WiMAX - nedir ve bu teknolojinin avantajları nelerdir. WiMax teknolojisi: çalışma prensibi, ekipman, uygulamalar

WiMax teknolojisi başlangıçta kiralık hatların yerini alacak alternatif bir kablosuz geniş bant bağlantı olarak tasarlandı. Başlangıçta, böyle bir bağlantı sabit terminaller ve sabit kişisel bilgisayarlar için kullanılıyordu, ancak şimdi bazı mobil operatörler ağlarını WiMax teknolojisine dayalı olarak inşa ediyor.

Intel pazarlamacıları, yakın gelecekte gezegen genelinde bir milyardan fazla kullanıcının IEEE 802.16 standardına göre WiMax teknolojisini kullanarak İnternet'e bağlanacağını iddia ediyor. Ama teknoloji nedir?

1. WiMax Nedir?

Teknoloji, WiMax Forum sayesinde adını aldı. Bu, 2001 yılında, 10-66 GHz frekans spektrumunda Wirelwss standardına göre yeni kablosuz geniş bant teknolojisini teşvik etmek ve geliştirmek amacıyla kurulmuş, kar amacı gütmeyen bir organizasyondur.

WiMax (Mikrodalga Erişimi için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik) teknolojisi, geniş bant iletişimi - eşzamanlı yüksek hızlı veri iletimi ve İnternet erişimi sağlayan IEEE 802.16 protokolüne dayanmaktadır. WiMax'ın dördüncü nesil iletişime ait olmadığı hemen belirtilmelidir. Ve reklamlarda WiMax 4G ağının adını sık sık bulabilmenize rağmen, bu sadece bir pazarlama hilesidir.

WiMax, internete erişmenin yanı sıra aboneler arasında sesli iletişim imkanı sağlar. Bu teknolojinin temel ayırt edici özelliği, yoğun binaların bulunduğu kentsel alanlarda çalışmak üzere tasarlanmış olmasıdır. Aynı zamanda, iletişim için baz istasyonunun doğrudan görünürlüğüne gerek yoktur. Bu nedenle birçok mobil operatör, WiMax teknolojisini kullanarak modern ağlar kuruyor. Bu, sağlanan hizmet yelpazesini genişletmelerine ve iletişim kalitesini iyileştirmelerine olanak tanır.

1.1. WiMax Desteği

WiMax teknolojisinin nispeten yeni olduğu ve yalnızca mevcut ağlara tanıtıldığı göz önüne alındığında, tüm mobil cihazların bu ağda çalışamayacağı anlaşılmalıdır. Tabii tüketici sayısındaki büyümeyi ve teknolojinin aktif olarak uygulanması ve geliştirilmesini de hesaba katarak birçok şirket halihazırda WiMax teknolojisini destekleyen abone cihazları üretiyor.

Üreticiler, yerleşik WiMax modeme sahip olabilen cep telefonları, tabletler ve dizüstü bilgisayarların yanı sıra, Wi-Fi teknolojisini kullanarak bu ağa bağlanan ve interneti çevresindeki herkese dağıtan mobil yönlendiriciler de üretmektedir. Böylece, böyle bir yönlendiricinin yardımıyla, bir Wi-Fi modülü ile donatılmış herhangi bir cihaza İnternet erişimi açabilirsiniz. Ve böyle bir modül herhangi bir modern cihazda mevcuttur.

LTE ağlarının da aynı frekanslarda inşa edildiği ve aktif olarak geliştirilmekte ve uygulanmaktadır. Bu, bu frekansları destekleyen cihazların hem WiMax ağlarında hem de LTE kapsama alanında çalışabileceği anlamına gelir. Ek olarak, bu tür ağlar, baz istasyonları arasında "kesintisiz" geçiş teknolojisini destekler. Başka bir deyişle, abone bir istasyonun kapsama alanından çıkıp diğerinin kapsama alanına girdiğinde bağlantı kopmaz. Aynı ilke, WiMax ve 3G ağlarının yanı sıra LTE arasındaki geçiş için de geçerlidir. Aynı zamanda, modern cihazlar, kural olarak, aynı anda 3G, 2G ve WiMax ağlarında çalışabilir ve hatta bazıları LTE'yi destekler. Ayrıca, bu tür ağlar dolaşımı destekler.

1.2. Rusya'da WiMax

Rusya'da, bağımsız ulusal telekom operatörü Synterra, ilk aboneleri 2005 yılında bağlamaya başladı. Ağ, IEEE 802.16 standardına dayanmaktadır. Bu ağ, EIC Telecom'dan İsrail yapımı çoklayıcılara dayanmaktadır. Bant genişliği 2.4 Gb/s, 633 Mb/s ve 155 Mb/s'dir. Aynı zamanda, ağı çalıştırmak için Amerikan şirketi Next Net Wireless Inc.'in ekipmanı kullanılıyor. Bu şirket, WiMax Forume konsorsiyumunun bir üyesidir ve 2006'da Motorola'nın bir parçası olmuştur.

1.2.1. WiMax Frekansları

Rusya'da 2,5 GHz ile 2,7 GHz aralığındadırlar. Aynı zamanda, İnternet erişim hızı 64 Kbps'den 1.3 Mbps'ye kadardır. Bugüne kadar, Synterra Moskova topraklarının yaklaşık% 90'ını kapsıyor. Ayrıca, bu şirket, Rusya Federasyonu'nun 17 şehrinde WiMax ağları kurmak için bir lisans aldı.

1.2.2. WiMax kapsamı

WiMax'ın yoğun nüfuslu ve yerleşik metropol alanlarda kentsel ağlar oluşturmak için mükemmel bir seçenek olmasının nedenlerinden biri, WiMax'in (tek kule) menzilinin 50 km'ye kadar çıkabilmesidir. Ayrıca her kule aynı anda çok sayıda kullanıcı ile çalışabilmektedir. Her bağlantı aynı önceliğe sahiptir. Başka bir deyişle, her kullanıcı aynı bağlantı ve veri aktarım hızına sahip olur.

Bağımsız cep telefonu şirketi Synterra'ya ek olarak, WiMax standardında ağlar kuran başka telefon şirketleri de var. Elbette teknolojinin görece yeniliği ve şu anda ülke geneline yayılmaya başladığı gerçeği göz önüne alındığında, her şehrin böyle bir bağlantısının olmadığı anlaşılmalıdır. Ancak, yakın gelecekte bu tür ağlar Rusya Federasyonu genelinde kullanıma sunulacaktır.

2. WiMax zaten Moskova'da: Video

2.1. WiMax'ın Faydaları

Elbette ilk dikkat edilmesi gereken şey, WiMax ağının daha yüksek veri aktarım hızı ve kararlılığıdır. Ancak buna ek olarak, bu teknoloji yüksek düzeyde güvenlik sağlar. Mobil iletişim cihazları, gizliliği ihlal etme girişimlerini önleyen özel ASIC yongaları ile gömülüdür. Ayrıca, veri bütünlüğünü sağlarlar ve hizmet reddini kesinlikle hariç tutarlar.

WiMax teknolojisi, birden fazla şubesi olan işletmelerin kendi özel kablosuz ağlarını kurmalarına olanak tanır. Örneğin, bir ekipman seti, yüksek hızlı İnternet erişiminin yanı sıra şehir telefon ağlarına erişimi olan 8'e kadar telefon numarası sağlar.

Şu anda Rusya'da büyük şehirlerde WiMax ağları kurmak ve kullanmak en uygunudur. Bu, teknolojinin özelliklerinden ve sağlanan hizmetler için yüksek fiyatlardan kaynaklanmaktadır. Ancak gelecekte, abone sayısındaki artış nedeniyle bu tür ağlar ekonomik olarak uygulanabilir hale gelecektir. Bu, büyük ölçekte (ulusal ve hatta daha fazlası) bir WiMax ağının oluşturulmasının sadece bir zaman meselesi olduğu anlamına gelir.

Farklı varlıklar arasında iletişime izin veren çok sayıda farklı teknoloji vardır. Bazıları daha hareketli, bazıları daha güçlü. Ayrıca WiMax teknolojisi gibi ortalama parametreler de vardır. Bu nispeten yeni bir gelişmedir ve oldukça az bilinmektedir. Neyi temsil ediyor? Nerede uygulanır? Hangi özelliklere sahiptir? Hangi ilkelere göre çalışır? Kullanımı için beklentiler nelerdir?

Genel bilgi

İlk olarak, tam adıyla tanışalım - Mikrodalga Erişimi İçin Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik. WiMax'ın anlamı budur. Bu, ilk standardı 2004 yılında piyasaya sürülen oldukça genç bir teknolojidir. Günlük dünyada, ancak şimdi nüfuz etmeye başladı. Bilmelisiniz ki, WiMax teknolojisi, yeniliği ve aktarım hızı nedeniyle başlangıçta dördüncü neslin temsilcisi olarak konumlandı. Ancak 2008'de bunun 3G'ye atfedilmesine karar verildi. Ancak bu, çeşitli karakterlerin onu kablosuz olarak konumlandırmasını engellemez.

Neyi temsil ediyor? WiMax teknolojisi, abone cihazlarının uzun mesafelerde hareket etmemesini, ancak aynı zamanda baz istasyonundan elli kilometre uzakta çalışabilirlik sağlanmasını sağlayan 2004 yılında ortaya çıkan 802.16d spesifikasyonunda açıklanmıştır. 2005 yılında, Mobile WiMax olarak bilinen 802.16e spesifikasyonu yayınlandı. Bu teknoloji 2-6 GHz frekans aralığında çalışabilir. 2.3-2.7 kullanmak en uygunudur. Ama onlar için izin almak zor. Bu nedenle, ekipman genellikle haklı olarak altın ortalama olarak kabul edilen 3.4-3.6 GHz kullanır. Sonuçta, 6 GHz'e çok yaklaşırsanız, dalgaların nüfuz etmesi ve mevcut engellerin atlanmasıyla ilgili bir takım problemler vardır. Bu gibi durumlarda abone cihazlarının çalışan baz istasyonunun görüş hattında bulunmasının sağlanması gerekmektedir.

Bu teknoloji, "son mil" olarak bilinen sorunu çözmek için kullanılır. Ayrıca ofis ve bölge ağlarına İnternet sağlamak için kullanılır. Bu arada, işte son kilometre çok etkili bir şekilde çözüldü. Ama önce ilk şeyler.

Nasıl organize edilir?

Böylece WiMax teknolojisinin ne olduğunu genel hatlarıyla belirledik. Çalışma prensibi şu şekildedir: Operatörün şebekesi için yapılandırılmış, ulaşılabilecek bir baz istasyonuna sahip bir abone cihazı vardır. Radyo kaynaklarını tahsis etmek için bir istek gönderir. Başarılı bir yanıt durumunda, kimlik doğrulama gerçekleşir. İstek, izin verilip verilmeyeceğine karar veren AAA sunucusuna iletilir. Kimlik doğrulama başarıyla tamamlandıysa, modeme bir adres, çalışma modu ve diğer parametreler atanır. Genel olarak hepsi bu kadar - cihaz, kullanıcı tarafından manipülasyon yapmaya hazır. En basit devre böyle görünüyor.

Ek olarak, görevi baz istasyonları, servis sağlayıcılar ve İnternet arasında bağlantılar kurmak olan WiMax ekipmanı da buraya dahil edilebilir. Bu arada, bağlantı kurmak için 1,5 ila 11 GHz arasında geniş bir aralık kullanılabilir. İdeal koşullar altında, 70 Mbps'lik bir veri aktarım hızı elde edilebilir. Baz istasyonlarından bahsedecek olursak, durum biraz farklı. Dolayısıyla bağlantı ve veri alışverişi için 10-66 GHz aralığındaki frekansları kullanırlar. Ve aralarındaki veri değişim hızı 120 Mbps'ye ulaşabilir. Bu durumda en az bir baz istasyonunun klasik kablolu bağlantı üzerinden sağlayıcının ağına bağlı olduğundan emin olunması gerekir. Genel olarak, ne kadar çok olursa, veri aktarım hızı o kadar yüksek olur.

Ağın genel güvenilirliği de artıyor. Genel olarak, WiMax ağı geleneksel GSM'ye çok benzer. Baz istasyonları, onlarca kilometre olabilen önemli mesafelerde çalışır. Bunları kurmak için kule inşa etmek gerekli değildir, evlerin çatılarına yapılan kurulumlarla geçebilirsiniz. Ancak aynı zamanda doğrudan görünürlük koşullarını da gözlemlemek gerekir. Aksi takdirde, WiMax ekipmanı (eğer varsa) gereken verimlilikte çalışmayacaktır.

Teknik noktalar

Güvenilirlik nasıl sağlanır? Bunun için kullanılır:

1. TDD. Teknolojinin bu bileşeni, veri iletmek ve almak için aynı bant genişliğini kullanmanıza izin vererek ağ performansını optimize etmenize olanak tanır.
2. CP. Yansıyan ve doğrudan sinyalin karışmasını önlemenizi sağlar.
3. CC&CTC. Karakterleri kodlamak için kullanılır.
4. AMC. Dijital sinyallerin analoga dönüştürülmesinde görev alır. İşin özellikleri, gürültü seviyesine ve veri iletiminin gücüne bağlıdır. Sinyaller ne kadar kaliteli alınırsa, o kadar yüksek modülasyon seçilir ve en yüksek veri hızını elde ederiz.
5. HARQ. Bu mekanizma, hataları izlemek için kullanılır ve sorun olması durumunda yeniden iletim için bir istek gönderir.
6. MIMO. Alım / iletim sırasında birkaç antenle veri alışverişi yapmanızı sağlar.
7. AAS. Abone cihazlarının hareketlerine göre değişen bir anten sistemidir.

Elbette kablosuz internetin bu teknoloji üzerinde sahip olduğu teknik noktalar bunlarla sınırlı değil. Ancak yukarıdakilerin tümü tanışmak için fazlasıyla yeterli.

Kullanım uygunluğu

WiMax, özellikle son mil problemini çözme durumunda geçerlidir. Son zamanlarda, bu zorluğa yanıtlarını sunan epeyce teknoloji ortaya çıktı. Ve operatör, abonelere veri teslimi problemini en iyi şekilde çözecek böyle bir konfigürasyon seçme görevi ile karşı karşıyadır. Burada henüz evrensel bir çözüm icat edilmedi. Bu nedenle, her teknolojinin kendi kapsamı, dezavantajları ve avantajları vardır. Nihai seçim, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok faktörden etkilenir:

1. Gerekli yatırımların büyüklüğü ve geri ödeme süreleri.
2. Ağı başlatmak ve ardından hizmet sunmaya başlamak için gereken süre.
3. Zaten mevcut ve sağlıklı bir durumda onu desteklemek için ihtiyaç duyulan kaynaklar.
4. Operatörün seçilen stratejisi, hedef kitlesi, yakın gelecekte sunulan ve planlanan hizmetler.
5. Diğer faktörler.

WiMax teknolojisi hangi durumlarda kullanılır? Bu sorunun cevabının açıklaması şu şekildedir:

1. DSL ve kiralık hatlara alternatif olarak kablosuz geniş bant erişimi sağlamanız gerektiğinde.
2. Bir coğrafi konuma bağlı olmayan erişim noktaları oluşturun.
3. Yüksek hızlı telekomünikasyon hizmetleri ve veri iletimi sağlamak gereklidir.
4. Kendi aralarında ve küresel Wi-Fi erişim noktaları ağının diğer segmentleri arasında bağlantı kurun.

Bu nedenle, WiMax ana kanal olarak kullanılır. Bu sayede şehir genelinde yüksek hızlı ağlar oluşturabilirsiniz.

Teknoloji telekomünikasyon şirketleri için neden çekici?

Bunun birkaç nedeni vardır:

1. WiMax, müşterilere hizmet ve ağ erişimi sağlamada (kablolu teknolojilere kıyasla) daha uygun maliyetlidir. Müşterilerin ulaşılması zor alanlarda bile çalışmasına olanak tanır. Bu da abone sayısı ve sunulan hizmet yelpazesi üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir.
2. Ayrıca (geleneksel kablolu kanallarla çalışmaktan daha fazla) kullanım kolaylığına dikkat etmek gerekir. WiMax kolayca dağıtılabilir ve gerektiğinde kolayca büyütülebilir. Bu özellik, kısa sürede büyük bir ağın çalışmasını sağlamanız gerektiğinde son derece kullanışlıdır. Bu özelliği daha iyi anlamak için küçük bir örnek alalım. Aralık 2004'te Endonezya'da güçlü bir tsunami meydana geldi. Ve hayatta kalanlara yardım etmek için WiMax konuşlandırıldı. Ne de olsa o dönemde tüm bölgenin iletişim altyapısı bozuktu. Ve iletişimi hızlı bir şekilde geri yüklemek gerekliydi.

Bütün bunlar, hem ticari hem de bireysel vatandaşlar için kaliteli hizmetlerin fiyatını düşürmenizi sağlar. Ayrı olarak, kullanıcı ekipmanı hakkında da söylenmelidir. İç mekanlarda kullanılması durumunda, normal bir DSL modem ile aynı boyutta bir cihaz kurulur. Binanın dışında da kullanılabilir, bu durumda biraz büyür ve zaten bir dizüstü bilgisayarı andırır. İç mekan yerleşimi, profesyonel beceriler gerektirmeyen daha karlı bir seçenektir. Ancak, ne yazık ki, baz ve abone istasyonlarının yerleştirilebileceği maksimum mesafe için daha önemli gereksinimleri var.

mimari özellikler

WiMax'ta kimlik doğrulama, ağ adreslerinin dağıtımı, diğer ağlarla etkileşim ve diğer birçok nokta gibi birçok farklı yön bu düzeyde tanımlanır. Bu durumda mimarinin, yüksek düzeyde esneklik ve ölçeğe sahip olması nedeniyle belirli bir konfigürasyona bağlı olmadığı belirtilmelidir. Bu durumda çalışırken, bir zamanlama algoritması kullanılır.

Pratikte nasıl görünüyor? Bir erişim noktası aracılığıyla gerçek zamanlı olarak veri aktarmak isteyen çok sayıda kullanıcı istasyonumuz olduğunu varsayalım. Bu durumda, cihazın sadece ona bağlanması gerekir, çünkü bunun için zaten diğer abonelerin etkileyemeyeceği belirli bir yuva oluşturulacaktır. Bu, ağın genel işleyişi ve güvenilirliği üzerinde olumlu bir etkiye sahip olan veri iletiminin kararlılığını sağlar.

WiMax ve Wi-Fi Karşılaştırması

Kulağa tuhaf gelse de, birçok vatandaş için bu teknolojiler farklı değil. Hangi, elbette, tamamen yanlıştır. Belki de ismin ünsüzlüğünden dolayı sıklıkla karşılaştırılırlar. Belki de hem WiMax teknoloji standardı hem de Wi-Fi "802" ile başladığı için. Bir veri alışverişi kanalına bağlanmak için kablosuz bağlantının kullanılması da bu yanılgıya katkıda bulunur. Ancak, bu kadar yüzeysel bir benzerliğe rağmen, yine de farklıdırlar.

Dolayısıyla WiMax, kilometrelerce uzayda iletişim sağlamak için kullanılan uzun menzilli bir sistemdir. Bu durumda hem mobil hem de sabit yaklaşımlar kullanılabilir. Onların farkı nedir? Mobil yaklaşımı kullanırken, veri iletimi abonenin belirli bir konumuna bağlı değildir. Sabitleme, bir kablosuz ağ kullanılmasına rağmen kullanıcının belirli bir noktada olması gerektiği bir durumu sağlar.

Wi-Fi ise daha kısa menzilli bir sistemdir. Erişim sağlamak için lisanssız frekans bantlarını kullanarak genellikle yüzlerce veya onlarca metreyi kapsar. Bu teknoloji, kural olarak, İnternet'e bağlı olması gerekmeyen bir yerel alan ağı oluşturmak için kullanılır.

Aslında, WiMax mobil iletişimle, Wi-Fi ise sabit bir telsiz telefonla karşılaştırılabilir. Kullanım maliyetinde de belirli bir fark vardır. Aynı Wi-Fi daha ucuzdur, bu da oteller, kafeler, tren istasyonları ve havaalanları gibi (nispeten) küçük organizasyonlarda kullanılmasına izin verir. Az ya da çok önemli bölgeleri kapsasa bile, birkaç noktanın işleyişini sağlamak gerekir.

WiMax ve karasal İnternet karşılaştırması

Geniş toprakları olan bir ülke için iletişimin her yerden sağlanması önemlidir. Örneğin, yaklaşık on kilometreden bahsediyorsak, WiMax kesinlikle bu amaç için iyidir. Ve abone 50 hatta 80 km uzaklıktaysa? WiMax, ağın sıhhi kurallarını ihlal etmeden böyle bir aralık sağlayamaz (aralığının güce bağlı olduğunu ve belirli sınırların ötesine geçerse insanları olumsuz yönde etkilediğini unutmayın).

Bu gibi durumlarda, eterik İnternet kurtarmaya gelir. Bu, veri iletimi için televizyon kanallarıyla aynı frekansları kullanan bir teknolojidir. Bu sayede önemli bir masraf olmadan oldukça iyi (3 Mbps'ye kadar) İnterneti önemli bir mesafeden kullanabilirsiniz. Böylece, eterik kulenin 80 kilometre mesafede olduğu durumlarda bile iletişim sağlanabilir. Böyle bir aralık, yalnızca dünyayla etkileşime geçmek için hala yeterli olan nispeten düşük hız nedeniyle mümkündür. Bu radyo iletişim teknolojisi, interneti radyo dalgalarını alabileceğiniz her yerde kullanmanıza olanak tanır: yazlık ev, araba, kır pikniği ve hatta açık alan. Bağlanmak için standart bir desimetre televizyon antenine ve uygun bilgisayar ayarlarına sahip olmak yeterlidir.

Doğru, burada belirli bir dezavantaj var. Dolayısıyla veriyi iletmek ve almak için iki farklı kanal kullanılır ve bu da verimliliği etkiler. Ancak öte yandan, bu teknoloji oldukça ucuz. Önemli bir aralıkla birlikte, bu, veri alışverişi için oldukça uygun ve iddiasız bir yol olarak kabul edilmesini sağlar. Ama ne yazık ki bunun bedelini ödemek zorundasın. Aynı WiMax ile karşılaştırıldığında, iletim hızı on kat daha düşüktür. İnternette gezinmenin (büyük oyunlar veya uzun filmler indirmek yerine) yararı olsa da, fark çok belirgin değildir.

WiMax ve LTE'nin Karşılaştırılması

Ama bu en ilginç olanı. Sadece bu teknolojiler doğrudan rakip olarak kabul edildiğinden. Bu nedenle, LTE ve WiMax ağlarının karşılaştırmalı bir analizi, ikincisinin özelliklerini daha iyi ortaya çıkarmayı mümkün kılacaktır. LTE'den ilk olarak Rel-8 standardında bahsedildi. Göründüğü sırada WiMax ile neredeyse aynı şeyi kullandı. Ve bunları teknik açıdan karşılaştırırsanız, farkların minimum olduğunu görebilirsiniz.

Bu nedenle, her ikisi de sermaye maliyetlerini en aza indirmenize ve esnek hizmet sunumu sağlamanıza olanak tanıyan IP protokolünü kullanır. Ayrıca çeşitli varlıkların kolay entegrasyonunu kolaylaştırır ve ağ yönetimini basitleştirir. Ayrıca, bir istemci cihazı, bir baz istasyonu, ağ geçitleri, bir merkezi düğüm, bir taşıma ağı (IP / MPLS protokolü) ve bir kontrol sistemi gibi işlevsellik açısından benzer temel öğelerin kullanıldığı benzer bir ağ yapısına sahiptirler.

Ayrıca, bu teknolojilerin ana özelliklerinde temel farklılıkları yoktur. Laboratuvar koşullarında hemen hemen aynı sonuçlara ulaşıldı. Ama gerçek durum biraz farklı. Kural olarak, en düşük çalışma hızı. LTE'nin serbest frekanslarla ilgili bazı sorunları olmasına rağmen. WiMax durumunda durum biraz daha iyi. Ancak son seçim sağlayıcı tarafından yapılırken, kullanıcılar için WiMax ve LTE arasındaki fark, çalışmalarının kalitesinde görünmez.

kullanım

Gördüğünüz gibi, WiMax başarılı bir şekilde kullanılmasını sağlayan çok ilerici bir teknolojidir. Zamanla, küçük kasabalarda veya Moskova veya St. Petersburg gibi büyük yerleşim yerlerinde kablosuz iletişim sağlamak için kullanılması muhtemeldir. Bu teknolojinin düşük maliyeti ve aynı zamanda yüksek verimliliği, insanların yüksek kaliteli iletişim hizmetlerine erişmesini ve şehirleşme sürecine ayak uydurmasını sağlayacaktır. Gönderdiğimiz normal verilerle çalışmak oldukça yeterli: fotoğraflar, videolar, metinler. İşin hızı oldukça yeterli.

Belki gelecekte WiMax teknolojisi yerini başka bir şeye bırakacaktır. Örneğin, 5G temsilcileri. Ama gerçek değil ve her yerde değil. Aynı 5G, yalnızca bir kilometre yarıçapındaki abone sayısı bir milyon aktif cihazın sayısına yaklaşırsa kullanmak mantıklıdır. Ve kırsal alanlar ve küçük kasabalar için muhtemelen on yıllar boyunca WiMax'tan daha iyi bir şey olmayacak. Kabul etmek gerekmesine rağmen, geleceği tahmin etmek çok zordur ve bu kelimelerin birkaç yıl içinde alaka düzeyini kaybetmesi muhtemeldir.

Çözüm

Böylece WiMax teknolojisi, çalışma prensibi, yapım şeması ve hatta en sık bahsedilen ilgili gelişmeler dikkate alındı. Belki gelecekte geliştirilecek ve özellikleri önemli ölçüde iyileşecek, bu da izleyiciyi kazanmak için ona yeni şanslar verecek. O zamana kadar, umutları küçük kasabalarda ve devlerimizin etrafında büyüyen aglomerasyonlarda yoğunlaşan en uygun çözüm olarak kabul edilebilir. Veri iletimi için daha iyi yollar yaratmak için erken nesil teknolojiler kullanıldığından, daha ilerici bir şeyin temeli olarak hareket etmesi de mümkündür. Ancak ihtiyaçlarımızı karşılarken, elimizdekileri kullanalım ve aynı zamanda daha iyi bir şey üzerinde çalışalım.

WiMAX, iş istasyonları ve dizüstü bilgisayarlardan cep telefonlarına kadar çeşitli cihazlar için önemli mesafelerde kablosuz evrensel iletişim sağlamak üzere tasarlanmış bir telekomünikasyon teknolojisidir. Teknoloji, Wireless MAN olarak da adlandırılan IEEE 802.16 standardına dayanmaktadır (genel olarak, WiMAX bir argo adıdır, çünkü bu bir teknoloji değil, Wireless MAN'in kabul edildiği bir forumdur).

"WiMAX" adı, WiMAX teknolojisini tanıtmak ve geliştirmek için Haziran 2001'de kurulan WiMAX Forumu tarafından oluşturuldu. Söz konusu forum, WiMAX'ı "DSL ve kiralık hatlara alternatif olarak kablosuz yüksek hızlı ağ erişimi sağlayan standart tabanlı bir teknoloji" olarak tanımlıyor. Maksimum hız, 1 hücre başına 1 Gbps'dir.

Uygulama kapsamı

WiMAX, bu tür sorunları çözmek için uygundur:

• Wi-Fi erişim noktalarının birbirine ve İnternet'in diğer bölümlerine bağlanması.
• DSL ve kiralık hatlara alternatif olarak geniş bant kablosuz erişim sağlanması.
• Yüksek hızlı veri iletim hizmetleri ve telekomünikasyon hizmetlerinin sağlanması.
• Coğrafi olmayan erişim noktalarının oluşturulması.
• SCADA sisteminde olduğu gibi uzaktan izleme sistemlerinin oluşturulması.

WiMAX, Wi-Fi ağlarından çok daha fazla kapsama alanıyla internete yüksek hızda erişmenizi sağlar. Bu, teknolojinin yerel ağların yanı sıra kiralık hatlar ve DSL tarafından sürdürülen "omurga kanalları" olarak kullanılmasına izin verir. Bu yaklaşım, nihayetinde şehirlerde yüksek hızlı ölçeklenebilir ağlar oluşturmanıza olanak tanır.

WiMAX'i erişim teknolojisi olarak kullanmanın mantıklılığı

Son mil, işaretçiler için her zaman acil bir sorun olmuştur. Artık son kilometrede birçok teknoloji var, herhangi bir telekom operatörü, abonelere her türlü trafiği en uygun şekilde iletecek bir teknoloji seçme görevi ile karşı karşıya. Bu soruna evrensel bir çözüm yoktur, her teknolojinin kendi kapsamı, kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Belirli bir teknolojik çözümün seçimi, özellikle bir dizi faktör tarafından belirlenir:

• hedef kitle, operatör stratejisi, sunulan ve planlanan hizmetler;
• ağın geliştirilmesine yapılan yatırım miktarı, bu yatırımların geri ödeme süresi,
• mevcut ağ altyapısı, onu çalışır durumda tutmak için gerekli kaynaklar,
• ağı başlatmak ve hizmet sunmaya başlamak için gereken süre.

Bu faktörlerin her birinin kendi ağırlığı vardır, komplekste hepsi dikkate alınarak belirli bir teknolojinin seçimi yapılır.

Sabit ve mobil WiMAX seçenekleri

Tüm WiMAX ailesinin bir takım avantajları vardır, ancak farklı sürümleri büyük ölçüde farklılık gösterir. Standardın geliştiricileri hem sabit hem de mobil kullanım için en iyi çözümleri aradılar ancak tüm gereksinimleri tek bir standartta birleştirmek mümkün olmadı. Bazı temel gereksinimler aynı olsa da, teknolojilerin farklı pazar nişlerine odaklanması, standardın 2 ayrı versiyonunun oluşturulmasına yol açmıştır (daha doğrusu 2 farklı standart olarak kabul edilebilirler).

Her WiMAX spesifikasyonu kendi çalışma frekans aralıklarını, radyasyon gücünü, bant genişliğini, iletim ve erişim yöntemlerini, sinyal kodlamasını, sinyal modülasyonunu, RF yeniden kullanım ilkelerini ve diğer göstergeleri tanımlar. Bu nedenle, IEEE 802.16 standardına, yani e ve d sürümlerine dayanan WiMAX sistemleri neredeyse uyumsuzdur.

Her sürümün özellikleri aşağıdaki gibidir:

• 802.16-2004 (802.16d olarak da bilinir). 2004 yılında onaylanmıştır. Frekans ortogonal çoğullama (OFDM) kullanılır, görüş hattının olduğu veya olmadığı alanlarda sabit erişim desteği vardır. Kullanıcı cihazı, sabit bir iç/dış modem ve dizüstü bilgisayarlar için PCMCIA kartlarıdır. Çoğu ülkede 5 GHz ve 3.5 GHz bantları bu teknolojiye atanmıştır. WiMAX Forum'a göre, halihazırda 175 sabit sürüm dağıtımı var. Birçok analist, bunu rakip veya tamamlayıcı bir DSL kablolu geniş bant teknolojisi olarak görüyor.
• 802.16-2005 (aka 802.16e, mobil WiMAX). 2005 yılında onaylanmıştır. Sabit erişim teknolojisinin geliştirilmesinde yeni bir aşamadır. Sürüm, mobil kullanıcılar için optimize edilmiştir ve bir dizi belirli işlevi destekler - dolaşım, geçiş ve boşta modu. Ölçeklenebilir OFDM erişimi (SOFDMA) kullanır, görüş hattı ile veya görüş hattı olmadan çalışabilir. Mobil WiMAX ağları için planlanan frekans aralıkları 2.3-2.5, 2.5-2.7 ve 3.4-3.8 GHz'dir. Bugün dünyada birkaç pilot proje uygulandı ve Skartel, ağını Rusya'da ilk kullanan Skartel oldu. Kazakistan'da FlyNet (flynet.kz) adlı bir proje hayata geçirildi. 802.16e rakiplerinin tümü 3. nesil mobil teknolojilerdir (örn. EV-DO ve HSDPA).

2 teknoloji arasındaki temel fark, sabit WiMAX'in yalnızca "statik" abonelere hizmet vermesi, mobil WiMAX'ın ise maksimum 150 km/s hızla hareket eden kullanıcılarla çalışmasıdır. Hareketlilik, abonenin hareketi sırasında (hücresel ağlara benzer şekilde) baz istasyonları arasında "kesintisiz" geçişin yanı sıra dolaşımın varlığını ifade eder. Özel durumlarda mobil WiMAX, servis ve sabit kullanıcılar için kullanılabilir.

geniş bant erişimi

Birçok telekomünikasyon şirketi, yüksek hızlı iletişim hizmetleri için WiMAX'ın kullanımı konusunda önemli bahisler yapıyor. Bunun için sebepler var.

İlk olarak, 802.16 teknolojileri (kablolu teknolojilere kıyasla) daha ekonomik olarak yeni müşterilere ağa erişim sağlamayı mümkün kılmakla kalmaz, aynı zamanda hizmet yelpazesini genişletir ve yeni bölgeleri kapsar.

İkincisi, birçok yönden kablosuz teknolojilerin kullanımı geleneksel kablolu kanallardan daha kolaydır. WiMAX ağlarının dağıtılması ve gerektiğinde büyütülmesi kolaydır. Bu faktör, kısa sürede büyük bir ağ dağıtmanız gerektiğinde kullanışlıdır. Bu nedenle, Aralık 2004'te Endonezya'da meydana gelen tsunamiden kurtulanların Ağı'na erişmek için WiMAX kullanıldı. Etkilenen bölgenin tüm iletişim altyapısı bozuktu ve bölge genelinde iletişim hizmetlerinin hızlı bir şekilde geri yüklenmesi gerekiyordu.

Özetle, tüm bu avantajlar hem işletmeler hem de bireyler için yüksek hızlı internet erişim hizmetlerinin fiyatlarının düşürülmesine olanak sağlamaktadır.

Kullanıcı ekipmanı

WiMAX kullanımı için ekipman çeşitli üreticiler tarafından sağlanır, hem iç mekanlara (geleneksel bir DSL modem boyutlarına sahip cihazlar) hem de dış mekanlara kurulabilir. İç mekana yerleştirilmek üzere tasarlanmış ve kurulum becerisi gerektirmeyen ekipman elbette daha uygundur, ancak baz istasyonundan harici profesyonel olarak kurulmuş cihazlara göre çok daha kısa mesafelerde çalışabilir. Bu nedenle, iç mekana kurulan ekipman, çok daha fazla sayıda erişim noktasının kullanılmasını gerektirdiğinden, ağ altyapısına çok daha büyük bir yatırım gerektirir.

Mobil WiMAX'ın ortaya çıkmasıyla, mobil cihazların - özel telefonların (normal bir mobil akıllı telefona benzer) ve bilgisayar çevre birimlerinin (özellikle USB radyo modüllerinin yanı sıra bir PC kartı) geliştirilmesine giderek daha fazla önem verilmektedir.

Temel konseptler

WiMAX ağları bir bütün olarak şu ana bölümlerden oluşur: baz ve abone istasyonları ve baz istasyonlarını birbirine, ayrıca İnternete ve servis sağlayıcıya bağlayan ekipman.

Abone istasyonunu baz istasyonuna bağlamak için 1.5-11 GHz'lik yüksek frekanslı bir radyo dalgası aralığı kullanılır. İdeal koşullar altında bilgi alışverişi hızı 70 Mbps'ye ulaşabilir, alıcı ile baz istasyonu arasında doğrudan görünürlük sağlanmasına gerek yoktur.

WiMAX, "son mil" sorununu çözmek ve alan ağları ve ofis ağları ağına erişim için kullanılır.

Baz istasyonları arasında 10-66 GHz frekans aralığı kullanılarak bağlantılar (görüş hattı) kurulurken, en yüksek bilgi değişim hızı 140 Mbps'dir. Aynı zamanda, klasik bir kablolu bağlantı kullanılarak sağlayıcının ağına en az bir baz istasyonu bağlanır. Ancak, sağlayıcı ağlarına ne kadar çok BS bağlanırsa, veriler o kadar hızlı iletilir ve ağın genel güvenilirliği o kadar yüksek olur.

IEEE 802.16 standartlarındaki ağların yapısı, geleneksel GSM ağlarınınkine benzer (baz istasyonları onlarca kilometreye kadar mesafelerde çalışır, kurulumları kule yapımını gerektirmez - koşulları gözlemleyerek çatılara kurulabilirler. bu istasyonlar arasında doğrudan görünürlük).

MAC / bağlantı katmanı

Wi-Fi ağlarında, belirli bir erişim noktası (AP) aracılığıyla veri iletmek isteyen tüm kullanıcı istasyonları, "dikkat" için rekabet eder. Bu yaklaşım, daha uzak istasyonlar için iletişimin daha yakın istasyonlar lehine sürekli olarak kesileceği bir duruma yol açabilir. Bu durum, kesintisiz bağlantıya oldukça bağımlı olan IP Üzerinden Ses (VoIP) servislerinin kullanımını zorlaştırmaktadır.

802.16 ağları ile ilgili olarak, MAC bir zamanlama algoritması kullanır. Her kullanıcı istasyonunun yalnızca erişim noktasına bağlanması gerekir, çünkü erişim noktasında diğer kullanıcılar tarafından kullanılamayan özel bir yuva oluşturulacaktır.

Makalede ele alınan IEEE 802.16-2004 standardı, 10…66 GHz aralığında çalışmayı tanımlayan temel IEEE 802.16 standardının bir uzantısıdır. IEEE 802.16-2004 standardı, 2…11 GHz aralığında çalışmanın yanı sıra hem fiziksel katmanda hem de erişim kontrolü düzeyinde daha fazla fırsat sağlar.

giriiş

WiMAX (Mikrodalga Erişimi için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik), Uluslararası Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE) tarafından geliştirilen IEEE 802.16 standart ailesini temel alan taşıyıcı sınıfı bir teknolojidir. IEEE 802.16 standartları, şehir çapında sabit kablosuz geniş bant sistemleri için fiziksel katmanı ve erişim kontrol katmanını tanımlar.

IEEE 802.16 ve IEEE 802.16-2004 standartlarının ana parametreleri Tablo'da sunulmuştur. bir .

Tablo 1. IEEE 802.16 ve IEEE 802.16-2004 standartlarının ana parametreleri

Standardın açıklaması

Fiziksel katmanda, IEEE 802.16-2004 standardı üç veri iletim yöntemini tanımlar: Tek Taşıyıcı Modülasyonu (SC), Dikey Frekans Çoğullama (OFDM) ve Ofset Çoklama Çoklu Erişim (OFDMA).

WirelessMAN-OFDM fiziksel katman özelliği, pratik uygulama açısından en ilginç olanıdır. Ekipmanın yeteneklerini önemli ölçüde artıran OFDM teknolojisine dayanmaktadır, özellikle görüş hattının yokluğunda nispeten yüksek frekanslarda çalışmanıza izin verir. Buna ek olarak, abone cihazlarının aynı anda baz istasyonları olarak işlev görebildiği, ağ dağıtımını büyük ölçüde basitleştiren ve görüş hattı sorunlarının üstesinden gelmeye yardımcı olan "her biri" (ağ) topolojisi için destek içerir.

OFDM modülasyonu

Bir OFDM sinyali üretilirken, dijital veri akışı birkaç alt akışa bölünür ve her alt taşıyıcı kendi veri alt akışıyla ilişkilendirilir. Alt taşıyıcının genliği ve fazı, seçilen modülasyon şemasına göre hesaplanır. Standarda göre, bağımsız alt taşıyıcılar, ikili faz kaydırmalı anahtarlama (BPSK), kareleme faz kaydırmalı anahtarlama (QPSK) veya 16 veya 64 dereceli kareleme genlik kaydırmalı anahtarlama (QAM) kullanılarak modüle edilebilir. her bir anahtarlama türü Şekil 2'de gösterilmektedir. 1. Vericide, fazın bir fonksiyonu olarak genlik, bir ters hızlı Fourier dönüşümü (IFFT) kullanılarak zamanın bir fonksiyonuna dönüştürülür. Alıcı, sinyal genliğini zamanın bir fonksiyonu olarak frekansın bir fonksiyonuna dönüştürmek için hızlı bir Fourier dönüşümü (FFT) kullanır.

Pirinç. 1. Bitleri faz düzlemine eşleme seçenekleri

Fourier dönüşümünün uygulanması, frekans aralığını, spektrumları örtüşen ancak ortogonal kalan alt taşıyıcılara bölmeyi mümkün kılar. Alt taşıyıcıların ortogonalliği, her birinin sembol periyodu başına tamsayı sayıda salınım içerdiği anlamına gelir. Olarak Şekil l'de görülebilir. Şekil 2'de, alt taşıyıcılardan herhangi birinin spektral eğrisi, bitişik eğrinin "merkez" frekansı için sıfır değerine sahiptir. Alt taşıyıcı spektrumunun bu özelliği, aralarında parazit olmamasını sağlar.

Pirinç. 2. Ortogonal alt taşıyıcılar

OFDM yönteminin ana avantajlarından biri, çoklu yol etkisine karşı direncidir. Etki, engellerden yansıyan yayılan sinyalin alıcı antene farklı şekillerde gelmesinden kaynaklanır (Şekil 3) ve semboller arası bozulmaya neden olur. Bu tür parazit, binalardan ve diğer yapılardan gelen radyo sinyalinin çoklu yansımaları nedeniyle çok katlı binalara sahip şehirler için tipiktir. Semboller arası bozulmayı önlemek için, her OFDM sembolünden önce döngüsel önek adı verilen bir koruma aralığı tanıtılır. Döngüsel önek, alt taşıyıcıların dikliğinin korunmasını sağlayan yararlı sinyalin bir parçasıdır (ancak yalnızca çok yollu yansıyan sinyal döngüsel önek süresinden daha fazla geciktirilmezse). Ek olarak, döngüsel önek, sembolün zaman aralığında herhangi bir yerde Fourier dönüşümü için bir pencere seçmenize izin verir (Şekil 4).

Pirinç. 3. Çok yollu efektin çizimi

Pirinç. 4. Çok Yollu OFDM Sembol İşleme

Gürültü düzeltici kodlama

Bir radyo sinyalinin çok yollu yayılımı, doğrudan ve gecikmeli sinyallerin girişimi nedeniyle bazı alt taşıyıcıların zayıflamasına ve hatta tamamen bastırılmasına yol açabilir. Bu sorunu çözmek için hata düzeltici kodlama kullanılır. IEEE 802.16-2004 standardı hem geleneksel hata düzeltici kodlama teknolojileri hem de nispeten yeni yöntemler sağlar. Geleneksel olanlar, Viterbi kod çözme ve Reed-Solomon kodlarıyla evrişimli kodlamayı içerir. Nispeten yeni olan blok ve evrişimli turbo kodlarıdır. Veri serpiştirme, kod hızını düşürmeden kodlama verimliliğini artırmak için kullanılır. Araya ekleme, kodlama verimliliğini artırır, çünkü hata patlamaları, kodlama sisteminin işleyebileceği küçük parçalara bölünür.

Esneklik

Fiziksel katmanın önemli bir özelliği, kanal bant genişliği için genişliği seçme yeteneğidir. Standart, radyo spektrumunun daha verimli kullanılmasına izin veren, aralarında birçok seçenek bulunan, 1,25 MHz'den 20 MHz'e kadar olan adımlarla bir bant genişliği seçeneği sunar. Ek olarak standart, uyarlanabilir bir sinyal kodu tasarımı içerir, yani sistem her an kanal özelliklerine göre ayarlanır, hızı gürültü bağışıklığına “pompalar” ve bunun tersi de geçerlidir. Standarda göre, sinyal-gürültü oranına (S/N) bağlı olarak sistem, kararlı çalışmayı sağlayabilecek modülasyon yöntemini seçer (Şekil 5).

Pirinç. 5. Sinyal-gürültü oranına bağlı olarak tercih edilen modülasyon yöntemi

Radyo spektrum kullanımının verimliliğini artırmak için ek fiziksel katman araçları, kanal kalitesi ölçümü ve otomatik sinyal gücü kontrolüdür.

Erişim yöntemi

IEEE 802.16-2004 standardı, baz istasyonunun, verileri rastgele değil belirli bir sırada iletebilmeleri için zaman dilimlerini abone istasyonlarına tahsis ettiği Zaman Bölmeli Çoklu Erişim (TDMA) teknolojisini kullanır.

Dubleks iletişimi uygulamak için iki teknoloji kullanılır: aşağı ve yukarı yönlü zaman bölmeli dubleks (TDD) ve frekans bölmeli dubleks (FDD).

Veri koruması

Standarda uygun olarak, yetkisiz erişimi engellemek ve kullanıcı verilerini korumak için ağ üzerinden iletilen tüm trafik şifrelenir. Baz istasyonu (BS) WiMAX, gerekirse kendi arayüz türleriyle birkaç modül kurabileceğiniz, ancak aynı zamanda ağı yönetmek için yönetim yazılımının desteklenmesi gereken modüler bir yapıdır. Bu yazılım, tüm ağın merkezi yönetimini sağlar. Mevcut abone kümeleri ağına mantıksal ekleme de bu idari işlev aracılığıyla gerçekleştirilir.

Bir abone istasyonu (SS), benzersiz bir seri numarasına, MAC adresine ve bir X.509 dijital imzasına sahip olan ve buna dayanarak SS'nin BS'de doğrulandığı bir cihazdır. Aynı zamanda standarda göre AS dijital imzasının geçerlilik süresi 10 yıldır. AS istemciye kurulduktan ve güç sağlandıktan sonra, baz istasyonunda belirli bir radyo sinyali frekansını kullanarak AS yetkilendirilir, bundan sonra baz istasyonu, yukarıda listelenen tanımlama verilerine dayanarak yapılandırma dosyasını aşağıdakilere iletir: TFTP protokolü aracılığıyla abone. Bu konfigürasyon dosyası, veri iletimi (alım) alt bandı, trafik tipi ve mevcut bant genişliği, trafiği şifrelemek için anahtarları dağıtma programı ve AS'nin çalışması için gerekli diğer bilgiler hakkında bilgiler içerir. AS sisteminin yöneticisi abone veritabanına girdikten sonra, belirli erişim parametrelerinin ikincisine atanmasıyla birlikte, yapılandırma verileriyle birlikte gerekli dosya otomatik olarak oluşturulur.

Konfigürasyon prosedüründen sonra baz istasyonunda AS kimlik doğrulaması şu şekilde gerçekleşir:

• Abone istasyonu, bir X.509 sertifikası, desteklenen şifreleme yöntemlerinin bir açıklamasını ve ek bilgileri içeren bir yetkilendirme talebi gönderir.
• Bir yetkilendirme talebine yanıt olarak baz istasyonu (istek geçerliyse), abonenin genel anahtarıyla şifrelenmiş bir doğrulama anahtarı, bir sonraki yetkilendirme anahtarını belirlemek için gerekli diziyi belirlemek için 4 bitlik bir anahtar ve anahtarı içeren bir yanıt gönderir. ömür boyu.
• AS'nin çalışması sırasında sistem yöneticisi tarafından belirlenen bir süre sonra yeniden yetkilendirme ve doğrulama gerçekleşir ve başarılı doğrulama ve yetkilendirme durumunda veri akışı kesintiye uğramaz.

Standart, iletilen bilgileri şifrelemek için çeşitli anahtar türlerinin tanımlandığı PKM (Gizlilik Anahtarı Yönetimi) protokolünü kullanır:

• Yetkilendirme Anahtarı (AK) - baz istasyonunda AK'yi yetkilendirmek için kullanılan anahtar;
• Trafik Şifreleme Anahtarı (TEK) - trafiği şifrelemek için kullanılan bir anahtar;
• Anahtar Şifreleme Anahtarı (KEK) - kablosuz olarak iletilen anahtarların kripto koruması için kullanılan bir anahtar.
• Standarda göre, herhangi bir zamanda, örtüşen ömürlerle iki anahtar aynı anda kullanılır. Bu önlem, paket kayıplarının olduğu (ve yayında olması kaçınılmazdır) bir ortamda gereklidir ve ağın kesintisiz çalışmasını sağlar. Oldukça uzun, dinamik olarak değişen çok sayıda anahtar bulunurken, güvenli bağlantıların kurulması dijital bir imza yardımıyla gerçekleşir. Standarda göre kripto koruma 3-DES algoritmasına göre yapılırken şifreleme devre dışı bırakılamaz. İsteğe bağlı olarak, daha güvenli bir AES algoritması kullanılarak şifreleme sağlanır.

"Bir çip üzerindeki sistemlere" dayalı WiMAX ekipmanının geliştirilmesi

Telekomünikasyon pazarının gelişimindeki modern eğilimler, "çip üzerindeki sistemler" olarak adlandırılanların gelişimini belirler. "Bir çip üzerindeki sistem" sınıfının cihazları altında, genel durumda, bir veya daha fazla işlemcinin, belirli bir miktarda belleğin, bir dizi çevresel cihazın ve arabirimin entegre olduğu tek bir çip üzerindeki cihazları kastediyoruz - yani , sisteme atanan görevleri çözmek için gerekli olan maksimum. "Bir çip üzerindeki sistemlerin" geliştirilmesi, güç tüketimini, çipin alanını ve sonuç olarak maliyeti doğrudan etkileyen gelişmiş devrenin optimizasyonunu içerir.

Bugüne kadar, dünyanın önde gelen üreticileri, WiMAX standardının fiziksel ve MAC katmanlarının ana işlevlerini entegre eden "bir çip üzerindeki sistemler" geliştirmeye odaklandı. IEEE 802.16-2004 spesifikasyonu temelinde geliştirilen ilk örnekler Fijitsu, Intel, Sequans Communications, Wavesat ve PicoChip tarafından sunuldu. Bu şirketlerin fiziksel katman çözümleri, 256 alt taşıyıcılı OFDM modülasyonunu ve iç kod için evrişimli kodlama ve Viterbi kod çözme ve dış kod için Reed-Solomon kodlarını kullanan temel bir kodlama şeması kullanır.

İşlevsel olarak, WiMAX ekipmanı temel ve aboneye ayrılmıştır. Baz istasyonları için birinci nesil çipler, abone istasyonlarına göre daha düşük bir entegrasyon düzeyine sahiptir. Baz istasyonu MAC protokolünü uygulamak için bu çözümlerin performansında bir artış gereklidir. Bu amaçla, MAC protokolünün üst seviyesini yürütmek için harici işlemciler kullanılır. Böylece, WiMAX yonga setleri, fiziksel katmanın işlevlerini ve MAC protokolünün alt katmanının işlevlerini uygular.

Abone ekipmanı

WiMAX abone ekipmanı geliştiricileri için en umut verici olanı dört üreticiden "çip üzerindeki sistemler": Fujitsu, Intel, Sequans ve Wavesat.

Intel, geliştiricilere hem fiziksel hem de MAC katmanlarının işlevlerini entegre eden WiMAX abone istasyonları için PRO/Wireless 5116 SoC'yi sunan ilk kişiydi. Fujitsu'nun MB87M3400 yongası, daha geniş bir uygulama yelpazesi için tasarlanmıştır ve hem temel hem de abone ekipmanının geliştirilmesine olanak tanır. Sequans, sırasıyla temel ve abone ekipmanı için ayrı SQN1010 ve SQN2010 yongaları geliştirdi.

Fujitsu, Intel ve Sequans'tan SoC'ler, WiMAX abone istasyonları için MAC protokolü işlevselliğini tam olarak uygular. İki yonga yayınlayan Wavesat tarafından başka bir geliştirme yaklaşımı önerildi: DM256 OFDM modem (fiziksel katman işlevlerini uygular) ve MC336 (MAC protokolünün alt düzeyini uygulayan bir bilgi işlem çekirdeğidir). Fujitsu, Intel ve Sequans'ın SOC tabanlı abone modem geliştirmesi ek bir harici işlemci gerektirmez.

Dubleks tipine, kanal genişliğine ve diğer parametrelere göre belirlenen, söz konusu yongaların özellikleri çok farklıdır. Fujitsu MB87M3400 çözümü, tam çift yönlü çalışma için iki yonga gerektirir. Sequans SQN1010, tam çift yönlü çalışmayı destekleyen bir çip üzerindeki ilk sistemdir. Wavesat DM256/MC336 çözümü aynı zamanda tek bir DM256 OFDM modem çipine dayalı tam çift yönlü çalışmaya izin verir.

Fujitsu ve Sequans yongaları, sırasıyla 20 ve 28 MHz'e kadar kanalların düzenlenmesine izin verirken, Intel ve Wavesat yongaları için maksimum kanal genişliği, 3.5 ve 7 MHz ara değerleri ile 10 MHz'dir.

Dikkate alınan "bir çip üzerindeki sistemlerin" radyo arayüzü, harici bir alıcı-verici ile doğrudan analog bağlantı için ADC / DAC blokları içerir. Masada. 2, WiMAX abone ekipmanının geliştirilmesi için ana çözüm parametrelerini sunar.

Tablo 2. WiMAX abone ekipmanının geliştirilmesine yönelik çözümlerin ana parametreleri

baz istasyonları

İyi bilinen çiplere dayalı WiMAX baz istasyonları geliştirme seçeneklerini değerlendirin. Fujitsu, hem baz istasyonları hem de abone istasyonları için MB87M3400 çipini geliştirdi. Ancak, Intel çözümünün aksine, Fujitsu çipinin harici bir işlemci için bir arayüzü var. Tam çift yönlü modu uygulamak için, biri fiziksel katmanın ve MAC protokolünün alt düzeyinin işlevlerini yerine getiren iki yonga kullanılması gerekir ve ikincisi, üst katmanı uygulamak için harici bir işlemcidir (üçüncü taraf). MAC protokolünün seviyesi. Baz istasyonu geliştirme için Fujitsu, Freescale MPC8560 işlemci ile tam çift yönlü çalışmayı uygulayan bir geliştirme kiti sağlar, ancak MAC protokolünün üst düzey işlevlerini sağlayan bir yazılım sağlamaz.

PicoChip, PC102 paralel işlemcilerinden ikisine dayanan PC102/PC8520 çözümünü sunar. Şirket, MAC protokolünün fiziksel katman ve alt katman işlevlerini PC102 yongaları üzerinde uygulayan bir yazılım sağlıyor. Fujitsu gibi PicoChip de geliştirme kitinde üst düzey MAC protokolünü uygulamak için Freescale MPC8565 işlemciyi kullanıyor. Ancak Fujitsu'dan farklı olarak PicoChip, yazılımını MAC protokolünün üst katmanına lisansladı. PC102/PC8520 çözümü şifreleme/şifre çözme işlevleri içermediğinden, bunları gerçekleştirmek için harici bir işlemci kullanılmalıdır.

Sequans'ın SQN2010 baz istasyonu geliştirme çipi, tam dupleks özelliğine sahip ilk çip üzerinde sistemdir. SQN2010, tam çift yönlü baz istasyonu çalışması için gereken tüm fiziksel ve MAC katman işlevlerini uygular. SQN2010 yongası, MAC protokolünün üst düzeyini uygulayan ikinci bir CPU'nun varlığında SQN1010'dan farklıdır. SQN1010 yongası, harici bir işlemci bağlama yeteneği sağlamak için bir PCI arabirimi sağlar.

Wavesat'ın DM256/MC336 çözümü, baz istasyonları geliştirmek için de kullanılabilir. Bu çözüm, tam çift yönlü çalışmayı destekler, ancak şifreleme/şifre çözme işlevlerini uygulamak için harici bir işlemci gerektirdiğine dikkat edilmelidir. Fujitsu gibi Wavesat da baz istasyonları geliştirmek için gereken en üst düzey MAC protokol yazılımını sağlamaz.

Açıklanan dört çözümden yalnızca PicoChip PC102 yongaları ADC / DAC işlevlerini entegre etmez. Bu nedenle analog radyo arayüzünü kullanan tasarımlar için ek ADC/DAC cihazları gereklidir. Baz istasyonlarının geliştirilmesi için düşünülen çözümlerin ana parametreleri Tablo'da sunulmuştur. 3.

Tablo 3. WiMAX baz istasyonlarının geliştirilmesi için düşünülen çözümlerin ana parametreleri

WiMAX sistemleri geliştirmek için bir çip üreticisi seçmek önemli bir stratejik karardır. Hızlı ve verimli sistem geliştirme, geliştirme ve hata ayıklama için en eksiksiz yazılım ve donanım desteğini ve araçlarını gerektirir. Hata ayıklama kitlerinin varlığı, belirli bir ürünü seçerken ana kriterlerden biri olan WiMAX ekipmanı geliştirmenin hızını önemli ölçüde artırabilir ve maliyetini azaltabilir.

WiMAX sistemlerinin dağıtımı

Sabit bir kablosuz erişim ağı oluşturmak, üç tür ekipmanın kullanılmasını içerir - baz istasyonları, abone istasyonları ve baz istasyonları arasındaki iletişimi organize etmek için ekipman. WiMAX tabanlı erişim ağlarında, hem dar yönlü antenler hem de çok yönlü olanlara kadar daha geniş kapsama alanına sahip antenler uygulama bulacaktır.

Ağ topolojisi

Noktadan noktaya bağlantı için (Şekil 6a), birbirine bakan iki anten kullanılır; örneğin, bitişik röle kuleleri arasındaki mesafenin onlarca kilometre olarak hesaplanabileceği radyo röle iletim hatları bu şekilde inşa edilir. Noktadan çok noktaya topoloji ile (Şekil 6b), çok yönlü veya sektör antenli bir baz istasyonu “hücrenin” ortasına yerleştirilir ve hizmet verdiği tüm abonelere ona odaklanmış yönlü antenler sağlanır.

Pirinç. 6. Olası WiMAX ağ topolojileri

Sadece çok yönlü antenler kullanılarak başka bir iletişim türü elde edilecektir. Bu durumda, "her birini her birine" veya "çok noktadan çok noktaya" (mesh) bağlama olasılığı elde edilecektir (Şekil 6c).

WiMAX baz istasyonu, gerektiğinde çeşitli bloklarla, örneğin sağlayıcının omurga ağıyla iletişim için modüllerle desteklenebilen modüler bir çözümdür. Minimum konfigürasyonda, bir hava arayüz modülü ve bir kablolu ağ bağlantı modülü kurulur.

Frekans aralığı

WiMAX ekipmanını seçerken, teknik özelliklerine ve fiyatına ek olarak, frekans izinlerinin alınmasında Rusya'ya özgü zorluklar gibi önemli ve genellikle belirleyici bir faktör de bir faktördür. Gerçek şu ki, Rusya'da pratik olarak "lisanssız" grup yok. Farklı ekipman türleri için frekans izinlerinin alınması için farklı prosedürler vardır. Herhangi bir bantta çalışmak için telekom operatörleri, hem frekans hizmetlerinden hem de iletişim denetleme hizmetlerinden oldukça karmaşık ve çok seviyeli izinler almalıdır.

WiMAX hizmet pazarının gelişimi doğrudan gerekli frekans kaynağının operatörlere tahsis edilmesine bağlı olduğundan, ülkemizde WiMAX sistemlerinin uygulama hızını etkileyen ana faktörün spektrum düzenlemesi olduğu açıktır. Bugün, WiMAX teknolojisinin gelecekteki gelişimi açısından en umut verici olanı 2.4, 3.5 ve 5.6 GHz bölgesindeki bantlardır.

Radyo dalgalarının spektrumun farklı bölümlerinde yayılmasının, ekipmanın aralığını büyük ölçüde belirleyen ve aynı zamanda çok yollu direnç gösteren kendi özelliklerine sahip olduğu dikkate alınmalıdır.

WiMAX sistemi seçmeye yönelik genel yaklaşımlar

Mevcut WiMAX sistemlerini değerlendirmeden önce, aşağıdaki sistem sorunlarının ele alınması gerekir:

• Frekans aralığı seçimi.
• Gerekli frekans kaynağının belirlenmesi.
• Radyo frekanslarının tahsisi ve tahsisi için prosedürlerin geliştirilmesi.
• Mevzuatla ilgili soruların dışında çalışmak.
• Spesifik sistemlerin değerlendirilmesine geçmeden önce, analizin ön aşamasında açıkça kabul edilemez seçeneklerin reddedilmesine yardımcı olacak genel sistem seçimi konularının dikkate alınması tavsiye edilir. WiMAX sabit kablosuz erişim ekipmanı seçerken uyulması gereken kriterleri şöyle formüle edelim:
• Ekipman, kalite garantisi olan kablosuz ekipman geliştirme ve üretiminde deneyimli uzman bir şirket tarafından üretilmelidir.
• Üretici tarafından sağlanan ekipmanın teknik özellikleri, yetenekleri hakkında bir sonuca varılmasına izin verecek kadar eksiksiz olmalıdır. Bu tür özelliklerin sunumu, çalışanların profesyonelliğinden bahseder ve bir dereceye kadar, satıcının ticari markası altında az bilinen bir markanın yeniden satışı değil, orijinal bir ürün olduğunu garanti eder.
• Baz istasyonunun, harici bir anten bağlayabilmesi gereken performansı kademeli olarak artırma ve sektörleme yeteneğine sahip olması arzu edilir. Daha sonra, ilk aşamada, çok yönlü antenli bir baz istasyonu, sonraki - iki, 180 ° ışın genişliğine sahip antenler vb.
• Ekipman sertifikalı olmalıdır.
• Ekipmanın kullandığı bantlardaki frekansları kullanmak için izin alınması mümkün olmalıdır.
• Sistemin kabul edilebilir bir maliyeti olmalıdır ve her şeyden önce abone ekipmanının minimum maliyeti önemlidir.

Çözüm

Açıkçası, bugün WiMAX, kablosuz veri iletimi için en gelişmiş ve gelecek vaat eden teknolojilerden biridir. Ekipman üreticilerinin ve telekom operatörlerinin ortak çabalarıyla WiMAX, DSL ve kablo bağlantılarının gerçek bir yedeği haline gelebilir ve abonelere büyük şehirlerde ve çevrede gerekli hizmeti sağlayabilir.

Edebiyat

1. www.wimaxforum.org
2. Geniş Bantlı Dikey Frekans Bölmeli Çoğullama (W-OFDM), www.wi-lan.com
3. Marchenko S. Kablosuz ağlardaki güvenlik açıklarının kaynakları // ADE. 2004. Sayı 13.
4. IEEE Std 802.16™-2004 Yerel ve metropol alan ağları için IEEE Standardı. Bölüm 16: Sabit Geniş Bant Kablosuz Erişim Sistemleri için Hava Arayüzü, www. ieee. org.
5. Vlasov V. A. Wi-Fi ve WiMAX ekipmanı için frekans düzenlemesi ve bilgi güvenliği, // Vestnik Svyaz. 2005. No. 9.
6. Bob Wheeler. WiMAX tasarımınız için en iyi SoC nasıl seçilir // Wireless Net DesignLine. 17 Ekim 2005.
7. Pisarev Yu. Sabit bir kablosuz erişim sistemi seçimi: sistematik bir yaklaşım girişimi // Bilgi Telekomünikasyon Ağları (Kazakistan). 2003. No 4.

WiMAX (W dünya çapında ben için birlikte çalışabilirlik M mikrodalga A erişim ), çok çeşitli cihazlar için (iş istasyonları ve dizüstü bilgisayarlardan cep telefonlarına kadar) uzun mesafelerde evrensel kablosuz iletişim sağlamak üzere geliştirilmiş bir telekomünikasyon teknolojisidir.

Wireless MAN olarak da adlandırılan IEEE 802.16 standardına dayanmaktadır (WiMAX, bir teknoloji değil, Wireless MAN'in üzerinde anlaşmaya varıldığı forumun adı olduğu için bir argo adı olarak düşünülmelidir).

"WiMAX" adı, WiMAX teknolojisini tanıtmak ve geliştirmek için Haziran 2001'de kurulmuş bir kuruluş olan WiMAX Forum tarafından oluşturuldu. Forum, WiMAX'ı "kiralı hatlara ve DSL'ye alternatif olarak yüksek hızlı kablosuz ağ erişimi sağlayan standartlara dayalı bir teknoloji" olarak tanımlıyor. Maksimum hız hücre başına 1 Gbps'ye kadardır.

Kullanım kapsamı

WiMAX aşağıdaki görevler için uygundur:

- Wi-Fi erişim noktalarının birbirleriyle ve İnternet'in diğer bölümleriyle bağlantıları.
- Kiralık hatlara ve DSL'ye alternatif olarak kablosuz geniş bant erişiminin sağlanması.
- Yüksek hızlı veri iletimi ve telekomünikasyon hizmetlerinin sağlanması.
- Bir coğrafi konuma bağlı olmayan erişim noktalarının oluşturulması.
- SCADA sisteminde olduğu gibi uzaktan izleme sistemlerinin (izleme sistemleri) oluşturulması.

WiMAX, Wi-Fi ağlarından çok daha fazla kapsama alanıyla, yüksek hızlarda İnternet'e erişmenizi sağlar. Bu, teknolojinin yerel ağların yanı sıra geleneksel DSL ve kiralık hatlar tarafından sürdürülen “omurga kanalları” olarak kullanılmasına izin verir. Sonuç olarak, bu yaklaşım, şehirler içinde ölçeklenebilir yüksek hızlı ağlar oluşturmanıza olanak tanır.

WiMAX'i erişim teknolojisi olarak kullanmanın fizibilitesi

Son mil sorunu, işaretçiler için her zaman acil bir görev olmuştur. Bugüne kadar, birçok son mil teknolojisi ortaya çıktı ve herhangi bir telekom operatörü, abonelerine her türlü trafiği iletme sorununu en iyi şekilde çözen bir teknoloji seçme görevi ile karşı karşıya. Bu soruna evrensel bir çözüm yoktur, her teknolojinin kendi kapsamı, kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Belirli bir teknolojik çözümün seçimi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi faktörden etkilenir:

- operatörün stratejisi, hedef kitlesi, halihazırda sunulan ve planlanan hizmetler,
- ağ geliştirme yatırımlarının miktarı ve geri ödeme süreleri,
- mevcut ağ altyapısı, çalışır durumda tutmak için kaynaklar,
- ağı başlatmak ve hizmet sunmaya başlamak için gereken süre.

Bu faktörlerin her birinin kendi ağırlığı vardır ve belirli bir teknolojinin seçimi hepsi bir arada dikkate alınarak yapılır.

Sabit ve mobil WiMAX

Avantajlar seti, tüm WiMAX ailesinin doğasında vardır, ancak sürümleri birbirinden önemli ölçüde farklıdır. Standardın geliştiricileri hem sabit hem de mobil uygulamalar için en uygun çözümleri arıyorlardı, ancak tüm gereksinimleri tek bir standartta birleştirmek mümkün değildi. Bir dizi temel gereksinim örtüşmesine rağmen, teknolojilerin farklı pazar nişlerine odaklanması, standardın iki ayrı versiyonunun oluşturulmasına yol açmıştır (ya da daha doğrusu, bunlar iki farklı standart olarak kabul edilebilir). WiMAX spesifikasyonlarının her biri, çalışma frekans aralıklarını, bant genişliğini, radyasyon gücünü, iletim ve erişim yöntemlerini, sinyal kodlama ve modülasyon yöntemlerini, radyo frekansının yeniden kullanım ilkelerini ve diğer göstergeleri tanımlar. Bu nedenle, IEEE 802.16 e ve d standardının sürümlerini temel alan WiMAX sistemleri pratik olarak uyumsuzdur. Her versiyonun kısa açıklamaları aşağıda verilmiştir.

802.16-2004 (802.16d ve sabit WiMAX olarak da bilinir). Spesifikasyon 2004 yılında onaylanmıştır. Dikey frekans çoğullama (OFDM) kullanılır, görüş alanı olan veya olmayan alanlarda sabit erişim desteklenir. Kullanıcı cihazları, dış ve iç kurulumlar için sabit modemler ve dizüstü bilgisayarlar için PCMCIA kartlarıdır. Çoğu ülkede 3.5 ve 5 GHz bantları bu teknoloji için ayrılmıştır. WiMAX Forum'a göre, zaten sabit sürümün yaklaşık 175 uygulaması var. Birçok analist, bunu rakip veya tamamlayıcı bir DSL kablolu geniş bant teknolojisi olarak görüyor. 802.16–2005 (olarak da bilinir)

802.16e ve mobil WiMAX). Spesifikasyon 2005 yılında onaylanmıştır. Bu, sabit erişim teknolojisinin (802.16d) geliştirilmesinde yeni bir aşamadır. Mobil kullanıcıları desteklemek için optimize edilen sürüm, aktarma, bekleme modu ve dolaşım. Ölçeklenebilir OFDM erişimi (SOFDMA) kullanılır, görüş hattı ile veya görüşsüz operasyon mümkündür. Mobil WiMAX ağları için planlanan frekans aralıkları aşağıdaki gibidir: 2.3–2.5; 2.5–2.7; 3.4-3.8 GHz. Ağını Rusya'da ilk kez kullanan Skartel de dahil olmak üzere dünyada birçok pilot proje uygulandı. 802.16e'nin rakiplerinin tümü üçüncü nesil mobil teknolojilerdir (örn. EV-DO, HSDPA).

İki teknoloji arasındaki temel fark, sabit WiMAX'in yalnızca "statik" abonelere hizmet vermesine izin verirken, mobil WiMAX'ın 120 km/s'ye kadar hızlarda hareket eden kullanıcılarla çalışmaya odaklanmış olmasıdır. Mobilite, dolaşım fonksiyonlarının varlığı ve abone hareket ettiğinde (hücresel ağlarda olduğu gibi) baz istasyonları arasında "kesintisiz" geçiş anlamına gelir. Belirli bir durumda, mobil WiMAX sabit kullanıcılara hizmet vermek için de kullanılabilir.

WiFi ve WiMAX

WiMAX ve Wi-Fi karşılaştırmaları alışılmadık olmaktan çok uzaktır - terimler ünsüzdür, bu teknolojilerin dayandığı standartların adları benzerdir (standartlar IEEE tarafından geliştirilmiştir, her ikisi de "802" ile başlar) ve her iki teknoloji de kablosuz bağlantı kullanır ve İnternet'e bağlanmak için kullanılır (veri değişim kanalı). Ancak buna rağmen, bu teknolojiler tamamen farklı sorunları çözmeyi amaçlıyor.

Kablosuz standartların karşılaştırma tablosu

teknoloji	Standart	kullanım	Bant genişliği	eylem yarıçapı	Frekanslar
Kablosuz internet	802.11a	WLAN	54 Mbps'ye kadar	300 metreye kadar	5.0 GHz
Kablosuz internet	802.11b	WLAN	11 Mbps'ye kadar	300 metreye kadar	2.4 GHz
Kablosuz internet	802.11g	WLAN	54 Mbps'ye kadar	300 metreye kadar	2.4 GHz
Kablosuz internet	802.11n	WLAN	450 Mbps'ye kadar (gelecekte 600 Mbps'ye kadar)	300 metreye kadar	2.4 - 2.5 veya 5.0 GHz
WiMax	802.16d	WMAN	75 Mbps'ye kadar	25–80 km	1.5-11 GHz
WiMax	802.16e	Mobil WMAN	40 Mbps'ye kadar	1-5 km	2,3–13,6 GHz
WiMax	802.16m	WMAN, Mobil WMAN	1 Gbps'ye kadar (WMAN), 100 Mbps'ye kadar (Mobil WMAN)	n/a (standart geliştirilmekte)	n/a (standart geliştirilmekte)
Bluetooth v. 1.1	802.15.1	WPAN	1 Mbps'ye kadar	10 metreye kadar	2.4 GHz
Bluetooth v. 2.0	802.15.3	WPAN	2.1 Mbps'ye kadar	100 metreye kadar	2.4 GHz
Bluetooth v. 3.0	802.11	WPAN	3 Mbps'den 24 Mbps'ye	100 metreye kadar	2.4 GHz
UWB	802.15.3a	WPAN	110-480 Mbps	10 metreye kadar	7.5 GHz
ZigBee	802.15.4	WPAN	20'den 250 kbps'ye	1-100 m	2.4GHz (16 kanal), 915MHz (10 kanal), 868MHz (tek kanal)
kızılötesi bağlantı noktası	İrda	WPAN	16 Mbps'ye kadar	5 ila 50 santimetre, tek yönlü iletişim - 10 metreye kadar

WiMAX, bir ISS tarafından son kullanıcıya noktadan noktaya İnternet bağlantısı sağlamak için tipik olarak lisanslı spektrum kullanan (lisanssız frekanslar da kullanılabilir olsa da) kilometrelerce alanı kapsayan uzun menzilli bir sistemdir. 802.16 ailesindeki farklı standartlar, mobilden (cep telefonlarından veri aktarımına benzer) sabite (kullanıcının kablosuz ekipmanının bir konuma bağlı olduğu kablolu erişime alternatif) farklı erişim türleri sağlar.

Wi-Fi, ağ erişimi sağlamak için lisanssız frekans bantları kullanan, genellikle onlarca metreyi kapsayan daha kısa menzilli bir sistemdir. Tipik olarak, Wi-Fi, kullanıcılar tarafından İnternet'e bağlı olan veya olmayan kendi yerel ağlarına erişmek için kullanılır. WiMAX mobil iletişimle karşılaştırılabilirse, Wi-Fi daha çok sabit hatlı kablosuz bir telefon gibidir.

WiMAX ve Wi-Fi, tamamen farklı bir Hizmet Kalitesi (QoS) mekanizmasına sahiptir. WiMAX, bir baz istasyonu ile kullanıcının cihazı arasında bağlantı kurmaya dayalı bir mekanizma kullanır. Her bağlantı, her bağlantı için QoS parametresini garanti edebilen özel bir zamanlama algoritmasına dayanır. Wi-Fi, sırayla, paketlerin farklı bir öncelik aldığı Ethernet'te kullanılana benzer bir QoS mekanizması kullanır. Bu yaklaşım, her bağlantı için aynı QoS'yi garanti etmez.

Düşük maliyeti ve kurulum kolaylığı nedeniyle, Wi-Fi genellikle çeşitli kuruluşlar tarafından müşterilere hızlı İnternet erişimi sağlamak için kullanılır. Örneğin, bazı kafelerde, otellerde, tren istasyonlarında ve havaalanlarında ücretsiz Wi-Fi erişim noktası bulabilirsiniz.

Çalışma prensibi

Temel konseptler

Genel olarak, WiMAX ağları şu ana bölümlerden oluşur: baz ve abone istasyonları ile baz istasyonlarını birbirine, servis sağlayıcıya ve İnternete bağlayan ekipman.

Baz istasyonunu aboneye bağlamak için 1,5 ila 11 GHz arasında yüksek frekanslı bir radyo dalgası aralığı kullanılır. İdeal koşullar altında, veri aktarım hızları, baz istasyonu ile alıcı arasında görüş hattına gerek kalmadan 70 Mbps'ye ulaşabilir.

Yukarıda belirtildiği gibi, WiMAX hem "son mil" sorununu çözmek için hem de ofis ve bölge ağlarına ağ erişimi sağlamak için kullanılır.

10 ila 66 GHz frekans aralığı kullanılarak baz istasyonları arasında bağlantılar (görüş hattı) kurulur, veri değişim hızı 140 Mbps'ye ulaşabilir. Aynı zamanda, klasik kablolu bağlantılar kullanılarak sağlayıcının ağına en az bir baz istasyonu bağlanır. Ancak, sağlayıcının ağlarına bağlı BS sayısı ne kadar fazlaysa, veri aktarım hızı ve ağın bir bütün olarak güvenilirliği o kadar yüksek olur.

IEEE 802.16 standart ailesinin ağlarının yapısı, geleneksel GSM ağlarına benzer (baz istasyonları onlarca kilometreye kadar mesafelerde çalışır, kurulumları için kule inşa etmek gerekli değildir - çatılara kuruluma, hattın olması şartıyla izin verilir) istasyonlar arasındaki görüş mesafesi gözlenir).

Çalışma modları

MAC / bağlantı katmanı

Wi-Fi ağlarında, bir erişim noktası (AP) aracılığıyla bilgi iletmek isteyen tüm kullanıcı istasyonları, ikincisinin "dikkati" için rekabet eder. Bu yaklaşım, daha uzak istasyonlar için iletişimin daha yakın istasyonlar lehine sürekli olarak kesileceği bir duruma neden olabilir. Bu durum, büyük ölçüde sürekli bir bağlantıya dayanan IP Üzerinden Ses (VoIP) gibi hizmetlerin kullanımını zorlaştırır.

802.16 ağlarına gelince, MAC bir zamanlama algoritması kullanır. Herhangi bir kullanıcı istasyonunun yalnızca erişim noktasına bağlanması gerekir, erişim noktasında bunun için diğer kullanıcıların erişemeyeceği özel bir yuva oluşturulur.

Mimari

WiMAX Forumu, WiMAX ağlarının işleyişinin birçok yönünü tanımlayan bir mimari geliştirmiştir: diğer ağlarla etkileşimler, ağ adreslerinin tahsisi, kimlik doğrulama ve çok daha fazlası. Yukarıdaki çizim, WiMAX ağlarının mimarisi hakkında bir fikir vermektedir.

WiMAX Forumu WiMAX Mimarisi

- SS/MS: (Abone İstasyonu/Mobil İstasyon)
- ASN: (Erişim Hizmeti Ağı)
- BS: (Baz istasyonu), baz istasyonu, ASN'nin bir parçası
- ASN-GW: (ASN Ağ Geçidi), ağ geçidi, ASN'nin bir parçası
- CSN: (Bağlantı Hizmeti Ağı)
- HA: (Ev Temsilcisi, CSN'nin bir parçası)
- NAP: (bir Ağ Erişim Sağlayıcısı)
- NSP: (bir Ağ Servis Sağlayıcısı)

ASN (Erişim Servis Ağı)- erişim ağı.

ASN Ağ Geçidi- baz istasyonlarından gelen trafik ve sinyal mesajlarını ve bunların CSN ağına daha fazla iletimini birleştirmek için tasarlanmıştır.

BS (Baz İstasyonu)- Baz istasyonu. Ana görev, radyo bağlantılarını kurmak, sürdürmek ve bağlantısını kesmektir. Ayrıca, sinyalizasyon işlemlerini ve kaynakların aboneler arasında dağıtımını gerçekleştirir.

CSN (Bağlantı Hizmeti Ağı)- hizmet sağlama ağı.

HA (Ev Temsilcisi)- dolaşım yeteneğinden sorumlu ağ öğesi. Ayrıca farklı operatörlerin ağları arasında veri alışverişi sağlar.

WiMax ağlarının mimarisinin herhangi bir özel konfigürasyona bağlı olmadığı, oldukça esnek ve ölçeklenebilir olduğu unutulmamalıdır.