lunes, 27 de junio de 2011

Asignación dinámica de ancho de banda en antenas WIMAX

WiMAX, pertenece a la familia IEEE 802 de tecnologías inalámbricas. Mientras WLAN está ampliamente desplegada para proveer acceso a datos a alta velocidad en hotSpots y hogares con alcance limitados a unos 100 m, WiMAX ofrece real cobertura de área amplia para “hotZones” alcanzando varios kilómetros.
La disponibilidad de amplias bandas de frecuencia le da a la tecnología un alto grado de flexibilidad con respecto del espectro en el que la tecnología puede ser desplegada.
WiMAX Forum (entidad encargada de la estandarización de esta tecnología) ha propuesto tres bandas de frecuencia para el despliegue del 802.16e en específico: 3.5 GHz, 2.5 GHz y 5.8 GHz, las primeras corresponden a bandas licenciadas; mientras que la última es no-licenciada en varios países del mundo. De esta forma, la flexibilidad que poseen los operadores va de la mano con el hecho de que pueden optar ya sea por el esquema de duplexación FDD o TDD según la banda de frecuencia en que operarán y/o los requerimientos de los servicios que se quieran prestar.

Es un asunto desafiante para EPON y WiMAX, la asignación de ancho de banda eficaz en dirección upstream a los usuarios. Las redes  EPON y WiMAX emplean un mecanismo genérico de sondeo/demanda/concesión; es decir, que una estación central (OLT o BS WiMAX) sondea a una estación remota (ONU o SS) para demandas de ancho de banda, luego la estación remota responde a dichas solicitudes, y finalmente, la estación central concede ancho de banda a las estaciones remotas. La información de control de sondeo/ demanda/concesión usualmente se
intercambia mediante un canal de control dedicado o por paquete de datos piggybacking.
    
Las concesiones de ancho de banda no demandadas pueden hacerse también periódicamente  para soportar servicios sensitivos al retardo o para sondear cada estación remota y permitir enviar una demanda.

En base a un mecanismo genérico sondeo/demanda/concesión, EPON/GPON y WiMAX comparten  muchas similitudes en asignación de ancho de banda y soporte de QoS.
WiMAX solicita ancho de banda en un principio básico por conexión, pero asigna ancho de banda  en una base por SS. Al ser concedido el ancho de banda, cada SS efectúa decisiones locales para  asignar el ancho de banda y planificar los paquetes de transmisión para cada conexión de servicio.
Segundo, ambas EPON y WiMAX soportan dos tipos de modos de asignación de ancho de banda: no solicitado (unsolicited) y bajo demanda (upon request). Esto indica una similitud en el soporte de servicios con diferentes niveles de QoS, incluyendo servicios sensitivos al retardo, servicios garantizados de banda ancha, y servicios de mejor esfuerzo. Tercero, ambas EPON y  WiMAX clasifican tráfico de datos en un modo de servicios diferenciados (DiffServ); EPON tiene hasta ocho colas de prioridad diferentes en cada ONU, mientras WiMAX clasifica el tráfico de datos en cinco niveles de QoS dirigidos desde el servicio no solicitado de concesión (UGS) hasta servicios de mejor esfuerzo (BE).


La similitud anteriormente señalada facilita la integración de asignación de ancho de banda y soporte de QoS en las arquitecturas de acceso integradas (sin incluir la arquitectura independiente). Primero, la integración de asignación de ancho de banda dinámica puede presentarse en arquitecturas integradas basadas en el mecanismo sondeo/demanda/concesión.

En el lado EPON/GPON, una ONU entiende completamente la información de concesión de ancho de banda de una BS WiMAX, lo cual ayuda a demandar más eficientemente ancho de banda de una OLT. En el lado WiMAX, una vez que a una ONU se le concede ancho de banda, la BS WiMAX entiende completamente cuánto ancho de banda puede asignar para cada tipo de servicio, y así poder hacer una asignación de ancho de banda óptima entre todos los flujos de servicios. Segundo, para permitir una integración más apta, se requiere un mecanismo de mapeo  eficiente entre las colas de prioridad de EPON y la conexión de servicios WiMAX. Específicamente, el mapeo, necesita conocer qué flujo WiMAX debería ser almacenado en qué prioridad de cola EPON al correspondiente QoS.
EPON soporta QoS en un modo DiffServ, bajo el cual los paquetes están clasificados y almacenados en diferentes colas de prioridad.
En contraste, aunque los servicios de WiMAX se han clasificados para soportar diferentes niveles de QoS, WiMAX es una tecnología orientada a conexión, lo cual esencialmente sigue un esquema de servicios integrados (IntServ). Así, para la integración, un problema interesante es cómo realizar una conversión eficiente entre servicio DiffServ e IntServ.
Además, también es atractivo ver cómo la calidad de servicio QoS extremo a extremo puede soportarse después de que estos dos sistemas estén integrados.
En relación a las arquitecturas híbridas y orientadas a conexión, en las cuales la ONU/ONT de la red  G/EPON logra converger con las estación base SS de WiMAX, existen algunos estudios preliminares particularmente enfocados en la asignación del ancho de banda. Se ha propuesto una arquitectura que integra aún mas la ONU-BS en relación a la planificación y asignación del ancho de banda y, el mapeo de la QoS; es decir que al tráfico entrante y saliente generado ya sea por las eSS, wSS o la OLT ingresaría a un clasificador de servicios e identificador de tráfico en la ONU-BS,  el cual está interrelacionado con la CPU y el módulo de encapsulación del formato de datos. La CPU se encargará del tratamiento del tráfico con la ayuda de otros módulos  para la asignación precisa del ancho de banda, el reenvío y planificación de paquetes; y finalmente un módulo que monitoree el tráfico de llegada.

Para el caso de redes inalámbricas el ancho de banda disponible esta limitado por las características de los equipos que permiten la conectividad con la red; esto se encuentra mas detallado por las especificaciones del estándar en el que se basa el equipo. 


DISPOSITIVO WIMAX EN LA ESPE

La ESPE tiene una antena Wimax instalada en el edificio de Postgrados, cuyas especificaciones y características son las siguientes:






BreezeACCESS VL es la plataforma de banda ancha inalámbrica multipunto OFDM más desplegada en el mundo operando en frecuencias exentas de licencia y que permite servicios WiMAX y de VoIP en las bandas de 5GHz. Dirigido a sus necesidades crecientes de ancho de banda de usuario con SU-3 y SU-6 soportando ahora flujos descendentes de 3Mbps y 6Mbps respectivamente.

Instalado en la estación base, las unidades de acceso (UA) se comunican con las unidades del suscriptor (SUS). Cada UA se conecta a la red a través de un estándar IEEE 802.3 Ethernet 10/100BaseT (RJ-45) y se conecta a las unidades exteriores a través de un cable CAT-5. 
Estación Modular Unidad de Acceso Base (BS-SH-VL), que forma parte de la BreezeACCESS.
Cada estante estación base, puede albergar hasta seis módulos de la UA de todas las bandas de frecuencia, proporcionando un acceso fiable a un número máximo de abonados.
Dos fuentes de alimentación se puede utilizar en un chasis BS-SH-VL (AC o DC) para un funcionamiento sin fallos gracias a la redundancia de alimentación. La AU-D-BS incluye un chasis basado en la unidad interior, montado en un poste unidad exterior y una variedad de antenas de sector.

Parámetros de la categoría: BreezeACCESS VL Especificaciones de radio
Frecuencia
4,900 a 5,100 GHz, 5,15 a 5,35 G
Método de acceso de radio
Time Division Duplex (TDD)
Canal
10 MHz, 20 MHz
Central resolución de frecuencia
5 MHz, 10 MHz
Potencia máxima de salida de la UA
AU: -10 dBm a 21 dBm, un paso dB
Potencia máxima de salida SU
SU: -10 dBm a 21 dBm, automática
Esquema de modulación (adaptable)
OFDM: BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM
Antennta Port (AU-RE)
N-Type 50 ohm