Treball Final de Carrera que tracta la tecnologia de comunicacions sense fils WIMAX, des de un punt de vista educatiu.

2. Treball Fi de carrera Llicència d'ús Aquestapresentació multimèdia, així com la memòria a la que es troba unida, estan regulats per la següent llicencia: “ Reconeixement - NoComercial - CompartirIgual (by-nc-sa): No es permet un ús comercial de l'obra original ni de les possibles obres derivades, la distribució de les quals s'ha de fer amb una llicència igual a la que regula l'obra original.” La descripció complerta de la llicència la podeu trobar al següent link: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/es/deed.ca

3. El QoS a les comunicacions WIMAX Objectius Aquest Tutorial està versat sobre la tecnologia de transmissió sense fils, WIMAX. Els principals objectius que es volen assolir son: 1. Entendre que es la tecnologia WIMAX. 2. Conèixer la evolució històrica que ha patit, així com les diferents versions. 3. Veure els elements principal que formen l'estàndard. 4. Conèixer que s'entén per Qualitat de Servei (QoS). 5. Saber distingir entre Classe de Servei (CoS) i el QoS 6. Entendre les diferents CoS que suporta WIMAX.

4. El QoS a les comunicacions WIMAX Estructura de la Presentació

5. El QoS a les comunicacions WIMAX Per anar directament a un tema determinat, es pot clicar amb el botó esquerre del ratolí sobre el globus. Tema 1 Tema 2 Tema 3 L'estàndard 802.16 Què es el QoS El QoS en WIMAX Sortir del tutorial

6. L'estàndard 801.16 Anar a Index Sortir de la Presentació

9. Orientat a la connexió.

10. Incorpora QoS natiu.

11. Permet mecanismes d'antenes intel·ligents que milloren la eficiència espectral.

12. Creació de xarxes de malla, al integrar altres tecnologies com 3G i 802.11 (WiFi).

13. Mecanismes criptogràfics de seguretat.

14. Modulació Adaptativa depenent de la relació senyal soroll del medi (SNR).

16. De 2 a 5 Km de Cobertura.

19. Revisió i actualització del estàndard.

20. De 6 a 10 Km de Cobertura.

22. De 2 a 5 Km de Cobertura.

23. WiMAX Mobile NLOS Història de l'estàndard 802.16 Versió Actual Versió Actual

24. L'estàndard 802.16 Estació Base (BS) Estació Subscriptora (SS) Estació Subscriptora (SS) Enllaç Punt-Punt Enllaç Punt-MultiPunt Elements de l'estàndard 802.16 La estació base administra la xarxa i assigna els canals de comunicacions.

25. L'estàndard 802.16 Configuració en Malla (Mesh) Internet La tecnologia WIMAX pot fer de pont entre d'altres tecnologies com 3G, Wifi i Ethernet Integració amb d'altres tecnologies s

31. L'estàndard 802.16 Format de la trama Control d'Errors Identificador de la connexió Tipus de Xifratge Indica si el Payload està Xifrat Tipus de Trama: 0=Trama genèrica; 1=Petició d'Amplada de banda Tipus de Fragmentació

32. L'estàndard 802.16 Sol·licitud d'Amplada de Banda Una de les característiques principals del funcionament de l'estàndard 802.16 es que permet que les estacions Subscriptores (SS), puguin fer peticions de reserva d'amplada de banda a la BS. Aquesta característica serà explotada per obtenir QoS.

34. Està subjecta a col·lisió.

35. Piggybacking : Intercalades amb les dades. Es dinàmica i sense col·lisions

36. Unicast : Consultes de la BS a les SS per ajudar a distribuir l'espectre.

37. Preestablertes : Es dona en serveis que tenen assignat el canal constantment (tipus UGS).

39. Que es el QoS? Anar a Index Sortir de la Presentació

40. Que es el QoS? Latència Paràmetres principals del QoS Jitter Pèrdua de Paquets Amplada de banda

44. Que es el QoS? Beneficis d'aplicar QoS 1.- Obtenir equilibri entre mínima latència i jitter, i màxima Amplada de banda. 2.- Aprofitament màxim de l'espectre radioelèctric. 3.- Adaptabilitat al medi i a les seves variacions. 4.- Priorització del tràfic. 5.- Simultaneïtat de tràfic amb diferents característiques. 6.- Transmetre amb un mínim de Qualitat.

45. Que es el QoS? Classe of Service (CoS) Es persegueix fer una separació del tràfic per poder tractar-los diferent. Tipus usuals de classificació (Nivell General) 1.- Per tipus de Protocol. 2.- Pel port d'entrada o de sortida. 3.- Per la direcció del Host (protocol IP). 4.- Pel tipus d'interface (eth0, lo, ...) 5.- Flux. Direcció d'origen + Destinació.

46. El QoS en WIMAX Anar a Index Sortir de la Presentació

47. El QoS en WIMAX Flux de Servei Classe Aplicació BW Latència Jitter 1 Joc Interactiu Baix 50 kbps Baix 80 ms No determinat 2 VoIP i Videoconferència Baix 32-64 kbps Baix 160 ms Baix <50 ms 3 Streaming Moderat a alt < 2 Mbps No determinat Baix <100 ms 4 Web Browsing i Missatgeria Instantània Moderat 2 Mbps No determinat No determinat 5 Media Content Download Alt 10 Mbps No determinat No determinat Taula amb els 5 tipus de serveis genèrics contemplats a l'estàndard 802.16 La BS pot anticipar-se a les necessitats de rendiment, jitter, a més de preveure els sondeigs i peticions d'amplada de banda.

48. El QoS en WIMAX QoS a la Capa Física La adopció de criteris per augmentar els nivells de qualitat comencen en la capa Física. Modulació Adaptativa: Recordem que es el mecanisme que permet variar la modulació en funció del medi. Modulació Adaptativa Robustesa a les transmissions. Millora Tipus de Multiplexió (segons Versió) TDD FDD OFDM OFDMA SOFDMA Tipus de Modulació BPSK QPSK 16-QAM 64-QAM

49. El QoS en WIMAX Esquema de classificació de paquets L'estàndard a WIMAX classifica el tràfic en cinc tipus diferents de CoS. SFiD 5 SFiD 4 SFiD 3 SFiD 2 SFiD 1 Cada Aplicació te assignades una o mes connexions, identificats pel seu Connetion Identifier (CID) Model d'Activació en dos fases: El tràfic d'entrada s'admet, després ja s'activarà. Tràfic Classificador (SFiD) UGS rtPS nrtPS ertPS BE Cues Planificador Tràfic

50. El QoS en WIMAX El Classificador Els nous paquets entrants s'ajusten als criteris d'una connexió existent. Es crea una nova connexió. Es descarten els paquets del flux. No hi ha cap connexió existent amb els criteris demandats. Utilitza una connexió per defecte, on no es pot garantir el QoS sol·licitat. A cada Flux de dades s'identifiquen les seves necessitats de QoS, i s'assigna un SFiD ( Service Flow Identifier ) SFiD+CID Nou CID Descartar paquets SfiD+CID de BE Recordem: El CID identifica a la aplicació Classificador (SFiD) Tràfic

52. Proporcional Fair.

53. Max CINR. Planificador (scheduler) Tràfic SFID+CID Tx pel aire

54. El QoS en WIMAX Round Robin Reparteix el temps de transmissió entre tots els receptors. Desavantatges : Falta d'eficiència al no prioritzar els usuaris amb millors condicions. No hi ha realimentació. Avantatges : Fàcil d'implementar. Ús : Indicat per zones Rurals. Temps Total transmissió= t 1 +t 2 t 1 t 2

55. El QoS en WIMAX Proportional Fair Reparteix el temps en proporció a la qualitat de senyal de ràdio dels receptors. Desavantatges : Es difícil d'implementar. Avantatges : Bon rendiment. Ús : Està indicat en zones d'alta densitat de població. SNR 1 SNR 2 Si SNR 1 >SNR 2 : Tx 1 >Tx 2;

56. El QoS en WIMAX Max CINR Es serveix primer als usuaris amb millor condicions de recepció Desavantatges : Discrimina als usuaris mes propers a les BS, amb major temps de transmissió i major capacitat. Avantatges : Fàcil d'implementar. d 1 d 2 Si d 1 <<d 2 : Primer t 1 , després t 2 ;

57. El QoS en WIMAX Tipus de CoS a 802.16 Nom CoS Aplicació 1. UGS VoIP i T1/E1 2. ertPS VoIP comprimit 3. rtPS Streaming 4. nrtPS FTP 5. BE http, pop3,... altres.

59. Jitter tolerat.

60. Polítiques de petició/Transmissió.

62. Jitter tolerat.

63. Polítiques de petició/Transmissió. (Extended Real-Time Polling Service)

65. Velocitat mínima Reservada,

66. Polítiques de petició/Transmissió. (Real-time Polling Service)

68. Velocitat mínima reservada

69. Prioritat del tràfic.

70. Polítiques de petició/Transmissió. (Non Real-Time Polling Service) Petició Unicast

72. Prioritat del tràfic.

73. Polítiques de petició/Transmissió. (Best Effort) Petició de Contenció

74. El QoS en WIMAX Taula Resum CoS a 802.16 Classe Descripció Vel. Min. Vel. Max. Latència Jitter Prioritat UGS VoIP,E1 X X X ertPS VoIP * X X X X X rtPS Streaming X X X X nrtPS FTP X X X BE Web X x * VoIP amb detecció d'activitat (supressió de silenci) x: Paràmetres especificats al QoS i per tant, controlats. Paràmetres controlats i assegurats en cada tipus de CoS

75. El QoS a les comunicacions WIMAX Conclusions La Qualitat de Servei a les comunicacions, permet extreure el màxim rendiment espectral. La tecnologia de comunicacions sense fils , WIMAX, incorpora QoS natiu dintre de l'estàndard. La distinció dels fluxos de comunicacions pel seu tipus, permet prioritzar i distribuir els recursos amb lògica. WIMAX es una tecnologia molt moderna i viva, prova d'això son les noves versions 802.16j i 802.16m d'aquest any. La implantació de WIMAX es la més ràpida, la de més rendiment, i la que permet el retorn d'inversió més curt entre les seves competidores, les tecnologies 3G i 802.11 Es present en 145 països, en 504 xarxes desplegades, i cada dia, més.

76. El QoS a les comunicacions WIMAX Agraïments A la Universitat Oberta de Catalunya per donar-nos la oportunitat, de fer realitat els nostres somnis de superació personal. A tota la comunitat científica i estudiantil, que desinteressadament comparteixen el seu saber a la xarxa.

77. El QoS a les comunicacions WIMAX Fi de la Presentació Gràcies per la Atenció