El IEEE 802.16 es una serie de estándares de banda ancha inalámbrica desarrollados por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE). Establecido en 1999, este grupo de trabajo se creó con el objetivo de desarrollar normativas para redes metropolitanas inalámbricas (WMAN), formando parte del comité de estándares de redes de área local y metropolitana del IEEE 802.
WiMAX y el WirelessMAN
Aunque el IEEE denomina oficialmente a la familia de estándares 802.16 como WirelessMAN, en el mercado se ha comercializado bajo el nombre de WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). El Foro WiMAX es la alianza industrial encargada de promover y certificar la compatibilidad e interoperabilidad de los productos basados en estos estándares.
Tecnología 802.16e-2005
El estándar 802.16 estandariza principalmente dos aspectos de la interfaz aérea: la capa física (PHY) y la capa de control de acceso al medio (MAC). A continuación, se detallan las características de la especificación móvil 802.16e.
Capa Física (PHY)
La tecnología 802.16e utiliza el acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal escalable (OFDMA) para el transporte de datos. Sus características principales incluyen:
- Ancho de banda: Soporta canales de entre 1,25 MHz y 20 MHz, con hasta 2048 subportadoras.
- Modulación Adaptativa: Emplea esquemas de codificación según la calidad de la señal. En condiciones óptimas, utiliza 64 QAM (Modulación de Amplitud en Cuadratura); en condiciones deficientes, utiliza BPSK (Modulación por Desplazamiento de Fase Binaria). En estados intermedios, se pueden usar 16 QAM y QPSK.
- MIMO y HARQ: Soporta antenas de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) para mejorar la propagación sin línea de vista (NLOS) y el mecanismo de solicitud de repetición automática híbrida (HARQ) para una corrección de errores eficiente.
Aunque el estándar permite operar en bandas de 2 a 66 GHz, la operación móvil es más efectiva en las bandas bajas, que suelen estar más congestionadas y ser más costosas.
Capa de Control de Acceso al Medio (MAC)
La capa MAC del 802.16 define subcapas de convergencia que permiten la encapsulación de tecnologías cableadas como Ethernet, ATM (Modo de Transferencia Asíncrona) e IP (Protocolo de Internet). Además, gestiona:
- Seguridad: Implementa el intercambio seguro de claves durante la autenticación y el cifrado de datos mediante AES (Estándar de Cifrado Avanzado) o DES (Estándar de Cifrado de Datos).
- Gestión de Energía: Incluye mecanismos de ahorro de energía mediante modos de sueño (sleep) e inactividad (idle).
- Movilidad: Implementa mecanismos de traspaso (handover) para mantener la conexión durante el desplazamiento.
Una característica fundamental es que es una tecnología orientada a la conexión. La estación suscriptora (SS) no puede transmitir datos hasta que la estación base (BS) le haya asignado un canal, lo que permite un soporte robusto de la Calidad de Servicio (QoS).
Calidad de Servicio (QoS)
La QoS en 802.16e se gestiona asignando cada conexión entre la SS y la BS (denominada flujo de servicio) a una clase de QoS específica. Existen cinco clases de QoS que aseguran que los datos de cada aplicación reciban el tratamiento adecuado en términos de ancho de banda y retardo.
Certificación y Cumplimiento
Dado que el IEEE solo establece las especificaciones técnicas pero no prueba los equipos, el Foro WiMAX opera un programa de certificación. Los fabricantes pagan por esta certificación para garantizar que sus productos cumplan con el estándar y sean interoperables con equipos de otros fabricantes, promoviendo así la adopción global de la banda ancha inalámbrica.