Introdução
Grosso modo, o IEEE 802.16 é para a topologia de rede MAN (Metropolitan Area Network), o que o IEEE 802.11 é para a topologia LAN (Local Area Network).
Não sabe o que é o IEEE 802.11? Leia este texto.
Também conhecido como WMAN (WirelessMAN) ou WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), o IEEE 802.16 é um padrão que começou a ser desenvolvido em 1999, para distribuição de sinal de rede de computadores em uma área metropolitana, como dentro de uma cidade, por exemplo. Traçando mais um paralelo com o IEEE 802.11, onde há a Wi-Fi Alliance que visa manter o padrão compatível entre diversos produtos, no IEEE 802.16 há o WiMAX Forum, que possui responsabilidades similares.
Detalhamento
De acordo com esta matéria do site UOL Tecnologia, o WiMAX foi projetado para atender uma área de 50km de raio, trabalhando a 75Mbps (em condições ideais). Isto torna este padrão propício para distribuição do sinal de rede dentro de uma cidade ou em áreas onde meios cabeados não são viáveis.
Este padrão ainda se assemelha com o Wi-Fi pelo fato de nomear os seus sub padrões adicionando uma letra na frente do mesmo. Destes sub padrões, o IEEE 802.16d (a.k.a. IEEE 802.16-2004) e o IEEE 802.16e (a.k.a. IEEE 802.16-2005) são os mais famosos. O primeiro é também conhecido como Fixed WiMAX, pois não há suporte para mobilidade (troca de uma estação transmissora para outra "on the fly"). Já o segundo implementa essa mobilidade e por isso é conhecido como Mobile WiMAX.
Na camada física, o WiMAX começou transmitindo dados entre 10 e 66GHz, mas com o IEEE 802.16-2004, esta faixa de frequência mudou para 2 a 11GHz (como forma de aproximação com o Wi-Fi), com a modulação sendo feita por OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Essa modulação mudou na especificação de 2005 (IEEE 802.16-2005), quando o padrão SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) foi adotado. As versões mais avançadas do WiMAX ainda utilizam a tecnologia de múltiplas antenas, MIMO (Multiple-Input Multiple-Output Comunications), para transferência de dados, o que traz benefícios como melhor cobertura, menor consumo de energia e maior eficiência na largura de banda.
Diferentemente do Wi-Fi, o WiMAX não almeja ser uma tecnologia para uso administrativo de usuários finais. No Wi-Fi é comum vermos pessoas com roteadores sem fio, configurando suas próprias redes. Isso não deve acontecer no WiMAX, que deve ser gerenciado por empresas prestadoras de serviço. Uma prova disso é que os desenvolvedores deste padrão utilizam comunicação em full-duplex, o que não ocorre no Wi-Fi, para que não haja aumento nos preços dos dispositivos. O WiMAX ainda provê serviços para edifícios, ou seja, a partir de um sinal recebido, espalhá-lo para vários computadores (o WiMAX contempla isso desde sua concepção).
SegurançaEste padrão ainda se assemelha com o Wi-Fi pelo fato de nomear os seus sub padrões adicionando uma letra na frente do mesmo. Destes sub padrões, o IEEE 802.16d (a.k.a. IEEE 802.16-2004) e o IEEE 802.16e (a.k.a. IEEE 802.16-2005) são os mais famosos. O primeiro é também conhecido como Fixed WiMAX, pois não há suporte para mobilidade (troca de uma estação transmissora para outra "on the fly"). Já o segundo implementa essa mobilidade e por isso é conhecido como Mobile WiMAX.
Na camada física, o WiMAX começou transmitindo dados entre 10 e 66GHz, mas com o IEEE 802.16-2004, esta faixa de frequência mudou para 2 a 11GHz (como forma de aproximação com o Wi-Fi), com a modulação sendo feita por OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Essa modulação mudou na especificação de 2005 (IEEE 802.16-2005), quando o padrão SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) foi adotado. As versões mais avançadas do WiMAX ainda utilizam a tecnologia de múltiplas antenas, MIMO (Multiple-Input Multiple-Output Comunications), para transferência de dados, o que traz benefícios como melhor cobertura, menor consumo de energia e maior eficiência na largura de banda.
Diferentemente do Wi-Fi, o WiMAX não almeja ser uma tecnologia para uso administrativo de usuários finais. No Wi-Fi é comum vermos pessoas com roteadores sem fio, configurando suas próprias redes. Isso não deve acontecer no WiMAX, que deve ser gerenciado por empresas prestadoras de serviço. Uma prova disso é que os desenvolvedores deste padrão utilizam comunicação em full-duplex, o que não ocorre no Wi-Fi, para que não haja aumento nos preços dos dispositivos. O WiMAX ainda provê serviços para edifícios, ou seja, a partir de um sinal recebido, espalhá-lo para vários computadores (o WiMAX contempla isso desde sua concepção).
De acordo com este trabalho de alunos da UFRJ, o WiMAX especifica uma subcamada de segurança logo abaixo da camada MAC. Esta é chamada pela CISCO de MAC Privacy Sublayer, como mostra a figura 2.
Figura 2 . Primeiras camadas da Pilha de Procolos WiMAX.A função desta camada de segurança é fornecer privacidade (através de criptografia) às estações clientes e proteger as estações base de acessos não autorizados a seus serviços (através de protocolo de administração de chaves, de métodos de autenticação baseados em certificados digitais, e de criptografia).
Aplicabilidade
Como já exposto neste texto, o WiMAX pode ser usado para distribuição do sinal de rede dentro de uma área metropolitana (justificando sua topologia: MAN) e para se acessar locais remotos, onde não há viabilidade de conexão através de cabos.
Além disso, outras aplicações para este padrão seriam, por exemplo: interligação de pontos de acesso Wi-FI, telefonia celular (em concorrência com padrões como GSM e CDMA – sendo considerada uma tecnologia 2G, 3G ou até mesmo 4G),
Além disso, outras aplicações para este padrão seriam, por exemplo: interligação de pontos de acesso Wi-FI, telefonia celular (em concorrência com padrões como GSM e CDMA – sendo considerada uma tecnologia 2G, 3G ou até mesmo 4G),
Curiosidade: segundo a Wikipédia, a tecnologia WiMAX foi usada em Aceh, Indonésia, após a tsumami que ocorreu em dezembro de 2004. De acordo com a fonte, toda a infraestrutura de comunicação havia sido destruída (à excessão dos rádio amadores) e não havia outra forma dos sobreviventes se comunicarem com o resto do mundo. Assim, o WiMAX foi usado para restabelecer esta conexão. A fonte ainda cita o uso da tecnologia após o furacão Katrina, pela Intel, em colaboração com os orgãos estadunidenses FCC e FEMA.
Conclusão
Diferentemente do Wi-Fi, que visa substituir as LANs tradicionais, cabeadas, o WiMAX tem uma aplicabilidade muito maior, e.g., como tecnologia de transporte de dados em celulares. A própria Wikipédia, em uma página de comparação de protocolos de transmissão de dados sem fio, coloca o IEEE 802.16-2005 lado a lado com tecnologias usadas em celulares, como a tecnologia 3G usada pela Vivo no Brasil, HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access).
Além disso, o WiMAX tem potencial para ser mais uma ferramenta a favor da inclusão digital, já que seria possível distribuir o sinal de Internet ligando instituições de ensino e cobrindo toda uma cidade (como o projeto Cidade Digital, que está sendo implantado na cidade onde eu resido atualmente, Barbacena).
Tudo isso torna o WiMAX uma tecnologia promissora e que pode criar um novo paradigma para conectividade. Olho nele!
Além disso, o WiMAX tem potencial para ser mais uma ferramenta a favor da inclusão digital, já que seria possível distribuir o sinal de Internet ligando instituições de ensino e cobrindo toda uma cidade (como o projeto Cidade Digital, que está sendo implantado na cidade onde eu resido atualmente, Barbacena).
Tudo isso torna o WiMAX uma tecnologia promissora e que pode criar um novo paradigma para conectividade. Olho nele!
Leituras Recomendadas
- WiMAX – IEEE 802.16 – Trabalho de alunos da UFRJ.
- Como Funciona o WiMAX – Conteúdo bastante abrangente sobre a tecnologia.
- OFDM, OFDMA and SOFDMA in WiMAX – Texto bastante explicativo sobre estes métodos de modulação.
- Mobile WiMAX – Artigo publicado pela Cisco.
Clube de Revista
Fala brother!!!!
ResponderExcluirExcelente artigo. Mais me surgiu uma dúvida. Como apresentado, este protocolo trabalha com as redes MAN, então pelo que entendi é o principal protocolo usando para as internets sem fio que temos hoje. Pegando nosso contexto a netrosas e a city10 são exemplos dessa tecnologia?
ps. Quando falo exemplo não é de qualidade é claro.
Abraço.
kkk
ResponderExcluirCom certeza, pra achar qualidade ali tem que procurar *muito* e ter muito boa vontade!!!
A resposta é não. Apesar do WiMAX ser mais indicado para este tipo de redes (outdoor), eles trabalham com o Wi-Fi. Acho que aí entram o problema com custo (que foi apresentado no texto) e o problema que, quando esses pseudo-provedores adotaram esta tecnologia, o WiMAX ainda estava engatinhando. Se eles tivessem adotado o WiMAX, provavelmente teriam pegado o WiMAX de transmissão entre 10 e 66 GHz. Segundo o livro de redes do Tanembaum, esta faixa de frequência sofre muito com interferência de água. Logo, quando começasse a chover ou a garoar, a qualidade do sinal cairia muito. Lógico que, com o amadurecimento da tecnologia, esta falha deve ser tratada (se já não está sendo).
Como usuário de conexão via rádio da Net-Rosas, eu percebo que quando neblina, a qualidade (que já não é boa) cai demais, isso usando o IEEE 802.11... Mas tocando nesse assunto de frequência de transmissão, encontrei fontes [1] que dão conta de que o WiMAX trabalha com as 2 faixas (2-11 GHz e 10-66 GHz), sendo que a primeira é usada em caso do receptor não ter linha de visão com o transmissor e a segunda em caso contrário. Assim, tendo a linha de visão, trabalhando entre 10 e 66 GHz, a velocidade de conexão seria maior.
Entretanto, pelas pesquisas que eu fiz, vejo um futuro onde o sinal sem fio será distribuído via WiMAX dentro da cidade e, dentro das casas dos usuários haverão roteadores Wi-Fi para redistribuir o sinal. Assim seria necessário apenas 1 receptor WiMAX nas casas do usuários.
Agora, só pra complementar o texto, [2] cita que a mobilidade prevista no IEEE 802.16-2005 diz respeito à troca rápida entre transmissores (handoff), como o que acontece nos celulares. Para isto está prevista uma velocidade, por parte do usuário, de até 100km/h, ou seja, você está dentro de um carro com seu smartphone com suporte a WiMAX, conectado. O motorista então acelera, respeitando o limite da estrada que é de 80km/h (rs), e isto faz com que você saia do raio de cobertura da antena WiMAX A, para a B. O seu smartphone tem então a manha de fazer esta troca sem a perda de conexão (lembrando que o Tanenbaum diz que, quando mais longe do transmissor, menor a velocidade no receptor).
[1] http://tihoje.blogspot.com/2008/10/funcionamento-do-wimax-parte-1.html
[2] http://www.tiangola.com/portal/inicio/tutoriais/107-tecnologia/35-wimax
Não fugindo do exemplo que temos em nossa região onde temos duas empresas que fornecem o serviço de internet a radio, utilizando o protocolo 802.11, pelo que pude entender pela sua resposta é que elas estão em uma ramo com crescimento eminente, precisando se adequar(fazendo investimentos) no WinMax.
ResponderExcluirCom a difusão desse sistema poderiamos ter uma maior portabilidade na conexão não ficando vinculados aos cabos. Sem contar, que poderiamos ter uma empresa que forneceria o serviço juntamente com o provedor coisa que não aconcetece com a ADSL Velox(a não ser empresarial), embora seja uma cobrança indevida a grande maioria paga por um provedor externo.
Mais uma dúvida: a questão do serviço sem linha de visão e com linha de visão, está vinculado a antena ou é alguma configuração que se faz?
A difusão deste sistema já está acontecendo! As operadoras de telefonia celular cada vez mais apostam nas tecnologias de 3a. geração (3G). Aqui em Barbacena, apesar de termos esse serviço disponível, os transmissores ainda utilizam tecnologias 2.5G, ou seja, a qualidade não é tão boa... Importante notar que nenhum desses serviços é WiMAX, pois utilizam outros protocolos. Pelo que li, o WiMAX estaria mais para 4G.
ResponderExcluirAcho que o advento, tanto do WiMAX, quanto de tecnologias similares, serão o terror para provedores como City10 e Net-Rosas, pois a tendência é que eles percam muitos clientes com isso (eu mesmo já chantageei a Net-Rosas assim). Penso que se estes provedores não derem um jeito de se adequar a esta nova realidade, estarão fadados a fecharem as portas.
Com relação às antenas, [1] diz que muda apenas no receptor. Assim, se você puder, instala uma antena de 10 a 66 GHz, apontada para uma antena distribuidora de sinal e tem uma navegação melhor ou então usa uma antena de 2 a 11 GHz para captar o sinal (estando no raio de atuação dele, claro).
Diferentemente do Wi-Fi, é complicado encontrar documentação precisa sobre o WiMAX e muitas das fontes discordam entre si. O próprio livro de redes do Tanenbaum, que é referência, não explica isso claramente. Pra mim, isso só prova que este é um padrão em pleno desenvolvimento e que, provavelmente, muitos detalhes serão alterados nele, até que a grande massa tenha acesso ao mesmo.
Mas vejo o futuro promissor para redes sem fio (e o Tanembaum concorda comigo... rs).
[1] http://tihoje.blogspot.com/2008/10/funcionamento-do-wimax-parte-1.html
Sem dúvida tem um futuro promissor, isso é indiscutível. Agora por algum tempo iremos pagar pelo preço da tecnologia, como todos os produtos eletrônicos.
ResponderExcluirÉ isso ae.
abraço.
Com relação às antenas, eu conversei com um amigo meu (Edvaldo), que trabalha com esse lance de rádio amador, então ele conhece sobre antenas, transmissão etc...
ResponderExcluirO que ele me falou é que, para transmitir nas 2 frequências, seriam necessárias 2 antenas, uma entre 2 e 11 GHz e outra entre 10 e 66 GHz. Contudo, as duas transmitiriam o mesmo sinal. Ele ainda complementou dizendo que, quanto mais alta a frequência, mais difícil é para o sinal ultrapassar obstáculos. Por isso uma gota d'água pode atrapalhar. Entretanto, com o direcionamento de antenas, a velocidade é bem mais alta, o que pode compensar as perdas.
Relativo à distribuição do sinal, o que ele me disse é que, dependendo da antena, pode-se transmitir em formato de raio (como as ondas que uma pedra num lago geram), para uma área específica ou mesmo para uma antena específica.