Motivadores para o uso da tecnologia WIMAX.
A tecnologia WIMAX chega com algumas características diferenciais intrínsecas ao padrão 802.16-2004, as quais certamente alavancarão a sua penetração no mercado mundial.
a) Padronização e modularidade
A padronização dos equipamentos e suas funcionalidades facilitarão a modularidade dos sistemas sem fio de banda larga com tecnologia WIMAX. Isso possibilitará a interoperabilidade das ERBs (Estação Rádio Base) com as CPEs de diversos fornecedores, fazendo com que as operadoras se interessem ainda mais por essa tecnologia [26].
b) Mecanismos de segurança e autenticação
O nascimento dessa tecnologia com protocolos de segurança do tipo AES (Advanced
Encryption System) e DES para a troca de chaves e transmissão das informações garante a
robustez necessária para viabilizar aplicações que requerem alto grau de privacidade, integridade e autenticidade das informações, como, por exemplo, a implementação de uma rede para o setor financeiro. Nesse ponto, a tecnologia WIMAX não deve de forma alguma ser comparada com o WI-FI, o qual tem buscado inúmeras formas de se fortalecer do ponto de vista de segurança [26].
c) QoS (multiserviço) e convergência de serviços
A característica de possibilitar a implementação de mecanismos de reserva de banda para serviços específicos, garantindo QoS fim a fim desses serviços é certamente uma das grandes vantagens dessa tecnologia, a qual possibilita a convergência de serviços de voz, dados e imagem, tão importantes para os provedores de serviços. Essa característica possibilitará a provisão de múltiplos serviços para o cliente final com a qualidade por este desejada [26].
d) Flexibilidade e atendimento de múltiplos clientes
As redes WIMAX podem prover diversos tipos de serviços para múltiplos clientes, sejam residenciais ou até mesmo grandes empresas.
e) Desempenho a distância versus taxa de transmissão
Uma das vantagens muito divulgada pelos estudiosos sobre sistemas WIMAX é o grande desempenho em relação à distância de cobertura de RF e de sua enorme capacidade de tráfego na interface aérea, o que certamente é visto como um enorme diferencial dessa tecnologia [26].
Adicionalmente, esses sistemas também possuem uma enorme eficiência espectral, quando comparados com sistemas concorrentes sem fio de banda larga.
f) Múltiplas faixas de freqüência (com e sem licença) – Múltiplos provedores
Do ponto de vista do espectro de freqüência, os fornecedores estão desenvolvendo equipamentos para aplicações em várias faixas de freqüências, regulamentadas em cada país como faixa não licenciada, que não necessitam de licença dos órgãos reguladores, e em faixas licenciadas por esses órgãos. Com isso, vários tipos de provedores de redes e serviços, bem como corporações, poderão criar as suas redes, as quais, dependendo do tipo de negócio, poderão optar por faixas licenciadas ou não [26].
Desafios para o uso da tecnologia WIMAX.
Em contrapartida, ainda há muito a se fazer no sentido de convencer o mercado a utilizar essa tecnologia emergente.
a) Redução de preços e custos CAPEX e OPEX (Operative Expenditure)
Com a padronização dos equipamentos e com uma provável concorrência crescente, o mercado espera que seus custos caiam drasticamente viabilizando vários tipos de negócios, os quais certamente já estão mapeados em diversos “business cases”. Essa redução dos preços impactará num baixo investimento (CAPEX), o qual aumentará a penetração da tecnologia WIMAX em vários mercados. Em contrapartida, por tratar-se de uma tecnologia sem fio, seus custos operacionais são baixos quando comparados com a tecnologia com fio (por exemplo, o DSL) [26].
b) Gerenciamento da rede à confiabilidade operacional
Por tratar-se de uma tecnologia nova no mercado, é essencial que esses sistemas possuam um sistema de gerência capaz de detectar eventuais falhas e problemas de desempenho, bem como de possibilitar a configuração da rede e dos serviços. Isso é um dos fatores que garantirão a confiabilidade e a credibilidade operacional dessas redes e possibilitará a sua implementação com maior tranqüilidade de seu funcionamento [26].
c) Confiabilidade nos prazos previstos
Atualmente os equipamentos WIMAX certificados pelo WIMAX Forum já estão com um atraso previsto de quase 18 meses, considerando que a previsão para pôr à disposição esses equipamentos para comercialização é dezembro de 2005. Atrasos adicionais poderão implicar uma descrença na tecnologia WIMAX, o que certamente seria prejudicial para esta [26].
d) Flexibilidade para integração com outras redes existentes (3G)
A expectativa é que haja uma convivência padronizada em breve entre as tecnologias WI-FI, WIMAX e a das redes 3G, uma vez que os grupos de padronização têm buscado a interoperabilidade das redes e dos dispositivos, objetivando orientar os fabricantes de equipamentos, de dispositivos e de sistemas nos próximos anos. Essa integração é essencial para a evolução das redes e facilitará e potencializará a comercialização da tecnologia WIMAX [26].
e) Fácil instalação e operação (CPE Plug’n’Play)
Um dos grandes mercados dessa tecnologia é o residencial, o qual é normalmente leigo do ponto de vista tecnológico e com baixo conhecimento para realizar procedimentos de instalação de alta ou média complexidade. Sendo assim, o terminal do usuário final deve requerer procedimentos de instalação de baixíssimo grau de complexidade [26].
f) Provar ser tecnologia de ruptura para crescer
Além de tudo isso, a tecnologia WIMAX, considerada uma tecnologia de ruptura pelos motivos anteriormente destacados, dentre eles, o acesso wireless banda larga, deverá ainda viabilizar várias de suas promessas para se sedimentar no mercado, tais como prover Wireless VoIP com QoS, migrar para o Padrão 802.16e que garantirá mobilidade, etc.
Sendo assim, espera-se com essa tecnologia uma quebra de paradigma com relação à comunicação, em especial a comunicação pessoal, possibilitando a migração do “anytime’n’anywhere” para o “easy to use”.
Regulamentação de faixas de freqüências
Nada funcionaria a contento com o WIMAX se não fosse assegurado o espectro de freqüência para ele operar. Todos os países hoje enfrentam problemas de alocação de espectro com serviços não nobres ocupando muita banda. É necessária uma reengenharia de espectro e ela já está sendo feita em todos os países paulatinamente.
No caso de WIMAX temos duas situações distintas em relação às freqüências: banda licenciada e não licenciada.
No caso de bandas não licenciadas existe uma tendência mundial de se utilizar as faixas de 2,4GHz e 5,8GHz.
Faixas de 2,4 GHz e 5GHz: Cenário para uso do espectro por equipamentos de radiação restrita (Resolução no. 365,10/05/2004) [8]. Não necessitam autorização uso radiofreqüências, operam em caráter secundário. Devem ter certificado homologado pela ANATEL para uso na prestação de serviço aplica-se a Resolução nº 73, de 25/11/1998 [8].
Faixa de 2,4 GHz: Tem algumas alterações em estudo. Tem uma proposta de regulamentação sobre uso da faixa por sistemas utilizando potências superiores às utilizadas pelos equipamentos de radiação restrita, WI-FI (localidades acima de 500 mil habitantes), operação em caráter secundário para evitar contenções com equipamentos de radiodifusão utilizados nos caminhões móveis de estações de TV e Rádio para transmissões de eventos. Estações devem ser licenciadas, localidades com População acima 500 mil habitantes e potência acima de 400 mW EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power). A limitação de potência é para evitar contenções com equipamentos de radiodifusão. Aqui existe um problema, pois os equipamentos de radiodifusão são analógicos e consomem muita banda (20Mhz). No futuro deverá acontecer uma reengenharia desta faixa e/ou estímulo para a utilização de equipamentos de radiodifusão digitais que consomem menos banda. (Resolução nº 305/2002) [8];
Faixa de 2,6 GHz: Faixa destinada para serviço de distribuição de sinais multiponto multicanal (MMDS). Resolução original no. 236, 6/10/2000 da ANATEL [8]. A nova Resolução no. 371 (17/05/2004) [8] revoga a Resolução no. 236 e altera valores de potência da estação terminal e elimina a necessidade de autorização da ANATEL para canal de retorno. Com vistas a proporcionar um uso mais otimizado da faixa 2,6GHz e também novas perspectivas para prestação de serviço pelas atuais prestadoras de MMDS, vislumbra-se a oportunidade de implementar alteração na regulamentação vigente (Resolução no. 371) [8]. A ANATEL está estudando a alteração desta resolução e buscando o estabelecimento de regras claras mantendo o alinhamento com UIT-R e alinhamento com FCC (sempre que possível). Depois do resultado da reengenharia que a ANATEL está realizando nesta faixa, ela poderá ser utilizada também para o WIMAX.
Faixa de 5,0 GHZ: A atualização da regulamentação permitiu o uso por equipamentos Rádio LAN. Esta faixa otimiza a transmissão pois incorpora facilidades DFS (Dynamic Frequency Shifting) e TPC (Transmit Power Control);
Como o WIMAX é uma tecnologia de transmissão em outdoor não aconselhamos que a banda de 2,4GHz seja utilizada pois é uma freqüência muito poluída. A tendência mundial aponta para a banda de 5,8GHZ.
Estas faixas não devem ser utilizadas para transmissão em grandes centros urbanos pois vão operar em caráter secundário e não contam com proteção oficial da ANATEL de não interferência nos sinais transmitidos.
Existe um movimento da FCC americana de buscar mais espectro de freqüência a partir da reengenharia de espectro na banda da tecnologia MMDS/ITFS em 2,5 GHz buscando espaço de freqüência para novos serviços incluindo o WIMAX. Este movimento poderia também ser seguido no Brasil pela ANATEL.
No caso de bandas licenciadas existe uma tendência mundial fora dos EUA de se utilizar as faixas de 3,5 GHz e 10,5 GHZ. Nos EUA, até agora, a faixa de WIMAX está entre 2,5 - 2,7 GHz.
Faixa de 3,5 GHz: [Resolução no. 309 (13/09/2002) da ANATEL] Abrangendo a faixa de 3400-3600MHz. Estabelece condições uso da faixa para sistemas digitais serviço fixo (aplicações ponto-multiponto). A autorização de uso dos blocos poderá ocorrer de forma individual ou agregada. Admite o uso tecnologia FDD e TDD. Esta faixa pode ser utilizada pelo WIMAX.
Faixa de 10,5 GHz: [Resolução no. 307 (14/08/2002)] [8] Abrange as faixas 10,15-10,30/10,50-10,65MHz. Estabelece condições uso da faixa para sistemas do serviço fixo (aplicações ponto-a-ponto e ponto-multiponto).
No Brasil a ANATEL está fazendo um trabalho árduo em relação as tecnologias modernas sem fio como WI-FI e WIMAX [8].
Em 2003 a ANATEL fez um leilão de PMP (Ponto-Multiponto) e as bandas de 3,5 GHz e 10,5 GHz foram adquiridas por algumas empresas, entre as quais:
- EMBRATEL: 3,5 GHz no Brasil inteiro;
- Vant (19,9% da Brasil Telecom): 3,5 GHz (13 áreas) e 10,5 GHz (04 áreas) nos Estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais, Paraná, Rio Grande do Sul, Bahia, Pernambuco e Ceará [31];
Figura 45: Espectro de freqüências utilizadas para a tecnologia WIMAX [24].
Tipos de aplicações
As aplicações que se beneficiarão com a entrada da tecnologia WIMAX são basicamente de três tipos:
• Backhaul Urbano – rede de dados urbana para interligar pontos que necessitam de altas taxas de transmissão (por exemplo 15 a 75 Mbits/s).
• Banda larga Rural – prover acesso de banda larga para regiões rurais próximas das cidades (até 50 km).
• Last Mile – prover acesso de banda larga para assinantes urbanos, hoje atendidos ou não por DSL e “cable modem”. Em cada um desses tipos de aplicações pode haver vários clientes necessitando de diversos serviços.
Figura 46: Tipos de aplicações de interesse dos vários setores do mercado [23].
Cada um desses clientes citados na figura 46 tem interesses específicos, os quais esperam ser atendidos pela tecnologia WIMAX, tais como:
• Operadoras de Telecomunicações:
– Levar serviços de banda larga para clientes não atendidos: voz, Internet e video
broadcast
– Reduzir OPEX dos clientes já atendidos – Atender as metas de universalização
• Corporativos (bancos, comércios, etc.) e governo: – Reduzir custos com a rede de dados terceirizada
• Residenciais: – Reduzir custos
– Ter serviços de voz, dados e vídeo de um único provedor, preferencialmente com um terminal fixo/móvel.
• Rural:
A topologia e a arquitetura da rede de banda larga sem fio WIMAX estão apresentadas na Figura 47. Nela é possível identificar a capacidade e a potencialidade para se trafegar diversas serviços para vários clientes, como os apresentados na Figura 48.
Figura 47: Topologia e arquitetura de rede na tecnologia WIMAX [28].
Vale ressaltar que os principais serviços que alavancarão a tecnologia WIMAX serão os serviços de voz (VoIP), Internet e video broadcast [23].
Taxa de Penetração
Toda nova tecnologia possui uma curva de penetração de mercado, a qual pode variar com inúmeros fatores, sendo que vários deles já foram referidos nos itens anteriores. No caso da tecnologia WIMAX não será diferente. Seu mercado deverá sobrepor-se ao mercado de sistemas BWA num primeiro momento e, após, deverá ocupar quase a totalidade do mercado de redes de banda larga sem fio nos próximos anos.
A previsão da Maravedis Inc. [23] e da Pyramid Research [24] é de que a tecnologia WIMAX alcance quase 60% do mercado de sistemas de rádio com banda larga por volta de 2008, conforme Figura 49 e Figura 50. Com o atraso do lançamento da tecnologia, esse ponto deverá ocorrer em 2009 [23] [24].
Figura 49: Taxa de penetração da tecnologia WIMAX pela previsão da Maravedis Inc.[23].
Figura 50: Taxa de penetração da tecnologia WIMAX pela previsão da Pyramid Research [24].
Mercado mundial de rádios BWA e WIMAX
A estimativa do mercado mundial de rádios com banda larga BWA para 2008 varia de US$ 1,1 bilhão a 2,57 bilhões, de acordo com as estimativas mercadológicas.
Como visto anteriormente, estima-se uma taxa de penetração da tecnologia WIMAX de aproximadamente 60%. Com isso, o mercado WIMAX para 2008 deve variar de US$ 660 milhões a US$ 1,54 bilhão. Considerando a média, o valor mais provável desse mercado seria em torno de US$ 1,1 bilhão em 2008.
Mercado de CPEs WIMAX
A previsão do mercado mundial de CPEs WIMAX mais otimista é a da Intel, com 11,2 milhões de unidades para 2008. A previsão da Pyramid Research varia de 2,2 a 3,9 milhões para o mesmo ano. A Visant Strategies Inc. prevê uma quantidade para 2008 entre 3,1 e 5,6 milhões. A Maravedis Inc. estima um mercado de 3,9 milhões de CPEs WIMAX para 2008 [23] [24].
A diferença do valor estimado pela Intel em relação às outras entidades mencionadas pode estar ligada às CPEs do Padrão 802.16e, que eventualmente pode ter seu lançamento antecipado e seu volume ser adicionado ao padrão 802.16-2004. Os outros valores apresentados estão bem próximos e devem também estar mais próximos da realidade de 2008 [23] [24].
Considerando o preço de uma CPE WIMAX igual a US$ 350, estimamos que o mercado de CPEs para 2008 deve variar de US$ 1,05 bilhão (3 milhões de CPEs) a US$ 1,4 bilhão (4 milhões de CPEs). Há muitos que acreditam na redução do preço de uma CPE WIMAX, podendo este alcançar US$ 200. Nesse caso, o mercado de CPEs WIMAX pode variar de US$ 600 milhões (3 milhões de CPEs) a US$ 800 milhões (4 milhões de CPEs); na média, aproximadamente US$ 700 milhões. Estes números parecem ser os mais prováveis, quando é analisado o cenário geral do WIMAX [23] [24].
Mercado WIMAX no Brasil
A previsão do mercado latino-americano de rádio BWA varia de 8% a 13% do mercado mundial, segundo informações mercadológicas. A partir das diversas fontes analisadas, acredita-se que a faixa superior (13%) acredita-seja a mais provável.
Acredita-se ainda que o mercado brasileiro corresponda a 15% do mercado latino americano.
Isso se deve, em especial, à grande demanda de serviços de banda larga no Brasil, que atualmente é atendida em sua grande maioria pela tecnologia DSL. Sabe-se que a tecnologia DSL é limitada em distância e os seus custos, tanto CAPEX como OPEX, são maiores que os da tecnologia WIMAX. Isso faz da tecnologia WIMAX uma boa alternativa para a solução DSL, em especial em locais suburbanos, aonde o DSL não chega, e em locais urbanos com falta de acessos DSL disponíveis.
Aplicando estes índices (13% e 15%) às previsões mundiais apresentadas pela Visant Strategies Inc. [25], foi obtida a seguinte previsão para CPEs e ERBs para o Brasil, conforme Figura 51 e Figura 52, respectivamente.
Figura 51: Estimativa do mercado brasileiro de CPEs WIMAX, baseado na Visant Strategies Inc [25].
Figura 52: Estimativa do mercado brasileiro de ERBs (Estações base) WIMAX, baseado na Visant Strategies Inc [25] .
Analisando-se os fatores e as demandas internas das empresas operadoras nacionais, WISPs (Wireless Internet Service Provider) e do cenário atual de telecomunicações no Brasil, estima-se, numa outra visão mais realista, as seguintes demandas e receitas para a tecnologia WIMAX, conforme Figura 53.
Figura 53: Estimativa do mercado brasileiro de CPEs e ERBs WIMAX, baseado em
informações nacionais [26].
Mercado atual de acesso de rádio com banda larga
O Brasil, segundo a Associação Brasileira dos Provedores de Acesso, Serviço e Informações da Rede Internet (Abranet), possuía 960 mil usuários de banda larga em dezembro de 2003. Desse total, 755 mil usavam conexão ADSL, representando 79%; 170 mil eram usuários de Internet via cabo, correspondendo a 18%; e 35 mil usavam o rádio, que representava 4%.
Para o final de 2004, esta entidade projetou um cenário mais otimista para as soluções de rádio com banda larga, com crescimento de 629%, ou seja, 220 mil novos usuários de rádio com banda larga, conforme Figura 54.
Figura 54: Estimativa para o mercado de acesso de rádio com banda larga [25].