WiMAX. ¿El sustituto de Wi-Fi?

2. Estandarización
3. Características
4. Aplicaciones

Introducción

Últimamente se habla mucho de Wi-Fi, una
tecnología
inalámbrica, que en sus diferentes versiones (802.11a,
b y g) puede ofrecer desde 11 Mbit/s hasta 54 Mbit/s, y sus
distintas aplicaciones, especialmente en los los hot-spots
(hoteles, aeropuertos, estaciones
de servicio,
centros de convenciones y comerciales, pueblos, etc., en los que
se ofrece acceso a Internet, en muchos casos,
de forma gratuita, lo que hace que los modelos de
negocio no prosperen.

Pues bien, todo esto se puede ver enormemente
afectado por un nuevo estándar del que está
empezando a hablar, el 802.16x, conocido como WiMAX, que es una
especificación para redes metropolitanas
inalámbricas (WMAN) de banda ancha,
que está siendo desarrollado y promovido por el grupo de la
industria
WiMAX (Worldwide Interoperaability for Microwave
Access), http://www.wimaxforum.org/home
cuyo dos miembros más representativos son Intel y
Nokia. Como sucedió con la marca Wi-Fi, que
garantiza la interoperabilidad entre distintos equipos la
etiqueta WiMAX se asociará globalmente con el propio
nombre del estándar.

El hecho de que WiMAX no sea todavía una
tecnología
de consumo ha
permitido que el estándar se desarrolle conforme a un
ciclo bien establecido, lo que es garantía de su
estabilidad y de cumplimiento con la especificaciones, algo
parecido alo que sucedió con GSM, que es
garantía de su estabilidad.

Estandarización

A pesar de que el proyecto para la
creación de un nuevo estándar se gestó hace
6 años en el IEEE, no fue hasta abril de 2002 que la
primera versión del mismo, la 802.16, se publicó, y
se refería a enlaces fijos de radio con
visión directa (LoS) entre transmisor y receptor, pensada
para cubrir la "última milla" (o la primera, según
desde que lado se mire), utilizando eficientemente varias
frecuencias dentro de la banda de 10 a 66 GHz.

Un año más tarde, en marzo de 2003, se
ratificó una nueva versión, el 802.16a, y fue
entonces cuando WiMAX, como una tecnología de banda ancha
inalámbrica, empezó a cobrar relevancia.
También se pensó para enlaces fijos, pero llega a
extender el rango alcanzado desde 40 a 70 kilómetros,
operando en la banda de 2 a 11 GHz, parte del cual es de uso
común y no requiere licencia para su operación. Es
válido para topologías punto a multipunto y,
opcionalmente, para redes en malla, y no requiere línea de
visión directa. Emplea las bandas de 3,5 GHz y 10,5 GHZ,
válidas internacionalmente, que requieren licencia
(2,5-2,7 en Estados Unidos),
y las de 2,4 GHz y 5,725-5,825 GHz que son de uso común y
no requieren disponer de licencia alguna.

Un aspecto importante del estándar 802.16x es
que define un nivel MAC (Media Acces Layer) que soporta
múltiples enlaces físicos (PHY). Esto es esencial
para que los fabricantes de equipos puedan diferenciar sus
productos y
ofrecer soluciones
adaptadas a diferentes entornos de uso.

Pero WiMAX también tiene competidores, y
así una alternativa es el estándar Hiperaccess
(>11 GHz) e HiperMAN (<11 GHz) del ETSIT, pero el auge que
está tomando WiMAX ha hecho que se esté estudiando
la posibilidad de armonizarlo con esta última norma, que
también utiliza una modulación
OFDM. Sin olvidarnos de Mobile-Fi, el estándar 802.20 del
IEEE, específicamente diseñado desde el principio
para manejar tráfico IP nativo para
un acceso móvil de banda ancha, que provee velocidad
entre 1 y 16 Mbit/s, sobre distancias de hasta 15 o 20 km,
utilizando frecuencias por debajo de la banda de 3,5
GHz.

Características

El estándar 802.16 puede alcanzar una
velocidad de comunicación de más de 100 Mbit/s en
un canal con un ancho de banda de 28 MHz (en la banda de 10 a 66
GHz), mientras que el 802.16a puede llegar a los 70 Mbit/s,
operando en un rango de frecuencias más bajo (<11 GHz).
Es un claro competidor de LMDS.

Comparativa de WiMAX frente a otras
tecnologías.

Estas velocidades tan elevadas se consiguen gracias a
utilizar la modulación OFDM (Orthogonal Frequency
División Multiplexing) con 256 subportadoras, la
cual puede ser implementada de diferentes formas, según
cada operador, siendo la variante de OFDM empleada un factor
diferenciador del servicio ofrecido. Esta técnica de
modulación es la que también se emplea para la TV
digital, sobre cable o satélite, así como para
Wi-Fi (802.11a) por lo que está suficientemente probada.
Soporta los modos FDD y TDD para facilitar su interoperabilidad
con otros sistemas
celulares o inalámbricos.

Soporta varios cientos de usuarios por canal, con un
gran ancho de banda y es adecuada tanto para tráfico
continuo como a ráfagas, siendo independiente de
protocolo;
así, transporta IP, Ethernet,
ATM etc. y
soporta múltiples servicios
simultáneamente ofreciendo Calidad de
Servicio (QoS) en 802.16e, por lo cual resulta adecuado
para voz sobre IP
(VoIP),
datos y
vídeo. Por ejemplo, la voz y el vídeo requieren
baja latencia pero soportan bien la pérdida de
algún bit, mientras que las aplicaciones de datos deben
estar libres de errores, pero toleran bien el
retardo.

Otra característica de WiMAX es que soporta las
llamadas antenas
inteligentes (smart antenas), propias de las redes celulares de
3G, lo cual mejora la eficiencia
espectral, llegando a conseguir 5 bps/Hz, el doble que 802.11a.
Estas antenas inteligentes emiten un haz muy estrecho que se
puede ir moviendo, electrónicamente, para enfocar
siempre al receptor, con lo que se evitan las interferencias
entre canales adyacentes y se consume menos potencia al
ser un haz más concentrado.

También, se contempla la posibilidad de formar
redes malladas (mesh networks) para que los distintos
usuarios se puedan comunicar entres sí, sin necesidad de
tener visión directa entre ellos. Ello permite, por
ejemplo, la
comunicación entre una comunidad de
usuarios dispersos a un coste muy bajo y con una gran seguridad al
disponerse de rutas alternativas entre ellos.

En cuanto a seguridad, incluye medidas para la
autenticación de usuarios y la encriptación de
los datos mediante los algoritmos
Triple DES.(128 bits) y RSA (1.024 bits).

Una de las principales limitaciones en los enlaces a
larga distancia vía radio es la limitación de
potencia, para prever interferencias con otros sistemas, y el
alto consumo de batería que se requiere. Sin embargo,
los más recientes avances en los procesadores
digitales de señal hacen que señales muy débiles (llegan con
poca potencia al receptor) puedan ser interpretadas sin
errores, un hecho del que se aprovecha WiMAX. Con los avances
que se logren en el diseño de baterías podrá
haber terminales móviles WiMAX, compitiendo con los
tradicionales de GSM, GPRS y de UMTS.

Aplicaciones.

Las primeras versiones de WiMAX están
pensadas para comunicaciones punto a punto o punto a
multipunto, típicas de los radioenlaces por microondas.
Las próximas ofrecerán total movilidad, por lo
que competirán con las redes celulares.

Los primeros productos que están empezando a
aparecer en el mercado se
enfocan a proporcionar un enlace de alta velocidad para
conexión a las redes fijas públicas o para
establecer enlaces punto a punto.

Así, WiMAX puede resultar muy adecuado para
unir hot spots Wi-Fi a las redes de los operadores, sin
necesidad de establecer un enlace fijo. El equipamiento Wi-Fi
es relativamente barato pero un enlace E1 o DSL resulta caro y
a veces no se puede desplegar, por lo que la alternativa radio
parece muy razonable. WiMAX extiende el alcance de Wi-Fi y
provee una seria alternativa o complemento a las redes 3G,
según como se mire.

Para las empresas, es
una alternativa a contemplar, ya que el coste puede ser hasta
10 veces menor que en el caso de emplear un enlace E1 o T1. De
momento no se habla de WiMAX para el acceso residencial, pero
en un futuro podría se una realidad, sustituyendo con
enorme ventaja a las conexiones ADSL, o de
cable, y haciendo que la verdadera revolución de la banda ancha llegue a
todos los hogares.

Otra de sus aplicaciones encaja en ofrecer
servicios a zonas rurales de difícil acceso, a las que
no llegan las redes cableadas. Es una tecnología muy
adecuada para establecer radioenlaces, dado su gran alcance y
alta capacidad, a u coste muy competitivo frente a otras
alternativas.

En los países en desarrollo
resulta una buena alternativa par el despliegue rápido
de servicios, compitiendo directamente con las infraestructuras
basadas en redes de satélites, que son muy costosas y
presentan una alta latencia.

La instalación de estaciones base WiMAX es
sencilla y económica, utilizando un hardware que
llegará a ser estándar, por lo que por los
operadores móviles puede ser visto como una amenaza,
pero también, es una manera fácil de extender sus
redes y entrar en un nuevo negocio en el que ahora no
están, lo que se presenta como una
oportunidad.

Algunos operadores de LMDS (Local Multipoint
Distribution System) están empezando a considerar
esta tecnología muy en serio y ya han comenzado a hacer
despliegues de red, utilizando los
elementos que hoy por hoy están disponibles.
Habrá que esperar para el ver resultado de estas
pruebas y si
se confirma su aceptación por el global de la industria
y de los usuarios.

José Manuel Huidobro

Ingeniero de Telecomunicación