WiMAX, lo standard misconosciuto

WiMAX, lo standard misconosciuto

Il WiMAX ha faticato molto per trovare, qui in Italia, una sua collocazione. E, ironia della sorte, proprio oggi che l’offerta di operatori quali Linkem, Aria e altri copre praticamente tutto il territorio nazionale, sembra che questo affidabilissimo standard wireless debba cedere il passo all’LTE

Wimax

Strano destino, quello del WiMAX: nonostante la sua velocità di trasmissione dati, l’ampio raggio di copertura e l’affidabilità non è mai riuscito veramente a decollare; è rimasto nell’ombra, e anzi c’è chi lo ha dato più volte per spacciato. La sigla WiMAX, che sta per Worlwide Interoperability for Microwave Access, identifica uno standard wireless per la connessione a Internet concepito per colmare il digital divide nelle zone non servite da ADSL e fibre ottiche. Il principio di funzionamento ricorda quello del Wi-Fi. Il sistema consta di un certo numero di stazioni dette Base Station (BS) o WiMAX Tower, concettualmente simili ai ripetitori per telefonia cellulare: gestite dal provider, le Base Station diffondono segnali a microonde su una vasta area geografica. Gli utenti della zona, dal canto loro, dispongono di apparati detti Subscriber Station (SS) cui sono collegati i Terminal Equipment (TE), vale a dire i computer, i notebook o gli smartphone con i quali solitamente ci si connette a Internet; le Subscriber Station possono avere la forma di piccoli apparati stand-alone, di card PCMCIA o di schede inserite nel computer. Le Base Station raccolgono il traffico dati proveniente dalle Subscriber Station e fungono da gateway, da cancelli d’accesso/uscita alla rete. La trasmissione WiMAX può avvenire in due differenti modalità:

  • a) – la «non-line-of-sight», in cui una piccola antenna collegata al computer comunica direttamente con la Base Station; in questo caso si utilizzano frequenze più basse (tra i 2 e gli 11 GHz) che risentono meno della presenza di ostacoli fisici;
  • b) – la modalità «line-of-sight», che utilizza antenne fisse con trasmettitori più potenti e opera su frequenze fino a 66 GHz: frequenze così elevate garantiscono una banda più larga e meno errori di trasmissione, ma risentono maggiormente degli ostacoli fisici.

Per tali ragioni la modalità «non-line-of-sight» viene utilizzata prevalentemente in ambito urbano, mentre la «line-of-sight» è usata in campagna e in zone poco abitate. Alle Base Station e alle Subscriber Station occorre aggiungere le Repeater Station, sorta di ripetitori che permettono di raggiungere utenze molto distanti dalla Base Station. Le Base Station possono essere utilizzate anche in funzione «backhaul», cioè come ponti di raccordo tra segmenti della rete che operano con tecnologie diverse dal wireless, per esempio su fibra ottica: la figura 2 mostra una rete WiMAX con due stazioni utilizzate in funzione «backhaul».

PRESTAZIONI MOLTO SUPERIORI A QUELLE DEL WI-FI

Se il principio di funzionamento del WiMAX somiglia a quello del Wi-Fi, lo stesso non si può dire delle prestazioni, che sono di gran lunga superiori: si parla di un raggio di copertura di 50 km per ciascuna Base Station, equivalenti a una superficie di 8000 chilometri quadrati; la velocità di trasmissione raggiungerebbe i 74 Mbps. Va però precisato che si tratta di prestazioni teoriche. Test condotti sul campo, come quelli – severissimi – effettuati fra il 2005 e il 2006 dalla fondazione Ugo Bordoni, hanno dimostrato che la portata del WiMAX risente della presenza di ostacoli fisici o di natura elettrica, come le linee dell’alta tensione. Anche le condizioni atmosferiche hanno il loro peso: pioggia, neve e nebbia sono causa di dispersioni («scattering»), e la conformazione dell’ambiente in cui si propaga il segnale può provocare fenomeni di «multipath» (ricezione di repliche spurie). Quanto alla velocità di trasmissione, quei 74 Mbps di cui sopra vanno senz’altro ridimensionati: non per niente i pacchetti/offerta dei provider parlano più realisticamente di 7 Mbps. Nonostante questo il WiMAX rimane un formidabile standard per la connessione wireless a banda larga, l’alternativa ideale alle linee DSL e alle connessioni satellitari.

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IL WIMAX FORUM

Il WiMAX si basa sulla famiglia di standard IEEE 802.16, specializzata nell’accesso wireless di tipo punto-multipunto e conosciuta anche come WirelessMAN (Wireless Metropolitan Area Network). Al momento la IEEE 802.16 comprende circa una dozzina di elementi, tra standard in uso, obsoleti e futuri, che definiscono le reti wireless metropolitane operanti sul range 2 – 66 GHz. Tra questi standard ci limitiamo a ricordare l’IEEE 802.16e, concepito per l’uso in ambito mobile; l’802.16e opera sulle bande dei 2,3 GHz, 2,5 GHz, 3,3 GHz, 3,5 GHz e 5,8 GHz e garantisce la connessione fino a velocità di circa 120 km orari. Per assicurare il massimo flusso dati e la più ampia copertura il WiMAX utilizza tecnologie particolari quali la Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) e la Multiple Input/Multiple Output (MIMO). Nella OFDMA il segnale viene suddiviso in pacchetti indipendenti; se qualche pacchetto non arriva a destinazione, la stazione ricevente è comunque in grado di ricostruire il segnale; la MIMO, impiegata soprattutto in ambito urbano, utilizza più antenne che inviano/ricevono i dati su percorsi diversi, così da ridurre le interferenze.L’acronimo WiMAX è stato ideato dal WiMAX Forum (www.wimaxforum.org), un consorzio no-profit che conta centinaia di aziende del settore mobile/Internet. WiMAX non sarebbe altro che il nome commerciale della famiglia IEEE 802.16. Al momento, secondo il consorzio, le reti WiMAX operative nel mondo sono più di 580, distribuite in 149 paesi. Oltre a sviluppare tecnologie dedicate e a promuovere la diffusione dello standard, il WiMAX Forum certifica i prodotti e le apparecchiature. Le certificazioni, rilasciate dai WiMAX Forum Designated Certification Labs, garantiscono l’interoperabilità dei dispositivi e la loro capacità di supportare servizi a larga diffusione fissi, nomadici, portatili e mobili.   Il Forum elenca un gran numero di virtù e qualità che renderebbero il WiMAX fortemente competitivo. Ne riportiamo solo alcune: la flessibilità, dovuta alla capacità di supportare non solo sistemi punto-multipunto

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