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Tutorial da tecnologia WiMAX IEEE 802.16

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A tecnologia WiMAX é uma tecnologia de comunicação de banda larga sem fio baseada no padrão IEE 802.16 que fornece dados de alta velocidade em uma ampla área.

As letras de WiMAX significam Worldwide Interoperability for Microwave Access (AXess), e é uma tecnologia para redes sem fio ponto a multiponto.

A tecnologia WiMAX é capaz de atender às necessidades de uma grande variedade de usuários de países desenvolvidos que desejam instalar uma nova rede de dados de alta velocidade a um custo muito baixo, sem o custo e o tempo necessários para instalar uma rede com fio, para aqueles em áreas rurais que precisam de acesso rápido onde as soluções com fio podem não ser viáveis ​​devido às distâncias e custos envolvidos - fornecendo efetivamente banda larga WiMAX. Além disso, está sendo usado para aplicativos móveis, fornecendo dados em alta velocidade para usuários em movimento.

O que é tecnologia WiMAX? - Fundamentos

O padrão para a tecnologia WiMAX é um padrão para Redes de Área Metropolitana Sem Fio (WMANs) que foi desenvolvido pelo grupo de trabalho número 16 do IEEE 802, especializado em acesso sem fio de banda larga ponto a multiponto. Inicialmente, o 802.16a foi desenvolvido e lançado, mas agora foi mais refinado. 802.16d ou 802.16-2004 foi lançado como uma versão refinada do padrão 802.16a voltada para aplicativos fixos. Outra versão do padrão, 802.16e ou 802.16-2005, também foi lançada e voltada para os mercados de roaming e móvel.

A tecnologia de banda larga WiMAX usa algumas tecnologias-chave para permitir que forneça as taxas de dados de alta velocidade:

  • OFDM (Multiplex de Divisão de Frequência Ortogonal): OFDM foi incorporado à tecnologia WiMAX para permitir o fornecimento de dados em alta velocidade sem o desbotamento seletivo e outros problemas de outras formas de formato de sinal.

    Nota sobre OFDM:

    Ortogonal Frequency Division Multiplex, OFDM é uma forma de formato de sinal que usa um grande número de portadoras espaçadas próximas que são moduladas com fluxo de dados de baixa taxa. Normalmente, espera-se que os sinais com espaçamento próximo interfiram uns com os outros, mas ao tornar os sinais ortogonais entre si, não há interferência mútua. Os dados a serem transmitidos são compartilhados por todas as portadoras e isso fornece resiliência contra o desvanecimento seletivo de efeitos de múltiplos caminhos.

    Leia mais sobre OFDM, Multiplexação por Divisão Ortogonal de Freqüência.

  • MIMO (Multiple Input Multiple Output): A tecnologia WiMAX faz uso de propagação de múltiplos caminhos usando MIMO. Ao utilizar os vários caminhos de sinal existentes, o uso de MIMO permite a operação com níveis de intensidade de sinal mais baixos ou permite taxas de dados mais altas.

    Nota sobre MIMO:

    MIMO é uma forma de tecnologia de antena que usa várias antenas para permitir que os sinais que viajam por caminhos diferentes como resultado de reflexões, etc., sejam separados e sua capacidade seja usada para melhorar a taxa de transferência de dados e / ou a relação sinal / ruído, melhorando assim performance do sistema.

    Leia mais sobre Tecnologia MIMO

Fórum WiMAX

O WiMAX Forum é um consórcio da indústria sem fio com um número crescente de membros, incluindo muitos líderes da indústria. Ele foi criado para oferecer suporte e desenvolver a tecnologia WiMAX em todo o mundo, trazer padrões comuns em todo o mundo para permitir que a tecnologia se torne uma tecnologia estabelecida mundialmente.

Um dos objetivos do fórum é permitir a adoção de um padrão que possibilite a interoperabilidade total entre os produtos. Aprendendo com os problemas de interoperabilidade insuficiente com os padrões sem fio anteriores e o impacto que isso teve na aceitação, o WiMAX Forum visa evitar que isso aconteça. Por fim, os fornecedores poderão ter produtos certificados sob os auspícios do Fórum e, então, anunciar seus produtos como "Certificados pelo Fórum".

Embora a tecnologia WiMAX ofereça suporte ao tráfego baseado em tecnologias de transporte que variam de Ethernet, Protocolo de Internet (IP) e Modo de transferência assíncrona (ATM), o Fórum certificará apenas os elementos relacionados a IP dos produtos 802.16. O foco está nas operações de IP porque agora é o principal protocolo usado.

História do WiMAX

A história do WiMAX começa na década de 1990 com a constatação de que haveria um aumento significativo no tráfego de dados nas redes de telecomunicações. Como as redes de telecomunicações com fio são muito caras, especialmente em áreas remotas e não estão instaladas em muitos países, métodos de fornecimento de banda larga sem fio foram investigados.

A história do WiMAX começou com essas investigações sobre o que foi chamado de conectividade de última milha - métodos de entrega de dados em alta velocidade para um grande número de usuários que podem não ter nenhuma conexão com fio.

A possibilidade de conectividade de última milha de baixo custo, juntamente com a possibilidade de um sistema que pudesse lidar com o backhaul por um link sem fio, provou ser um argumento convincente para desenvolver um novo sistema de link de dados sem fio.

A próxima fase importante na história do WiMAX foi o desenvolvimento dos padrões pelo IEEE.

O grupo de trabalho de padrões 802.16 foi estabelecido pelo IEEE em 1999 sob o Comitê de Padrões IEEE 802 LAN / MAN. O primeiro padrão 802.16 foi aprovado em dezembro de 2001 e isso foi seguido por duas emendas ao padrão 802.16 básico. Estas emendas abordam questões de espectro de rádio e interoperabilidade e vêm sob as designações 802.16a e 802.16c.

Em setembro de 2003, um grande projeto de revisão foi iniciado. Isso teve o objetivo de alinhar o padrão com o padrão europeu / ETSI HIPERMAN. Também foi planejado para incorporar especificações de teste de conformidade dentro do padrão geral. O projeto foi concluído em 2004 e o padrão foi lançado como 802.16d, embora seja frequentemente referido como 802.16-2004 devido à data de lançamento. Com o lançamento do padrão 802.16-2004, os documentos 802.16 anteriores, incluindo as emendas a, b e c foram retirados.

Versões WiMAX

Desde sua concepção inicial, novos aplicativos para WiMAX foram desenvolvidos e, como resultado, há dois "tipos" de tecnologia WiMAX disponíveis:

Os dois tipos de tecnologia de banda larga WiMAX são usados ​​para aplicações diferentes e, embora sejam baseados no mesmo padrão, a implementação de cada um foi otimizada para se adequar a sua aplicação particular.

  • 802.16d - substituição de DSL A versão 802.16d é frequentemente referida como 802.16-2004 e está mais próxima do que pode ser denominado a versão original do WiMAX definida em 802.16a. Destina-se a aplicações fixas e fornece um equivalente sem fio de dados de banda larga DSL - freqüentemente chamado de banda larga WiMAX. Na verdade, o WiMAX Forum descreve a tecnologia como "uma tecnologia baseada em padrões que permite o acesso de banda larga sem fio de última milha como uma alternativa ao cabo e DSL".

    O 802.16d é capaz de fornecer taxas de dados de até 75 Mbps e, como resultado, é ideal para aplicativos fixos de substituição de DSL como banda larga WiMAX. Também pode ser usado para backhaul onde os dados finais podem ser distribuídos posteriormente para usuários individuais. Os raios das células são normalmente de até 75 km.

  • 802.16e - Nômade / Móvel Enquanto 802.16 / WiMAX foi originalmente concebido como sendo uma tecnologia apenas fixa, com a necessidade de pessoas em movimento exigindo dados de alta velocidade a um custo menor do que o fornecido pelos serviços de celular e a oportunidade para uma versão móvel foi vista e o 802.16e foi desenvolvido. Esse padrão também é amplamente conhecido como 802.16-2005. Atualmente, ele permite que os usuários se conectem a uma célula WiMAX a partir de uma variedade de locais, e há aprimoramentos futuros para fornecer transferência de células.

    O 802.16e é capaz de fornecer taxas de dados de até 15 Mbps e as distâncias do raio da célula são normalmente entre 2 e 4 km.

Concorrência

A competição com o WiMAX, 802.16 depende do tipo ou versão que está sendo usada. Embora inicialmente se tenha pensado que poderia haver uma competição significativa com o Wi-Fi, existem outras áreas para as quais o WiMAX representa uma ameaça.

  • Linhas de cabo DSL O WiMAX é capaz de fornecer links de dados de alta velocidade aos usuários e, dessa forma, pode representar uma ameaça às operadoras de cabo DSL.
  • Operadoras de celular À medida que o LTE estava sendo desenvolvido e os lançamentos iniciais ocorriam, as operadoras de telefonia celular viram a versão móvel do WiMAX como uma ameaça significativa. Foi até considerado para adoção como o padrão IMT 4G, mas o LTE foi adotado como o padrão, deixando o WiMAX para a banda braod WiMAX fixa, links de última milha e uma variedade de outras aplicações ponto a ponto.

A tecnologia WiMAX foi implantada em muitas áreas. Embora inicialmente visto como um candidato para 4G, seu uso está diminuindo, embora seja usado como banda larga WiMAX e também para links de última milha.

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