8.2 Arquitecturas de red LMDS 8.2.3 Introducción a las arquitecturas LMDS
Cualquier infraestructura asociada a LMDS se podría separar en dos segmentos, el segmento de la estación base y el segmento de usuario. El segmento de usuario, o también llamado abonado, est conformado por una serie de antenas de ba!a potencia y transcei"ers, que se implementan en cualquier punto en el que e#ista e#ista un usuario. usuario. Las antenas antenas reciben las se$ales se$ales emitidas por la estación estación base al al mismo tiempo que emiten se$ales %acia la estación base. El segmento de usuario comprende también las interfaces necesarias para implementar la integración del sistema de comunicaciones comunicaciones.. Esto permite reali&ar en forma integral y transparente la intercone#ión con la '(), cone#ión con la central telefónica para generar líneas telefónicas, cabeceras de tele"isión por cable, una interfa& Et%ernet para la cone#ión de terminales, etc. Esta interfa& de red, conocida como )*+ )et-or *nterface +nit/ o *D+ *nDoor +nit/, constituye una interfa& estandari&ada para todos los dispositi"os e#istentes en el segmento del usuario. El sistema LMDS se basa o est configurado en función de una filosofía modular, de forma que se pueda reali&ar el despliegue despliegue para prcticamente prcticamente cualquier cualquier n0mero de circuitos circuitos por sector. sector. En líneas generales, se puede afirmar que la capacidad de los sistemas LMDS es realmente notable, por e!emplo, una sola estación base puede llegar a proporcionar líneas telefónicas y de datos para dar ser"icio a apro#imadamente apro#imadamente 12.222 usuarios. Como podemos "er por medio de este e!emplo la "iabilidad tecnológica, de transmisión o escalabilidad parece asegurada en LMDS. Sólo el mercado determinar su triunfo o fracaso. En la actualidad es a0n un sistema minoritario sólo al alcance de empresas, no de usuarios residenciales, porque pese a que el equipamiento no ofrece problemas, sus costos son ele"ados y a0n no parecen asumibles por el sector residencial.
8.2.4 Arquitectura y topología de red
LMDS es un sistema de comunicación de punto a multipunto que utili&a ondas radioeléctricas a altas frecuencias, en torno a 34, 31 ó 5267&, en las que e#isten bandas de frecuencia de unos 367& con atenuación mínima ante los agentes atmosféricos. Dado el anc%o de banda disponible, LMDS puede ser el soporte de una gran "ariedad de ser"icios simultneos8 tele"isión multicanal, telefonía, datos, ser"icios interacti"os multimedia tele educación, telemedicina/ acceso a *nternet en banda anc%a, etc.
8.2.5 structura de celdas
En los sistemas LMDS, el rea a cubrir se di"ide en células de "arios ilómetros de radio cada una dependiendo de la frecuencia de transmisión8 • • •
De !" a !5#$ en la %anda 3&5'(). De 3 a *#$ en la %anda de 28'(). De ! a 3#$ en la %anda de 4"'() .
El usuario recibe la se$al mediante una de estas tres posibles "ías8 Desde el emisor principal de la célula, si e#iste "isibilidad directa entre éste y el receptor. Desde un repetidor, en &onas de sombra. Desde un rayo refle!ado en alguna superficie plana, como ser paredes de edificios, reflectores, repetidores pasi"os, etc. La antena receptora puede ser de dimensiones muy reducidas como antenas planas, con capacidad de emisión en banda anc%a o de banda estrec%a. En definiti"a, se trata del acceso al bucle local "ía radio. Esta nue"a tecnología presenta una serie de "enta!as %asta a%ora inalcan&ables a tra"és de las cone#iones "ía cable, como ser una alta capacidad de transmisión, despliegue e instalación muy rpidos, crecimiento inmediato y simplicidad en el mantenimiento. • • •
8.2.+ structura punto,$ultipunto -io
Las redes de acceso inalmbricas LDMS se caracteri&an por una estructura punto a multipunto. +na estación base, ubicada en un lugar apropiado, ofrece cobertura a un con!unto de abonados que se encuentran dentro de su rea de cobertura. De esta forma es como la estructura de una red de acceso inalmbrica coincide con la de cualquier red de tipo celular9 pero con las "enta!as propias de que las terminales a las que %ay que proporcionar ser"icios no son mó"iles, sino fi!as. Ello implica indirectamente que estas terminales fi!as pueden tener un mayor consumo, pudiendo funcionar a frecuencias altas, brindando un mayor anc%o de banda y capacidad. El 0nico detalle a tener en cuenta es que es necesaria una línea de "isión directa entre la estación base y las estaciones de usuario.
8.2./ 0equeri$iento de línea de 1ista
Las se$ales de ele"ada frecuencia se %an considerado siempre inadecuadas para las comunicaciones terrestres debido a que e#perimentan fuertes refle#iones cuando encuentran obstculos como rboles o edificios/ en su camino de propagación. Entonces, como consecuencia directa de traba!ar con el rango de frecuencias ms ele"adas del espectro, LMDS requiere la e#istencia de una línea de "ista o camino sin obstculos entre la estación base y la antena situada en el empla&amiento del usuario o abonado para que la se$al no sufra refle#iones y pueda llegar a su destino. Esta e#igencia de línea de "ista, genera ine"itablemente la aparición de &onas de sombra reas en las que la se$al no llega/. En reas urbanas estas &onas de sombra pueden llegar %asta el e#tremo de afectar a un 52 por ciento de los usuarios que e#isten en una célula o estación base. :ara lograr optimi&ar este problema se utili&an estrategias basadas en el solapamiento de células, de forma tal que las &onas resultantes de la intersección de esas células puedan tener acceso a ms de una estación base y así disminuir la probabilidad de que se produ&can rupturas de la línea de "ista. ;tros métodos para tratar de disminuir el ni"el de sombra en una determinada &ona se basan en la utili&ación de reflectores y amplificadores.
8.2.8 o$%inación con redes de transporte por -i%ra óptica (0
Como ya "imos, la infraestructura de LDMS pro"ee anc%os de banda lo suficientemente grandes como para poder brindar una multitud de ser"icios. Sin embargo, se debe notar que la red LDMS generalmente es una red de 0ltima milla, lo que quiere decir que se con"ierte en el enlace entre la red de transporte SD7, S;)E<, ( 7ybrid =iber >adio/, ya que las estaciones base se encuentran interconectadas a tra"és de fibra óptica.
8.2.* Arquitecturas disponi%les en LMDS
En el dise$o de sistemas LMDS son posibles "arias arquitecturas de red distintas. La primera distinción que se debe %acer es con respecto a la forma de transmisión de los dispositi"os in"olucrados en el enlace, de acuerdo con esto la transmisión se puede reali&ar en forma unidireccional o bidireccional. La mayoría de los operadores utili&arn dise$os de acceso inalmbrico punto a multipunto, donde la estación base utili&ar una antena del tipo omnidireccional y transmitir en forma bidireccional, y los clientes se comunicarn en forma bidireccional también. Sin embargo, e#isten otras arquitecturas disponibles como ser, sistemas punto a punto y sistemas de broadcasting de
8.2.!" le$entos constituti1os de la arquitectura LMDS
( pesar de las diferentes arquitecturas que pueden ser montadas en una red LDMS, todas contarn con los mismos elementos de base. En las siguientes secciones reali&aremos una bre"e descripción de ellos. ( continuación se listan los principales elementos de una arquitectura LMDS8 Centro de operaciones y administración de la >ed o Cabecera. @acbone. Estación @ase. Equipamiento del Cliente, C:E. • • • •
8.2.!! l entro de 6peraciones de 0ed 76
El );C contiene el equipo del Sistema de (dministración de la >ed )MS A )et-or Management System/. Bste se encarga de administrar amplias regiones de la red con lo cual también e#iste la posibilidad de interconectar "arios );Cs. 6eneralmente, estos integran infraestructuras basadas en fibra óptica, sistemas de conmutación (ed
:odríamos %ablar de la infraestructura del bacbone como la red de transporte cableada que alimenta a las estaciones base, las cuales a su "e& transmiten la información al segmento del abonado. El bacbone, como red de transporte, podr presentar cualquier tipo de tecnología, sin embargo, en general estar constituido por enlaces de fibra y basado en redes SD7, S;)E<, (
8.2.!3 stación de %ase
En la estación base es donde se reali&a la con"ersión de la infraestructura de fibra a la infraestructura inalmbrica. Los equipos que permiten la con"ersión incluyen la interfa& de red para la terminación de la fibra, funciones de modulación y demodulación, equipos de transmisión y recepción de microondas ubicados típicamente en tec%os o postes. Entre sus características se encuentra la conmutación local que puede no estar presente en diferentes dise$os. Si la conmutación local se encuentra presente, los usuarios conectados a la estación base podrn comunicarse entre sí sin tener que ingresar en la infraestructura de fibra óptica del bacbone. De esta manera, la administración del canal de acceso, registro y autenticación ocurren localmente en la estación base.
8.2.!4 quipo del cliente
Las configuraciones del equipo del cliente "arían entre diferentes pro"eedores y dependen de las necesidades del cliente. @sicamente, toda implementación incluye un equipo microondas e#terno y un equipo digital interno capa& de pro"eer modulación, demodulación y control. El equipo del cliente se a$ade a la red utili&ando métodos de di"isión de tiempo elay, (
