TOPOLOGÍA DE LA RED Y PLATAFORMA LMDS

ESQUEMA DEL SISTEMA LMDS.

El LMDS (Local Multipoint Distribution System) es un sistema de comunicación de punto a multipunto que utiliza ondas radioeléctricas a altas frecuencias, en torno a 28 ó 40 GHz1, en las que existen bandas de frecuencia de unos 2 GHz con atenuación mínima (conocidas como "ventanas espectrales") ante los agentes atmosféricos. Dada la anchura de banda disponible, el LMDS puede ser el soporte de una gran variedad de servicios simultáneos: televisión multicanal (difusión, PPV, video on demand), telefonía, datos, servicios interactivos multimedia (teleeducación, telemedicina, acceso a Internet en banda ancha, etc.). 

El territorio a cubrir se divide en células de varios kilómetros de radio (3-9 Km en la banda de 28 GHz, 1-3 Km en la banda de 40 GHz). El abonado al sistema recibe la señal mediante una de tres vías: desde el emisor principal de la célula, si existe visibilidad directa entre éste y el receptor; desde un repetidor, en zonas de sombra; mediante un rayo reflejado en alguna superficie plana (paredes de edificios, reflectores / repetidores pasivos, etc.). La antena receptora puede ser de dimensiones muy reducidas -antenas planas de 16 x 16 cm- con capacidad de emisión en banda ancha -señal de TV o datos a alta velocidad- o estrecha -telefonía o datos de baja velocidad.

Sus principales elementos son:

·         Usuarios finales: residencial y empresarial.

·         Equipamiento de usuario final, que consta básicamente de tres partes:

·         Antena tipo disco de reducido diámetro (10-15 cm de diámetro).

·         Receptor / Transmisor RF: equipo que transmite y recibe, denominado CPE (Customer Premises Equipment). Para aplicaciones simétricas .

·         Receptor RF: equipo que únicamente recibe señales, denominado LNB (Low Noise Block). Para aplicaciones asimétricas.

·         Equipamiento adaptador: adapta las señales RF para su recepción descodificada por el terminal del usuario. Es el caso del TV Set Top Box, tarjeta PC, splitter, o módem radio.

·         Terminales: teléfono, televisor, u ordenador personal.

·         Estación base, consistente en una torre de varios metros de altura dónde se instalan dos antenas que dan cobertura a los usuarios ubicados en las cercanías (hasta 6 Km). Se pretende que la estación base proporcione cobertura omnidireccional, por lo que se emplean dos antenas que cubren sectores de 180 grados cada una.

·         Cabecera: soporta ó facilita la transmisión de los diferentes servicios ofertados (voz, datos, TV, Internet), procesando la información y enviándola a todas las estaciones base. Incluye:

§         Conexión de alta capacidad a Internet, con los correspondientes routers y servicios de autenticación y gestión.

§         Servidor de aplicaciones interactivas Web TV y de vídeo avanzado.

§         Sistema de captación de canales de TV por satélite, generación de canales propios, y generación de la señal de TV correspondiente a los diferentes paquetes ofertados, remitida por un proveedor de contenidos.

§         Sistema de conmutación de voz.

§         Sistema de acceso condicional para TV.

§         Sistema de gestión de red.

§         Sistema de acceso, para la optimización del uso del ancho de banda entre los diferentes clientes.

·         Red de transporte, que conecta la cabecera con otras redes de voz, datos ó TV.

·         Internet de flujo asimétrico: definido como el acceso a Internet con diferente velocidad de bajada de acceso ó recepción de información (download) y de subida ó emisión de información (upload), a la cuál se conecta el usuario. Este tipo de acceso es muy adecuado para aplicaciones asimétricas en que el usuario descarga mucha más información de la red de la que envía, sea del tipo que sea (voz, datos, imágenes).

·         Internet de flujo simétrico: la velocidad de recepción y de transmisión son idénticas. Entorno típico de las aplicaciones empresariales en las que se intercambia continuamente similar cantidad de información en ambos sentidos.

Multiplexación de Canales.

Los sistemas fijos de acceso radio punto a multipunto constituyen una forma rápida y flexible respecto a las soluciones basadas en cable para proporcionar servicios digitales de banda ancha. Las nuevas licencias concedidas recientemente por Fomento en las bandas de 3,4 a 3,6 GHz y 24,5 a 26,5 GHz permitirán acceder a los usuarios a través del llamado bucle local inalámbrico (WLL, Wireless Local Loop). Entre las distintas soluciones de acceso inalámbrico destacan los sistemas FWA (Fixed Wireless Access) y LMDS/MVDS (Local Multipoint Distribution Service / Microwave Video Distribution System). Los primeros están pensados principalmente para proporcionar servicios tales como telefonía, acceso a Internet, videoconferencia o interconexión de redes privadas y son objeto de las licencias de Fomento. En cambio, los segundos surgen para facilitar el despliegue de las redes de los operadores de cable y permiten servicios digitales bidireccionales de vídeo y datos en las bandas de 27,5 a 29,5 GHz ó 40,5 a 42,5 GHz. En todos ellos, la arquitectura del sistema consiste en una serie de estaciones base interconectadas entre sí y con el centro de control de red por medio de cable o radio enlaces, las cuales dan servicio a una serie de abonados fijos distribuidos por el interior de celdas de radio variable.

Topología de red

En el diseño de sistemas LMDS son posibles varias arquitecturas de red distintas. La mayoría de los operadores de sistemas utilizarán diseños de acceso inalámbrico punto – multipunto, a pesar de que se pueden proveer sistemas punto-a-punto y sistemas de distribución de TV con el sistema LMDS. Es de esperarse que los servicios del sistema LMDS sean una combinación de voz, datos y video. La arquitectura de red LMDS consiste principalmente de cuatro partes:

centro de operaciones de la red (NOC),

infraestructura de fibra óptica,

estación base y

equipo del cliente (CPE).

Centro de Operaciones de la Red (Network Operation Center – NOC) contiene el equipo del Sistema de Administración de la Red (Network Management System - NMS) que está encargado de administrar amplias regiones de la red del consumidor. Se pueden interconectar varios NOC´s. La infraestructura basada en fibra óptica, típicamente consiste de Redes Opticas Síncronas (SONET), señales ópticas OC-12, OC-3 y enlaces DS-3, equipos de oficina central (CO), sistemas de conmutación ATM e IP, y conexiones con la Internet y la Red Telefónica Pública (PSTNs).

Infraestructura de fibra óptica.-En la estación base es donde se realiza la conversión de la infraestructura de fibra a la infraestructura inalámbrica. Los equipos que permiten la conversión incluyen la interfaz de red para la terminación de la fibra, funciones de modulación y demodulación, equipos de transmisión y recepción de microondas ubicados típicamente en techos o postes. Entre sus características se encuentra la conmutación local que puede no estar presente en diferentes diseños. Si la conmutación local se encuentra presente, los consumidores conectados a la estación base pueden comunicarse entre sí sin tener que entrar en la infraestructura de fibra óptica. De esta manera, la administración del canal de acceso, registro y autenticación ocurren localmente en la estación base.

Estación base.-La arquitectura estación-base alternativa simplemente provee enlace a la infraestructura de fibra óptica. Todo el tráfico dentro de la infraestructura de fibra debe terminar en switches ATM o equipos de oficina central. Bajo este escenario, si dos consumidores conectados a una misma estación base desean comunicarse entre ellos, la comunicación se lleva a cabo en una zona centralizada. Las funciones de autenticación, registro y administración de tráfico se realizan centralizadamente.

Equipo del cliente (CPE).-Las configuraciones del equipo especial del cliente varian entre vendedor y vendedor y dependen de las necesidades del cliente. Principalmente, toda configuración incluye equipo microondas externo y equipo digital interno capaz de proveer modulación, demodulación, control y funcionalidad de la interfaz del equipo especial del cliente. El equipo del cliente puede añadirse a la red utilizando métodos de división de tiempo (time-division multiple access - TDMA), división de frecuencia (frequency-division multiple access - FDMA) o división de código (code-division multiple access – CDMA). Las interfaces de los equipos del cliente cubriran el rango de señales digitales desde nivel 0 (DS-0), servicio telefónico (POTS), 10BaseT, DS-1 no estructurado, DS-1 estructurado, frame relay, ATM25, ATM serial sobre T1, DS-3, OC-3 y OC-1. Las necesidades de los clientes pueden variar entre grandes empresas (por ejemplo, edificios de oficinas, hospitales, universidades), en las cuales el equipo microondas es compartido por muchos usuarios, a tiendas en centros comerciales y residencias, en las que seran conectadas oficinas utilizando 10BaseT y/o dos líneas telefónicas (POTS). Obviamente diferentes requerimientos del cliente necesitarán diferentes configuraciones de equipo y distintos costos.

- Aspectos técnicos

Diseño de las celdas

Durante la planificación de celdas para una red LMDS, hay que tomar en cuenta los siguientes atributos:

·         Penetración de suscriptores – El desempeño del sistema de distribución se mide con la penetración de los suscriptores, el cual es el porcentaje de suscriptores que poseen suficiente nivel de señal para lograr una excelente calidad de servicio.

·         Calidad de Servicio (quality of service – QoS) – La calidad del servicio se encuentra afectada por varios factores como por ejemplo: la obstrucción del camino de transmisión, el solapamiento de celdas (15% es normal) y redundancia del sistema.

·         Presupuesto de Enlace – El presupuesto del enlace es utilizado par estimar la máxima distancia a la que un suscriptor puede estar localizado de una celda teniendo aún aceptables niveles de confiabilidad del servicio. El presupuesto contabiliza todas las pérdidas y ganancias del sistema a través de varios tipos de equipos. El presupuesto del enlace analiza varios parámetros de la red, incluyendo radios portadora-a-ruido.

·         Selección del tamaño de la celda – El tamaño máximo de celda para servir un area esta relacionado al nivel de confiabilidad deseado obtenido a partir del presupuesto del enlace. El tamaño de la celda puede variar dentro del area de cobertura debido al tipo de la antena, su altura y pérdida de señal. Los anteriores efectos guardan relación con el tipo de area de cobertura por ejemplo urbano, suburbano o cobertura de baja densidad. La selección del tamaño de la celda afecta el costo capital total para la cobertura del area requerida.

·         Modelo capital-costo – El modelo capital-costo es utilizado para estimar los requerimientos de capital de la red. El modelo encierra consideraciones de diseño tales como presupuesto de enlace, tamaño de celda, solapamiento de celdas, número de celdas, capacidad de tráfico, número de sectores, costo por cada celda, y costo capital total.

      Aplicaciones

·         TV multicanal por subscripción

·         Interconectividad de redes LAN

·         Videoconferencia (IP o ISDN)

·         Frame Relay

·         Circuitos de Data dedicados (E1/T1, nX64)

·         ASP

·         ISP

·         Telefonía fija convencional (POTS) 

Comparación con otras tecnologías

Infografía

http://www.tdx.cesca.es/TESIS_URL/AVAILABLE/TDX-1104104-101718/Tavb10de23.pdf

En este trabajo se dá una explicación detallada del sistema LMDS.

http://www.monografias.com/trabajos13/guiadeim/guiadeim.shtml#FACT

Trabajo donde se describe con detalles el LMDS.

http://www.unavarra.es/organiza/etsiit/cas/estudiantes/pfc/redaccna/Tecnologias%20de%20Acceso/LMDS/LMDS_index.htm

En este site se muestra una breve explicación de lo que es el LMDS.

http://www.radioptica.com/Radio/tecnol_LMDS.asp#top

La introducción de nuevos servicios multimedia en el entorno residencial o empresarial, tales como vídeo bajo demanda, videoconferencia, etc., requiere de una gran cantidad de ancho de banda que debe ser soportada por las redes de acceso

http://html.rincondelvago.com/multiplexacion-de-canales.html

http://www.domotica.net/Lmds.htm

En esta página se obtiene una breve reseña de lo que es el LMDS.

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Última actualización: 31/05/2005

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