O documento discute a tecnologia WiMAX, descrevendo o que é WiMAX, suas áreas de aplicação, frequências de operação, características, funcionamento, prós e contras. Testes de WiMAX no Brasil mostraram a viabilidade da tecnologia para fornecer acesso à internet em áreas remotas.

1. WIMAX
Camila Moure
Ezequiel Fernandes
Julian Mayer

2. • O que é WiMAX?
Worldwide Interoperability for Microwave Access (Interoperabilidade
Mundial para Acesso por Microondas). Trata-se de uma tecnologia de
banda larga sem-fio.
• Área de Aplicação
Redes Metropolitanas, capaz de atuar como alternativa a tecnologias como
cabos telefônicos e cabos coaxiais na construção de redes comunitárias e
inclusão digital.
• Em qual frequência é operado?
Em uma ampla faixa de freqüência – de 2 a 66 GHz, mais utilizado entre
2,4 a 3,5GHz.
WIMAX

3. • Características
Espera-se que os equipamentos Wi-MAX tenham alcance de até 50Km e
capacidade de banda passante de até 70 Mbps.
• Funcionamento
O funcionamento é parecido com o do Bluetooth (no ponto de vista de ser
transmissão e recepção de ondas de rádio), usado para comunicação entre
pequenos dispositivos de uso pessoal, como PDAs, telefones celulares de
nova geração, computadores portáteis, mas também é utilizado para a
comunicação de periféricos, como impressoras, scanners, etc. O WiMAX opera
na faixa ISM (Industrial, Scientific, Medical) centrada em 2,45 GHz, que era
formalmente reservada para alguns grupos de usuários profissionais.
WIMAX

4. WIMAX

5. • Prós
- Diminui custos de infra-estrutura de banda larga para conexão com o usuário
final;
- Deverá ter uma aceitação grande por usuários;
- Possibilitará, segundo a especificação, altas taxas de transmissão de dados;
- Possibilitará a criação de uma rede de cobertura de conexão de Internet
similar à de cobertura celular, permitindo acesso à Internet mesmo em
movimento;
- Existe amplo suporte do desenvolvimento e aprimoramento desta tecnologia
por parte da indústria.
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6. • Contras
- Nos testes atualmente realizados mostrou-se como grande frustração quanto
à taxa de transmissão;
- Apesar das muitas iniciativas e pesquisas, essa tecnologia ainda tem um
período de maturação a ser atingido;
- Pode, em alguns paises, haver sobreposição de utilização de freqüência com
algum serviço já existente;
- Nas faixas de freqüência mais altas existem limitações quanto a
interferências pela chuva, causando diminuição de taxas de transferências
e dos raios de cobertura.
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7. O WiMAX atualmente possui os padrões:
- O “Nomádico” IEEE 802.16d (ratificado em Junho de 2004) é o padrão de acesso
sem fio de banda larga fixa (também conhecido como WiMAX Fixo) e teve os
primeiros equipamentos homologados em Janeiro de 2006 pelo laboratório espanhol
Cetecom.
- O “Móvel” IEEE 802.16e (ratificado em Dezembro de 2005) é o padrão de acesso
sem fio de banda larga móvel - WiMAX Móvel (assegurando conectividade em
velocidades de até 100 km/hora) e cujos equipamentos estarão disponíveis no
mercado em meados de 2007.
- A grande diferença entre o WiMAX "Nomádico" (ou Fixo) e o Móvel é que o
primeiro é apenas portátil (não comuta – não possui handoff - entre ERBs em altas
velocidades) e o segundo é móvel (comuta – possui handoff - entre ERBs em
velocidades de até 100 Km/h).
WIMAX

8. WIRELES
S
O MUNDO WIRELESS - 4 grandes Grupos:
(1) WPAN = Wireless Personal Area Network – transmissão de pequenos
alcances de metros: Bluetooth (1Mbps), ZigBee e UWB.
(2) WLAN = Wireless Local Area Network – transmissão de até 300m: Wi-Fi
(11Mbps).
(3) WWAN = Wireless Wide Area Network - TDMA (9,6 Kbps), CDMA (14,4
Kbps), EDGE, UMTS GSM/GPRS, CDMA 2000 – 1xRtt e CDMA 2000 –
1xEV-DO (500kbps).
(4) WMAN = Wireless Metropolitan Area Network - "4G Proprietário", WiMAX
(70Mbps) e Mobile-FI.

9. WIRELES
S

10. (1) É uma tecnologia padrão e implica em inter-operabilidade e custo
decrescente;
(2) É mais barato de 20% a 30% que as tecnologias de banda larga
tradicionais;
(3) É NLOS (Non Line of Sight). Não precisa linha de visada das antenas. O
WiMAX “sobe morro e desce morro”;
(4) Ele tem modulação OFDM (Orthogonal frequency division modulation).
OFDM está bem posicionada e incorporada em algumas portadoras de
nova geração. Ela transmite múltiplos sinais simultaneamente através de
um cabo ou no ar (sem fios), em diferentes freqüências, com o
espaçamento ortogonal destas freqüências para evitar interferências;
WIMAX
CARACTERÍSTICAS

11. (5) Suporte para antenas inteligentes: O WiMAX suporta mecanismos - que
são um dos mais importantes métodos - de melhoria de eficiência espectral
em redes sem fios;
(6) O padrão IEEE 802.16d suporta duas topologias de rede:
- a ponto-multiponto e
- opcionalmente a topologia mesh (malha);
(7) Qualidade de Serviço (QoS = Quality of Service): preocupação com a
QoS que habilita a operação NLOS sem severa distorção do sinal em função
de prédios, condições do tempo (metereologia) e veículos;
(8) Suporte a FDD e TDD: O padrão WiMAX suporta as features FDD
(frequency division duplexing) e TDD (time division duplexing) para permitir
a inter-operabilidade com sistemas celulares e outros sistemas sem fio;
WIMAX
CARACTERÍSTICAS

12. (9) Segurança: O padrão WiMAX já inclui medidas para privacidade e
criptografia intrínsisecas no protocolo;
(10) Opera em bandas licenciadas e não licenciadas.
As bandas licenciadas são as de 2,5 e 3,5 GHz e as não licenciadas são as
de 2,4 e 5,8 GHz;
(11) Taxa de transmissão de até 75 Mbps com canal de 20 MHZ. Os
espectros de frequências são de 2 - 6 GHz;
(12) Alcance de 50 km e em áreas de alta densidade populacional de 8 km a
10 km;
(13) Tecnologia de BWA (Broadband Wireless Access) tanto fixa como
móvel;
(14) Transmissão de voz, vídeo e dados.
WIMAX
CARACTERÍSTICAS

13. WIMAX
Quem certifica o WiMAX?
- O laboratório oficial selecionado para certificação do WiMAX foi o
Cetecom em Málaga, na Espanha.
- O Cetecom age como um órgão independente e testa os produtos de
WiMAX dos diferentes vendors para assegurar que eles satisfaçam os
padrões de conformidade e interoperabilidade de WiMAX definidos pelo
Fórum de WiMAX.

14. Como é o processo de Certificação?
O primeiro round de certificação de produtos em WiMAX foi desenvolvido
de acordo com o perfil definido pelo WiMAX Forum para sistemas operando
na freqüência de 3,5 GHz. Para cada sistema de hardware é exigido que
ele passe por uma série ampla e muito restritiva de procedimentos de
testes, consistindo de testes de conformidade de protocolo, conformidade
de RF (rádio-frequência) e interoperabilidade a fim de obter o selo de
Certificação do WiMAX Forum.
WIMAX

15. • O WiMAX utiliza um sinal OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing) em sua camada física.
A modulação OFDM é uma técnica de multiplexação que divide a largura
de banda dentre múltiplas freqüências portadoras. Neste sistema, o fluxo
de entrada dos dados é dividido dentre sub-fluxos que reduzem a taxa
destes dados que são modulados e enviados através de diversas
portadoras.
A TRANSMISSÃO
WIMAX

16. A TRANSMISSÃO
WIMAX

17. Espectro referente à uma portadora
A TRANSMISSÃO
WIMAX

18. Espectro referente à 5 sub-canais sobrepostos
A TRANSMISSÃO
WIMAX

19. • Um sinal OFDM em banda base é a soma de várias sub-portadoras
ortogonais, com os dados de cada sub-portadora sendo
independentemente modulados usando alguma forma de QAM ou PSK.
Este sinal em banda base é usado para modular uma portadora principal,
usada para transmissão via rádio freqüência.
SINAL OFDM

20. • Prós
- elevada eficiência espectral
- imunidade contra multi-percursos (geradores dos famosos "fantasmas"
presenciados nas televisões analógicas).
- filtragem de ruído simples.
- não necessidade de visada de antena (facilidade de reflexão)
• Contras
- Sistema complexo de funcionamento e implantação
- Elevado preço dos equipamentos.
SINAL OFDM

21. - Resistência contra resposta em freqüência nula e interferências de
frequência constante;
- Resistência contra burst de ruído ;
- COFDM geralmente possui espectro aproximadamente "branco", o que
traz algumas propriedades eletromagnéticas benignas no que diz respeito a
interferências;
- Alguns sistemas OFDM usam algumas sub-portadoras para carregarem
sinais piloto, que são usados para sincronismo.
CARACTERÍSTICAS DO SINAL
OFDM

22. Exemplo de uma portadora
SINAL OFDM

23. Exemplo de duas portadoras
SINAL OFDM

24. Uma IFFT por período de símbolo
SINAL OFDM

25. Em transmissões abrangentes, os receptores podem se beneficiar pela
recepção simultânea de sinais vindos de vários transmissores espalhados pelo
espaço, pois a ocorrência de interferências destrutivas será limitada a um
número limitado de sub-portadoras, enquanto as demais terão interferência
construtiva. Este é bastante interessante para alguns países pois assim podem
ser empregadas redes de freqüência única no âmbito nacional. Uma
característica marcante é a redução do efeito "fantasma". O uso de redes de
freqüência única também proporciona um uso mais efetivo do espectro
disponível do que as redes analógicas convencionais.
Entretanto, OFDM obre com canais variantes no tempo ou com a presença de
offset de frequência de alguma portadora. Além disso, devido à aplicação da
FFT (Fast Fourier Transform) no transmissor, o sinal tende a ter altas taxas de
peaks-to-average. Estes efeitos são enfatizadas quando vários usuários estão
enviando dados para a mesma estação base.
SINAL
OFDM

26. Particularidades
Combinando OFDM com técnicas de correção de erro, equalização
adaptativa e modulação reconfigurável, temos a COFDM cujas
propriedades são:
- resistência contra dispersão óptica;
- resistência contra distorções lentas de fase e desvanecimento;
- resistência contra multi-percursos usando intervalo de guarda;
- embora sua complexidade seja elevada, COFDM possui melhor
desempenho sob canais em condições realmente desafiadoras.
SINAL OFDM

27. As antenas
A transmissão do sinal WiMAX é bem parecida com a de um telefone
celular. Uma torre central envia o sinal para várias outras torres espalhadas
e, estas, multiplicam o sinal para chegar aos receptores.
Transmissor
Canopy
da Motorola
WIMAX

28. Receptor externo: em prédios, casas, centros comerciais, sítios, etc...
Receptor interno: em notebooks, palmtops, modens externos para
computadores desktop, etc...
WIMAX

29. O mercado brasileiro para o WiMAX?
• O WiMAX no Brasil vai explodir. Esta é a percepção sobre o mercado brasileiro de WiMAX.
(1) a recente certificação WiMAX “Nomádico” de alguns equipamentos;
(2) a provável chegada do leilão das “sobras” da banda de 3,5 GHz pela ANATEL no primeiro semestre de 2006;
(3) a nova aprovação em Fevereiro de 2006 do regulamento da freqüência de 2,5 GHz pela ANATEL. A freqüência de 2,5 GHz é uma forte candidata a freqüência do WiMAX Móvel.
• Várias Operadoras de telecom no Brasil estão avaliando esperar as chegadas dos equipamentos de WiMAX Móvel em 2007.
WIMAX

30. Quanto vai custar?
• Ainda ninguém sabe ao certo. As operadoras guardam os estudos comerciais a sete chaves.
• O custo de instalação do WiMax para as operadoras deverá ser bem menor do que a tecnologia DSL.
As aplicações comerciais do WiMAX
Quando as empresas começarem a oferecer WiMAX, de início, a tecnologia não chegará a concorrer com os atuais padrões de DSL e cabo para Internet rápida. Porém, há lugares onde o cabo e o DSL não chegam, mesmo em cidades grandes e capitais. Então, as operadoras poderão preencher esse nicho de mercado, para usuários finais.
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31. Os testes realizados no Brasil
Em parceria com universidades, instituições e governos, a Intel liderou testes de WiMAX no Brasil, desde 2004.
E funcionou?
Prova de fogo em Ouro Preto (MG) através da Universidade Federal de
Ouro Preto (UFOP). Quem explica é o coordenador-executivo de todo o
projeto, Américo Tristão Bernardes: "desenvolvemos algumas ações bem
interessantes, como a implementação de antenas em pontos sem visada
ou mesmo de difícil acesso.
WIMAX
Usamos durante um período uma kombi com três
computadores, como um laboratório móvel, o qual
chamamos de kombi-digital. A idéia da kombi é poder
ter um pequeno laboratório móvel que possa atender
comunidades distantes ou escolas pequenas em
pontos mais remotos. Foi um sucesso".