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Tecnologia WiMAX

Autor: Laércio Vasconcelos
Data: 7/jul/2008
Sinopse:
Já é bastante popular a rede local sem fio (LAN) padrão IEEE-802.11, mais conhecida como Wi-Fi. Desponta no horizonte um novo tipo de rede sem fio de alcance metropolitano (WAN, Wide Area Network) no padrão IEEE-802.16, também conhecida como WiMAX.
Wi-Fi x WiMAX

Explicando de uma forma simples, WiMAX é uma rede sem fio metropolitana (WAN, ou Wide Area Network). Da mesma forma como a rede de celulares oferece acesso telefônico móvel, o WiMAX oferece acesso à Internet, fixo ou móvel. Cada antena oferece alcance de 6 a 9 quilômetros, dependendo dos obstáculos, sendo então capaz de cobrir um bairro inteiro, e até pequenas cidades. Com o uso de uma rede de antenas é possível cobrir uma cidade inteira. Em contraste, o Wi-Fi é um padrão para redes sem fio de pequeno alcance, do tipo LAN (Local Area Network). Alcança algumas dezenas de metros, sendo suficiente para cobrir apenas uma residência, ou um andar de um prédio, ou andares adjacentes. O WiMAX não veio para competir com o Wi-Fi, e sim futuramente com os meios tradicionais de acesso à Internet, como ADSL e cabo.

WiMAX no Brasil

Tanto o Wi-Fi (Wireless Fidelity) quanto o WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) são especificados por normas técnicas internacionais, a IEEE-802.11 e a IEEE 802.16, respectivamente. O Wi-Fi é um padrão criado antes do WiMAX. Desde 2002 inúmeros hotspots (pontos de acesso a redes sem fio) foram instalados no mundo inteiro. Já o WiMAX foi estabelecido depois, e apesar dos padrões estarem fechados, sua implantação é mais demorada. Qualquer usuário pode montar uma rede Wi-Fi. Já uma rede WiMAX deve ser implementada por grandes empresas, como operadoras de serviços de telecomunicações. Ao usuário final, cabe apenas utilizar o acesso WiMAX. O estabelecimento de normas técnicas inclui várias etapas, como especificação e testes de interoperabilidade. Uma vez fechado o padrão, fabricantes podem oferecer produtos normatizados (antenas, rádios, chips, etc.).

A adoção do WiMAX no Brasil incluiu uma fase de testes, inicialmente em pequenas cidades como Ouro Preto, Piraí e Mangaratiba. Outro caso notável foi a cidade de Parintins, localizada em uma ilha dentro do rio Amazonas. Devido ao rio, não é viável estender cabos de cobre ou fibras ópticas, e o acesso sem fio levou a Internet em banda larga pela primeira vez à ilha. Entre as grandes cidades, Belo Horizonte foi a primeira a testar a nova tecnologia. Diga-se de passagem que a Intel foi a grande incentivadora do WiMAX no Brasil. Estima-se que o Brasil, devido às suas características geográficas e à infra-estrutura de telecomunicações existente, é o quarto mercado mundial mais promissor para o WiMAX.

A implantação do WiMAX passa por habilitações perante a Anatel para a utilização de bandas de freqüência apropriadas. O padrão estabelece várias faixas de freqüência possíveis, e no Brasil serão usadas principalmente as de 2,5 e 3,5 GHz. Várias empresas já participam do processo, como Brasil Telecom, Embratel, Telefônica e Telemar.

O WiMAX está em processo de implantação no mundo inteiro, e preferimos não detalhar os trâmites dessa implantação no Brasil. Ao invés disso faremos um artigo técnico explicando a tecnologia, que com certeza será popularizada dentro de poucos anos.

Como funciona

Enquanto no padrão Wi-Fi são usadas antenas de pequena potência, com alcance de algumas dezenas de metros, o WiMAX usa antenas mais potentes que alcançam alguns quilômetros. O alcance exato depende de vários fatores, como o tipo de antena, a topografia do terreno, bem como a presença de árvores, rios e prédios. O grande atrativo do WiMAX é que dispensa a instalação de cabos ligando o prestador aos assinantes. Torna-se economicamente viável oferecer banda larga em bairros para os quais outros tipos de conexão não compensam, devido ao alto custo de instalação. É possível por exemplo oferecer banda larga de custo aceitável em bairros afastados e em regiões rurais, a cerca de 10 a 20 quilômetros do centro da cidade. Entretanto a curto prazo o WiMAX não irá ainda competir com as redes já existentes de cabo ou ADSL. Os equipamentos ainda precisarão ter seus custos reduzidos.

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Figura 1 – Ligações WiMAX (fonte: www.wimax.com)

Existem dois tipos de WiMAX:

a) Nomádico (fixo), ou 802.16-2004: Oferece mobilidade dentro do raio de cobertura da antena.

b) Móvel, ou 801.16e-2005: Oferece mobilidade total em uma área coberta por múltiplas antenas.

Para cobrir uma grande área, várias antenas WiMAX são interligadas através de uma rede IP de alta velocidade, utilizando, por exemplo, fibras ópticas. As estações também podem ser interligadas através da própria conexão WiMAX. As antenas são chamadas de “estação base WiMAX”. A ligação entre as estações e os assinantes é feita por ondas de rádio, portanto o único cabeamento usado é o que interliga as estações. Na ligação ponto-a-ponto são usadas antenas unidirecionais e o alcance chega a 50 km. Nas ligações ponto-a-multiponto são usadas antenas omnidirecionais, que têm alcance menor, porém irradiam em todas as direções. Os assinantes usam a rede WiMAX através desse tipo de ligação.

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Figura 2 – Antenas WiMAX: da prestadora (externa) e do assinante (interna)

A figura 2 mostra uma antena externa WiMAX. Não existe diferença em relação a outros tipos de antena para faixa de microondas. A antena do assinante, também chamada de CPE (customer premise equipment) pode ser do tipo externo ou interno, como o mostrado na figura 2. Ambos os tipos operam acoplado a um rádio WiMAX.

O padrão WiMAX é muito superior ao Wi-Fi. Utiliza técnicas avançadas de criptografia de dados, recursos para QoS (quality of service) indispensáveis para transmissão de voz e vídeo com alta qualidade e mecanismos adaptativos para supressão de ruídos e interferência.

Serviços em uma rede WiMAX

Enquanto no sistema de telefonia celular, os assinantes estão ligados primariamente a um sistema telefônico, no WiMAX os assinantes estão ligados diretamente na Internet. A partir dessa ligação, quatro tipos de serviços básicos podem ser oferecidos pela prestadora:

  • Acesso à Internet por banda larga
  • Telefonia fixa através de VoIP
  • Telefonia móvel através de VoIP
  • TV via Internet

Várias empresas oferecem hoje pacotes de telefonia fixa, móvel, Internet e TV, porém usando as redes convencionais (cabo, ADSL, etc.). A empresa prestadora de serviços de WiMAX poderá oferecer todos esses serviços com uma só conexão de alta velocidade. Vários produtos com WiMAX já estão disponíveis, como telefones fixos e móveis, TVs, decodificadores de WiMAX para TV, etc.

A versão móvel do WiMAX trará ainda mais possibilidades. Permite que veículos com velocidades de até 100 km/h permaneçam conectados. Automóveis, barcos, aeronaves, táxis e ônibus poderão ter acesso.

No Intel Developer Forum foram mostradas aplicações interessantes. Por exemplo, através de um Palm PC com GPS é possível ver não só o mapa da cidade, mas também localizar ônibus, trens e outros veículos. Através de aplicativos apropriados poderíamos pro exemplo identificar a posição de um determinado ônibus, indo ao ponto correto na hora correta. Ao invés de esperar o ônibus no ponto, esperaríamos em outro lugar qualquer e iríamos para o ponto a tempo de chegar antes do ônibus. É claro que dependendo da cidade corremos o risco do Palm PC ser roubado dentro do ônibus, mas seja como for a tecnologia está disponível. Uma rede metropolitana com cobertura de uma cidade inteira pode mudar bastante nosso modo de vida.

Perspectivas futuras

Ainda existem muitos bairros e até cidades inteiras com carência de conexões de banda larga. O problema no Brasil é muito crítico devido ao alto custo da instalação de todo o cabeamento necessário. A adoção do WiMAX tornará possível fornecer Internet com banda larga em localidades para as quais os métodos convencionais não seriam compensadores, devido ao baixo número de assinantes. O custo da instalação de uma antena é muito menor que a de quilômetros de cabos. O custo da Internet via WiMAX será mais alto que o de conexões ADSL ou a cabo de localidades com grande número de assinantes, mas será uma opção de custo intermediário, e a única economicamente viável para bairros e localidades para as quais pode não compensar a instalação de infraestruturas convencionais.

Usuários e profissionais envolvidos com tecnologia devem acompanhar com atenção a evolução do WiMAX e a sua implantação em cidades brasileiras.