Introduccion a las Redes Inalambricas de Banda Ancha, estudiando: - Wi-Fi - STANDARD 802.11 - WiMAX: - LTE Se realizar una comparacion entre FABRICANTES y luego se explicara las consideraciones necesarias para el DISEÑO DE UN ENLACE PTP y DISEÑO DE UNA RED WIMAX con su correspondiente SIMULACION.

1. Ing. Iván Cáceres
Red Inalámbrica

2. 1.
2.
3.
INTRODUCCIÓN
Wi-Fi - STANDARD 802.11
WiMAX:
a) STANDARD 802.16 2004 WiMax FIJO
b) STANDARD 802.16e WiMax MOVIL
4.
5.
6.
7.
8.
9.
LTE
FABRICANTES
DISEÑO DE UN ENLACE PTP
DISEÑO DE UNA RED WIMAX
SIMULACION
CONCLUSIONES
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4. Red Inalámbrica  Comunicación sin hilos






Tecnología de última milla.
Capa Física: Espectro Electromagnético.
Propagación por ondas de radio.
Características: potencia, ancho de banda.
Bandas de Frecuencias : de 2 a 11 GHz.
Vulnerable a cambios climáticos y aspectos
físicos.
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5. INTRODUCCIÓN

TIPOS DE REDES INALÁMBRICAS
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5

7. 

Una red Wi-Fi significa "Fidelidad inalámbrica", es
una red de comunicaciones de datos y, por lo
tanto, permite conectar
servidores, PC, impresoras, etc., con la
particularidad de alcanzarlo sin necesidad de
cableado.
El acrónimo Wi-Fi se utiliza para identificar los
productos que incorporan cualquier variando de la
tecnología sin hilos de los estándares IEEE
802.11, que permiten la creación de redes de área
local sin hilos conocidas como WLAN, y que son
plenamente compatibles con los de cualquier otro
fabricante que utilice estos estándares.
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8. 


El punto de acceso (AP): es la unión entre
las redes con cableado y la red Wi-Fi,.
Unas o más antenas conectadas al punto de
acceso.
Un terminal Wi-Fi. Éste puede tener forma
de dispositivo externo Wi-Fi, que se instala
en el PC del usuario, o bien puede
encontrarse ya integrado, como sucede
habitualmente
con
los
ordenadores
portátiles, agendas electrónicas (PDA) y
teléfonos móviles.
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11. FHSS (espectro esparcido por salto de frecuencia)
 FHSS se basa en el concepto de transmitir sobre una
frecuencia por un tiempo determinado, después
aleatoriamente saltar a otra.
DSSS (Espectro esparcido por secuencia directa)
 El DSSS implica que para cada bit de datos, una
secuencia de bits (llamada secuencia seudoaleatoria)
debe ser transmitida.
OFDM (Modulación por división de frecuencias
ortogonal)
 OFDM, es una técnica de modulación basada en la
idea de la multiplexación de división de frecuencia
(FDM).
 El término ortogonal se refiere al establecimiento de
una relación de fase específica entre las diferentes
frecuencias para minimizar la interferencia entre
ellas.
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12. 


802.11 b y g Usan la banda de los 2,4 GHz ISM
(Industrial, Científica y Médica) definida por la UIT.
Los límites exactos de esta banda dependen de las
regulaciones de cada país, pero el intervalo más
comúnmente aceptado es de 2.400 a 2. 483,5
MHz.
El estándar 802.11a usa la banda de los 5 GHz UNII
(Unlicensed-National Information Infrastructure)
cubriendo 5.15-5.35 GHz y 5.725-5.825 GHz en
EEUU.
La banda sin licencia de los 2.4 GHz se volvió
últimamente
muy
“ruidosa”
en
áreas
urbanas, debido a la alta penetración de las WLAN
y otros dispositivos que utilizan el mismo rango de
frecuencia,
tal
como
hornos
de
microondas, teléfonos inalámbricos y dispositivos
Bluetooth.
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13. 

En Europa se permite el uso de 13 canales en la
banda de 2,4 GHz, aunque sólo es posible elegir tres
de ellos de manera que no se solapen (por ejemplo
los canales 1, 6 y 11).
Esto es una limitación para despliegues muy
densos, ya que el rendimiento de la red se ve
disminuido en condiciones en las que hay
interferencias
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14. 

El protocolo de acceso al medio en redes
Ethernet cableadas es el CSMA/CD, basado en
la detección de colisiones y la subsiguiente
retransmisión cuando éstas ocurren.
En redes inalámbricas que utilizan la misma
frecuencia para transmitir y recibir, es
imposible detectar las colisiones en el
medio, por lo que el mecanismo de
compartición del medio se modifica tratando
de limitar las colisiones y usando acuse de
recibo (ACK) para indicar la recepción exitosa
de una trama.
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15. Nombre del
estándar
Nombre
Descripción
Wifi5
Llamado WiFi 5, el rendimiento total máximo es de 54 Mbps aunque en la práctica
es de 30 Mbps. El estándar 802.11a provee ocho canales de radio en la banda
de frecuencia de 5 GHz.
802.11b
Wifi
Es el más utilizado actualmente. Ofrece un rendimiento total máximo de 11 Mbps
(6 Mbps en la práctica) y tiene un alcance de hasta 300 metros en un espacio
abierto. Utiliza el rango de frecuencia de 2,4 GHz con tres canales de radio
disponibles.
802.11c
Combinación
del 802.11 y
el 802.1d
No ofrece ningún interés para el público general. Es solamente una versión
modificada del estándar 802.1d que permite combinar el 802.1d con
dispositivos compatibles 802.11.
802.11d
Internacionali
zación
Es un complemento del estándar 802.11 que está pensado para permitir el uso
internacional de las redes 802.11 locales. Permite que distintos dispositivos
intercambien información en rangos de frecuencia según lo que se permite en
el país de origen del dispositivo.
802.11e
Mejora de la
calidad del
servicio
El estándar 802.11e está destinado a mejorar la calidad del servicio en el nivel de
la capa de enlace de datos. El objetivo del estándar es definir los requisitos de
diferentes paquetes en cuanto al ancho de banda y al retardo de transmisión
para permitir mejores transmisiones de audio y vídeo.
802.11a
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16. Nombre
del
estándar
802.11f
No
mb
re
Descripción
=
Es una recomendación para proveedores de puntos de acceso que permite que los productos
sean más compatibles. Utiliza el protocolo IAPP que le permite a un usuario itinerante
cambiarse claramente de un punto de acceso a otro mientras está en movimiento sin
importar qué marcas de puntos de acceso se usan en la infraestructura de la red. También se
conoce a esta propiedad simplemente como itinerancia.
802.11
g
Ofrece un ancho de banda elevado (con un rendimiento total máximo de 54 Mbps pero de 30
Mbps en la práctica) en el rango de frecuencia de 2,4 GHz. El estándar 802.11g es compatible
con el estándar anterior, el 802.11b, lo que significa que los dispositivos que admiten el
estándar 802.11g también pueden funcionar con el 802.11b.
802.11
h
El estándar 802.11h tiene por objeto unir el estándar 802.11 con el estándar europeo (HiperLAN
2, de ahí la h de 802.11h) y cumplir con las regulaciones europeas relacionadas con el uso de
las frecuencias y el rendimiento energético.
802.11i
El estándar 802.11i está destinado a mejorar la seguridad en la transferencia de datos (al
administrar y distribuir claves, y al implementar el cifrado y la autenticación). Este estándar
se basa en el AES (estándar de cifrado avanzado) y puede cifrar transmisiones que se
ejecutan en las tecnologías 802.11a, 802.11b y 802.11g.
802.11I
r
El estándar 802.11r se elaboró para que pueda usar señales infrarrojas. Este estándar se ha
vuelto tecnológicamente obsoleto.
802.11j
El estándar 802.11j es para la regulación japonesa lo que el 802.11h es para la regulación
europea.
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17. Estándar
Frecuencia
Velocidad
Rango
WiFi a
(802.11a)
5 GHz
54 Mbit/s
10 m
WiFi B
(802.11b)
2,4 GHz
11 Mbit/s
100 m
WiFi G
(802.11b)
2,4 GHz
54 Mbit/s
100 m
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19. 

El desarrollo de la tecnología Súper WiFi
podría llevar internet a todos.
El protocolo de acceso inalámbrico ofrece una
mayor cobertura y velocidad en el acceso a
internet, lo que podría ayudar a lugares
apartados.
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20. 


La propuesta del „Súper Wi-Fi‟ es utilizar la
menor frecuencia de los espacios en blanco entre
las frecuencias de los canales de televisión .
Estas frecuencias más bajas permiten que la
señal viaja más lejos y penetrar paredes mejor
que las frecuencias más altas utilizadas
anteriormente.
El plan de la FCC (Comisión Federal de
Comunicaciones) era permitir que las frecuencias
de espacio en blanco que se utilizarán de forma
gratuita, como ocurre con menor alcance Wi-Fi y
Bluetooth
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21. Súper WiFi de ALTAI:
 Fusión de una antena inteligente y el algoritmo de
procesamiento de señales más avanzado.
 Súper WiFi Altai pueden ir más allá de las
implementaciones estándar, que cubre mas área.
 El producto de Altai mejora la cobertura de la señal
WiFi sin línea de visión directa a una zona ampliada
de 500 metros de radio.
 Minimiza el efecto de la interferencia de otras
señales en el espectro de frecuencias sin licencia.
 Excelente rendimiento, fiabilidad, escalabilidad y
precio de la implementación y operación de la red.
 La solución de Altai Súper WiFi está desplegado en
más de 60 países.
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23. 


WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave
Access, Interoperabilidad Mundial para Acceso por
Microondas)
Es un estándar de transmisión inalámbrica de datos
diseñado para ser utilizado en el área
metropolitana.
Proporciona accesos concurrentes en áreas de
hasta 50 kilómetros de radio y a velocidades de
hasta 70 Mbps, siendo ambas figuras de distancia y
capacidad valores máximos orientativos y teóricos
que en ningún caso se consiguen de forma
simultánea.
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24. Estándar
Descripción
802.16
Utiliza espectro licenciado en el rango de 10 a 66 GHz, necesita
línea de visión directa, con una capacidad de hasta 134 Mbps en
celdas de 2 a 5 millas. Soporta calidad de servicio. Publicado en
2002.
802.16a
Ampliación del estándar 802.16 hacia bandas de 2 a 11 GHz, con
sistemas NLOS y LOS, y protocolo PTP y PTMP. Publicado en abril
de 2003
802.16c
Ampliación del estándar 802.16 para definir las características y
especificaciones en la banda d 10-66 GHz. Publicado en enero de
2003
802.16d
Revisión del 802.16 y 802.16a para añadir los perfiles aprobados
por el WiMAX Fórum. Aprobado como 802.16-2004 en junio de
2004 (La última versión del estándar)
802.16e
Extensión del 802.16 que incluye la conexión de banda ancha
nómada para elementos portables del estilo a notebooks.
Publicado en diciembre de 2005
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26. 


Esta tecnología soporta accesos:
◦ Fijo
◦ Nomádico en ambientes con LOS y nLOS.
Desarrollado para solucionar el problema
de última milla, dar servicio de banda ancha
rápida y económicamente (evitando el
cableado).
Actualmente
los
fabricantes
están
desarrollando CPEs indoor y outdoor.
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27. 


Diseñada principalmente para aplicaciones en
las frecuencias entre los 2 y 11
GHz, específicamente en las bandas 3.5 GHz y
5.8 GHz.
Soporta
la
técnica
de
modulación
multiportadora OFDM con 256 portadoras.
Puede ocupar 2 métodos de duplexación, TDD
y FDD, usando diferentes ancho de banda de
los canales: 3.5 MHz, 7 MHz para FDD y 3.5
MHz y 10 MHz para TDD.
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31. 
La familia IEEE 802 define las especificaciones
para las múltiples capas.
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32. Sub Capa de Convergencia (CS).
 Los sistemas 802.16 soportan la operación con
sistemas ATM o paquetizados (IP).
 La capa de convergencia es capaz de interactuar
con estos dos modos de operación mediante el CS
SAP. Por esta razón, la función de la subcapa CS es
interactuar entre las funciones de la capa MAC y la
capa de red.
Sub Capa de Parte Común MAC (MAC CPS).
 Este es el núcleo de la capa MAC. Contiene todas
las funciones necesarias para realizar el
intercambio de datos y el control de la capa MAC.
Está conectada a la subcapa CS mediante el MAC
SAP.
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33. Sub capa de Privacidad.
 Esta
capa implementa todos los elementos
requeridos de privacidad debido a la capa Fisica.
 Algunos ejemplos son el intercambio de claves y
los procesos de encriptado desincriptado. Esta
interconectado a la física mediante PHY SAP
Capa Física (PHY).
 Especifica las características de los diferentes
modos de operación de la interface aire:
WirelessMAN SC, WirelessMAN SCa, WirelessMAN
OFDM y WirelessMAN OFDMA.
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34. STC (Space Time Coding).
 Mecanismos que realizan diversidad de
transmisión.
ARQ (Automatic Repeat-reQuest).
 Protocolo utilizado para el control de
errores que retransmite aquellos paquetes
que no llegaron correctamente a su destino.
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35. 
WiMax utiliza técnicas de modulación
adaptativa que provoca la subida de
codificación mas robusta cuando
las
condiciones del canal empeora.
“De este modo cuanto mas cerca se encuentre
SS de la BS será mas probable que alcance altas
velocidades”
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35

36. 


Los diferentes órdenes de modulación permiten
enviar
más
bits
por
símbolo
y
por
tanto, alcanzar un mayor throughput y
eficiencia espectral.
Permite que un sistema inalámbrico pueda
escoger el orden de modulación en función de
las condiciones del canal.
WiMAX, a mayor distancia de la estación base
menor es el orden de modulación, pasando por
las siguientes técnicas: 64QAM, 16QAM, QPSK y
BPSK.
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37. 
El sistema para trabajar en 64QAM necesita unos 22 dB
de relación señal a ruido, para 16QAM son necesarios
unos 16 dB y para QPSK 9 dB.
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38. En Wimax se utilizan dos técnicas de
Duplexación.
 TDD: Time División Dúplex, utiliza un
mismo canal de frecuencia para subida y
bajada. Utilizado para operadoras en
frecuencias libres
 FDD: Frequency Division Duplex, el cual
utiliza dos canales de frecuencia, uno para
subida y uno para bajada
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40. 
Dependiendo del estándar WiMax
trabaja con las siguientes
multiplexaciones:
◦ OFDM (802.16d)
◦ OFDMA (802.16d)
◦ SOFDMA (802.16e)
Fijo
Móvil
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41. 



Orthogonal Frequency División Multiplexing es
una técnica de multiplexación multiportadora
que proviene de la década de 1960.
OFDM reside en la combinación de múltiples
portadoras moduladas solapadas
espectralmente.
Manteniendo
las
señales
moduladas
ortogonales, de manera que no se producen
interferencias entre ellas.
Es posible utilizar diferentes técnicas de
modulación entre portadoras, con lo cual se
consigue una funcionalidad extra.
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44. 
Ejemplo en la
Ciudad de el ALTO
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45. 
Ejemplo en la
Ciudad de La Paz
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48. 
WiMax móvil es la solución de banda ancha:
◦
◦
◦
◦
Móvil
Nómada
Portable
Fija
 Mediante tecnología de acceso de radio y
una arquitectura de red flexible.
 WiMax Móvil usa en la interfaz aire
SOFDMA que soporta canales de ancho de
banda escalables de 1.25 a 20 MHz.
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49. Altas tasas de transferencia: La inclusión de la
técnica de antenas MIMO proporciona altas
tasas de transferencia de información.
 WiMax móvil soporta hasta 63 Mbps de bajada
y 28 Mbps de subida por sector en canales de
10 MHz.
Calidad de Servicio (QoS): Una de las principales
características es la arquitectura de MAC de
WiMax móvil. Al sistema se le pueden incluir
etiquetas MPLS de extremo a extremo y
variadas técnicas de QoS sobre IP, las cuales
serán explicadas más adelante.
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50. 

Escalabilidad: WiMax puede trabajar con
diferente canalización, lo que le da la ventaja
de acomodarse a los diferentes requerimientos
mundiales.
Seguridad: Soporta distintos aspectos de
seguridad y autentificación EAP (Extensible
Autentication Protocol), encriptación AES-CCM
(Advanced Encryption Standard – Counter with
Cipher-block chaining Message authentication
code) y esquemas de protección CMAC.
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51. 
Movilidad: WiMax
móvil, soporta
handover con una
baja
latencia, menor a
los 50 ms. Será
capaz de
proporcionar
aplicaciones en
tiempo real como
VoIP sin
degradación del
servicio.
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52. 
OFDMA es un esquema de acceso múltiple que
permite la multiplexación de varios usuarios en
un subcanal. OFDMA es la versión multiusuario
de OFDM.
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53. 



SOFDMA (S-OFDMA), añade la escalabilidad a
OFDMA.
Se escala el tamaño de la FFT para el ancho de
banda de canal mientras se mantiene la
separación de frecuencias sub-portadora
constante a través de anchos de banda
diferentes.
Menor tamaño de la FFT se da a los canales de
menor ancho de banda, mientras que un mayor
tamaño FFT para canales más amplios.
SOFDMA reduce la complejidad del sistema de
canales más pequeños y mejora el rendimiento
de los canales más amplios.
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54. 


SOFDMA es el modo OFDMA utilizado en
WiMAX móvil.
Es compatible con anchos de banda que van
desde 1,25 MHz a 20 MHz.
Con una escalabilidad de ancho de
banda, la tecnología WiMAX Móvil puede
cumplir con las regulaciones de frecuencia
en todo el mundo diversas y flexible
dirección del operador o los requisitos de
diversos ISP, que es ya sea para ofrecer sólo
servicios básicos de Internet o un paquete
de servicios de banda ancha.
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55. 


El estándar inicial de WiMax Móvil sólo incluye
estructura de duplexación TDD.
En las futuras actualizaciones de estándar se
considerará FDD para un mercado específico.
Aunque TDD requiere sistemas de
sincronización.
◦ Con TDD se puede ajustar la razón de datos de
enlace de subida/bajada, lo cual se usa para
tráfico asimétrico, mientras que con FDD los
enlaces de subida y bajada son fijos y
generalmente para tráfico simétrico, como la
voz.
◦ FDD requiere dos canales a diferencia de TDD
que sólo requiere uno para uplink y Down link.
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56. 

Modulación adaptativa y codificación (AMC),
requerimiento de repetición automática
híbrida (HARQ) y retroalimentación de canal
rápido (CQICH) fueron introducidos a WiMax
Móvil para aumentar su cobertura y
capacidad.
WiMax Móvil soporta QPSK, 16QAM y
64QAM, los cuales son usados en Down link
y uplink, siendo 64QAM opcional para el
uplink. Las mejores tasas de transferencia
se consiguen usando la modulación
64QAM.
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57. QoS
 WiMax móvil posee un control de QoS en
todo el recorrido del enlace, soporta el uso
de etiquetas MPLS, sistema que le permite
priorizar paquetes.
 Este estándar soporta variados servicios y
aplicaciones con distintos requerimientos
de QoS, los detalles en la siguiente tabla.
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58. CATEGORÍA
QoS
APLICACIONES
ESPECIFICACIONES DE QoS
VoIP
Tolerancia a la latencia
Tolerancia al Jitter.
Tasa sostenido Máximo
Audio o Video
Streaming
Prioridad de Tráfico.
Tolerancia a la Latencia.
Tasa sostenida Máxima.
Tasa reservada Mínima.
ErtPS: Extended Real
Time Packet Service
Voz con detención de
actividad (VoIP)
Tasa reservada Mínima.
Tolerancia a la Latencia.
Tolerancia a Jitter.
Prioridad de Trafico.
Tasa sostenida Máxima.
nrtPS: Non Real Time
Packet Service
Protocolo de
transferencia de
Archivos (FTP)
Tasa reservada Mínima.
Tasa sostenida Máxima.
Prioridad de tráfico.
BE: Best Effort Service
Transferencia de datos
navegación en la Web
Tasa sostenida Máxima.
Prioridad de Trafico.
UGS: Unsolicited Grant
Service
rtPS: Real Time Packet
Service
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59. MOVILIDAD
 Administración Eficiente De La Energía: WiMax
móvil soporta dos tipos de operación para la
administración de la energía, Sleep mode y Idle
Mode. Estos sistemas le proporcionan mayor
duración a la carga de la batería.
 Handover: El estándar soporta tres tipos de
handoff, Hard Handoff, Fast base Station Switching
y Macro Diversity Handover. El Handoff por defecto
es HHO, mientras que los otros son modos
opcionales. Se han desarrollado varias técnicas
para optimizar el HHO, lo que ha derivado en
conseguir delays menores a 50 ms y así lograr
mejor calidad de comunicación.
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60. SEGURIDAD
 WiMax móvil incorpora las mejores técnicas
de seguridad disponibles.
 Los aspectos de seguridad que incorpora
son:
autenticación de dispositivo/usuario
protocolos de administración
encriptación de tráfico
control y gestión de protección de mensajes
planos
◦ protocolo de optimización para handoffs rápidos.
◦
◦
◦
◦
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61. 
WiMax móvil soporta antenas inteligentes
(Smart antenna), las cuales son arreglos de
antenas, que usa un algoritmo para
procesar señales. Este sistema tiene
múltiples prestaciones, entre las cuales se
incluyen:
◦ Beamforming: Permite la mayor direccionalidad
de la potencia de las antenas, lo cual aumenta la
cobertura y capacidad del sistema.
◦ Código de espacio - tiempo: Reduce el margen
de desvanecimiento.
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62. 
Multiplexación espacial: Proporciona
ventajas para mayores tasas de
transferencia.
◦ Mediante la multiplexación espacial se
puede transmitir múltiples señales
mediante varias antenas e igualmente para
recibir la señal.
◦ Con MIMO 2x2 (arreglo de antenas, dos
transmiten y dos reciben) se puede
aumentar la tasa transmitiendo 2 señales
de datos.
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63. 
La arquitectura WiMAX esta basada en una
plataforma ALL-IP, o sea, la conmutación de
paquetes está presente en toda la arquitectura
de extremo a extremo de la red.
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64. REDES INALÁMBRICAS
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65. 
El CORE es donde se localizan los equipos de alta capacidad de
transmisión, elementos centrales de red, los cuales son capaces de
administrar y gestionar.
◦ Home Agent (HA): Almacena la información de los móviles
permanentes en la red, entrega el soporte para la movilidad
administrando el protocolo IP móvil. MIP (Mobile IP).
◦ Servidor AAA (Authentication Authorization Accounting): Es el
encargado de realizar la autentificación, autorización y contabilidad
en la red.
◦ Servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Responsable
de la administración y asignación dinámica de direcciones IP para los
dispositivos.
◦ IMS (IP Multimedia Subsystem): Arquitectura flexible basada en la
conmutación de paquetes para el despliegue de funciones móviles
utilizando
una
amplia
gama
de
aplicaciones
como
voz, texto, imágenes, video, etc. Optimiza la experiencia del usuario
para aplicaciones multimedia integradas y ofrece a los operadores
móviles un medio eficiente para proveer múltiples aplicaciones
simultáneamente sobre múltiples canales de acceso.
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65

66. 
Edge, es la interfaz del núcleo con la red de
acceso. Este segmento esta compuesto por
los gateway del sistema.
◦ Los Gateway son conocidos, en WiMax, como
ASN–GW (Access Service Network Gateway).
◦ Estos pueden estar conectados a varias
estaciones base, su función es hacer el papel de
traductor hacia la red exterior de la información
que viene del core.
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66

67. 



Esta es la red donde están todos los sistemas que
permiten llegar al usuario final, aquí donde se
reflejan las ventajas de WiMAX en sus técnicas de
propagación y modulación.
En este bloque se encuentran las estaciones base
WiMAX móvil.
Las BTS son las que establecen la conectividad con
los CPE.
Como esta es una tecnología de microondas, el
interfaz que separa la red de acceso con los
terminales del usuario es el aire.
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68. 


Terminales Fijos: WiMax Móvil dispone de CPEs
internos autoinstalables para computadores de
escritorio, así como también CPEs con antenas
externas para servicio de Internet y telefonía.
Terminales Portables: Los principales dispositivos
disponibles para WiMax Móvil son las tarjetas
PCMCIA para notebooks, USB y la conectividad
WiMax integrada en los notebooks (similar a la
solución Wi-Fi). Obviamente los terminales
portables podrán funcionar de manera fija.
Terminales Móviles: Con la llegada de la movilidad
aparecerán dispositivos tipo Smartphone o PDA con
WiMax integrado. Estos dispositivos podrán
funcionar de manera portable y fija.
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69. REDES INALÁMBRICAS
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69

70. 
Ejemplo para la ciudad de La Paz y el Alto
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70

71. Long Term Evolution

72. 


LTE surge a partir de la necesidad de satisfacer la
creciente demanda de los usuarios y redes; y será
la tecnología que acabe sustituyendo a la actual
UMTS dentro de los sistemas 4G (todo IP).
Esta tecnología, basada en el uso de protocolos IP
(soportado, por tanto, en el dominio de
conmutación de paquetes).
Los primeros despliegues comerciales en los países
donde se halla más avanzada se realizaron a partir
del año 2010.
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72

73. 
Uno de los objetivos principales de esta
tecnología es proporcionar una
velocidad, tanto de descarga como de
subida de archivos, muy alta en

comparación con las alcanzadas con las
tecnologías actuales.
Obtención de una mayor velocidad de
transmisión, pudiendo llegar a los 100
Mbit/s de descarga y a los 50 Mbit/s de
subida.
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73

74. 


Disminuir el retardo hasta conseguir un total
menor de 10 milisegundos y unos tiempos iniciales
de establecimiento de comunicación inferiores a
100 ms.
Conseguir una eficiencia espectral 3 veces mejor
que la del HSPA.
Mejorar para los servicios de difusión (broadcast)
para permitir servicios de radiodifusión y televisión
móvil en tiempo real con una calidad aceptable
para todos los usuarios.
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74

75. 
Flexibilidad de espectro para disponer
de anchos de banda variables según el
servicio y el uso de diversas bandas de
frecuencia según las características de
cada zona.
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75

76. 


Emplea la banda de los 700 MHz, aprovechando que
ha quedado liberada en países tras el apagón de la
televisión analógica frente a la digital, para lograr
mejor cobertura y penetración en los edificios, algo
imprescindible para las operadoras que lo
comercialicen.
También bandas de 2.4 y 3.4 GHz.
En la descarga con LTE se emplea una modulación
OFDMA .Las subportadoras se modulan con un rango
de símbolos QPSK, 16QAM o 64QAM. Es muy fuerte
contra los efectos de multi trayectoria, idónea para
implementaciones MIMO.
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76

77. 
LTE tiene un mejor desempeño al establecer una
conexión en movimiento. A pesar de que el sistema está
pensado para operar de forma óptima a velocidades de
15km/h, el sistema es capaz de apoyar la movilidad
hasta los 350km/h.
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77

78. La arquitectura LTE además de disminuir la
cantidad de bloques en la red y permitir la
coexistencia con las redes 2G/3G, logra entregar
muchos
beneficios
en
comparación
a
la
arquitectura UMTS. Estos son:
◦ Reducción de latencia debido a un único nodo en
la interfaz aérea.
◦ Mejor calidad de servicios debido a la
simplicidad del núcleo.
◦ Mayor soporte de handover debido a la
disminución de bloques.
◦ La simplicidad en la operación y mantención de
la red.
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
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78

79. 
La arquitectura de red LTE está formada por los
siguientes bloques:
◦ UE: User Equipment (Equipo de usuario).
◦ eNB: Evolved Node-B (Nodo-B evolucionado).
◦ MEE: Mobility Management Entity (Entidad de gestión
de movilidad).
◦ GW: Gateway (Puerto de enlace).

A su vez el subsistema Gateway (GW) está
formado por bloques. El Serving-Gateway
(SGW) y el Packet data Network Gateway (PGW).
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79
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79

80. 

La
conexión
entre
estaciones bases eNBs
ya no se realiza a través
de un controlador de
radio como en UMTS.
Todas las funciones se
incorporan al eNB.
De esta forma el control
de los recursos de radio
y la comunicación entre
eNB cercanas es mucho
más directa.
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81. REDES INALÁMBRICAS
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81

82. 

El eNB realiza las mismas funciones que los
Nodos-B de UMTS. Al incorporar las funciones del
controlador de Radio, permite la total autonomía
de los eNBs lo que se traduce en una mayor
eficiencia para la movilidad (handover).
Entre sus funciones se encuentran:
◦ Manejo de recursos de radio: control de
portadoras de radio, control de
admisión, control de movilidad de
conexión, asignación dinámica de recursos para
el enlace ascendente y descendente, control de
potencia, control de congestión de celdas.
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REDES INALÁMBRICAS
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83.  Compresión de la información IP de cabecera, el
cifrado, re ensamble y envío confiable de los paquetes al
UE.
 Selección del MME (Entidad de gestión de movilidad)
cuando el enrutamiento no se puede realizar con la
información entregada por el UE.
 Enrutamiento de datos del plano de usuario hacia el
SGW.
 Programación y transmisión de mensajes (originados por
el MME).
 Programación y transmisión de información broadcast
(originados por el MME).
 Medición y emisión de reportes de configuración de la
movilidad y programación.
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83
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83

84. 



El equipo de usuario en esta tecnología es
más sofisticado
Permite servicios más completos.
Soporta mayores velocidades de
transferencia.
Cuando se encuentra sin uso puede pasar a
un estado inactivo, que permite el ahorro de
energía en el terminal sin perder la movilidad.
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84

85. 




El MME es una entidad de señalización.
Permite el control de los nodos en las redes LTE.
La ventaja es tener una entidad de señalización
independiente para que la capacidad de la red y
el tráfico pueden crecer de forma autónoma.
El MME administra la movilidad hacia las redes
externas ya que realiza la selección del PGW
(Puerta de Enlace GW).
Responsable de la conexión con el SGW
apropiado logrando establecer la conexión entre
el UE y un nuevo eNB.
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85

86. 


Realiza la autentificación de los usuarios a
través de una comunicación directa con el HSS
(Servidor de subscriptores abonados).
Posee un sistema de control de Portadoras-EPS
que permite gestionar el tráfico estableciendo
un enlace.
Entrega mayor prioridad a los servicios que
requieren de cierto ordenamiento en el envío
de paquetes (como la voz, video conferencia,
etc.).
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87. 





Encargado de enrutar todos los paquetes de datos.
El SGW es controlado por el MME.
Actúa como un anclaje de movilidad local
reenviando y recibiendo los paquetes al eNB y
entregando cobertura al UE. Permite la movilidad
con las redes GSM, UMTS.
En el modo “Idle” o descanso del UE, el SGW
permite liberar la ruta de datos del enlace
descendente.
Permite el re-uso de ancho de banda disponible.
El SGW gestiona y almacena información del UE
como la del servicio transmitido y la del
enrutamiento.
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88. 



Filtrado de paquetes por usuario
(inspección de paquetes por políticas de
seguridad).
Asignación de dirección IP al UE.
Enrutamiento de paquetes.
Servicio de Carga, bloqueo y cumplimiento
de tráfico en ambos enlaces.
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88

89. 


El HSS es equivalente al HLR UMTS.
Almacena y administra todo lo relativo a los
datos de suscripción de los usuarios.
Se conecta directamente con el MME que
realiza la autentificación.
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90. Application Servers
PS3 online game
Media
Portal
Server
My
Teamwork
Server
Image
Server
Web
Server
Sony
Online
Server
Media portal
client
Video streaming
P2P
Internet
E-learning
teacher/student
Cannon
camera
9453 9471 MME 5620
SAM
XMS
9326 d2U &
9442 RRH
Internet
7705 SAR
Backhaul
Transport
Network
Web photos
7750 SR
SGW
7750 SR
PGW
7705 SAR
CORE
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25/11/2013
90

91. 





Para estas redes los accesos de radio se basan en
sistemas de acceso múltiple.
Para el Down link ocupa Acceso Múltiple por
División de Frecuencias Ortogonales (OFDMA)
Para el uplink utiliza el esquema de Acceso
Múltiple por División de Frecuencia con una Sola
Portadora (SC-FDMA).
Además se ocupa la técnica MIMO (Multiple Input
Multiple Output) en ambos enlaces.
Los modos de funcionamiento utilizados en LTE
son FDD y TDD.
Incorpora half-duplex FDD.
◦ El modo duplex FDD utiliza la misma banda de frecuencia
para el uplink y Down link.
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91

92. 


Las bandas de frecuencia en que puede operar LTE
ya se ha demostrado su funcionamiento en la
bandas de
1.7GHz, 2.3GHz, 2.4GHz, 2.6GHz, 400MHz, en las
bandas de televisión analógica 700-800MHz, y en
las bandas de GSM 900 MHz, 1800MHz y
1900MHz.
Con esta gran gama de espectros habrá mayor
flexibilidad en los temas de regulación y licitación.
El interés por ocupar la banda de televisión
analógica, se debe a que permiten buenos niveles
de propagación para zonas edificadas.
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94. 











TP-Link
Ubiquiti Networks
ALFA Network
Siemens Industrial Communication
LAIRD TECHNOLOGIES
LanPro Inc
OMEGA
PROSOFT
LIGO
Lobometrics
Altai
RADWIN
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95. REDES INALÁMBRICAS
25/11/2013
95

96. REDES INALÁMBRICAS
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96

97. FABRICANTES DE
EQUIPOS:
Airspan Networks
Alvarion
Aperto Networks
Fujitsu
Intel Corporation
Motorola
Samsung
ZTE Corporation
Huawei Technologies
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98. Fabricante
AIRSPAN
NETWORKS
HUAWEI
TECHNOLOGIES
ALVARION
ZTE CORPORATION
Modelo
Air 4G
WiMax Móvil Huawei
BreezeMax
WiMax Móvil ZTE
Frecuencia (GHz)
700 MHz, 2.3, 2.5,
3.3 y 3.7
2.3, 2.5 y 3.5
3.65, 4.9 y 5.4 GHz
2.3, 2.4 y 3.3
Potencia de Tx
(dBm)
2.x GHz + 40
3.x GHz + 37
2.x GHz + 40
3.5 GHz + 38.5
3.x GHz +30
5.x GHz + 21
2.x GHz + 40
3.x GHz + 36
Sensibilidad en Rx
(dBm)
-106.9
-100
- 96
-110
Ancho del Canal
(MHz)
3.5, 5, 7, 10, 2x7 y
2x10
5, 10 y 20
5 y 10
5, 7 y 10
QoS
UGS; rtPS; nrtPS; BE
E2E; PPSFs
No Especifica
No Especifica
IP v6
Si
No especifica
No especifica
No especifica
Encriptación
AES Encryption
AES Key Updates
PKMv2
EAP
PMIP signaling
encryption
RADIUS signaling
security
AES Encryption
No Especifica
VLAN
VLAN pass - through
VLAN tagging /
untagging
QoQ
VLAN pass - through
VLAN tagging /
untagging
QoQ
Clasificación Basada
en VLAN
VLAN pass - through
VLAN tagging /
untagging
QoQ
Modulo LTE
Si
No
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No
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Si
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99. REDES INALÁMBRICAS
25/11/2013
99

100. REDES INALÁMBRICAS
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10
0

101. 




Serie 9000 de AlcatelLucent.
RBS 6000 de Ericsson.
BTS/DBS 3900 de
Huawei.
Flexi Multiradio BTS de
Nokia-Siemens.
ZXSDR 8000 de ZTE.
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10
1

102. REDES INALÁMBRICAS
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10
2

105. 



Factores de diseño
Prospección de sitio (Site Survey)
Software para radioenlaces
Ejemplo de radioenlaces
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5

106. 
Elección de la frecuencia
◦ 2.4 GHz
◦ 5.8 GHz



Perfiles de trayectoria
◦ Línea de Vista
◦ Zona de fresnell
Presupuesto de potencia
Área de cobertura
◦ Sectorial

Prospección de sitios
◦ Survey
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10
6

107. REDES INALÁMBRICAS
25/11/2013
10
7

108. REDES INALÁMBRICAS
25/11/2013
10
8

109. 

Están relacionadas con la atenuación que
ocurre en la señal cuando esta sale de la
antena de transmisión hasta que llega a la
antena receptora.
Pérdidas en el espacio libre
◦ La mayor parte de la potencia de la señal de radio
se perderá en el aire. Nótese que esto no tiene nada
que ver con el aire, la niebla, la lluvia o cualquier
otra cosa que puede adicionar pérdidas
◦ Mide la potencia que se pierde en el mismo sin
ninguna clase de obstáculo.
FSL(dB) = 20log10(d) + 20log10(f) + K (ctte)
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10
9

110. 



Potencia de Transmisión. Se expresa en mW o en
dBm. La potencia TX a menudo depende de la tasa de
transmisión. La potencia TX de un dispositivo dado
debe ser especificada en los manuales provistos por
el fabricante.
Ganancia de las Antenas. Las antenas son
dispositivos pasivos que crean el efecto de
amplificación debido a su forma física.
El Mínimo Nivel de Señal Recibida, o simplemente, la
sensibilidad del receptor. El RSL mínimo es expresado
siempre como dBm negativos y es el nivel más bajo
de señal que la red inalámbrica puede distinguir.
Pérdidas en los Cables. Parte de la energía de la señal
se pierde en los cables, conectores y otros
dispositivos entre los radios y las antenas. La pérdida
depende del tipo de cable utilizado y de su longitud.
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11
0

111. 



Margen del sistema, Corresponde a la
diferencia entre el valor de la señal recibida y
la sensibilidad del receptor.
EIRP = PIRE (Potencia Irradiada Isotrópica
Efectiva), está regulada por la ATT. La misma
especifica la potencia máxima legalmente
permitida para ser enviada al espacio abierto
en un área específica.
PIRE (dBm) = Potencia del transmisor (dBm) –
Pérdidas en el cable y conectores (dB) +
ganancia de antena (dBi)
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11
1

112. Margen y Relación SNR
 SNR requiere que haya cierto margen para
garantizar el funcionamiento adecuado del
enlace.
 La relación entre el ruido y la señal se mide
por la tasa de señal a ruido. Con valores de
SNR a 16 dB para una conexión de 11 Mbps y
4 dB para la velocidad más baja de 1 Mbps.
Relación señal a ruido [dB] = 10*Log10
(Potencia de la señal [W] /Potencia del ruido
[W])
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2

113. El cálculo de presupuesto de enlace es para
estar seguro de que el margen en el receptor
es mayor que un cierto umbral.
 La PIRE debe estar dentro de las regulaciones.
Margen = Potencia de Transmisión [dBm] –
Pérdidas en el cable TX [dB] + Ganancia de
Antena TX [dBi] - pérdida en la trayectoria del
Espacio Abierto [dB] + Ganancia de Antena RX
[dBi]- Pérdida de Cable RX [dB] - Sensibilidad
del receptor [dBm]

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3

114. 
La Pérdida en el Espacio libre = FSL
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4

115. 
Potencia de transmisión
Pérdida en los cables
Pérdida en el Duplexer de TX
Pérdida en el Cable de TX
Ganancia de la antena TX
PIRE:
Pérdida en el espacio libre (FSL)
Ganancia de la antena RX
Pérdida en el Cable RX de
Pérdida en el Diplexer de RX
Pérdida en Cable

Nivel de Señal Recibida =










+25dBm
-1dB
-2 dB
-2.5 dB
+21 dB
40.5 dBm
-124.5 dB
+21 dB
-2.5dB
-2 dB
-1 dB
---------------68.5dBm
◦ PIRE: Potencia Isotrópica Radiada Equivalente
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11
5

116. 

Debemos tener en cuenta factores de
corrección debido al terreno y la estructura
de las edificaciones, factores climáticos y
muchos otros.
En enlaces de grandes distancias, factores
como la lluvia, la niebla y aún el cambio en
las condiciones de la vegetación pueden
contribuir a que se pierdan 15 dB.
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11
6

117. REDES INALÁMBRICAS
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11
7

118. REDES INALÁMBRICAS
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11
8

119. REDES INALÁMBRICAS
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11
9

120. REDES INALÁMBRICAS
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12
0

121. REDES INALÁMBRICAS
25/11/2013
12
1

122. Planificacion y Simulacion
 Wireless Network Link Analysis (web)
 Ligo Link Calc. (web)
 Radio Mobile.
 PTP LINKPlanner
 RadioEarth
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12
2

123. 


El grupo Profesional de Radio de Paquetes
de Bahía Verde (GBPRR, por su sigla en
inglés) ha generado una variedad de
herramientas de planificación de enlaces
que se encuentran gratuitas en línea.
Las mismas se encuentran disponibles en
http://www.qsl.net/n9zia/wireless/page09.
html.
Como están disponibles en línea, trabajan
con cualquier dispositivo que tenga un
navegador web y acceso a Internet.
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3

124. REDES INALÁMBRICAS
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4

125. REDES INALÁMBRICAS
25/11/2013
12
5

126. REDES INALÁMBRICAS
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12
6

127. REDES INALÁMBRICAS
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12
7

128. REDES INALÁMBRICAS
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12
8

129. 





LigoWave fue fundada en 2007 como un
fabricante y desarrollador de soluciones
inalámbricas de alto desempeño para
proveedores de servicios y compañías de
telecomunicación a nivel mundial.
Los productos LigoWave son desarrollados con
clientes carrier-class.
Las soluciones de Acceso de Banda Ancha de
LigoWave operan en bandas de frecuencia
licenciada y no-licenciada. Todos los productos
LigoWave usan un protocolo propietario lo cual
asegura su robusteza y excepcional desempeño.
Tiene su programa online Link Calculator
http://www.ligowave.com/linkcalc/
Crear una cuenta para acceder.
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9

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0

131. REDES INALÁMBRICAS
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1

132. 
MAPA
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2

133. REDES INALÁMBRICAS
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13
3

134. 





Software de libre distribución para el cálculo de
radio enlaces de larga distancia en terreno
irregular.
Utiliza perfiles geográficos combinados con la
información de los equipos (potencia, sensibilidad
del
receptor,
características
de
las
antenas, pérdidas, etc.) que quieren simularse.
Tiene múltiples utilidades de apoyo al diseño y
simulación de los enlaces y las redes de
telecomunicaciones.
Utiliza para la evaluación de los enlaces, el perfil
geográfico de las zonas de trabajo.
Trabaja con frecuencias entre los 20MHz y 40GHz y
longitudes de trayecto de entre 1 y 2000 Km.
http://www.cplus.org/rmw/ , existe un enlace
directo a la página de descargas de Internet.
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135. REDES INALÁMBRICAS
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6

137. REDES INALÁMBRICAS
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13
7

138. REDES INALÁMBRICAS
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8

139. REDES INALÁMBRICAS
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13
9

140. 


Motorola ha lanzado su herramienta PTP
LINKPlanner, la cual elimina todo tipo de
suposiciones durante el proceso de diseño de
enlace y provee la información que usted necesita
para estar seguro de que el rendimiento del enlace
será el apropiado antes de adquirirlo.
PTP LINKPlanner es una herramienta de diseño de
sistemas gratuita y fácil de utilizar, disponible
como una herramienta independiente o como parte
de la Serie One Point Wireless de Motorola.
Si se utiliza junto con las herramientas
MeshPlanner y LANPlanner, que también forman
parte de la Serie, se pueden diseñar redes
inalámbricas de prácticamente cualquier tamaño y
complejidad de manera sencilla y sistémica para
lograr una implementación óptima y rentable.
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0

141. REDES INALÁMBRICAS
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4

145. REDES INALÁMBRICAS
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5

146. REDES INALÁMBRICAS
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6

147. 
Montajes sobre el techo (No-penetrantes)

Montaje de Pared
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148. 
Cajas herméticas
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149. Monopolos
 Los monopolos son
postes afilados huecos
hechos de acero
galvanizado que se
construyen de tubos
articulados que pueden
llegar hasta 60 metros.
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150. Torres Auto Soportadas
 Las torres
autosoportadas son
caras pero algunas
veces son
necesarias, particularme
nte cuando se requiere
una gran altura.
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151. Torres Arriostradas
 Son mucho más económicas
pero ocupan un área
considerable ya que los vientos
deben estar anclados a una
distancia de la base que es por
lo menos la tercera parte de la
altura.
 Cuando se dispone de terreno,
una torre Arriostrada es ideal
para cubrir todas las
necesidades de comunicaciones.
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152. REDES INALÁMBRICAS
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153. Alineación cuando podemos ver el otro
extremo del enlace
 Para alinear las antenas se requiere dos
equipos de trabajo, uno en cada extremo del
enlace y dotados de algún medio de
comunicación como teléfono celular o radio
de dos vias.
 Las herramientas aconsejadas son:
◦ 1) Radio de dos vias o telefono celular
◦ 2) Laptop dotado de software que permita medir la
intensidad de la senal recibida
◦ 3) Binocular o largavista
◦ 4) Inclinometro para medir el ángulo de elevación
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155. Alineación cuando NO podemos ver el otro
extremo del enlace
 Ademas de lo listado en el aparte anterior,
necesitaremos:
◦ 1) Brujula de la mejor calidad que podamos
conseguir.
◦ 2) Dispositivo GPS.
◦ 3) Analizdor de Espectro portatil.
◦ 4) Los mejores mapas que podamos conseguir de la
zona, preferiblemente con elevaciones o curvas de
nivel.
◦ 5) El programa Google Earth nos permite calcular el
rumbo entre los extremos y ver muchos detalles
topograficos
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156. REDES INALÁMBRICAS
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157. 

Topología de red con simulaciones de radio
Presupuesto
◦
◦
◦
◦






Recursos de Hardware
Electricidad
Puesta a tierra y protección contra rayos
Herramientas
Recursos humanos
Transporte local
Gastos adicionales
Licencias y permisos
Mástil o torre
Adquisición del equipo
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7

159. 
El diseño considera:
◦ Establecer la estructura de la red
◦ Ubicar sitios estratégicos para situar las RB y
definir el área de cobertura de cada una.
◦ Definir la banda de frecuencia dentro de la cual
se va operar (ATT).
◦ Elección de los equipos que serán empleados en
la implementación de la red.
◦ Diseñará un sistema que integre todos nuestros
nodos de red de manera eficaz (Red Tx, Enlaces o
FO)
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160. 
Este proceso empieza con la definición de las
estrategias a seguir:
◦ Objetivos planteados con los medios
◦ Tecnología disponible


Definida la línea de estrategia, se centra el análisis
en la planificación estructural, definiendo planes de
desarrollo del sistema centrándose en los planes
técnicos fundamentales.
Finalmente se define el mantenimiento y la
explotación del sistema diseñado.
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161. 




Aumentar la tasa de penetración de los
usuarios, con una demanda inicial y su
respectiva proyección a corto plazo.
Ubicar a posibles usuarios para los múltiples
servicios que se podrían ofrecer a través de
una red WiFi, WIMax o LTE.
Establecer una estructura general de la red.
Dimensionar y diseñar la red inalámbrica.
Determinar los equipos requeridos.
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162. 



Elaborar los diagramas de cobertura.
(Apoyo de Software)
Elaborar los perfiles topográficos. (Apoyo
de Software)
Realizar una evaluación referencial de
costos de equipos, materiales y recursos
humanos para una futura implementación
de la Red Inalámbrica
Detallar las fortalezas y debilidades de la
Red además de recomendaciones para su
implementación.
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163. 





Identificación de las necesidades y diseño
técnico detallado.
Planificación del sistema.
Diseño técnico y posibles soluciones.
Despliegue de la red de
telecomunicaciones.
Análisis y optimización de la calidad de
funcionamiento de la red.
Escalabilidad
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166. 

Cartografia de Alta Resolucion.
Software $$$
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182. 







El Alcance y frecuencias de trabajo permite una
rápida implementación de equipos WiFi.
WiMAX y LTE utilizan tecnologías similares.
Ambos alcanzan tasas de datos muy altas.
Ambos ofrecen nuevos servicios.
Uso de: OFDMA, MIMO.
LTE tiene la ventaja de gran base por clientes
GSM / UMTS.
WiMAX tiene la ventaja de ser una tecnología
para áreas extensas.
WiFi tiene la ventaja de ser una tecnología de
acceso general.
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183. 





Con la implementación de redes inalámbricas
se tiene ahorro en equipos.
Rápida Instalación.
LTE es un tecnología competitiva. (Evolución
e interoperabilidad).
Todo IP
Mas Cobertura y mas AB.
El Software de simulacion es un gran apoyo
para las redes inalambricas.
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184. Consultas:
ivan.caceres@axsbolivia.net