMDS

Alumnos: Jorge Faúndez López Ariel Reyes Álvarez Asignatura: Telecomunicaciones II Profesor Cátedra: Sr. Arnaldo Dossi Dossi

Telecomunicaciones II 2do Semestre 2009

Tarea 6 de Telecomunicaciones II Consiste en Investigar los siguientes conceptos pedidos por el profesor: • • • •

WLL (Wireless Local Loop) Wifi (Wireless Fidelity) WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) LMDS (Local Multipoint Distribution Service)

Desarrollo del trabajo WLL (Wireless Local Loop) También conocido como Wireless Local Loop o bien lazo de abonado sin hilos, es un sistema en el cual la central de comunicaciones local y los suscriptores, se conectan usando tecnología de radio frecuencia en lugar de hacerlo a través de cables. Los servicios de acceso de WLL generalmente están basados en tipos diferentes de tecnologías: análogas o digitales, LMDS, o distintos sistemas desarrollados para aumentar las capacidades de la telefonía inalámbrica. El sistema WLL fijo tiene cuatro usos potenciales: ¾ Llevar los servicios de telefonía a las áreas desatendidas en el mundo ¾ Proveer de servicios avanzados a las áreas de negocios ¾ Reemplazar los sistemas cableados en las zonas comerciales y residenciales ¾ Una alternativa de tecnología de bucle local para mercados nuevos o liberalizados Tipos de tecnologías Las plataformas WLL se pueden clasificar, según la tecnología que utilizan: aquellas que se basan en protocolos analógicos móviles, con la desventaja de tener limitaciones para servicios avanzados, las basadas en protocolos digitales móviles, GSM, TDMA, CDMA, las basadas en inalámbricos como DECT, CT-2, y por último soluciones propietarias de algunos fabricantes. Otra tecnología avanzada de gran ancho de banda es la conocida como LMDS (Local Multipoint Disribution Service) para dar servicio principalmente a empresas y con posibilidad de servicios como el Video on Demand ofreciendo capacidades de superiores a los 2Mbps por abonado. Se basa en tecnologías de alta frecuencia (entre 28 y 40 GHz) y que por tanto requieren visión directa entre la Estación Base y el terminal de usuario. Por el momento no están muy extendidas y en nuestro país la legislación sobre las frecuencias está por concretar. Los nuevos operadores deben escoger el tipo de tecnología más adecuado en términos de costes para cada uno de los escenarios que se decidan a atacar, teniendo en cuenta la penetración que esperan conseguir, la densidad de población y otras consideraciones como las geográficas. Los costes del despliegue de la red son un factor importante a tener en cuenta pero también lo son los costes de operación y mantenimiento de la misma. Comparación cable con radioenlace El plan de negocio para el despliegue de una red en un escenario "Greenfield", es decir sin ningún tipo de estructura existente que se pueda aprovechar, debe tener en cuenta los siguientes datos objetivos de comparación entre un despliegue mediante cable o fibra óptica y uno que utilice el acceso radio: Cable/Fibra: El 75% del coste de la red está en la planta exterior, es necesario desplegar toda la red para lo que se necesitan unos tres años durante los cuales la utilización de la capacidad de la red es mínima y se trabaja dimensionando para una capacidad en función de una demanda futura. Radio: El 45% del coste de la red está en los terminales de usuario de donde se derivan las siguientes ventajas: sólo se incurre en este coste si existe un cliente, la utilización de la red es alta desde un principio y su capacidad se dimensiona bajo demanda real. Además el tiempo estimado para cubrir totalmente el área se reduce a un año, lo que permite un adelanto en dos años respecto a la fibra en la captación de clientes y no es necesario estudiar dónde se cree que estará el cliente.

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Telecomunicaciones II 2do Semestre 2009 La radio tiene la posibilidad de reutilizarse en el caso de escenarios urbanos a los que finalmente llegue la fibra óptica ya que se puede trasladar y reinstalar en entornos rurales. Fases en el despliegue de una Red de Acceso Radio. Las principales fases que sigue un operador de telecomunicaciones en un despliegue de estas características son: • Analizar los datos de los estudios de mercado acerca de la población, los sectores de actividad y la correlación de consumos. • Parametrizar los distintos escenarios reales según entornos, cobertura (visibilidad y distancias), utilización de planos 3D, utilización de infraestructuras propias existentes. • Definición global: relación con la red de transporte, estudios de capacidad del ancho de banda, cálculo de inversiones para cubrir la demanda. • Planificación detallada: política comercial, definición del proyecto de ejecución, identificación de clientes prioritarios, replanteos en emplazamientos para Estaciones Base, planificación frecuencial, Red de Gestión. • Ejecución: Consecución de contratos para Estaciones Base, obra civil (acondicionamiento de locales y construcción de casetas), instalación y puesta en servicio de equipos de fuerza y telecomunicaciones. • Instalación de terminales, integración con la red troncal y activación en el Sistema de Gestión. • Operación y mantenimiento: Gestión de alarmas, equipos de reparación de averías. • Optimización de la red: replanificación radioeléctrica, técnicas de concentración, estudios de tráfico, calidad del servicio

Wi-Fi (Wireless Fidelity) WI-FI (Wireless Fidelity), se define como un sistema de envío de datos sobre redes computacionales que utiliza ondas de radio en lugar de cables. Una Red Wi-Fi es la creación de una estructura de red implementando como base principal la utilización de tecnología inalámbrica Wi-Fi (802.11a - 802.11b - 802.11g - 802.11n) como forma para que los equipos se conecten entre sí y a internet. Una definición breve sería como si existiera un enchufe de red en cualquier punto dentro de la zona de cobertura Wi-Fi. Aplicaciones del WI-FI Las Redes WiFi pueden tener muchas utilidades prácticas para todo tipo de entidades, empresas o negocios. · Acceder a una red empresarial desde cualquier punto. · Acceder a Internet sin necesidad de cables. · Conectarse sin cables con un PC, un portátil, una PDA, un teléfono móvil o videoconsola con conexión WI-FI. · Servicio de HotSpot para acceso restringido por tiempo o volumen. · Acceder a servicios de VoIP sin cables. Arquitectura WI-FI Se proporciona un sistema de infraestructura inalámbrico basado en software. El sistema tiene un controlador que comunica con la pila de red y una tarjeta de interfase de red (NIC) Network Information Center, un servidor de estaciones en comunicación con el controlador de estaciones y un suplicante 802.1X o un autentificador 802.1X. Cada tarjeta de interfase de red proporciona soporte de funcionalidad de estación y/o punto de acceso. El controlador desecha paquetes que han sido recibidos si el paquete no ha sido autentificado y asociado. Los paquetes que han sido fragmentados o codificados crípticamente se desfragmentan y se descodifican crípticamente. Un administrador de asociación se usa junto con un administrador de tabla de configuración para asociar las estaciones y los puntos de acceso vía los paquetes de administración. Un administrador recibe los paquetes de datos 802.1X del procesador de paquetes y los envía a un servidor de estaciones que se comunica con las aplicaciones del modo usuario y un suplicante 802.1X o un autentificador 802.1X que se usan para autentificar y desautentificar estaciones y puntos de acceso. Se proporcionan APIs para habilitar la comunicación entre los componentes. Topologías de una Red WI-FI Topología Ad-Hoc: cada dispositivo se puede comunicar con todos los demás. Cada nodo forma parte de una red Peer to Peer o de igual a igual, para lo cual sólo vamos a necesitar el disponer de un SSID igual para todos los nodos y no

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Telecomunicaciones II 2do Semestre 2009 sobrepasar un número razonable de dispositivos que hagan bajar el rendimiento. A más dispersión geográfica de cada nodo más dispositivos pueden formar parte de la red, aunque algunos no lleguen a verse entre sí. Topología Infraestructura: en el cual existe un nodo central (Punto de Acceso Wi-Fi) que sirve de enlace para todos los demás (Tarjetas de Red Wi-Fi). Este nodo sirve para encaminar las tramas hacia una red convencional o hacia otras redes distintas. Para poder establecerse la comunicación, todos los nodos deben estar dentro de la zona de cobertura del AP (Access Point). Técnicas de Modulación WI-F I DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying): Cada bit se encuentra contenido en el cambio de fase entre dos ciclos completos de señal. Con esta se obtienen velocidades de hasta 1 Mbps en 802.11b/g DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying): En cada baudio de señal se puede transmitir dos bits con lo que se obtienen hasta 2 Mbps en 802.11b-g. QAM (Quadrature Amplitude Modulation): Según el número de símbolos existentes combinando las distintas amplitudes posibles de las dos señales que se transmiten, la modulación es denominada 4QAM, 16QAM, 64QAM, 256QAM. CCK (Complementary Code Keying): Consiste en un conjunto de 64 palabras código de 8 bits CCK utiliza una serie de códigos llamados Secuencias Complementarias, porque hay 64 palabras de código únicas que se pueden utilizar para codificar la señal, hasta 6 bits se pueden representar por una palabra de código particular se utiliza en los estándares 802.11b-g permite velocidades de 5,5 / 11 Mbps. PBCC (Packet Binary Convolutional Code): Protocolo desarrollado por Texas Instruments (TI), Soporta hasta 22Mbs. Es conocido en muchos textos como IEEE 802.11b+, además es compartido por D-Link y NDC entre algunos otros fabricantes de equipos. Tiene como desventaja que no es compatible entre diferentes fabricantes, así que rara vez se utiliza FSK (Frequency-shift keying): La señal modulante desplaza la frecuencia de la onda portadora entre valores discretos predeterminados. Generalmente la frecuencia instantánea se desplaza entre dos valores discretos denominados frecuencia marca y frecuencia espacio. Este es el método no coherente de FSK. Existe también el método coherente de FSK en el cual no hay discontinuidades de fase en la onda portadora. Seguridad en WI-FI Direcciones MAC, filtrado de direcciones de red: Gracias a esta característica, los Puntos de Acceso únicamente permiten acceder a la red a aquellos dispositivos cuya dirección física de la red Ethernet (MAC) sea una de las permitidas. Las direcciones MAC las asigna el fabricante y están biunívocamente relacionadas con la tarjeta de red fabricada. Es un mecanismo robusto pero vulnerable para expertos que sepan suplantar en un dispositivo de red una determinada dirección MAC autorizada, aunque es necesario conocer dicha dirección MAC. Encriptación WEP (Wired Equivalent Privacy): Se trata de un mecanismo de encriptación basado en claves de longitud 40, 104 o 232 bits. Existe un generador de números pseudoaleatorio cuya salida es “combinada” con el contenido de los bits integrantes de los paquetes de datos, la técnica de encriptación se basa en el algoritmo RSA RC4. Se ha demostrado su vulnerabilidad y han aparecido aplicaciones que “escuchando” las comunicaciones iniciales de un “cliente” que realiza el acceso a la red WLAN, son capaces de averiguar la clave y a partir de aquí pueden realizar escuchas en “claro” de lo transmitido por la red. Estándar IEEE802.1x: Es un entorno para autenticación basado en la utilización de puertos y distribución de claves que mejora la autenticación de dispositivos. Windows XP incorpora esta característica. Sirve como soporte para implementaciones de seguridad sobre servidores de autentificación, el estándar define el EAP (Extensive Authentication Protocol) que usa un servidor central de autenticación para autenticar a cada usuario de la red. En cuanto a dispositivos fabricantes como Agüere, Cisco y Enterasys disponen de producto cumpliendo el estándar.

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Telecomunicaciones II 2do Semestre 2009 WPA v1: Elimina alguna de las vulnerabilidades del WEP. Esta tecnología puede ser instalada en el hardware existente a través de una actualización del software residente (firmware). Incorpora TKIP (Temporaly Key Integrity Protocol), y la autenticación de usuarios IEEE802.1x. Estándar IEEE802.11i, (conocido como WPA v2): Proporciona nuevos protocolos de encriptación que añaden niveles de seguridad elevados. Describe la transmisión encriptada de datos entre los sistemas 802.11a y 802.11b. Define igualmente nuevos protocolos de encriptación incluyendo el protocolo TKIP así como el Advanced Encryption Standard (AES). Ventajas y Desventajas de WI-FI Las redes Wi-Fi poseen una serie de ventajas, entre las cuales podemos destacar: · Al ser redes inalámbricas, la comodidad que ofrecen es muy superior a las redes cableadas porque cualquiera que tenga acceso a la red puede conectarse desde distintos puntos dentro de un rango suficientemente amplio de espacio. · Una vez configuradas, las redes Wi-Fi permiten el acceso de múltiples ordenadores sin ningún problema ni gasto en infraestructura, no así en la tecnología por cable. · La Wi-Fi Alliance asegura que la compatibilidad entre dispositivos con la marca Wi-Fi es total, con lo que en cualquier parte del mundo podremos utilizar la tecnología Wi-Fi con una compatibilidad total. Esto no ocurre, por ejemplo, en móviles. Pero como red inalámbrica, la tecnología Wi-Fi presenta los problemas intrínsecos de cualquier tecnología inalámbrica. Algunos de ellos son: · Una de las desventajas que tiene el sistema Wi-Fi es una menor velocidad en comparación a una conexión con cables, debido a las interferencias y pérdidas de señal que el ambiente puede acarrear. · La desventaja fundamental de estas redes existe en el campo de la seguridad. Existen algunos programas capaces de capturar paquetes, trabajando con su tarjeta Wi-Fi en modo promiscuo, de forma que puedan calcular la contraseña de la red y de esta forma acceder a ella. Las claves de tipo WEP son relativamente fáciles de conseguir con este sistema. La alianza Wi-Fi arregló estos problemas sacando el estándar WPA y posteriormente WPA2, basados en el grupo de trabajo 802.11i. Las redes protegidas con WPA2 se consideran robustas dado que proporcionan muy buena seguridad. De todos modos muchas compañías no permiten a sus empleados tener una red inalámbrica ya que sigue siendo difícil para lo que representa la seguridad de una empresa estar "seguro". Uno de los puntos débiles (sino el gran punto débil) es el hecho de no poder controlar el área que la señal de la red cubre, por esto es posible que la señal exceda el perímetro del edificio y alguien desde afuera pueda visualizar la red y esto es sin lugar a dudas una mano para el posible atacante. · Hay que señalar que esta tecnología no es compatible con otros tipos de conexiones sin cables como Bluetooth, GPRS, UMTS, etc.

WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) WiMax es el acrónimo en inglés de Worldwide Interoperability for Microwave Access, cuya traducción al español es Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas. WiMax es una tecnología de transmisión por ondas de radio de última generación que permite la recepción de datos por ondas microondas y retransmisión por ondas de radio. Este medio de transmisión de datos nació gracias a la necesidad de expandir la cobertura del servicio de Internet a lugares alejados de los cascos urbanos donde los costos en infraestructura, cableado y equipos necesarios para brindar el servicio eran excesivos en comparación a la utilización que éste tendría. No obstante, la necesidad latente impulsó a que los gobiernos, institutos de investigación y empresas trabajaran conjuntamente para idear una opción más económica y a la altura de las necesidades, para brindar éste servicio. Las

Red WiMax

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Telecomunicaciones II 2do Semestre 2009 microondas son ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencias determinado; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz, que supone un período de oscilación de 3ns (3×10-9 s) a 3 ps (3×10-12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm. El rango de las microondas está incluido en las bandas de radiofrecuencia (3Hz – 300GHz), concretamente en las UHF (0.3 – 3 GHz), SHF (3 – 30 GHz) y EHF (30 – 300 GHz). WiMax está definido bajo la norma 802.16 MAN (Metropolitan Area Network), un protocolo para redes de área metropolitana, proporcionando acceso concurrente con varios repetidores de señal interconectados, en lugares proporcionalmente altos a su entorno, ofreciendo total cobertura promedio de 50 Km de radio y a velocidades de hasta 124 Mbps. Es necesario establecer una pequeña diferenciación en el protocolo, ya que disponemos del estándar 802.16d para terminales fijos y el 802.16e para estaciones en movimiento. Esto marca una distinción en la manera de usar este protocolo, aunque lo ideal es utilizar una combinación de ambos. Esta tecnología no requiere una visión directa o estar en línea recta con las estaciones base, como sucede con los radioenlaces ópticos. WiMax se estableció como una marca, la cual es ostentada por los dispositivos de comunicación que están conforme con el estándar anteriormente mencionado IEEE 802.16 MAN. WiMax supera de manera destacada a su protocolo homólogo WiFi, el cual tan sólo brinda una cobertura radial máxima de solo 100 metros a tasas máxima de transferencia de 54 Mbps, en un ambiente ideal. Es importante mencionar que WiMax es compatible con estándares anteriores, como por ejemplo el generalizado Wi-Fi (IEEE 802.11). WiMax está diseñado como una alternativa wíreless para acceso de banda ancha DSL y cable, y una forma de conectar nodos Wi-Fi en una red de área metropolitana. Por ello, WiMax Se presenta como muy adecuada para dar servicios de banda ancha en zonas donde el despliegue de cobre, cable o fibra por la baja densidad de población presenta unos costes por usuario muy elevados (zonas rurales). Especificaciones técnicas Entre las principales características técnicas de WiMax se encuentran: · Cobertura radial de 50 Kms promedio. · Transmisión efectiva de 124 Mbps. · Anchos de canal entre 1,5 y 20 MHz · Utiliza modulación OFDM (Orthogonal Frequency Division), con 2048 señales portadoras, que permiten altas velocidades de transferencia. · Incorpora soporte para la tecnología smart antenna, la cual mejoran la eficiencia espectral y la cobertura. · Definida para las frecuencias de hasta 11 GHz para conexiones con y sin línea de visión, y entre 10 GHz y 66 GHz para conexiones con línea de visión. · Incluye mecanismos de modulación adaptativa, mediante los cuales la estación base y el equipo de usuario se conectan utilizando la mejor de las modulaciones posibles, en función de las características del enlace radio. · Topología punto-multipunto y de malla. · Bandas licenciadas y de uso libre, dependiendo de la legislación de cada país. · Aplicaciones para la transmisión de voz, video y datos. · Excelente desempeño de transmisión, garantizado vía QoS (Quality of Service).

LMDS (Local Multipoint Distribution Service) LMDS es una tecnología de comunicaciones inalámbricas de banda ancha que se inscribe en el marco del multimedia y se basa en una concepción celular. De acuerdo con esta filosofía, estos sistemas utilizan estaciones base distribuidas a lo largo de la zona que se pretende cubrir, de forma que en torno a cada una de ellas se agrupa un cierto número de usuarios, generando así de una manera natural una estructura basada en células, también llamadas áreas de servicio, donde cada célula tiene un radio de aproximadamente 4 Km en promedio, pudiendo variar dentro de un intervalo en torno a los 2-7 Km. La transmisión tiene lugar en términos de distancias cortas (de ahí su sigla Local). A la hora de realizar la planificación y despliegue de un sistema inalámbrico punto a multipunto existen varios factores que deben tenerse en cuenta: zona geográfica y orografía del terreno, densidad de abonados y consumo de tráfico, calidad de servicio requerida, balance de potencias del enlace radio, tamaño y número de celdas, emplazamiento de estaciones base, reutilización de frecuencias, coste del sistema, etc. Hace pocos años, se creía que las frecuencias tan altas utilizadas en LMDS no permitirían ofrecer de forma viable un servicio masivo. La razón principal que se alegaba al respecto era la atenuación debida a la lluvia, y las altas potencias de

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Telecomunicaciones II 2do Semestre 2009 emisión necesarias en consecuencia para lograr un cierto alcance de la señal, lo que haría inviable económicamente utilizar estas frecuencias como soporte de un servicio a la población en general, dada la dificultad/coste de emitir y recibir con la calidad adecuada la potencia de señal necesaria. Sin embargo, el LMDS ha conseguido superar estas dificultades, fundamentalmente en la banda de 28 GHz. Las principales claves técnicas del sistema son tres: el teorema de Shannon de equivalencia entre ancho de banda y potencia, la recepción de haces muy estrechos y con polarización estable, y la reutilización de frecuencias. Por el teorema de Shannon de equivalencia exponencial entre potencia y ancho de banda, si se duplica el ancho de banda utilizado, sólo es necesario emitir la raíz cuadrada de la potencia para lograr la misma relación señal a ruido en recepción. En bajas frecuencias, el espectro es un recurso particularmente escaso que se ha ido saturando a medida que han surgido nuevos servicios de telecomunicaciones, por lo que se debía recurrir a emisiones de alta potencia para compensar la limitación de ancho de banda. Es algo parecido a lo que sucede en una habitación con mucho ruido de fondo: hablamos más alto para aumentar la relación señal a ruido y hacernos entender. Lo malo es cuando la habitación está "saturada" y todo el mundo debe hablar alto a la vez, hasta que llega un momento en que ni así logramos entender a nuestros interlocutores. En LMDS se utiliza la táctica contraria: como el ancho de banda espectral es un recurso menos escaso (se dispone de 1, 2 o 3 GHz), se utilizan sistemas de modulación en banda ancha para transmitir la señal (por ejemplo, modulación FM). Esto permite utilizar potencias mucho más bajas que en sistemas como la TV herciana convencional. En LMDS, cuando se establece una transmisión, esa "llamada" no puede transferirse desde una célula a otra como ocurre en el caso de la telefonía celular convencional; es por lo que LMDS se inscribe en el contexto de las comunicaciones fijas. En definitiva, el sistema LMDS se puede contemplar, desde un punto de vista global, como un conjunto de estaciones base (también conocidas como hubs) interconectadas entre sí y emplazamientos de usuario, donde las señales son de alta frecuencia (en la banda Ka) y donde el transporte de esas señales tiene lugar en los dos sentidos, desde/hacia un único punto (el hub) hacia/desde múltiples puntos (los emplazamientos de usuario), en base siempre a distancias cortas. El carácter innovador de LMDS consiste en que trabaja en el margen superior del espectro electromagnético, en la banda Ka de 28 GHz, concretamente en el intervalo 27,5 GHz-29,5GHz, y en la banda de 31 GHz utilizada habitualmente para control de tráfico y vigilancia metereológica. El paso siguiente viene dado por la utilización de estas frecuencias elevadas, con la sofisticada tecnología electrónica asociada, en el segmento terrestre, y es aquí donde LMDS aparece como una de las primeras actuaciones. En efecto, las frecuencias correspondientes a la banda Ka se utilizan en el contexto de las comunicaciones por satélite: la innovación que conlleva LMDS se basa en su utilización en las comunicaciones terrestres. Las elevadas frecuencias se han considerado siempre inadecuadas para las comunicaciones terrestres debido a que experimentan reflexiones cuando encuentran obstáculos, originando lo que se conoce como zonas de sombra a las que no llega la señal. Sin embargo, como las frecuencias altas del espectro ofrecen importantes ventajas en términos de ancho de banda fundamentalmente y bajo nivel de saturación del espectro, se está generando un gran interés en extender su aplicación desde el ámbito de las comunicaciones espaciales hacia el ámbito terrestre. Como consecuencia directa de trabajar con las frecuencias más elevadas del espectro, LMDS requiere la existencia de un line-of-sight o camino sin obstáculos entre la estación base/hub y la antena situada en el emplazamiento de usuario o abonado. Para tratar de optimizar la solución a este problema (line-ofsight) se utilizan estrategias basadas en el solapamiento de células, de forma que las zonas resultantes de la intersección de esas células puedan tener acceso a más de una estación base y así disminuir la probabilidad de que se produzcan rupturas del line-of-sight. Otros métodos para tratar de disminuir el nivel de sombra en una determinada zona se basan en la utilización de reflectores y amplificadores. La lluvia constituye en principio un problema para LMDS ya que provoca la pérdida de la potencia de las señales. Esto se soluciona básicamente aumentando la potencia de transmisión, reduciendo el tamaño de la célula o mediante ambos métodos a la vez. En el primer caso se utilizan normalmente sistemas de potencia variable que, asociados a equipos de detección de lluvia, aumentan la potencia de transmisión de forma automática

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Telecomunicaciones II 2do Semestre 2009 cuando se produce la lluvia; cuando la optimización en la variación de potencia no resulta suficiente, se disminuye el tamaño de la célula para conseguir más potencia. LMDS utiliza el método de modulación QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) que permite reducir las interferencias y aumentar casi hasta en un 100% la reutilización del espectro. El ancho de banda conseguido gracias a estas características se acerca a 1 Gbps. Por otra parte, en lo que respecta al contexto de protocolos, LMDS aparece como un sistema especialmente neutro, lo cual aumenta su potencial integrador. Puede trabajar en entornos ATM, TCP/IP y MPEG-2. A modo de resumen y en términos muy generales, en el segmento de usuario, la antena capta la señal emitida por el hub y la unidad de interfaz de red la convierte en voz, vídeo y datos, y la distribuye por todos los cables existentes en la planta del edificio. El segmento de la estación base está formado por la propia estación omnidireccional o sectorizada, que se sitúa sobre estructuras o edificios ya existentes o sobre torres de transmisión de una altura determinada para poder disminuir al máximo las zonas de sombra. En qué consiste el LMDS LMDS es un sistema de comunicación de punto a multipunto que utiliza ondas radioeléctricas a altas frecuencias, en torno a 28 ó 40 GHz1, en las que existen bandas de frecuencia de unos 2 GHz con atenuación mínima (conocidas como "ventanas espectrales") ante los agentes atmosféricos. Dada la anchura de banda disponible, el LMDS puede ser el soporte de una gran variedad de servicios simultáneos: televisión multicanal (difusión, PPV, video on demand), telefonía, datos, servicios interactivos multimedia (teleeducación, telemedicina, acceso a Internet en banda ancha, etc.). El territorio a cubrir se divide en células de varios kilómetros de radio (3-9 Km en la banda de 28 GHz, 1-3 Km en la banda de 40 GHz). El abonado al sistema recibe la señal mediante una de tres vías: desde el emisor principal de la célula, si existe visibilidad directa entre éste y el receptor; desde un repetidor, en zonas de sombra; mediante un rayo reflejado en alguna superficie plana (paredes de edificios, reflectores / repetidores pasivos, etc.). La antena receptora puede ser de dimensiones muy reducidas -antenas planas de 16 x 16 cm- con capacidad de emisión en banda ancha -señal de TV o datos a alta velocidad- o estrecha -telefonía o datos de baja velocidad. El acrónimo LMDS es derivado de: L (local) : Denota que las características de propagación de las señales en este rango de frecuencias delimita el área potencial de cobertura de una sola celda; El rango de un transmisor LMDS es aproximadamente 8Km. M (multipunto) : Indica que las señales son transmitidas según un método punto-multipunto; el enlace inalámbrico entre el suscriptor y la estación es una transmisión punto a punto. D (distribución) : Se refiere a la distribución de señales, las cuales pueden ser tráfico simultáneo de voz, datos, Internet y video. S (servicio) : Indica la naturaleza del suscriptor en la relación entre operador y consumidor; los servicios ofrecidos en una red LMDS dependen completamente del tipo de negocio del operador.

Sus principales elementos son: • Usuarios finales: residencial y empresarial. • Equipamiento de usuario final, que consta básicamente de tres partes: • Antena tipo disco de reducido diámetro (10-15 cm de diámetro). • Receptor / Transmisor RF: equipo que transmite y recibe, denominado CPE (Customer Premises Equipment). Para aplicaciones simétricas. • Receptor RF: equipo que únicamente recibe señales, denominado LNB (Low Noise Block). Para aplicaciones asimétricas. • Equipamiento adaptador: adapta las señales RF para su recepción descodificada por el terminal del usuario. Es el caso del TV Set Top Box, tarjeta PC, splitter, o módem radio. • Terminales: teléfono, televisor, u ordenador personal. • Estación base, consistente en una torre de varios metros de altura dónde se instalan dos antenas que dan cobertura a los usuarios ubicados en las cercanías (hasta 6 Km). Se pretende que la estación base proporcione cobertura omnidireccional, por lo que se emplean dos antenas que cubren sectores de 180 grados cada una.

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Telecomunicaciones II 2do Semestre 2009 • Cabecera: soporta ó facilita la transmisión de los diferentes servicios ofertados (voz, datos, TV, Internet), procesando la información y enviándola a todas las estaciones base. Incluye: ƒ Conexión de alta capacidad a Internet, con los correspondientes routers y servicios de autenticación y gestión. ƒ Servidor de aplicaciones interactivas Web TV y de vídeo avanzado. ƒ Sistema de captación de canales de TV por satélite, generación de canales propios, y generación de la señal de TV correspondiente a los diferentes paquetes ofertados, remitida por un proveedor de contenidos. ƒ Sistema de conmutación de voz, sistema de acceso condicional para TV, sistema de gestión de red ƒ Sistema de acceso, para la optimización del uso del ancho de banda entre los diferentes clientes. • Red de transporte, que conecta la cabecera con otras redes de voz, datos ó TV. • Internet de flujo asimétrico: definido como el acceso a Internet con diferente velocidad de bajada de acceso ó recepción de información y de subida ó emisión de información, a la cual se conecta el usuario. Este tipo de acceso es muy adecuado para aplicaciones asimétricas en que el usuario descarga mucha más información de la red de la que envía, sea del tipo que sea (voz, datos, imágenes). • Internet de flujo simétrico: la velocidad de recepción y de transmisión son idénticas. Entorno típico de las aplicaciones empresariales en las que se intercambia continuamente similar cantidad de información en ambos sentidos. Bandas de operación Los Sistemas LMDS utilizan arquitectura de red basada en celdas, por lo cual los servicios proveídos son fijos y no móviles. En los Estados Unidos, un ancho de banda de 1.3 MHz (27.5 B 28.35 GHz, 29.1 B 29.25 GHz, 31.075 B 31.225 GHz, 31 B 31.075 GHz, and 31.225 B 31.3 GHz) ha sido reservado para transmitir servicios de banda ancha punto a punto o punto – multipunto basado en LMDS, tanto para consumidores comerciales como residenciales. Topología de red En el diseño de sistemas LMDS son posibles varias arquitecturas de red distintas. La mayoría de los operadores de sistemas utilizarán diseños de acceso inalámbrico punto – multipunto, a pesar de que se pueden proveer sistemas punto-a-punto y sistemas de distribución de TV con el sistema LMDS. Es de esperarse que los servicios del sistema LMDS sean una combinación de voz, datos y video. La arquitectura de red LMDS consiste principalmente de cuatro partes: •

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Centro de Operaciones de la Red (Network Operation Center – NOC) contiene el equipo del Sistema de Administración de la Red (Network Management System - NMS) que está encargado de administrar amplias regiones de la red del consumidor. Se pueden interconectar varios NOC´s. La infraestructura basada en fibra óptica, típicamente consiste de Redes Ópticas Síncronas (SONET), señales ópticas OC-12, OC-3 y enlaces DS-3, equipos de oficina central (CO), sistemas de conmutación ATM e IP, y conexiones con la Internet y la Red Telefónica Pública (PSTNs). Infraestructura de fibra óptica.-En la estación base es donde se realiza la conversión de la infraestructura de fibra a la infraestructura inalámbrica. Estación base.-La arquitectura estación-base alternativa simplemente provee enlace a la infraestructura de fibra óptica. Todo el tráfico dentro de la infraestructura de fibra debe terminar en switches ATM o equipos de oficina central. Bajo este escenario, si dos consumidores conectados a una misma estación base desean comunicarse entre ellos, la comunicación se lleva a cabo en una zona centralizada. Equipo del cliente (CPE).-Las configuraciones del equipo dependen de las necesidades del cliente. Principalmente, toda configuración incluye equipo microondas externo y equipo digital interno capaz de proveer modulación, demodulación, control y funcionalidad de la interfaz del equipo especial del cliente. El equipo del cliente puede añadirse a la red utilizando métodos de división de tiempo (TDMA), división de frecuencia (FDMA) o división de código (CDMA).

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Telecomunicaciones II 2do Semestre 2009 Ventajas y desventajas Al ser un sistema de transmisión de banda ancha, se posibilita la integración de los servicios sobre el mismo medio de transmisión. Puesto que es un sistema de transmisión de datos, toda la información que se pueda digitalizar será susceptible de ser transmitida por él. Por lo tanto, utilizando la misma tecnología, un mismo usuario puede recibir servicios muy diferentes tales como acceso a Internet, telefonía, información multimedia bajo demanda, datos, etc. Al permitir la bidireccionalidad, se pueden ofrecer servicios como la TV multicanal, la telefonía ó el acceso a Internet conjuntamente mediante una plataforma única. Otras tecnologías inalámbricas tales como MMDS o el satélite no lo permiten. Al ser el medio de transmisión radio, el desarrollo de la infraestructura necesaria para el establecimiento del servicio es fácil de desarrollar. Por el contrario, en los sistemas basados en redes de cable, se exige llegar de manera física a cada uno de los clientes que soliciten el servicio. El tiempo de ejecución de la infraestructura es mucho menor, lo cual implica que los costes de establecimiento se reducen enormemente, puesto que con una sola estación transmisora se cubren todos los posibles clientes que entren dentro de la extensa área de cobertura de la misma. Desventajas – – –

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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