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WiMAX
Integrante do Trabalho: Celso Hideki Tanaka
Professor Orientador: Prof. Marcos Stefanelli Vieira, Ms.
Trabalho de Conclusão de Curso
UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
REDES METROPOLITANAS SEM FIO
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Sumário:1) Introdução;2) O Padrão IEEE 802.16;3) Empresas e entidades envolvidas;4) Faixa de freqüências; 5) Sistemas de acessos;6) Pilha de protocolos;7) Qualidade de Serviço;8) Topologias;9) Duplexação;10) Modulações;11) Modulações Adaptativas;12) Vantagens do Sistema;
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13) Propagação do Sinal;14) Antenas;15) Tipos de WiMAX;16) Aplicações;17) Tendências;18) Viabilidade;19) Benefícios;20) Cronograma;21) Conclusões;22) Encerramento.
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1) Introdução:
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Sistema WiMAX:
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O Padrão IEEE 802.16 e suas versões
IEEE 802.16 Criado em 1999; Aprovada em 12/2001; Operação em linha de visada;
Padrão para BWA operando em freqüências entre 10GHz e 66GHz.
IEEE 802.16a Aprovada em 01/2003; Atualiza o padrão 802.16 para operar em freqüências de 2GHz à 11GHz; Alcance de 50 km; Não necessita de linha de visada.
IEEE 802.16b Aplicações permitindo a utilização de freqüências de 5GHz à 6GHz; Freqüências não licenciadas.
IEEE 802.16c Aprovada em 12/2002; Interoperabilidade das freqüências até 66 GHz com linha de visada; Especifica perfis visando a interoperatibilidade entre equipamentos de diversos fabricantes.
IEEE 802.16d Aprovada em 2004; Aprimoramento do 802.16, 802.16a e 802.16c, tornando-os obsoletos; Define utilização de sub-canalização; Permite utilização de antenas inteligentes; Conhecido como WiMAX fixo.
IEEE 802.16e Ratificada em 12/2005; Introduz suporte a mobilidade até 60 km; Utiliza freqüências entre 2GHz e 6GHz. Utiliza modulação SOFDMA e permite controle de potência; Conhecido como WiMAX móvel.
IEEE 802.16f Evolução do 802.16 introduzindo o conceito de redes em malha
(mesh networks).
IEEE 802.16g Outra evolução para suporte a mobilidade.
IEEE 802.16m WiMAX móvel com taxa de dados de até 1Gbps; Previsto para 2009.
2) Padrão IEEE 802.16:
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3) Empresas e Entidades envolvidas :Aproximadamen
te 452 membros:
WiMAX Forum:
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Empresas de telecomunicações:3) Empresas e Entidades envolvidas :
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4) Faixa de freqüências:
Freqüências licenciadas: 2,5GHz à 2,7GHz;3,3GHz à 4,2GHz;10,5GHz à 10,6GHz.
Freqüências não-licenciadas: 2,3GHz à 2,4GHz;5,725GHz à 5,85GHz.
WiMAX fixo ( Nomadico ): Até 66GHz;WiMAX móvel: Entre 2GHz e 6GHz.
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Áreas de cobertura:
5) Sistemas de acessos :
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Velocidade de tráfego de dados:
5) Sistemas de acessos :
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6) Pilha de Protocolos:
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Arquitetura de Protocolo:6) Pilha de Protocolos:
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Sub-Camada de Convergência Específica (CS-SAP):
A ATM CS é uma interligação lógica que associa diferentes serviços ATM com a sub-camada de convergência comum da camada MAC. A ATM CS foi especificamente definida para oferecer suporte a convergência dos PDUs (unidade de dados) gerados pelo protocolo da camada ATM de uma rede ATM.
A Packet CS é utilizada para o transporte de todos os protocolos baseados em pacotes, como o IP, o PPP e Ethernet.
ATM CS:
Packet CS:
6) Pilha de Protocolos:
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Sub-Camada de Convergência Comum (MAC-SAP):
. Escalonamento e alocação dinâmica de recursos de transmissão; . Estabelecimento e manutenção de conexões; . Construção do MAC PDU; . Suporte à camada física; . Suporte ao ajuste adaptativo das técnicas de transmissão digital em função do meio de transmissão ( ABPs - "Adaptive Burst Profiles" ); . Inicialização das estações; . Suporte ao "multicast“; . Suporte à qualidade de serviços; . Suporte às tecnologias PMP e Mesh.
Principais funções:
6) Pilha de Protocolos:
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Sub-Camada de Segurança:
. Protocolo de administração de chaves;
. Associações de Segurança ( SAs );
. Gerenciamento Privado de Chaves ( PKM );
. Troca de chaves de criptografia de tráfego ( TEKs );
. Métodos de autenticação baseados em certificados digitais;
. Criptografia.
6) Pilha de Protocolos:
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QoS:
UGS (Unsolicited Grant Service ): Suporte a transmissões de dados em tempo real em pacotes de dimensões fixas (ATM CBR e voz sobre IP );
rtPS (Real-time Polling Service): Suporte a transmissões de dados em tempo real em pacotes de dimensões variáveis ( Vídeo MPEG );
nrtPS ( Non-real-time Polling Service): Suporte a transmissões de dados de dimensões variáveis, onde existe uma tolerância ao atraso, mas onde é necessário uma taxa mínima de transmissão ( FTP );
BE ( Best Effort ): Suporte a transmissões de dados onde não existe um nível mínimo exigido de qualidade, e portanto pode ser abordada numa perspectiva do espaço disponível.
7) Qualidade de Serviço:
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PMP ( Ponto-multiponto ):
8) Topologias:
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Mesh ( Malha ):
8) Topologias:
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9) Duplexação:
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Sub-quadro downlink TDD:9) Duplexação:
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Sub-quadro downlink FDD:9) Duplexação:
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Sub-quadro uplink:9) Duplexação:
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OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ):
Domínio do tempo: Domínio da freqüência:
10) Modulações:
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OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ):
10) Modulações:
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OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ):
Espectro OFDM:
10) Modulações:
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OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ):
Portadoras OFDM:
. 256 ou 512 portadoras
10) Modulações:
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OFDMA ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access ):Portadoras OFDMA:
. 1024 ou 2048 portadoras
10) Modulações:
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SOFDMA ( Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access ):
. Utilização pelo WiMAX Móvel ( IEEE 802.16e );
. Melhora na penetração em ambientes internos ( indoor );
. Aumento da área de cobertura com utilização tecnologias AAS e MIMO;
. Melhoras no desempenho e na segurança com a introdução de técnicas de codificação “Turbo Coding” e LDPC ( “Low-Density Parity Check” );
. Propicia um desempenho semelhante com qualquer espaçamento de canais RF entre 1,25MHz e 14MHz, pois elimina as dependências em relação ao comprimento do canal.
10) Modulações:
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12 Mbps6 Mbps64-QAM
7 Mbps3,5 Mbps16-QAM
3,5 Mbps1,7 MbpsQPSK
1,7 Mbps0,8 MbpsBPSK
3,5 MHz1,75 MHz
Capacidade Canal
ModulaçãoBPSK
64-QAM
16-QAM
QPSK
11) Modulações adaptativas:
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BPSK:
Modulador:
Sinal no domínio da freqüência:
Constelação:
11) Modulações adaptativas:
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QPSK:
Modulador:
Equação de saida:
Constelação:
11) Modulações adaptativas:
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16-QAM:
Modulador:Constelação:
11) Modulações adaptativas:
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64-QAM:
Modulador:Constelação:
11) Modulações adaptativas:
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Dinamismo nas freqüências:
12) Vantagens do sistema:
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Modulações adaptativas:
12) Vantagens do sistema:
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Zona de Fresnel:
13) Propagação do sinal:
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Multipercurso:
13) Propagação do sinal:
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Tipos de Antenas:
14) Antenas:
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UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE14) Antenas:
Cobertura em setores:
Cobertura omnidirecional:
Sistema celular:
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AAS ( Adaptative Antenna Systems ):
14) Antenas:
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MIMO ( Multiple Input Multiple Output ):
14) Antenas:
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WiMAX Nomadico:
15) Tipos de WiMAX :
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WiMAX Móvel:
15) Tipos de WiMAX :
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Residencial :
16) Aplicações:
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16) Aplicações:
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16) Aplicações:
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17) Tendências:
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17) Tendências:
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Custos:
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18) Viabilidade:
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Inclusão Digital:
19) Benefícios:
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0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Plan./Idéia
Pesquisa
Apresentação
2007 3º Bimestre 1% 35% 35% 30% 80%
2007 2º Bimestre 1% 55% 35% 35% 5%
2007 1º Bimestre 1% 5% 15% 15% 0%
2006 2º Semestre 2% 3% 10% 3% 0%
2006 1º Semestre 70% 1% 3% 15% 15%
2005 25% 1% 2% 2% 0%
Plan./Idéia Aq. material Pesquisa Documentação Apresentação
Planejamento
Pesquisa
/ Idéia
Aquisição de material
Documentação
Apresentação
20) Cronograma:
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São inúmeros os benefícios que a tecnologia WiMAX poderá proporcionar às pessoas, empresas e entidades das mais diversas classes sociais, inclusive promovendo a inclusão digital para
estudantes carentes financeiramente e moradores de regiões mais remotas onde outros
tipos de acesso não estão disponíveis e regiões de periferia...
As vantagens e aplicações são inúmeras com o WiMAX nas mais diversas áreas, desde o acesso básico à Internet para pesquisas, trabalhos, comércios, até em sistemas de segurança como monitoramento remoto de alarmes e câmeras em residências, empresas, vias públicas, ruas e estradas e telecomunicações em tempo real como
voz sobre IP ( telefonia ), vídeo sobre IP e IPTV...
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21) Conclusões:
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O Futuro é incerto, mas é certa a entrada do WiMAX e os benefícios que esta tecnologia irá proporcionar...
Obrigado!
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22) Encerramento: