WiMAX - Como funciona?

[DarkGenesis]

WiMAX - Como funciona?

Introdução

Pense em como você acessa a Internet hoje. Há basicamente três opções diferentes:

* Acesso por banda larga - em casa você tem Internet via DSL ou via cabo. No escritório, pode ser que sua empresa esteja usando uma linha T1 ou T3.

* Acesso WiFi - em casa você pode ter um roteador WiFi que permite que você navegue na Internet enquanto relaxa no sofá com seu laptop. Na rua, você pode encontrar hot spots de WiFi em restaurantes, hotéis, cafés e bibliotecas.

* Acesso discado - se você ainda usa Internet discada, ou é porque o acesso por banda larga ainda não está disponível, ou é porque você acha o serviço de banda larga muito caro.




Os principais problemas com a banda larga são que ela é muito cara e que não chega em qualquer lugar. O maior problema do WiFi é que os hot spots são muito pequenos, então a cobertura é esparsa.

E se houvesse uma nova tecnologia que resolvesse todos estes problemas? Esta nova tecnologia teria:

* A alta velocidade do serviço de banda larga
* Serviço wireless (sem fio) ao invés de com fios, então seria mais barato do que o cabo e o DSL e muito mais fácil de levar a áreas de subúrbio e rurais
* Ampla cobertura como na rede de telefonia celular ao invés de pequenos hot spots WiFi

Na verdade este sistema está nascendo e é chamado de WiMAX. WiMAX é a sigla para Interoperabilidade Global para Acesso por Microondas (do inglês Worldwide Interoperability for Microwave Access), e também é conhecido pelo nome 802.16 da IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers - site em inglês).

O WiMAX tem potencial para fazer pelo acesso à Internet de banda larga o que os telefones celulares fizeram pelo acesso telefônico. Da mesma maneira que muitas pessoas desistiram de seus telefones fixos em favor dos celulares, o WiMAX poderia substituir os serviços de cabo e DSL, fornecendo acesso universal à Internet praticamente em qualquer lugar para onde você for. O WiMAX também será tão indolor quanto o WiFi - ao ligar seu computador você já estará automaticamente conectado à antena WiMAX mais próxima.

Neste artigo descobriremos como funciona o WiMAX, o que os engenheiros estão fazendo para torná-lo melhor, e o que isto pode significar para o futuro da Internet sem fio.

Como funciona o WiMAX

Na prática, o WiMAX funcionaria como o WiFi, mas a velocidades mais altas, em distâncias maiores e para um número bem maior de usuários. O WiMAX poderia acabar com as áreas que hoje não têm acesso à Internet de banda larga porque as empresas de telefonia e TV a cabo ainda não levaram os fios necessários até estes remotos locais.



Um sistema WiMAX consiste em duas partes:

* Uma torre WiMAX, parecida em seu conceito com a torre de telefonia celular - uma única torre WiMAX pode fornecer cobertura para uma área muito grande - aproximadamente 8.000 km2.

* Um receptor WiMAX - o receptor e a antena poderiam ser uma pequena caixa ou um cartão PCMCIA, ou poderiam ser integrados ao laptop como o WiFi o é hoje.

Uma torre WiMAX pode se conectar diretamente à Internet usando uma conexão com fio de alta largura de banda (como uma linha T3, por exemplo). Pode também se conectar a outra torre WiMAX usando um link de microondas em linha de visão. Esta conexão a uma segunda torre (geralmente chamada de backhaul), junto com a capacidade de uma única torre de cobrir até 8 mil Km2, é o que permite ao WiMAX fornecer cobertura a áreas rurais remotas.



O que isto significa é que o WiMAX pode fornecer dois tipos de serviço sem fio:

* O serviço sem linha de visão (non-line-of-sight), parecido com o WiFi) no qual uma pequena antena no seu computador se conecta à torre. Neste caso, o WiMAX usa um baixo alcance de freqüência - 2GHz a 11GHz (semelhante ao WiFi). As transmissões de baixo comprimento de onda não são interrompidas com tanta facilidade por obstruções físicas - elas são capazes de difratar mais facilmente, ou se curvarem aos obstáculos.

* O serviço de linha de visão no qual uma antena fixa aponta para a torre WiMAX a partir de um telhado ou de um poste. A conexão de linha de visão é mais forte e mais estável, e consegue enviar muitos dados com poucos erros. As transmissões de linha de visão usam freqüências mais altas, com alcance atingindo até 66GHz. Em altas freqüências, há menos interferência e muito mais largura de banda.

O acesso parecido com o WiFi será limitado a um raio de 6,5 a 9,7km (talvez uma cobertura de 65Km2, parecida, em termos de alcance, com uma área de cobertura de telefonia celular). Através das antenas de linha de visão, a estação transmissora de WiMAX enviaria dados a computadores habilitados para o WiMAX ou para roteadores configurados dentro do raio de 48,2km em volta do transmissor (9,300km quadrados de cobertura). É isto que permite que o WiMAX atinja seu alcance máximo.

Rede de área global
A última palavra em termos de rede é a rede global (GAN, do inglês Global Area Network). A proposta para a GAN está registrada na IEEE como 802.20. Uma GAN verdadeira funcionaria praticamente como as redes de telefonia celular atuais, e os usuários seriam capazes de viajar pelo país e permanecerem conectados o tempo todo. Esta rede teria largura de banda suficiente para oferecer acesso à Internet comparável ao serviço de Internet a cabo, mas estaria acessível para dispositivos móveis e sempre conectados como laptops ou celulares da próxima geração.

O que o WiMAX pode fazer?

O WiMAX funciona com os mesmos princípios básicos do WiFi - envia dados de um computador para outro via sinais de rádio. Um computador (ou de mesa, ou um laptop) equipado com WiMAX receberia dados da estação transmissora de WiMAX, provavelmente usando chaves de dados criptografados para evitar que usuários não-autorizados roubem acesso.

A conexão WiFi mais rápida consegue transmitir ate 54 megabits por segundo sob boas condições. O WiMAX deve ser capaz de transmitir até 70 megabits por segundo. Mesmo que estes 70 megabits sejam divididos entre dezenas de empresas ou centenas de residências, ainda assim cada usuário terá taxas de transferência no mínimo equivalentes às da Internet a cabo.

A grande diferença não é a velocidade, mas sim a distância. Neste quesito o WiMAX deixa o WiFi quilômetros atrás. O alcance do WiFi é de cerca de 30 metros. O WiMAX vai cobrir uma área de 50 quilômetros com acesso sem fio. O alcance maior é devido às freqüências usadas e à capacidade do transmissor. É claro que, a esta distância, terrenos, clima e grandes construções vão acabar reduzindo o alcance máximo em alguns casos, mas o potencial existe para cobrir grandes áreas.

A Intel abre o caminho
A Intel vai começar a fabricar seus processadores Centrino para laptops compatíveis com o WiMAX nos próximos dois a três anos. Será um bom caminho andado para tornar o WiMAX um sucesso. Se todos tiverem um laptop com este processador (o que está previsto para acontecer em 2008), será muito menos arriscado para as empresas montarem estações-base de WiMAX.

A Intel também anunciou que estaria fazendo uma parceria com uma empresa chamada Clearwire para levar o WiMAX ainda mais adiante. A Clearwire planeja enviar dados das estações-base de WiMAX para pequenos modems sem fio.

Especificações do IEEE 802.16

* Alcance - raio de 50km a partir da estação base
* Velocidade - 70 megabits por segundo
* A linha de visão não é necessária entre o usuário e a estação-base
* Bandas de freqüência - 2 a 11GHz e 10 a 66GHz (bandas licenciadas e não-licenciadas)
* Define ambas as camadas MAC e PHY e permite especificações múltiplas de camadas PHY. Veja Como funciona a Interconexão de Sistemas Abertos (OSI) (em inglês).

O WiMAX poderia melhorar a segurança do governo
Em uma emergência, a comunicação é crucial para os funcionários do governo quando eles tentam determinar a causa do problema, descobrir quem pode estar ferido e coordenar as equipes de resgate ou operações de resposta. Uma explosão na tubulação de gás ou um ataque terrorista podem romper os cabos que conectam autoridades e funcionários do governo às suas redes vitais de informação.

O WiMAX poderia ser usado para configurar um sistema de backup (ou mesmo primário) de comunicação que seria difícil de destruir em um ataque único e preciso. Um grupo de transmissores WiMAX seria configurado ao alcance de um centro de comando principal, mas o mais longe possível uns dos outros. Cada transmissor ficaria em um bunker protegido contra bombas e outros ataques. Um ataque único não conseguiria destruir todos os transmissores, então os funcionários no centro de comando continuariam comunicáveis o tempo todo.

Reais e centavos

Uma cobertura de Internet sem fio para uma cidade inteira é uma coisa bárbara, mas as empresas não vão construir estações-base de WiMAX por pura bondade. Quem vai pagar pelo WiMAX?

Depende de como vai ser usado. Há duas maneiras de se implementar o WiMAX - como uma área para conexões sem fio à qual os usuários se dirigem quando querem usar a Internet sem fio em um laptop (a implementação sem linha de visão "super WiFi"), ou como um hub de linha de visão usado para conectar centenas de assinantes a uma conexão à Internet sem fio estável, sempre online e de alta velocidade.

No plano do "super WiFi", as prefeituras devem pagar para ter estações-base de WiMAX em áreas importantes para os negócios e o comércio e então deixar que as pessoas usem de graça. Elas já fazem isto com o WiFi, mas ao invés de colocar um monte de hot spots que cubram algumas poucas centenas de metros quadrados, a prefeitura pode pagar por uma estação-base de WiMAX e cobrir bairros inteiros. Isto seria um grande chamariz para quando os prefeitos quisessem atrair empresas para sua área.

Algumas empresas podem configurar transmissores WiMAX e fazer as pessoas pagarem pelo acesso. Novamente, são estratégias usadas para o WiFi, mas uma área muito maior seria coberta. Ao invés de pular de um hot spot para outro, os usuários do WiMAX poderiam ter acesso à Internet em qualquer lugar que estivesse a 50km de distância da estação-base de WiMAX. Estas empresas podem oferecer acesso ilimitado por uma mensalidade ou um plano de uso, cobrado por minutos ou horas de uso.

O hub sem fio de alta velocidade tem potencial para ser bem mais revolucionário. Se você já tem acesso à Internet de alta velocidade, provavelmente funciona assim: a empresa de TV a cabo (ou telefonia) tem um cabo que chega até sua casa. Este cabo vai até um modem e outro cabo vai do modem ao seu computador. Se você tiver uma rede, primeiro o cabo passa por um roteador e então vai para outros computadores na rede. Você paga uma mensalidade, que reflete em parte o gasto que a empresa teve para levar cabos a todas as casas do bairro.

A estrutura do WiMAX

Se você tivesse WiMAX, funcionaria assim: um provedor de Internet configura uma estação-base de WiMAX a 16km da sua casa. Você compraria um computador pronto para o WiMAX ou faria um upgrade no seu computador antigo para que ele seja compatível com o WiMAX. Você receberia um código de criptografia especial que daria acesso à estação-base. A estação-base transmitiria dados da Internet para seu computador (a velocidades potencialmente mais altas do que os modems de hoje), pelo qual você pagaria uma mensalidade ao provedor. O custo deste serviço seria muito menor do que as atuais mensalidades de Internet de alta velocidade porque o provedor não precisaria passar os cabos.

Escala de rede
A menor escala de rede é uma rede pessoal (PAN do inglês Personal Area Network). Uma PAN possibilita a comunicação entre dispositivos em uma pequena distância. O Bluetooth é o melhor exemplo de PAN.

O próximo passo é a rede local (LAN, do inglês Local Area Network). Uma LAN permite que os dispositivos troquem informações, mas é limitada a uma área central muito pequena, como a sede de uma empresa, um café ou uma casa. Muitas LANs usam o WiFi para se conectar sem precisar de fios.

O WiMAX é a solução sem fio para o próximo passo na escala, a rede metropolitana (MAN, do inglês Metropolitan Area Network). Uma MAN permite que áreas do tamanho de cidades sejam conectadas.

Se você tem uma rede residencial, as coisas não seriam muito diferentes. A estação-base de WiMAX enviaria dados para um roteador WiMAX, que então enviaria os dados para os computadores da sua rede. Você poderia inclusive combinar WiFi e WiMAX ao fazer o roteador enviar os dados para os computadores via WiFi.

O WiMAX não apenas ameaça os provedores de Internet DSL e a cabo. O protocolo WiMAX é desenhado para acomodar vários métodos diferentes de transmissão de dados, um dos quais é o VoIP (do inglês Voice Over Internet Protocol, ou protocolo de voz sobre Internet). O VoIP permite que as pessoas façam ligações locais, de longa-distância e até mesmo internacionais através de uma conexão à Internet de banda larga, contornando totalmente as empresas de telefonia. Se os computadores compatíveis com o WiMAX se tornarem muito comuns, o uso do VoIP pode aumentar sensivelmente. Praticamente qualquer pessoa com um laptop poderia fazer ligações VoIP.

Créditos: http://informatica.hsw.uol.com.br/wimax.htm

[Triplo X]

Ah, resolveu voltar a postar hein sumidão.  ;D
ótima informação man!  ;)
[]s

[Stradivous]

Valeu DG.
Ótimo Post.

[Lanus]

realmente muito bom, o futuro ta aí ^^