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1 de10 Mapa de Tecnologías WBA. Posicionamiento de WiMax

WiMAX y Tecnologías de Acceso BA Inalámbrico (WBA)

Resumen General Con la telefonía celular desplazando a la telefonía fija y con el creciente uso de Wi-Fi en empresas y en hot-spots urbanos, existe la oportunidad de una tecnología MAN inalámbrica con el alcance de 3G y la velocidad de Wi-Fi.

Basada en los standares IEEE 802.16, WiMAX puede satisfacer esos requerimientos si se cumplen sus objetivos de cobertura, servicios, interoperabilidad, bandas de frecuencias y, muy especialmente, portabilidad y movilidad.

El WiMAX Forum, con Intel como uno de los principales actores, ha establecido un camino de trabajo para el período 2005-2009 que comienza con WiMAX fijo (PP) en el 2005-2006, sigue con WiMAX nómade (portable) en 2006-2007 y luego con WiMAX móvil (integrado en PDA, Notebooks, etc.) desde el año 2008, que se cree el punto de inflexión.

El escenario presente y futuro en el que opera WiMAX es complejo, con numerosas soluciones y competidores que provienen de diferentes industrias dentro del mercado inalámbrico. La Fig.1 representa posiciona a WiMAX (802.16d y e) en este mercado como una tecnología de alta velocidad, superior a todas los servicios celulares 2.5G y 3G y a WiFi excepto en el escenario de alta movilidad del usuario (coches y trenes).

Fuente: SIEMENS SkyMAX Fig.1: Competencia en Wireless Broadband Access (WBA)

HSDPA: High Speed Downlink Packet Access (mínimo 3 Mbps en terminales GSM 3G)

UMTS: Universal Mobile Telecomm System (3G con 5 Mhz y W-CDMA 2-14 Mbps downlinks).

GPRS: General Packet Radio Systems (2G, 30-70 Kbps)

F-OFDM: Desarrollo de Flarion, compite con GSM y 3G.

EDGE: Enhanced Data Rate for GSM Evolution (< 384 Kbps, 2.5G)

Varios fabricantes miembros del WiMAX Forum perciben oportunidades complementarias: Proxim envisiona empresas que puedan establecer sus redes MAN sin requerir de proveedores de servicios; Redline piensa en aplicaciones de negocios que reemplacen accesos T-3; Aperto Networks piensa más cerca del consumidor con DSL inalámbricos; Intel cree en mercados masivos que incorporen su tecnología Centrino con WiMAX en Notebooks y PDAs.

WiMAX compite con las tecnologías propietarias de acceso inalámbrico y apunta a suceder a las fallidas tecnologías LMDS y MMDS, complementando este mercado con el aspecto de movilidad, aunque limitada. La capacidad móvil a velocidades mayores que 10 Kmph requieren de complejos algoritmos de handover entre las estaciones base, tema que es direccionado por la iniciativa IEEE 802.20, basada en Flash-OFDM de Flarion y por WiBRO, que es la versión para Corea del Sur de WiMAX (basada en IEEE 802.16).

Algunos críticos mencionan que WiMAX apunta a cubrir demasiadas prestaciones simultaneamente: o Servicios clase IP y clase TDM (ATM) o Bandas licenciadas y libres o Cobertura desde metros hasta 30 Km o Velocidades de usuario desde cientos de Kbps hasta decenas de Mbps o Despliegues con vision directa (LOS) ó indirecta (NLOS) entre estaciones base y CPEs o Aplicaciones fijas, portables y móviles en interiores y exteriores

Posicionamiento de Tecnologías Inalámbricas

Sistemas 4G

>2010

Sistemas 4G

>2010

Movilidad / Rango

Bitrate

10 Mbps0.1

IEEE802.16d

1 100

IEEE802.16e

WLAN(IEEE 802.11x)

GSMGPRS

DECT

Bluetooth

EDGE

Fija

Caminata

Vehículo

Interiores

Pedestre

Alta velocidad

Vehicular

Rural

Area Personal

Vehicular

Urbano

Fijo Urbano

Nomádico

WiMAX para DSL

inalámbrico con

movilidad limitada

Flash-OFDM

UMTS

HSDPA


Se critican las demoras en aprobar las especificaciones 802.16, mientras que otros comités IEEE trabajan en normas “complementarias” como 802.22 (Wi-Fi TV) para TV en VHF/UHF. La norma 802.16-2004 incorpora varios temas clave como ser modulación OFDM para mejorar la performance de LMDS/MMDS y disminuir exigencias de visibilidad entre estaciones base y antenas cliente y capacidad QoS clase TDM (normas DOCSIS 1.1). La implementación con DSP en SDR (Software Defined Radios) minimizaría los riesgos en inversiones al facilitar upgrades por software de normas ó cambios en las aplicaciones originales. Una nueva tendencia es la de servicios integrados fijo-movil (voz por ahora), con teléfonos multinorma GSM/WiFi para operadores multiservicios (fijos y celulares). La tendencia puede extenderse a las diferentes variantes 3G/WiFi y complicar el escenario WiMAX/WiFi. WiFi parece ser el punto de conexión fijo-móvil y LAN-MAN con los actuales standares (802.11a, b y g) y el futuro IEEE 802.11n (>125 Mbps). WiMAX apunta a que se minimizen los riesgos frente a soluciones propietarias. Tambien sería posible probar con servicios en bandas libres y luego, si es necesario y económicamente viable, pasar a bandas licenciadas con bajas inversiones. El WiMAX Forum cree que se puede competir con soluciones fijas como cablemodem y ADSL, extendiendo las prestaciones a VoIP y video streaming con QoS garantizada. Tambien se promueve poder llevar el precio de un cliente 802.16a(2004) de 4.000 U$S a menos de 250 U$S para fines del 2005.

En Octubre 2005 comenzó la certificación de la Ola 1 (3.5 Ghz) en los laboratorios de WiMAX en España. Alvarion, Airspan y varias companías que ya venden sus tecnologías como pre-certificadas por WiMAX se han presentado. Las pruebas de interoperabilidad tomarán varios meses, con complicados protocolos de aceptación.

Tecnologías pre-WiMax y tendencias En los EEUU, en 1997 y por acciones del Congreso y la FCC, se definieron tres bandas para banda ancha: una banda en 5.8 Ghz para la NII (National Information Infrastructure), otra en 2.5 Ghz para MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service) y un tercer conjunto de bandas entre 27 y 31 Ghz para LMDS (Local Multipoint Distribution Services). Por entonces, las tecnologías de cablemodem y ADSL estaban en etapas de normalización, y pocos sistemas propietarios e incompatibles entre sí daban servicios en los mercados de los cables y las telcos. La FCC subastó 986 licencias para LMDS en todo el territorio, entre 1998 y 1999, en dos subastas. La capacidad de LMDS de crear redes con estructuras celulares y equipos (CPE) en los clientes para brindar telefonía, Internet y video atrajo a numerosos inversores. El uso de TDMA/FDMA y la cobertura de 5 a 8 Km brindando múltiples accesos entre 64 Kbps y 155 Mbps, aunque exigiendo visión directa (LOS) entre CPE y la estación base, superaban prestaciones de otras técnicas de acceso de entonces y se promovía como sustitución de la fibra óptica.

En 1999 los revenues en USA era de unos 767 MMU$S, y se esperaba un crecimiento de x10 para el 2003, con un share del 40% en LMDS, 48% en MMDS y 12% en tecnologías alternativas. Companías como Teligent, NextLink y Winstar comenzaron con gran despliegue publicitario, pero LMDS falló en terminos de costos y de performance. El operador más grande (Advanced Radio Networks), que apuntaba a crear una red nacional, presentó la quiebra y cerró en el 2001. En perspectiva, la Fig. 2 muestra las proyecciones de mercado para WBA y DSL realizadas por Pyramid Research que, aunque optimistas erraron en el impacto real de la penetración de DOCSIS y ADSL. Otro tanto ocurrió con MMDS. Sprint, AT&T y MCI WorldCom hicieron importantes inversiones en licencias MMDS, con el objetivo de puentear a las telcos regionales pero abandonaron sus proyectos por altos costos y baja performance, llevando a la quiebra a numerosos fabricantes.

Fig.2: Mercado de Banda Ancha USA (1999)


Al no despegar el mercado, los altos costos de los CPE y las estaciones base no pudieron mejorarse. Además, el pobre comportamiento de las monoportadoras QAM y PSK frente a interferencias y degradaciones del camino LOS (lluvias, relámpagos, smog, ruidos industriales, etc) influyó en el rechazo de los clientes. El fracaso inicial en los EEUU se extendió a todo el mundo y persiste en un cierto escepticismo sobre el mercado de WBA. La base instalada de cablemodems y ADSL les resta a las tecnologías WBA el mercado masivo para accesos fijos en los países industrializados, por lo que es en aplicaciones portables y móviles (junto confijas) donde se estima su real impacto. El comité IEEE 802.16 se estableció a fines de los 90s para normalizar LMDS y MMDS, con un standart inicial en el año 2001 que fue ignorado por la industria, llena de soluciones propietarias e incompatibles. El comité IEEE comenzó a explorar en aplicaciones entre 2 y 66 Ghz, servicios móviles, nuevos esquemas de modulación y codificación, QoS garantizado, seguridad y privacidad, interoperabilidad con las normas europeas (ETSI BRAN) y utilización de bandas de uso libre, clave del éxito de Wi-Fi. La convicción de la fuerza de la normalización en el despliegue masivo de 802.16 impulsó la creación del consorcio WiMAX Forum en el 2001, con cientos de miembros entre fabricantes, operadores y laboratorios.

La Fig. 3 muestra las expectativas mínimas sobre el mercado mundial de equipos WiMAX ( Siemens 2005). Según esta visión el 40% depende de Asia Pacífico y un 25% de América. Da una idea de la evolución de revenues esperada para WiMAX. El comité IEEE 802.16 (denominado WirelessMAN) se relaciona con el comité técnico BRAN (Broadband Radio Access Networks) de la ETSI (Europa), que impulsa los standares HyperLAN/2, HyperAccess e HiperMAN. Ambos institutos cooperan en la interoperabilidad de sus normas para MAN, lo cual es avalado por el WiMAX Forum.

Un rol crítico del WiMAX Forum es la certificación de productos ya que garantiza la

verificación de los standares y la interoperabilidad de los diferentes elementos de WiMAX. Esta certificación está basada en las normas del IEEE y su cumplimiento por los fabricantes, que luego designarán sus productos como WiMAX Forum Certified™

El optimismo se muestra en la Fig. 4, presentada en la Conferencia WiMAX 2005 (Londres, Mayo 05), con panelistas de del WiMAX Forum, Intel, Fujitsu, Siemens, BT, Navini, Alvarion, Nortel, TI, Swisscom, etc. Plantea crecer 3X en penetración relativa sobre todos los accesos de BA en USA para el año 2008 y 4X para el año 2009. Para este mercado (exclusivamente), la iniciativa del actual gobierno de llevar el acceso de banda ancha a todos los hogares de USA para el 2008 puede ayudar aunque se desconoce en que grado. La variante coreana de WiMAX (WiBRO) tiene objetivos más agresivos, ya que cree

incorporar 1 millón de accesos en el primer año de despliegue (desde Q2 2006). Con foco en la movilidad, fue demostrada en la reunión de la APEC (Nov 2005), en un trial cubriendo toda la ciudad de Busán. El gobierno de Corea del Sur impulsa el despliegue, con tres carriers licenciados y un objetivo de 9 millones de accesos en el 2010.

Fuente: SIEMENS Fig.3: Mercado Mundial WiMAX (MM Euros)

Fuente: Visiongain (Conferencia WiMAX, Londres 2005) Fig. 4

0

600

1.200

1.800

2.400

3.000

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Asia Pacific

Middle East Africa

Eastern Europe

Western Europe

Latin America

North America

Crecimiento Usuarios BWA en los EEUU

0

2

4

6

8

10

12

14

2004 2005 2006 2007 2008 2009

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

18%

20%

Usuarios BWA (MM)

% Total Accesos BA


La acción de lobby del WiMAX Forum a nivel mundial se refleja en dos premisas de la organización:

o Obtener aceptación global de WiMAX, trabajando con los reguladores para promover un uso del espectro de frecuencias en un modo “WiMAX amistoso”.

o Promover la aceptación de equipamiento WiMAX Certificado entre los operadores de sistemas de acceso inalámbrico de banda ancha en todo el mundo.

En función de los retardos en la generación de normas y de necesidades concretas del mercado, varios fabricantes han encarado soluciones propietarias (pre-WiMAX, según el WiMAX Forum), con prestaciones avanzadas para enlaces punto a punto y punto-multipunto de banda ancha. Entre estos, son líderes las empresas Alvarion, Navini, Arraycomm, IP Wireless y Flarion (cuya tecnología ha sido propuesta para IEEE 802.20, móvil vehicular). En contrastre, WiBRO es considerada por Corea del Sur como una variante de IEEE 802.16 útil hasta 60 Kmph. La Fig. 5 resume la evolución en el tiempo de WiMAX a partir de la norma IEEE 802.16-2004 (a/Rev.d) para aplicaciones fijas con los primeros productos certificados en el 2005 y siguiendo con 802.16e para aplicaciones móviles a baja velocidad de tránsito. Los primeros productos móviles aparecerían a fines del 2006, como módulos PCMCIA para Notebooks y entre el 2007 y el 2008 como integrados en placas madre a nivel masivo, si sigue el mismo camino de evolución que los productos W-Fi. Se menciona como reemplazo de Wi-Fi para el 2009.

Fuente: SIEMENS SkyMAX Fig. 5: Evolución de WiMAX

Generalidades Técnicas WiMAX utiliza OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) con 256 portadoras moduladas PSK/QAM, lo que permite eficiencias espectrales de 5 bps/Hz (duplica a Wi-Fi). OFDM reduce los efectos de trayectorias múltiples y posibilita la utilización de WiMAX en condiciones NLOS, donde la visión directa entre la antena del cliente y la estación base es reducida ó no existe. En NLOS, las velocidades de interconexión se reducen.

Acceso Fijo

Modems Interiores/Exteriores

Gateways Residenciales

OFDM-256

802.16-2004, 802.16e

• Interiores/Exteriores

• Servicio tipo DSL

• Servicio limitado a áreas

instaladas

• Autenticación y

autorización de CPE

• Aplicaciones de VoIP

Portabilidad

Notebooks

•Autenticación de Usuario

•Estacionario ó movilidad

limitada

• Break-before-make BS

handovers

• Degradación de QoS

durante handover (no VoIP)

• Roaming Multi-operador

• Interoperabilidad sin

handovers continuos.

•Aplicaciones VoIP

OFDMA Escalable

802.16e

Nomacidad

Modems portables

Interiores/Exteriores

• Servicios tipo DSL desde

diferentes puntos de conexión

• Uso estacionario, sin

handover de BS

• Autenticación de Usuario

• Roaming mulyi-operador

MovilidadCompleta

Notebooks

PDAs

• Make-before-break

handovers optimizados.

(latencia, QoS, pérdidas)

• Interoperabilidad con

handovers continuos

(continuidad de sesión)

• Operaciones Low-Power

optimizadas

• Servicios VoIP, IMS

Evolución de WiMAX para 802.16 y Escenarios de Uso


OFDM junto con el uso de codificación FEC Reed-Solomon en las tramas físicas mejora las exigencias de relación señal a ruido (CNR) respecto de esquemas propietarios y LMDS/MMDS, permitiendo ya sea menor potencia en transmisión ó mayor cobertura junto con mayor inmunidad a diferentes clases de ruido y perturbaciones. Además de varios aspectos distintivos de WiMAX ya mencionados (QoS, SDR, OFDM, 2-66 Ghz, Reed-Solomon, etc.) las tramas MAC son orientadas a conexiones, como TCP, por lo que se manejan sesiones ya en este nivel. Las sesiones son full-duplex ya sea por métodos TDM ó FDM y tienen autenticación PKI (envío de certificados digitales X.509) encriptada en 3DES, lo cual direcciona un tema de seguridad no cubierto por Wi-Fi. El ancho de banda utilizado por los canales full duplex es programable entre 1.25 Mhz y 20 Mhz y, dentro del radio de acción típico de 8-10 Km es posible implementar topologías malla entre las estaciones base, en modo nativo.

Tabla 1: Propiedades de standares WiMAX (Dic. 2005)

El trabajo sobre las normas se ha dividido en tres rangos de frecuencia: 10 a 66 Ghz (802.16-2001), 2 a 11 Ghz (802.16-2004) y 2 a 6 Ghz (802.16e). Por encima de 10 Ghz la propagación requiere visibilidad completa (LOS) entre base y cliente y el clima y la vegetación imponen fuertes atenuaciones a las señales por lo que el alcance es menor. Para esta banda se desarrolló el standart IEEE 802.16-2001, que no tuvo aceptación y quedó como referencia.

Por debajo de 10 Ghz, se puede tener alguna desviación del LOS y, además, las refracciones y difracciones de las señales en bordes son menores y la penetración en las construcciones es mayor. El efecto multi-trayectorias de microondas es mayor en ondas milimétricas y dificulta servicios móviles, si bien OFDM ayuda a mitigar el problema.

El primer standart completo de WiMAX (802.16-2004) cubre aplicaciones fijas y fue publicado en Julio 2004 como 802.16a/Rev d cubriendo numerosas correciones y enriquecimiento de las normas previas (como QoS DOCSIS 1.1), es interoperable con el standart ETSI HiperMAN y pensado para operaciones debajo de 11 Ghz.

El standart para aplicaciones móviles ha sido aprobado en Diciembre 2005 como 802.16e, incorporando capacidad de operación móvil de terminales a velocidades pedestres con la modulación SOFDMA (OFDM escalable).

Diferentes grupos 802.16 continúan trabajando en aspectos de seguridad, roaming entre redes, mayores velocidades de movilidad, interoperabilidad con otros standares IEEE y nuevas series de mayor performance.

La Tabla 1 resume propiedades relevantes de los standares industrialmente considerados (iEEE 802.16d ó IEEE 802.16-2004 y IEEE 802.16e). Sobre la norma 2004 (fija), varias empresas están certificando sus productos.

Standart WiMAX 802.16 802.16a/Rev d 802.16e

Aplicación BackhaulWireless DSL y

BackhaulInternet Móvil

Streaming QoS NO SI (DOCSIS 1.1) SI (DOCSIS 1.1)

Duplex

Frecuencias Ghz 10 a 66 2 a 11 2 a 6Canalización Mhz 20, 25 y 28 1.5 a 20 1.5 a 20Sin Licencia

Velocidad Máxima Mbps 134 75 15Canalización (Max Bitrate ) Mhz 28 20 5Eficiencia Espectral Bit/Hz 4.8 3.8 3.0

Radio de Acción (Típico) Metros 1,600 6,500 1,600Radio de Acción (Max) Metros 5,000 30,000 5,000Movilidad Fijo Fijo PedestreCondición LOS LOS NLOS NLOSRadio de Acción (NLOS) Metros -- 5,000 5,000

Otras -- OFDM-256 Escalable OFDMA

Fase QPSK QPSK --QAM 16 y 64 16 y 64 --

Standarización Dic 2001 Jul 2004 Dic 2005

Modulación

Full Duplex (FDM y TDM)

Bandas ISM 2.5 y 5 Ghz


Observese que la norma original (año 2001) se preserva como referencia solamente. Tomó 3 años la finalización de la revisión d (Julio 2004), que conjuga las normas previas a, b y c. En el período se incorporó QoS clase TDM para VoIP y otros (aportado por CableLabs con DOCSIS 1.1), aunque originalmente WiMAX se planeaba solo para datos. Se incorporó la opción OFDM-256 y FEC convolucional Reed-Solomon que le da un mejor margen sobre otras tecnologías inalámbricas propietarias. Incorpora seguridad y autenticación de cliente con X.509 y encriptado Triple DES por default de la norma (mínimos niveles).

Fig. 6: Espectro Europeo para WiMAX y 3G

El ancho de banda disponible para servicios por debajo de 10 Ghz no supera los cientos de Mhz en el mejor caso, mientras que 1 Ghz es fácilmente obtenible por encima de 20 Ghz, permitiendo la transmisión del espectro completo de señales CATV Digital permitiendo competir en servicios de entrega de contenido (TV en vivo, VoD, TvoD).

Planificación de los Negocios en WiMax

Con el fracaso comercial de LMDS/MMDS, es primordial analizar como se enfoca el negocio en servicios WiMAX. La selección del nombre WirelessMAN por parte del comité 802.16 ha sido para reforzar la identificación de WiMAX con redes MAN. WiMAX puede operar como enlace entre redes LAN y accesos Wi-Fi y redes WAN (Internet, telefonía y fuentes de programas de entretenimiento). Tambien puede extender geográficamente los servicios de accesos de banda ancha (cablemodems y xDSL) de operadores establecidos ó permitir que los WISP (Wireless ISP) ingresen a competir. WiMAX se potencia en áreas donde la oferta de servicios es escasa ó nula por falta de infraestructura. Mercado de redes metro WiMAX/WiFi: En forma creciente, las municipalidades en los EEUU están desplegando redes WiFi con cobertura MAN. Estas medidas genera muchas críticas por competir con empresas comerciales, y es defendida con el argumento de que aceleran la creación de infraestructuras de comunicaciones y por ello la radicación de industrias. WiMAX es ideal para el complemento de WiFi.

Fuente: SIEMENS SkyMAX

Fig. 7: Evolución de WiMAX en el tiempo

Aplicaciones WiMAX 2005. Servicios Fijos

Negocios,Negocios, PyMEm,PyMEm, SOHOSOHO

Residential Residential FijoFijo

Nomadic PCNomadic PC

WiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFi

WiFiWiFi--Hotspot Hotspot FeedingFeeding


Mobile PC/PADMobile PC/PAD

NB or

BTS

2G/3G Feeding2G/3G Feeding

NB or

BTS

2G/3G Feeding2G/3G Feeding Hot ZonesHot ZonesCampus

AirportAirport

WiMAX

Base Station

IEEE 802.16IEEE 802.16--20042004

Aplicaciones WiMAX empezando desde 2006-2007

Nomacidad, Soluciones para Notebooks (PCMCIA)

Business, SME, SOHO Access Business, SME, SOHO Access

Residential FixedResidential FixedWDSL BB AccessWDSL BB Access

WiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFiWiFi



Mobile PC/PADMobile PC/PAD

PC NómadePC Nómade

NB or

BTS

2G/3G Feeding2G/3G Feeding

NB or

BTS

2G/3G Feeding2G/3G Feeding Hot ZonesHot ZonesCampus

AirportAirport

WiMAX

Base Station

IEEE 802.16IEEE 802.16--20042004

& IEEE 802.16e& IEEE 802.16e

Bandas 3GPP Bandas WiMAX 2005 Aprobadas Bandas WiMAX Propuestas

100

3300

GSM 900 GSM 1800 UMTS ISM MMDS BWA UNII UNII UNII

METODOS DE DUPLEXING

CANALIZACION DE FRECUENCIAS

NOTA: Representa bandas sin licencias

Utilización del Espectro en Europa y Asignación de Frecuencias WiMAX

7.0 Mhz

1 Mhz

TDD

FDD

5.0 Mhz

TDD

FDD

TDD

3.5 Mhz

200 200 255 125

5150

5470

5725

80 275 215 55 80 190 200

2400

2500

2700

3400

880

1710

1985

2305


Mercados PyME y SOHO (Small Office/Home Office): Las operaciones WiMAX iniciales competirán con los servicios de ADSL, cablemodem y líneas dedicadas en estos dos mercados donde los servicios sean limitados ó el costo no sea tan competitivo como en grandes áreas urbanas. Nuevos enfoques incluirán bundling con servicios móviles/portables en accesos “hot-spots”. Mercado áreas suburbanas y rurales: A medida que la distancia de centros poblados aumenta, el tema es el tamaño del mercado. Generalmente tiene pocos usuarios de negocios, y la demanda de usuarios residenciales dependerá de la naturaleza de la comunidad (ej.: countries y barrios cerrados con alto poder adquisitivo). La naturaleza celular de WiMAX, aunque limitada por el terreno y disponibilidad de sitios, puede ser el factor más importante de éxito al disminuir los costos de cobertura de usuarios dispersos. Si el sitio de servicio es remoto, las conexiones (backhaul) hacia los backbones pueden estar limitadas o ser de alto costo.

Fuente: SIEMENS SkyMAX Fig. 8: Posicionamiento de WiMAX

Integración con otros Servicios de Telecomunicaciones

Con los servicios fijos e inalámbricos creciendo en importancia para los usuarios personales y de negocios, se requiere analizar el lugar que ocupa cada tipo de servicio provisto, como ser los ya existentes:

o Telefonía fija � Accesos dial-up a Internet � Accesos ADSL � Accesos dedicados (E1, etc.)

o Telefonía celular (GSM/PCS) � Servicios de banda ancha 2.5G/3G

o TV por cable (broadcast, on demand, interactiva) � Accesos cablemodem

o WLAN WiFi o VoIP sobre accesos de banda ancha

Los sistemas en desarrollo incluyen WiMAX, Ultra Wideband inalámbrico (UWB), banda ancha sobre líneas de energía (PLC, Power Line Communications), expansion de servicios 3G y FTTH (Fiber to the Home).


Aún sin WiMAX en el medio, hay numerosas incertidumbres sobre la sobreoferta de servicios. El tema mayor es sobre si los servicios 3G competirán ó complementarán los hot-spots WiFi, especialmente con el despliegue de redes metro WiMAX/WiFi. Un caso de estudio es el impacto de WiBRO en los operadores de Corea del Sur, desde el 2006. Se desconoce si los consumidores se orientarán más hacia un servicio broadband móvil único, o si utilizarán 3G para algunas funciones y WiFi para otras. Unos pocos analistas creen que 3G será utilizado por abonados residenciales y WiFi por empresas, pero para muchos estos roles se solaparán. Varios operadores de telecomunicaciones y fabricantes de tecnologías están proveyendo accesos duales a nivel residencial para servicios de voz (France Telecom, British Telecom, Cingular, Motorola, UTStarcom, etc). La solución, en las redes GSM actuales, son teléfonos multinorma (GSM/WiFi) y hubs para accesos VoIP a la conexión ADSL. Despues de mucha atencion de los medios, PLC se desarrolla muy lentamente y tendría menor capacidad que WiMAX como servicio de banda ancha alternativo. Todavía no se ha esclarecido el impacto de la interferencia que PLC produce en HF y VHF. Tanto PLC como WiMAX se promueven como opciones viables para áreas rurales ó semirurales sin servicios de cablemodem ó xDSL. La pregunta más importante es si el mercado se fragmentará en partes iguales cuando los nuevos servicios se implementen, ó si algún servicio será dominante.

Proceso de Desarrollo de WiMax

Los primeros despliegues de WiMAX se esperan en las bandas de 2.5 Ghz (USA, Canada, América Latina) y 3.5 Ghz (Europa, Asia, América Latina). La banda libre ISM 5.8 Ghz tiene más ancho de banda en USA (125 Mhz versus 22.5 Mhz a 2.5 Ghz), pero permite mucha menos potencia. El número de usuarios sin licencia no está regulado, y se coordina por los standares en uso, con interferencias entre usuarios como lugar común, aunque a costo nulo. Los usuarios con licencia estarán protegidos de interferencias de otros usuarios, aunque como las frecuencias se asignarán por subastas públicas en la mayoría de los mercados, estas representarán una porción considerable de las inversiones. El WiMax Forum ha anticipado que el espectro con licencia se utilizará en areas metropolitanas, donde el costo de estas se compensa con exclusividad y una mayor base de usuarios potenciales. El uso de bandas libres se preveé para areas suburbanas y rurales, donde se espera menor interferencia entre usuarios. La mayor capacidad de la banda de 5.8 Ghz en USA implica menos estaciones base, lo que ayudaría a hacer el despliegue menos costoso donde haya menos clientes potenciales. Para servicios fijos de WiMAX, el proceso comenzará con el análisis de la base de clientes potenciales, su distribución geográfica y el análisis del terreno y edificios. Con esta información se puede calcular el número de estaciones base y la topología y tecnologías del backbone de la red. La ingeniería de redes celulares está bien establecida, así que el mayor desafío será comercial y no tecnico. Como la movilidad será implementada gradualmente en las estaciones base, con criterios oportunistas, conseguir clientes en áreas con servicios de banda ancha alámbricos ya establecidos será todo un desafío para WiMAX.

Altas expectativas

Aunque sin el auge de las telecomunicaciones de la década del 90, las expectativas por WiMAX son altas. Despues de varios fracasos altamente publicitados, WiMAX parece ser una red viable. A través del comité IEEE 802.16, los standares detrás de WiMAX han sido cuidadosamente diseñados, evitando defectos de la primer generación. Además, la existencia del WiMAX Forum y sus procesos de certificación para toda la industria (desde fabricantes de microelectrónica hasta equipos e interfaces) es una garantía de interoperabilidad, ya que se cuentan con exitosos antecedentes en WiFi (WiFi Alliance) y en cablemodems (CableLabs DOCSIS) con resultados a la vista de todos. Los temas más significativos, entonces, pasan por temas de mercado:

o Habrá suficientes consumidores que necesiten WiMAX?


o Trabajará WiMAX con WiFi como se espera? o Llegará a tiempo WiMAX portable y móvil? o Los costos de los equipos e instalaciones permitirán cumplir objetivos de despliegue? o Habrá tecnologías de usuario “instale WiMAX Ud. mismo”? o Se podrán mantener bajos los costos operacionales por reclamos de usuarios?

Aunque las dudas son comunes a cualquier despliegue de servicios, muchos analistas son positivos con el futuro de WiMAX y creen que será la alternativa principal a los accesos de cablemodem y xDSL.

El Rol de la Microelectrónica en WiMAX Intel es uno de los miembros fundadores del WiMAX Forum, junto con Fujitsu. Ambas empresas poseen una enorme capacidad industrial para proveer al mercado con chips de geometrías sub-100 nm y bajo consumo, lo que se considera vital para aplicaciones portables (PDAs, Notebooks y teléfonos). El rol de Intel es dominante por su actual tecnología Centrino de microprocesadores clase Pentium 4 y superiores, que domina el mercado de computadoras portables frente a AMD, quien tiene relaciones estratégicas con Fujitsu. Intel es considerada imprescindible (Siemens dixit) para que WiMAX alcance el mercado de consumo masivo, como lo hizo WiFi. Sin embargo la empresa viene demorando su tecnología Rosedale para WMAX desde inicios del 2005. Varias empresas menores, como Wavesat, Sequant y PicoChip tienen chips con la solución 802.16-2004, que apunta al mercado de equipos para el segmento empresario y de operadores. Intel es la clave para el mercado masivo y la provisión de CPE de menos de 50 U$S, lo que no se espera que ocurra antes del 2008, previo paso por soluciones intermedias basadas en tarjetas PCMCIA, como WiFi en sus inicios. Las soluciones de WiMAX bajo la forma de chipsets multivendedor es clave para la confianza del mercado en que no se trabaja con soluciones propietarias en ningún nivel del despliegue de WiMAX. Como las soluciones WBA son inicialmente nichos de mercado, son empresas pequeñas y medianas las que toman el trabajo de allanar el camino. Los grandes fabricantes, como Siemens (trabaja con Alvarion) y Alcatel se involucrarán en el caso de que el mercado despegue, lo cual es un riesgo para el comprador. Si los vendedores de equipos utilizan chips propietarios y sin verificación independiente de interoperabilidad (laboratorios WiMAX en España), el comprador puede encontrarse con que la quiebra de un vendedor lo deje con un montón de hardware inutil.

Fuente: SIEMENS SkyMAX

200620062005200520042004

IEEE 802.16dIEEE 802.16d

(BWA Fijo)(BWA Fijo)

Aprobada Jul 04Aprobada May 05 Corrigenda (TGh)

WiMAX 1er certificación Jul 05

IEEE 802.16eIEEE 802.16e

(BWA Fijo y Móvil)(BWA Fijo y Móvil)

Aprobada Dic 05

Chipset para CPE Indoor-outdoor

Chipset para PCMCIA (sin handover)

Chipset para Handset Centrino

2008 2008

• Intel es el principal diver para WIMAX.• La integración con Centrino (notebooks, PDAs) es el objetivo disruptivo (masivo)• El presente foco es sobre 802.16d para accesos fijos (modo OFDM-256)

• Sigue el standart IEEE802.16e para fijo/móvil (modo SOFDMA)

Aprobación May 06 Corrigenda (TGh)

Posibles demoras

20072007

Evolución del Mercado: Standarts & Chipsets


WiMAX es varios ordenes de magnitud más complejo que WiFi, por lo que la curva de aprendizaje de fabricación y de costos será más lenta. Esto se potencia al comenzar con soluciones WiMAX para el mercado corporativo, mientras que WiFi tuvo al mercado de consumo como objetivo desde el primer día. Otras empresas de igual jerarquía industrial que Intel, como Motorola Y Texas Instrument ya anunciaron diferentes soluciones en silicio para el mercado. Por ejemplo, desde Abril 2005, TI vende los “front-ends” de RF en 2.5 y 3.5 Ghz, que solucionan la capa física de acceso al medio de IEEE 802.16d y e. El impacto de WiBRO en la capacidad del gigante coreano Samsung para intervenir en el mercado mundial WiMAX puede ser fundamental por la maduración de costos y know-how que le daría el temprano mercado masivo de Corea del Sur. Intel reina en el mercado portable de Windows, que a su vez es el 90% del total del mercado de PCs. Con la rama de Pentium 4 para móviles (Centrino), Intel puede en pocos años, embeber WiMAX en los chipsets de las placas madre, muy especialmente ahora que la carrera de los Ghz Intel-AMD ha llegado a una “detente” y todas las energías se aplican en conseguir lo mismo que con un Pentium 4 @ 3 Ghz pero con consumo de unos pocos watts. AMD introdujo en el 2005 el proyecto Turion 64, competidor de Centrino. Para Dici 2005, varias notebooks con Turion 64 están disponibles en el mercado. No obstante, no está clara la posición de AMD sobre WiMAX (no forma parte del Forum), con la excepción de que su habitual aliado Fujitsu es uno de los 12 miembros del Board (máxima autoridad) en el WiMAX Forum, al lado de Intel. No obstante el silencio de AMD, y dado que Turion 64 tiene embebido WiFi en sus chipsets, es muy probable que AMD intervendrá en WiMAX en cualquier momento.

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