Comunicación Inalámbrica

Dr. Jaime Martínez Castillo / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología de la Universidad Veracruzana
Luis Eduardo Carrión Rivera / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Estudiante de la Universidad Cristóbal Colón de Veracruz y miembro del Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica (IEEE)

Archivo: Tecnología

Recientemente se ha dado un auge en las comunicaciones y tecnologías de información. Las empresas y el sector productivo han empezado a tomar a las tecnologías de información y comunicación (TIC's) como una manera de incrementar su productividad, reducir gastos de operación y expandir su mercado. Esto ha dado como resultado un enorme desarrollo de nuevos estándares de comunicación, que permiten tener acceso a Internet a altas velocidades.

La tendencia actual de los negocios nos lleva a un nuevo paradigma laboral, empleados que trabajan desde su casa, en la calle, o en las instalaciones de los clientes, ejecutivos que viajan, promoción en eventos y asistencia las 24 horas son algunas de las necesidades que han venido a solucionar las TIC's. Las empresas requieren que sus empleados hagan transferencias bancarias, envíen correo electrónico y hagan consultas a bases de datos, todo esto en un ambiente seguro, rápido y en ambiente de movilidad.
Anteriormente el concepto de movilidad abarcaba únicamente el poder tomar llamadas, o hacer transferencias sin necesidad de tener cables conectados, pero ahora este concepto ha cambiado y ha sido ampliado. Movilidad implica tener acceso en cualquier lugar a cualquier hora y a velocidades vehiculares; lo que anteriormente conocíamos como movilidad ahora es conocido como portabilidad. Todo esto nos lleva a un área específica de las telecomunicaciones, que son las comunicaciones inalámbricas, y al estudio y comparación de diversos protocolos y estándares de comunicación que han sido desarrollados actualmente.

Entre los estándares de acceso móvil se encuentra uno de los más utilizados actualmente, el IEEE 802.16e, o mejor conocido como WiMAX. Este estándar permite cobertura en un radio de hasta 15 kilómetros, con velocidades de hasta 70 Mbps, y con soporte para movilidad en velocidades vehiculares de hasta 70 Km/h.
WiMAX es capaz de soportar hasta casi 2 mil usuarios, trabaja en bandas de 3.4 a 3.7 GHz y de 5.7 a 5.8 GHz, aunque el estándar original fue desarrollado para operar en la banda de los 2 a los 6 GHz en un modo de propagación sin línea de vista, es decir, entre el transmisor y receptor puede haber obstáculos para la propagación de las ondas electromagnéticas y la comunicación se sigue dando. Cabe mencionar que, WiMAX es una tecnología que utiliza el concepto celular para su diseño e implementación en cobertura de área metropolitana, es decir, muchos de los conceptos de telefonía celular son aplicables en este estándar.

En México aún existen pocos proveedores de servicio de acceso por WiMAX, pero muy pronto esta tecnología madurará e incluso llegará a formar parte de los estándares de comunicación para las Redes de Siguiente Generación (NGN de Next Generation Networks, por sus siglas en inglés). Uno de los principales proveedores de WiMAX es AXTEL, una empresa que conforma el foro WiMAX a nivel mundial.
Recientemente AXTEL ha empezado a hacer implementaciones de esta tecnología en ciudades como Puebla, México y Monterrey, y cada mes aumenta su cobertura.
Sin embargo, debemos tener en cuenta que para implementar servicios de acceso por WiMAX se deben cumplir ciertos requerimientos técnicos, es decir, una serie de lineamientos que la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, a través de la Comisión Federal de Telecomunicaciones (COFETEL) ha emitido para poder operar en bandas tanto licitadas como no licitadas; si estos requerimientos no se cumplen como lo marca la COFETEL, no se puede emitir el certificado de operación reglamentario, y por lo tanto no se puede brindar el servicio. Estas resoluciones las emite la COFETEL para garantizar al usuario final la calidad de servicio necesaria para operar equipo y tecnología WiMAX.

Recordando un poco acerca de las tecnologías celulares, es sabido que se utiliza el arreglo en células para aprovechar la banda de frecuencia licitada y poder brindar servicios a más usuarios. Con WiMAX sucede de manera parecida. El proveedor de servicios WiMAX obtiene una porción del espectro electromagnético licitado ante la COFETEL una vez que ha obtenido su certificado de operación, y divide el área a cubrir en celdas para poder soportar a todos los usuarios de la red, pero con WiMAX sucede algo un poco distinto, el estándar soporta mayor número de usuarios, debido principalmente a dos razones, el ancho de banda de canal y la mejora del rendimiento del canal y tasa de transferencia debido a la utilización de técnicas de antenas como MIMO (Multiple Input Multiple Output, por sus siglas en inglés) y AAS (Adaptative Antenna System, por sus siglas en inglés). Es debido a estos dos aspectos clave que se mejora el rendimiento de las redes WiMAX.

 

Un esquema de una conexión WiMAX se muestra en la figura 1:

Figura 1. Topología de una Red WiMAX

Una comparación entre un canal WiFi y un canal WiMAX se muestra en la figura 2:

Figura 2. Comparación entre un canal WiFi (amarillo) y WiMAX (verde

Figura 3. Sistema MIMO de 2x2

Este artículo es resultado del proyecto de investigación realizado en la Universidad Cristóbal Colón, acerca de los protocolos PHY y MAC de WiMAX. Como producto de la investigación se han realizado diseños de antenas para mejorar el rendimiento del canal de WiMAX, y su Calidad de Servicio (QoS), y próximamente estas antenas serán fabricadas para medir sus parámetros y comprobar el rendimiento obtenido en el canal de propagación. La finalidad de este artículo es difundir el estado del arte en cuanto al desarrollo de WiMAX y sus mejoras al canal.


El Dr. Jaime Martínez Castillo cursó sus estudios de ingeniería Electrónica en la Universidad Veracruzana. Posteriormente realizó la maestría y el doctorado en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. Actualmente es profesor investigador en el Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología de la Universidad Veracruzana, e Investigador adjunto a la Dirección de Investigación de la Universidad Cristóbal Colón.
Sus áreas de interés son diseño, modelización y caracterización de circuitos integrados analógicos para fibra óptica y sistemas de comunicaciones inalámbricas, utilizando tecnología CMOS y BiCMOS.

Luis Eduardo Carrión Rivera es estudiante del noveno semestre de Ingeniería en Telecomunicaciones de la Universidad Cristóbal Colón, en Veracruz, Veracruz, México. Actualmente es Presidente de la Rama Estudiantil IEEE de la misma Universidad y ha organizado eventos en conjunto con otras Ramas Estudiantiles. Es miembro de IEEE desde 2006, y es miembro de las sociedades de Comunicaciones, Antenas y Propagación y Dispositivos Electrónicos, y presidente del Capitulo de Dispositivos Electrónicos de la Rama Estudiantil de su misma Universidad. En septiembre de 2007 asistió a la Reunión de Presidentes de Capítulos de la EDS en Río de Janeiro, Brasil, en donde presentó el trabajo realizado durante 2006 y 2007. Sus áreas de interés son las comunicaciones inalámbricas, redes celulares, antenas y sistemas de transmisión, así como el estudio de los modelos de propagación de RF.