WiMAX, uzun mesafeli geniş bant iletişim için bir kablosuz iletişim standardıdır.

WiMAX nispeten yeni bir radyo iletişim teknolojisidir. Kablosuz yerel alan ağları (WLAN) oluşturmak için tasarlanmıştır ve bu ağa ve İnternet kaynaklarına geniş bant kullanıcı erişimi sağlar. WLAN'ları düzenlemenin çok daha bilinen bir başka yolu da Wi-Fi'dir. Bu nedenle, genellikle bazı karışıklıklar ortaya çıkar: yeni teknoloji, eskisinin geliştirilmiş bir versiyonu olarak kabul edilir. Ve adın kendisi - WiMAX - Wi-Fi teknolojisi ile belirli çağrışımları çağrıştırıyor. Ama yine de, aralarındaki farklar oldukça ciddi.

WiMAX'ın tarihi

Geçen yüzyılın sonunda, birçok tescilli WAN dağıtım çözümü vardı. Her bir çözümü hedefleyen cihazlar birbiriyle çatıştı ve ağ kurmak çok pahalıydı. Bu sorunlar ancak 1999 yılında yapılan kapalı formatlardan kurtularak aşılabilirdi. En büyük telekomünikasyon ekipmanı üreticileri, IEEE birliği ile birlikte kablosuz geniş bant iletişim için tek bir standart geliştirmeyi kabul etti. IEEE 802.16 böyle ortaya çıktı ve 2001'de onu geliştiren kuruluşlar WiMAX Forum'u oluşturdu. Aynı zamanda, yeni standart bu konsorsiyumun adını almıştır.

İlk olarak, yeni teknoloji temelinde, olağan "özel hatlar" ve DSL bağlantılarının yerini alarak omurga veri iletim kanalları oluşturuluyor. Öte yandan Wi-Fi, yerel kablosuz ağları düzenlemek için çeşitli seçeneklere sahip, neredeyse her zaman yalnızca sağlayıcının iletişim merkezi ile kullanıcı cihazı arasında bir aracıdır. Bu nedenle, Wi-Fi erişim noktalarının (sıcak noktalar olarak adlandırılır) ve hatta bu tür etkin noktaların tüm ağlarının WiMAX teknolojisi kullanılarak birbirine bağlanması nadir değildir.

İkinci olarak, vericilerin yeterince uzun menzili (50 km'ye kadar) ve radyo sinyalinin çeşitli engellere karşı çok düşük hassasiyeti nedeniyle, bir coğrafi konuma (aslında, WiMAX adını yansıtır). Tüm bu faktörler, WiMAX yaratıcılarının beyin çocuklarının kentsel ölçekte hesaplamalı kablosuz ağların konuşlandırılması için uygun olduğunu beyan etmelerine izin verdi - Kablosuz Büyükşehir Erişim Ağı (WMAN).

WiMAX ağlarının türleri

Bugün dünyada birkaç WiMAX özelliği var:

• Sabit WiMAX- sabit;
• Göçebe WiMAX- oturum çalışması sağlama: kullanıcı farklı baz istasyonlarına bağlanabilir, ancak bunlar arasında hareket ederken WiMAX ağından ayrılmak zorunda kalır;
• Taşınabilir WiMAX- taşınabilir. Abone cihazı, 40 km/s'yi geçmeyen bir hızda hareket halinde olabilir;
• Mobil WiMAX- mobil. 120 km/s hıza kadar hareket halinde çalışmak mümkündür.

En popüler ilk ve son çözümlerdir.

Sabit erişim türü, yeterince uzaktaki iki nesne, örneğin birbirinden 50 km'ye kadar mesafede bulunan WiMAX vericileri olan iki kule arasındaki iletişim için tasarlanmıştır. Görüş hattında ve uygun koşullarda olduğunuzda veri aktarım hızı 120 Mbit/s'ye kadar çıkabilmektedir. Bu tür etkileyici parametreler, bu modun geleneksel kablolu kanalların yerine kullanılmasına izin verir. Bu spesifikasyon, 802.16-2004 veya 802.16d olarak anılır. 3.5 ve 5 GHz frekans aralıkları, bu spesifikasyona uyan WiMAX ağlarının çalışması için ayrılmıştır.

Başka bir erişim türü - mobil - kullanıcının herhangi bir yerden WiMAX özellikli herhangi bir cihaza İnternet'e bağlanmasına izin verir. Sinyal doğrudan bir modeme, dizüstü bilgisayara, iletişim cihazına veya cep telefonuna gider. Aynı zamanda, sahipleri, tüm kablosuz "hanesi" ile birlikte 120 km / s hıza kadar hareket edebilir. Ancak daha hızlı önerilmez, aksi takdirde baz istasyonlarının bağlantıyı kesmeden veri aktarımı için zamanları olmayacağından bağlantı kaybolabilir. Bugün Moskova, St. Petersburg ve Rusya'nın diğer büyük şehirlerinde konuşlandırılan bu WiMAX ağlarıdır. Bu spesifikasyon, 802.16-2005 veya 802.16e olarak anılır.

WiMAX spesifikasyonları, kullanılan frekans aralıklarını, bant genişliğini, cihaz radyasyon gücünü, veri iletim ve erişim yöntemlerini, sinyal kodlama ve modülasyon yöntemlerini ve diğer özellikleri kesinlikle tanımlar ve her biri için bu parametreler o kadar farklıdır ki WiMAX ağları ve farklı özelliklere sahip cihazlar uyumsuz. WiMAX modlarının teknik özelliklerinin ayrıntılı bir karşılaştırması yukarıdaki tabloda gösterilmektedir.

Rusya'da yalnızca mobil WiMAX ağları vardır. Bu arada, bir WiMAX operatörünün ekipmanını Rusya'da bir başkasının ağında kullanmak mümkün değil.

WiMAX nasıl çalışır?

WiMAX bir radyo teknolojisi olmasına rağmen, mobil mod seçilse bile tamamen kablosuz olarak yapmak mümkün olmayacaktır. WiMAX tabanlı bir ağın çalışma prensibi, hücresel iletişimin çalışma prensibine çok benzer. İnternete bağlı abone istasyonları, yani baz istasyonları, kullanıcı ve operatörün diğer iletişim ekipmanları vardır. Baz istasyonları birbirinden birkaç (hatta onlarca) kilometre mesafeye kurulur. Biri, sinyali 10 ila 66 GHz frekans aralığında görüş hattında diğerine "çevirir" (daha önce belirtildiği gibi, veri aktarım hızı çok yüksek olabilir). En az bir baz istasyonu, kablolar kullanılarak sağlayıcının ağına bağlanmalıdır. Uygulamada, veri iletim hızını ve tüm sistemin güvenilirliğini artıran kablolu ağa epeyce verici bağlanır.

Böylece, baz istasyonları zincirinin tamamı, operatör tarafında kablolar aracılığıyla İnternet'e bağlanır. Bu hattın diğer ucunda, son baz istasyonundan en fazla on kilometre uzakta, bir kullanıcının alıcı anteni olabilir. Binanın dışına veya içine kurulur; ayrıca doğrudan cihaza bağlanabilir (yine mobil modun seçilmesi durumunda). Bu anten son vericiden gelen sinyali alır. Bu, daha düşük frekansları kullanır: sabit WiMAX için 1,5-11 GHz ve mobil sürüm için 2-6 GHz. Ve baz istasyonundan abone cihazına veri aktarım hızı çok daha düşük olacaktır. Bir sabit hat bağlantısı kullanıyorsanız, mümkün olan maksimum hız 75 Mbit / s'den fazla olmayacak ve mobil bağlantıyla daha da az - 30 Mbit / s olacaktır. Ancak bu rakamlar bile pratikte ulaşılamaz. Sağduyulu WiMAX ekipman üreticilerinin veri hızının birçok faktöre bağlı olduğunu asla unutmamaları boşuna değildir: ağ yükü, şehir yoğunluğu ve hatta hava koşulları.

Öyle ya da böyle, alıcı antenden gelen sinyal, doğrudan kullanıcı cihazına veya kablolar aracılığıyla yönlendiriciye gidebilir.

WiMAX'ın teknolojik özellikleri

WiMAX, geleneksel geniş bant İnternet erişimi türlerinin yerini nasıl başarılı bir şekilde alabilir?

İlk olarak, yeni ağlar, "Hizmet Kalitesi" (QoS) olarak adlandırılan erişim önceliği paylaşımı ilkesini uygular. Teknolojik inceliklere girmeden, pratikte şöyle göründüğünü söyleyebiliriz: her abone, yalnızca kendisine atanmış bir iletişim kanalı alır. Aynı zamanda, bilgi paketlerinin iletimi belirli bir zaman gecikmesi (jitter) ile gerçekleştirilir. Böyle ayrı bir çalışma şeması sayesinde kanal "tıkanmaz" ve sabit bir bağlantı korunur. Bağlı cihaz belirli bir baz istasyonunun kapsama alanından çıktığında, daha sonra iletişim kanalı iletilir.

İkinci olarak, iletişim sağlamak için, ortogonal frekans çoğullama (OFDM) teknolojisinin yanı sıra abonelerin çoklu erişimi (OFDMA) için sürümü kullanılır. Basitçe söylemek gerekirse, iletişim kanalı birçok alt kanala bölünmüştür (256'ya kadar) ve kullanıcı aynı anda bir kanal değil birkaç kanal alır. OFDMA'nın kullanılması, sayılarını 2048'e çıkarmayı ve aynı anda sekiz aboneyi bir hatta bağlamayı mümkün kılar.

Ek olarak, WiMAX ağlarında birkaç tür frekans modülasyonu uygulamak ve bant genişliğini değiştirmek mümkündür.

Bu kriterlerin çeşitli kombinasyonları sonuçta trafik oranını etkiler.

Moskova WiMAX kapsama haritaları

Her iki Moskova WiMAX operatörünün web sitesinde, haritada gösterilen sinyal kalitesinin beyan edilenden farklı olabileceğine dair bir uyarı var. Yayınlanan kapsama haritaları (Şek. Yukarıdaki) yalnızca genel durumu yansıtır, ancak çalışacağınız belirli alanın özelliklerini dikkate almaz. Bu nedenle, bir sözleşme imzalamadan önce çevredeki nesnelere dikkat edin: binalar, elektrik hatları, yeni inşa edilmiş demir yapılar - tüm bunlar ağ üzerinde çalışırken olumsuz bir rol oynayabilir. Ancak, bir apartmanın üst katlarında yaşıyorsanız, büyük olasılıkla iletişimde herhangi bir sorun olmayacaktır. Bir sonraki adım, ekipmanın satın alınması olacaktır. Bugün WiMAX teknolojisini destekleyen birçok cihaz var.

Bir WiMAX ağına nasıl bağlanırım?

İlk olarak, bir WiMAX servis sağlayıcı seçmeniz gerekir. Onları bulmak zor olmayacak - bir İnternet arama motoruna "WiMAX sağlayıcısı" ifadesini yazmanız yeterli. Ardından, operatörün kapsama alanı haritasını tanımanız gerekecektir. Şehir çapında bir kablosuz ağdan söz etmemize rağmen, WiMAX Rusya başkentinin tüm bölgelerinde bile mevcut değil.

WiMAX ve rakipleri

Bugün, WiMAX tabanlı kablosuz bilgi işlem ağları hem Rusya'da hem de yurtdışında hızla gelişiyor. Ancak, hiç kimse onlara 5-8 yıl içinde tam bir zafer garanti etmeyi taahhüt etmez. Nedenmiş? Bunun nedeni, güçlü piyasa oyuncuları - mobil operatörler tarafından desteklenen ve uygulanan kablosuz geniş bant İnternet erişimi için rekabet eden teknolojilerin olmasıdır.

WiMAX ağlarında hangi cihazlar çalışabilir?

Bunun için özel olarak tasarlanmış WiMAX modemler ve ayrıca bir WiMAX modülü ile donatılmış veya harici bir WiMAX modem bağlanmasına izin veren herhangi bir bilgisayar ve iletişim cihazı. Rusya pazarında çeşitli WiMAX modem türleri vardır.

• USB modemler- kullanımı en kolay evrensel aygıt, normal bir flash sürücüden biraz daha büyüktür (hem Comstar hem de Yota tarafından satılır). USB modemler, Rusya'daki WiMAX ağlarına bağlanmanın en popüler yoludur. Bu tür cihazlar yaklaşık 2 bin rubleye mal oluyor, kolayca bağlanıyor, ayar gerektirmiyor. Nortel modellerini (Comstar ile bir sözleşme olması durumunda) veya Samsung (Yota'yı seçtiyseniz) satın alabilirsiniz.
• ExpressCard Modemleröncelikle dizüstü bilgisayarlar için tasarlanmıştır. Kurulum ve kullanımlarında herhangi bir sorun yoktur (şimdiye kadar sadece Yota operatörü tarafından PCMCIA konektörleri için bir adaptör ile satılmaktadır).
• Yerleşik adaptörlere sahip dizüstü bilgisayarlar ve netbook'lar- şimdiye kadar sadece Yota bu tür cihazları sunuyor, ancak yakın gelecekte Comstar'dan da benzer tekliflerin gelmesi mümkün.
• İletişimciler ve telefonlar- Yota, müşterilerine, bu operatörün ağı için özel olarak "keskinleştirilmiş", Windows Mobile altında çalışan HTC MAX 4G iletişim cihazını satın almalarını teklif ediyor. İnternete erişmek için herhangi bir ek program yüklemeniz gerekmez, ancak kullanıcı artık diğer sağlayıcılara bağlanamaz. Moskova'da bu cihaz yaklaşık 24 bin rubleye mal oluyor. Daha uygun fiyatlı bir alternatif, WiMAX ağıyla çalışmak için geçen yıl bellenimi alan Nokia N810 akıllı telefon - yaklaşık 13 bin ruble.
• Yönlendiriciler- birden fazla bilgisayarı Wi MAX kanalına bağlamanıza izin verir, ancak aynı anda birkaç tane ve WiMAX ve Wi-Fi teknolojilerini birleştiren özel cihazlar kullanabilirsiniz. Kural olarak, bunlar yaklaşık 10 bin rubleye mal olan oldukça güçlü makinelerdir (Yota WiMAX Wi-Fi Center veya ASUS 500gP). Şimdiye kadar sadece kurumsal müşterilere satılıyorlar.

WiMAX güvenliği

Bazı cihazların kullanımındaki güvenlik, günümüzde pek çok kişi için endişe vericidir. Hem insan sağlığı üzerindeki olası zararlı etkilerden hem de ağ üzerinden iletilen ve bir PC'de saklanan gizli verilerin güvenliğinden bahsediyoruz. Uzmanlar, WiMAX'ın burada zaten temiz olduğundan emin olmak için acele ediyor. Kullanıcı WiMAX antenlerinin gücü, bir cep telefonunun gücünden çok daha azdır. Ek olarak, telefonu doğrudan kafaya ve ağ ile iletişim için cihazı uzaktan tutuyoruz. Veri iletiminin güvenliğine gelince, 802.16e standardı, şifre anahtarının uzunluğunun standart olandan çok daha uzun olduğu DES 3 algoritmasına göre üçlü şifreleme teknolojisinin kullanımını içerir. Bu nedenle, kodu kırmak çok daha zor olacaktır. Sofistike şifreleme tekniklerine ek olarak, WiMAX, çift seviyeli bir sertifika ile ayırt edilir: hem cihazların hem de üreticilerin kendi sertifikaları vardır. Sonuç olarak, WiMAX kanalı üzerinden iletilen verilerin kesilmesi ve kullanılması son derece zor olacaktır.

Bir WiMAX ağına bağlanmak için ne gereklidir?

Kural olarak, WiMAX destekli bir modem veya dizüstü bilgisayar satın almanız, operatörle bir sözleşme imzalamanız ve hesaba para yatırmanız ve harici bir modem üzerinden bağlanmayı seçtiyseniz, onu kontrol eden yazılımı yüklemeniz yeterlidir. Genellikle ya modemin belleğinde ya da verilen optik diskte depolanır.

Bu tür cihazlar, operatörlerin kendilerinden veya bilgisayar ekipmanı satan sıradan mağazalardan satın alınabilir. Bugün hem markalı hem de PC operatörleri tarafından sertifikalı ve sertifikasız modeller piyasaya sunulmaktadır.

Tüm Rus sağlayıcıların, cihazları gerekli çiplere sahip olan ancak WiMAX operatörü tarafından resmi olarak tanınmayan kullanıcılara hizmet sunmaya hazır olmadığını unutmayın. Ayrıca, kontrol yazılımını indirip kurmayı başarsanız ve şirketle bir sözleşme imzalasanız bile, operatör cihazınızın WiMAX ağında stabil çalışacağını garanti etmeyecektir. Ağda mümkün olan maksimum hız da garanti edilmez.

Daha önce belirtildiği gibi Yota ve Comstar'dan yazılım yüklemek oldukça kolaydır, ancak bağlantı yöntemleri farklı olacaktır. Örneğin, Samsung USB modemler, modemin dahili belleğinde zaten "sabit kodlanmış" bir yazılıma sahiptir. Bu nedenle, sadece PC'ye bağlamak ve yazılım kurulumu otomatik olarak başlamadıysa, “Bilgisayarım” klasöründe “Yota Access” simgesine ve ardından “AutoInstall” üzerine tıklayın ve bekleyin. program gerekli tüm dosyaları yükleyene ve ağ keşif mesajı görünene kadar. Comstar ürününü kurmak için önce verilen sürücü CD'sini yükleyin - bunlar Nortel modemin içinde saklanmaz, ardından Kurulum yükleyicisini çalıştırın.

WiMAXİngilizceden Mikrodalga Erişimi için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik IEEE 802.16 standardı, kablo bağlantılarıyla karşılaştırılabilir hızlarda uzun mesafelerde geniş bant iletişimi sağlayan bir kablosuz iletişim standardıdır.

"WiMAX" adı, Haziran 2001'de WiMAX'ı tanıtmak ve geliştirmek için kurulmuş bir kuruluş olan WiMAX Forum tarafından oluşturuldu. Forum, WiMAX'ı "kiralı hatlara ve DSL'ye alternatif olarak yüksek hızlı kablosuz ağ erişimi sağlayan standart tabanlı bir teknoloji" olarak tanımlıyor.

Uygulama alanı

WiMAX aşağıdaki görevler için uygundur:

• Wi-Fi erişim noktalarının birbirine ve İnternet'in diğer bölümlerine bağlanması.
• Kiralık hatlara ve DSL'ye alternatif olarak kablosuz geniş bant sağlanması.
• Yüksek hızlı veri aktarım hizmetleri (3 Mb/s'ye kadar) ve telekomünikasyon hizmetlerinin sağlanması.
• Coğrafi konuma bağlı olmayan erişim noktalarının oluşturulması.

WiMAX, bir Wi-Fi ağından çok daha fazla kapsama alanıyla, yüksek hızlarda İnternet'e erişmenizi sağlar. Bu, teknolojinin devamı geleneksel DSL ve kiralık hatlar ile yerel ağlar olan "omurgalar" olarak kullanılmasına izin verir. Sonuç olarak, bu yaklaşım, tüm şehirler ölçeğinde yüksek hızlı ağların oluşturulmasına izin verir.

Sabit ve mobil WiMAX

Avantajlar seti, tüm WiMAX ailesine özgüdür, 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 hedeflenmesi, 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 standartlarının sürümlerini temel alan WiMAX sistemleri pratik olarak uyumsuzdur. Her versiyonun kısa özellikleri aşağıda verilmiştir.

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

802.16-2005 (802.16e ve mobil WiMAX olarak da bilinir). Spesifikasyon 2005 yılında onaylanmıştır. Bu, sabit erişim teknolojisinin (802.16d) yeni bir geliştirme aşamasıdır. Mobil kullanıcıları desteklemek için optimize edilen sürüm, devir, bekleme modu ve dolaşım gibi bir dizi belirli özelliği destekler. Ölçeklenebilir OFDM erişimi (SOFDMA) kullanılır, görüş hattı ile veya görüş hattı olmadan çalışabilir. Mobil WiMAX ağları için planlanan frekans aralıkları aşağıdaki gibidir: 2.3, 2.5, 3.4-3.8 GHz. Dünyada birkaç pilot proje uygulandı ve son zamanlarda operatör Sprint ulusal bir projenin başladığını duyurdu. 802.16e rakiplerinin tümü üçüncü nesil mobil teknolojilerdir (örn. EV-DO, HSXPA).

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

Geniş bant erişimi

Birçok telekomünikasyon şirketi, yüksek hızlı iletişim hizmetleri sağlamak için WiMAX'ın kullanımına büyük önem veriyor. Bunun birkaç nedeni var. İlk olarak, 802.16 ailesinin teknolojileri (kablolu teknolojilere kıyasla) yalnızca yeni müşteriler için ağa erişim sağlamak için değil, aynı zamanda hizmet yelpazesini genişletmek ve ulaşılması zor yeni bölgeleri kapsamak için daha uygun maliyetli (kablolu teknolojilere kıyasla) sağlar. İkincisi, kablosuz teknolojilerin kullanımı geleneksel kablolu bağlantılardan çok daha kolaydır. WiMAX ve Wi-Fi ağlarının dağıtılması ve gerektiğinde kolayca ölçeklendirilmesi kolaydır. Bu faktör, mümkün olan en kısa sürede büyük bir ağ kurmanız gerektiğinde çok faydalı oluyor. Örneğin, WiMAX, Aralık 2004'te Endonezya'da (Aceh) meydana gelen bir tsunamiden kurtulanlara ağ erişimi sağlamak için kullanıldı. Bölgenin tüm iletişim altyapısı devre dışı bırakıldı ve tüm bölge için iletişim hizmetlerinin bir an önce geri yüklenmesi istendi.

Özetle, tüm bu avantajlar, hem iş yapıları hem de bireyler için yüksek hızlı İnternet erişim hizmetlerinin sağlanması için fiyatları düşürecektir.

Kullanıcı ekipmanı

WiMAX ağlarını kullanmak için ekipman birkaç üretici tarafından sağlanır ve hem iç mekanlara (normal bir DSL modem boyutundaki cihazlar) hem de dışarıya (dizüstü bilgisayar boyutundaki cihazlar) kurulabilir. İç mekan kullanımı için tasarlanmış ve profesyonel kurulum becerileri gerektirmeyen ekipmanın elbette daha uygun olduğu ve profesyonelce kurulmuş harici cihazlardan çok baz istasyonundan çok daha kısa mesafelerde çalışabildiği belirtilmelidir. Bu nedenle, bina içine kurulan ekipman, çok daha fazla sayıda erişim noktasının kullanılmasını gerektirdiğinden, ağ altyapısının geliştirilmesine çok daha büyük bir yatırım gerektirir.

Mobil WiMAX'ın icadıyla, mobil cihazların geliştirilmesine giderek daha fazla önem verilmektedir. Özel ahizeler (normal bir mobil akıllı telefona benzer) ve bilgisayar çevre birimleri (USB radyo modülleri ve PC kartı) dahil.

WiMAX nasıl çalışır?

Temel konseptler

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

Bir baz istasyonunu bir abone istasyonuna bağlamak için 1,5 ila 11 GHz arasında yüksek frekanslı bir radyo dalgası aralığı kullanılır. İdeal koşullar altında, baz istasyonu ve alıcı arasında görüş hattı gerektirmeden veri hızları 70 Mbps'ye kadar çıkabilir.

Yukarıda bahsedildiği gibi, WiMAX hem “son mil” sorununu çözmek için hem de ofis ve bölgesel ağlara ağ erişimi sağlamak için kullanılmaktadır.

10 ila 66 GHz frekans aralığı kullanılarak baz istasyonları arasında bağlantılar (görüş hattı) kurulur, veri değişim hızı 120 Mbit / s'ye ulaşabilir. Bu durumda, klasik kablolu bağlantılar kullanılarak sağlayıcının ağına en az bir baz istasyonu bağlanır. Ancak, sağlayıcının ağlarına ne kadar çok BS bağlanırsa, 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 on kilometreye kadar mesafelerde çalışır, kurulumları için kule inşa etmek gerekli değildir - evlerin çatılarına kuruluma izin verilir, istasyonlar arasındaki görüş hattı durumuna bağlı olarak) Çalışma modları MAC / kanal katmanı

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

802.16 ağlarına gelince, MAC bir zamanlama algoritması kullanır. Herhangi bir kullanıcı istasyonunun yalnızca erişim noktasına bağlanması gerekir ve erişim noktasında diğer kullanıcıların kullanımına açık olmayan bir yuva tahsis edilecektir.

Mimari

WiMAX Forum, WiMAX ağlarının birçok yönünü tanımlayan bir mimari geliştirmiştir: diğer ağlarla etkileşimler, ağ adresi tahsisi, kimlik doğrulama ve daha fazlası. Bu çizim, WiMAX ağlarının mimarisi hakkında bazı bilgiler sağlar.

• SS / MS: (Abone İstasyon / 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 (Access Service Network) - 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, aboneler arasında kaynak tahsisinin yanı sıra sinyal işlemeyi de gerçekleştirir.

CSN, Bağlantı Servis Ağı anlamına gelir.

HA (Home Agent), dolaşım yeteneklerinden sorumlu bir ağ öğesidir. Ayrıca farklı operatörlerin ağları arasında veri alışverişi sağlar.

WiMax ağlarının mimarisinin herhangi bir özel konfigürasyona bağlı olmadığı, yüksek esnekliğe ve ölçeklenebilirliğe sahip olduğu belirtilmelidir.

WiMAX ve Wi-Fi Karşılaştırması

WiMAX ve Wi-Fi arasındaki karşılaştırmalar, belki de terimlerin sesi ünsüz olduğu için, bu teknolojilerin dayandığı standartların benzer adları (IEEE standartları, her ikisi de "802" ile başlar) nedeniyle alışılmadık olmaktan uzaktır. teknolojiler kablosuz bir bağlantı kullanır ve İnternet'e (veri değişim kanalı) bağlanmak için kullanılır. Buna rağmen, bu teknolojiler tamamen farklı sorunları çözmeyi amaçlıyor.

WiMAX, son kullanıcıya noktadan noktaya bir İnternet servis sağlayıcısı sağlamak için tipik olarak lisanslı spektrum kullanan (lisanssız frekanslar da mümkün olsa da) kilometrelerce alanı kapsayan uzun menzilli bir sistemdir. 802.16 ailesinin farklı standartları, mobilden (cep telefonlarından veri aktarımına benzer) sabite (kullanıcının kablosuz ekipmanının konum tabanlı olduğu kablolu erişime bir alternatif) olmak üzere farklı erişim türleri sağlar.

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

WiMAX ve Wi-Fi, tamamen farklı Hizmet Kalitesi (QoS) mekanizmalarına sahiptir. WiMAX, bir baz istasyonu ile bir kullanıcı cihazı arasında bağlantı tabanlı bir mekanizma kullanır. Her bağlantı, her bağlantı için QoS parametresini garanti edebilen belirli bir zamanlama algoritmasına dayanır. Wi-Fi ise, paketlere farklı önceliklerin verildiği 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, çoğu kafede, otelde, tren istasyonunda ve havaalanında ücretsiz bir Wi-Fi erişim noktası bulabilirsiniz.

WiMAX-2

Ekim 2010'da Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE), yalnızca WirelessMAN-Advanced ve WiMAX-2 olarak bilinen IEEE 802.16m standardını onayladı. Kablosuz ağların verimini birkaç kez artıracaktır. Böylece, yeni nesil ağlardaki sabit ekipman, 1 Gbps'ye kadar hızlarda ve mobil araçlar ve dizüstü bilgisayarlar - 100 Mbps'ye kadar veri alabilecektir. Bu, mevcut WiMAX ekipmanıyla geriye dönük uyumluluğu koruyacaktır.

WiMAX 2 yeteneklerinin ilk halka açık gösterimi, Tokyo'da CEATEC JAPAN 2010'da gerçekleşti: Samsung Electronics ve UQ Communications, deneysel bir 330 Mbps WiMAX 2 sistemini çalışırken sergiledi. Ortaklar, Samsung'un ticari Mobil WiMAX baz istasyonunu kullanarak, Full-HD 3D video ve 16 Full-HD videoyu aynı anda dört Büyük Format Ekranlı TV'ye yayınladı.

WiMAX 2 standardı, mevcut WiMAX'ın (802.16e) yerini almalı ve LTE'ye layık bir rakip haline gelmelidir. Intel, Motorola ve Samsung gibi bir bilgisayar firmaları ittifakı tarafından desteklenmektedir. Daha hızlı kablosuz standartların ortaya çıkması piyasada oldukça popüler. Cisco analistlerine göre, dünyadaki mobil İnternet trafiği yılda iki katına çıkacak ve esas olarak video payındaki artış nedeniyle 2013 yılına kadar ayda 2,2 milyon terabayta ulaşacak. Beş yıl içinde, mobil cihazlar için video trafiği 100 kattan fazla artacak.

WiMAX-3

IEEE 802.16m (WiMAX-2) standardının benimsenmesinden hemen sonra, PAR (Proje Yetkilendirmesi) adlı bir girişim grubu, kullanıcılara inanılmaz ağ erişimi sağlaması gereken bu IEEE 802.16n (WiMAX 3.0) standardının yeni bir sürümü üzerinde çalışmaya başladı. sabit iletişim kanalları için 10 Gbps ve mobil iletişim için 1 Gbit'e kadar hızlar. WiMAX 3 standardının önümüzdeki 3-5 yıl içinde benimsenmesi planlanıyor.

Ekim 2010'da, IEEE kuruluşu 802.16m standardını IMT standardının bir uzantısı olarak onayladı. IEEE 802.16m standardı, 100 Mbps'ye varan hızlarda veri ağlarına mobil erişim sağlar. Ek olarak, IEEE 802.16m standardı, MIMO paketlerinin çok kullanıcılı kuyruğu (çok kanallı giriş - çok kanallı çıkış), aynı anda birkaç operatörün yararına ana hatların bakımı gibi önemli iyileştirmeler sunar. - her abonenin hizmete katkıda bulunduğu "işbirlikçi iletişim" olarak adlandırılan, diğer abonelerin yakınında bulunur. Diğer şeylerin yanı sıra, yeni standart femtohücreler, kendi kendini organize eden ağlar ve tekrarlayıcılar için tam destek sunar. Dünyanın en büyük hükümet ve sanayi kuruluşları, WiMAX 2.0 standardının uygulanacağını şimdiden duyurdular.

Kabul edilen tek WiMAX 2 standardının yerini almak üzere tasarlanan WiMAX 3.0 (IEEE 802.16n) standardı, daha da hızlı ve çok yönlü olacaktır. Ağ kapasitesinin, çok kanallı 4 × 8 MIMO kuyrukları ve kanal birleştirme sunan mevcut en gelişmiş ağların on katı olması bekleniyor. WiMAX 3.0 standardı aynı anda 6 MHz genişliğinde 10 kanal kullandığından, yayın istasyonları, bir bavuldan daha büyük olmayan bir cihazdan mükemmel kalitede bir televizyon sinyali iletmek için benzeri görülmemiş bir fırsata sahiptir. Aslında bu, bir ev anteninden alınabilen normal kablosuz televizyonun sonu anlamına gelebilir.

Şu anda kablosuz geniş bant İnternet erişiminin gelişiminin çok hızlı geliştiğine dikkat edilmelidir. Araştırma şirketi ABI Research'e göre, şu anda Dünya'da 2 milyardan fazla insan yüksek hızlı ağlar bölgesinde yaşıyor. Şu anda dünyada 500'den fazla 3G ağı var, yakın gelecekte 300'den fazla WiMAX ve LTE ağının resmi olarak başlatılması planlanıyor. In-Stat tahminlerine göre, 2014 yılına kadar dünyada mobil geniş bant için yerleşik desteğe sahip 2 milyara kadar mobil cihaz çalışacak.

Pazar

Dünya WiMAX pazarının bir araştırmasının sonuçlarına göre sunulan danışmanlık şirketi J "son & Partners'ın verilerine göre, 2008 yılında toplam sabit ve mobil abone sayısı 4 milyona yaklaştı ve 2007 sonundan bu yana artış %120 idi.

2008'deki küresel kablosuz geniş bant erişim pazarındaki ana eğilim, çok sayıda kullanıcı için mobil hizmetler sağlanmasıyla WiMAX ağlarının ortaya çıkmasına hazırlıktır. Başlıca WiMAX projeleri, nüfus yoğunluğu yüksek olan ABD, Meksika ve Orta Avrupa ülkelerindeki büyük şehirlerde yoğunlaşmaktadır. Bir milyon nüfuslu şehirlerde tam teşekküllü ağların konuşlandırılmasına yönelik nispeten küçük yatırımlar, bu şehirlerde gelişmiş bir kanal altyapısının varlığı ve artan İnternet erişimi talebi dikkate alındığında, çoğu WiMAX projesi büyük şehirlerden başlamaktadır, ancak durum yavaş yavaş değişiyor.

Birçok ekipman üreticisi, standardın mobil versiyonu lehine 802.16d sistemlerinin geliştirilmesini ve üretimini terk ediyor veya zaten terk etti. Bu bağlamda, sabit WiMAX'ın geleceği tam olarak belli değil.

Alcatel-Lucent, 2008 yılında mobil WiMAX için ekipman satışından elde edilen gelir açısından Motorola, Alvarion ve Samsung'u geride bırakarak lider konuma geldi. 2009 yılında, satılan ekipman sayısı bakımından lider unvanı, her biri 2008'in sonunda WiMAX teknolojisine mobil erişimi destekleyen üç cihazı sertifikalandıran Huawei ve Cisco Systems tarafından sorgulanabilir.

Mart 2009 itibariyle, uluslararası WiMAX Forum, 44 baz istasyonu modelini ve 47 model abone terminalini sertifikalandırmıştır.Bu değerler, ilk sonunda WiMAX destekli sertifikalı cihaz sayısından neredeyse bir buçuk kat daha fazladır. 2008'in yarısı - 18 baz istasyonu ve 20 abone terminali Sertifikalı ekipman üreticilerinin sayısı son sekiz ayda iki katından fazla arttı ve şu anda 33 şirkete ulaştı.

WiMAX'ın ne olduğunu ve nasıl çalıştığını bilmiyorsanız, gerçekten çok şey kaybettiniz.

Kablosuz iletişimi sağlayan çok kaliteli bir iletişim teknolojisidir.

İçerik:

GSM, UMTS ve benzeri kavramları duymuş olabilirsiniz.

Yani, burada çeşitli cihaz ve sistemlerde aktif olarak kullanılan aynı teknolojiden bahsediyoruz. İş istasyonlarında, PC'lerde ve cep telefonlarında görülebilir.

Aynı zamanda oldukça hızlı ve hareketlidir ancak bu iki özellik arasında ideal bir denge bulunmuştur. Şekil 1 bunu grafikte göstermektedir.

Başka bir deyişle, WMAX hem bilgi aktarımı hem de telefon hizmetleri sağlar.

Dünyada bu sorunun başka çözümleri de var ama bu teknoloji içlerinde en basit ve kullanışlı olanı.

Ve şimdi daha ayrıntılı olacağız Wireless MAX'ın çeşitli özelliklerini ve çalışma ilkelerini gözden geçirin.

İletişim teknolojilerinin gelişiminin kısa bir tarihi

WMAX'in nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için nasıl ortaya çıktığını anlamanız gerekir. işte sana tarihe küçük bir gezi:

AMPS önce gelir, basit bir alıcı kullanarak diğer arayanlarla iletişim kurmanızı sağlayan bir standart. Bu ilk nesil. İçinde kullanılan teknikler uzun süredir terk edildi.

Sonra GSM görünür Hepimizin cep telefonu görüşmeleri yapmak için kullandığı. Ayrıca, aynı zamanda, İnternet hizmetlerini almayı zaten mümkün kılan CDMA ortaya çıkıyor. Bu ikinci nesil.

GSM ve CDMA kombinasyonu GPRS oluşturmasına izin verildi ve ardından ve. 2000'li yılların ortalarında cep telefonlarımızdan çeşitli sitelere nasıl gitmeye başladığımızı elbette birçoğumuz hatırlıyoruz. O zamanlar gerçek bir sansasyondu, ancak sayfalar yoğun bir şekilde sıkıştırılmış ve bu tür telefonlar için uyarlanmıştır. Zamanla, sayfaları bilgisayarlarda göründükleri gibi görmeye başladık. Bunun nedeni, GPRS ve CDMA - HSUPA, CDMA 2000 1x ve sonraki CDMA EVDO'nun büyük ölçüde revize edilmiş sürümlerinin bulunmasıdır.

Dolayısıyla, Wireless MAX üçüncü nesle atfedilebilir. Bununla birlikte LTE belirir.

Kendisini düşündüğümüz teknolojinin tarihine gelince, o zaman orada her şey şu şekilde gelişti:

• 2004'te ilk sürüm ortaya çıkıyor. Ana özelliği, sinyalin 50 km'ye kadar olan mesafelerde iletilmesiydi. Ancak verici ve alıcı cihazların kendileri oldukça hantal ve elverişsizdi. Onları taşımak çok zordu.
• MobileWiMAX 2005'te ortaya çıktı, bu güne alışkın olan. Başlıktaki "Mobil" kelimesi, bu kavramın cep telefonlarında kullanıldığını değil, teknolojinin kendisinin daha mobil hale geldiğini gösterir. Bu, gönderen ve alan cihazların daha mobil olduğu, taşınması ve yönetilmesi daha kolay olduğu anlamına gelir.
• Zamanla, geliştiriciler preWiMAX ile ortaya çıktı hangi 6 GHz ya da öylesine frekanslarda çalışır. MobileWiMAX 2-5 GHz'de çalışır. Aynı zamanda, preWiMAX'ta, verici ve alıcı cihazlar arasında örneğin binalar gibi herhangi bir girişim kabul edilemez. Birbirlerine görünür olmalılar.

Karşılaştırma için: GSM ağları 0,8-1,9 GHz'de ve CDMA 0,45 GHz'de çalışır. Bu nedenle, biraz daha hareketlidirler - cihazların görüş hattında olması gerekmez.

Bununla birlikte, Wireless MAX muazzam bir popülerlik kazandı ve bugün çok aktif olarak kullanılmaktadır. Bu amaç ve özelliklerden kaynaklanmaktadır.

Wi-Fi ve 3G ile Fark

Önemli! KarşılaştırmakWiMAX ile3 G veya hattaWi- Fi tamamen yanlış. Farklı ihtiyaçlar için tasarlanmışlardır ve farklı teknik faaliyet dallarına aittirler. Bunları yalnızca hız, bant genişliği ve diğer bazı özellikler açısından karşılaştırabilirsiniz. Ama yine de aynı yerlerde kullanılmazlar.

Daha spesifik olmak gerekirse, o zaman Kablosuz MAX yalnızca şehir çapındaki kablosuz ağlarda kullanılır WMAN denir.

Bu tür ağların yaklaşık bir görsel temsili Şekil 2'de görülebilir.

Gördüğünüz gibi, İnternet sinyali bir cihazdan diğerine gelmiyor, ancak. Diğer binalar uygun cihazlar sayesinde sinyalini alır.

Prensip olarak, resim Wi-Fi ile aynıdır, ancak Wimax'ta gerçekleştirilen görevler tamamen farklıdır. Bu teknoloji, şehirlerdeki devasa veri akışlarının iletilmesini sağlar.

Wi-Fi ise kısa mesafelerde bilgi iletir.

Aynı şey 3G için de geçerli. Bu teknoloji aynı zamanda büyük vericilere sahiptir, ancak onlardan gelen sinyal, böyle bir sinyali alabilen SIM kartlı akıllı telefonlara, tabletlere ve diğer cihazlara gider. Ama içinde Mikrodalga Erişimi için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlikİnternet özel alıcılar tarafından yakalanır.

Nerede kullanıldığı hakkında daha fazla bilgi edinin

Bu nedenle, söz konusu teknoloji, İnternet sinyalini şehir genelinde iletmek için kullanılır. Yani, böyle bir sinyali çok uzaktaki bir binaya iletebilirsiniz.

Daha spesifik olarak, Wimax bu tür görevler için uygun:

1 Kiralık hatlara ve DSL'ye alternatif. Bunlar genellikle çoğu durumda telefon iletişimi sağlamak için kullanılan kablolu teknolojilerdir. Böylece, Wireless MAX kablo kullanmadan bunları değiştirebilir.

2 Veri aktarımı ve İnternet paylaşımı. Bu, iş, çalışma, video izleme, sosyal ağlarda bulunma vb. için dünya çapındaki ağa standart kullanıcı erişimi anlamına gelir. Wimax'ın bu tür görevler için çok fazla kaynağı olmasına rağmen.

3 Erişim noktalarının bağlanması ve bunların oluşturulması. Bu durumda, erişim noktaları fiziksel bir konuma (yönlendirici gibi) bağlı olmayacaktır. Bağlantı açısından, örneğin birden fazla Wi-Fi cihazı alabilir ve bunları farklı ağ segmentlerine veya birbirine bağlayabilirsiniz. Bu, menzilleri iletişim için yeterli olmadığında kullanışlıdır.

4 İzleme sistemleri, çerçevesinde herhangi bir ağ parametresinin izlenmesi ve kontrolü. Büyük firmalarda her zaman bu tür sistemler vardır.

Ama genel olarak, Mikrodalga Erişimi için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik Son derece yüksek hızlı ve çok yönlü bir teknolojidir, bu nedenle giderek daha fazla insanın onu kullanması şaşırtıcı değildir.

Wireless MAX'ın temel özellikleri

Buraya bu teknolojinin özelliklerinin listesi:

• bir sinyali almak ve iletmek için birkaç anten kullanılır;
• dijital bir sinyali analoga dönüştürmek için, Fourier formülü uygulanır(sinyal ne kadar iyi olursa, o kadar fazla);
• TDD'ye teşekkürler gereksiz bir işlem yapmaya gerek yok alma ve iletme için bir frekans seçimi şeklinde;
• şu anda çalışmak IEEE 802.16 standardı tarafından düzenlenir;
• bazı teknolojiler sayesinde yoğun yerleşim alanlarında bile çalışmak mümkündür;
• ekipman maliyeti daha yüksektir Wi-Fi'den ve hatta 3G'den daha fazla.

Tabii ki, bu söylenebilecek her şeyden çok uzak, ancak bundan bile WMAX'ın sahip olduğu açıktır. diğer iletişim teknolojilerine göre çok sayıda avantaj.

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 geniş yetenekler sağlar.

Tanıtım

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 düzeyinde bir teknolojiyi ifade eder. IEEE 802.16 standartları, metropol ölçekli sabit kablosuz geniş bant sistemleri için fiziksel ve erişim kontrol katmanlarını tanımlar.

IEEE 802.16 ve IEEE 802.16-2004 standartlarının ana parametreleri tabloda sunulmaktadır. 1.

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

Standardın açıklaması

Fiziksel katmanda, IEEE 802.16-2004 standardı üç veri iletim yöntemini tanımlar: tek taşıyıcı modülasyonu (SC), ortogonal frekans bölmeli çoğullama (OFDM) ve 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. Ek olarak, abone cihazlarının aynı anda baz istasyonları olarak işlev görebildiği, ağ dağıtımını büyük ölçüde basitleştiren ve görüş hattı sorunlarının üstesinden gelmeye yardımcı olan "bire bir" topoloji (ağ) desteği içerir.

OFDM modülasyonu

OFDM sinyali oluşturulurken, 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, İkili Faz Kaydırmalı Anahtarlama (BPSK), Dörtlü Faz Kaydırmalı Anahtarlama (QPSK) veya Dörtgen Genlik Kaydırmalı Anahtarlama (QAM) kullanılarak 16 veya 64 mertebesinde modüle edilebilir. her bir anahtarlama türü Şekil 2'de gösterilmektedir. 1. Vericide, fazın bir fonksiyonu olarak genlik, ters hızlı Fourier dönüşümü (IFFT) kullanılarak zamanın bir fonksiyonuna dönüştürülür. Alıcı, sinyal genliğini zamanın bir fonksiyonu olarak frekansın bir fonksiyonuna dönüştürmek için Hızlı Fourier Dönüşümü'nü (FFT) kullanır.

Pirinç. 1. Faz düzleminde bit görüntüleme seçenekleri

Fourier dönüşümünün kullanılması, frekans aralığını, spektrumları örtüşen ancak ortogonal kalan alt taşıyıcılara bölmenize izin verir. Alt taşıyıcıların dikliği, her birinin sembol periyodu başına tam sayıda yalpalama içerdiği anlamına gelir. Olarak Şekil l'de görülebilir. Şekil 2'de, alt taşıyıcılardan herhangi birinin spektral eğrisi, bitişik eğrinin "merkez" frekansı için bir sıfır değerine sahiptir. Alt taşıyıcı spektrumunun bu özelliği, aralarında parazit olmamasını sağlar.

Pirinç. 2. Ortogonal alt taşıyıcılar

OFDM'nin ana avantajlarından biri, çok yollu etkilere karşı sağlamlığıdır. 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 sembolünün önüne döngüsel önek adı verilen bir koruma aralığı eklenir. Döngüsel önek, alt taşıyıcıların ortogonalliğinin korunmasını garanti eden yararlı sinyalin bir parçasıdır (ancak yalnızca çok yollu yayılımda yansıyan sinyal, döngüsel önek süresinden daha fazla geciktirilmezse). Ek olarak, döngüsel önek, sembolün zaman aralığında herhangi bir yerde Fourier dönüşümü için pencereyi seçmenize izin verir (Şekil 4).

Pirinç. 3. Çoklu yol efektinin çizimi

Pirinç. 4. Çok Yollu OFDM sembol işleme

Parazit önleyici kodlama

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

Esneklik

Fiziksel katmanın önemli bir özelliği, kanal bant genişliği için bant genişliği seçme yeteneğidir. Standart, RF spektrumunu daha verimli kullanmak için aralarında birçok seçenek bulunan 1,25 MHz ila 20 MHz'lik adımlarla bant genişliği seçimine izin verir. Ek olarak, standart, uyarlanabilir bir sinyal kodu yapısını içerir, yani sistem, her an kanal özelliklerine göre ayarlanır, hızı gürültü bağışıklığına "pompalar" ve bunun tersi de geçerlidir. Standarda uygun olarak, sinyal-gürültü oranına (S/N) bağlı olarak sistem kararlı çalışma sağlayabilecek bir modülasyon yöntemi seçer (Şekil 5).

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

Radyo spektrumu 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.

Tam çift yönlü iletişimi uygulamak için iki teknoloji kullanılır: aşağı ve yukarı akış zaman bölmeli çift yönlü (TDD) ve frekans bölmeli çift yönlü (FDD).

Bilginin korunması

Standarda uygun olarak, ağ üzerinden iletilen tüm trafik, yetkisiz erişimi engellemek ve kullanıcı verilerini korumak için şifrelenir. Baz istasyonu (BS) WiMAX, gerekirse kendi arabirim türleriyle birkaç modül kurabileceğiniz, ancak ağ yönetimi için yönetim yazılımının desteklenmesi gereken modüler bir yapıdır. Bu yazılım, tüm ağın merkezi yönetimini sağlar. Abone kümelerinin mevcut şebekeye mantıksal olarak eklenmesi de bu yönetimsel fonksiyon aracılığıyla gerçekleştirilir.

Bir abone istasyonu (SS), benzersiz bir seri numarasına, MAC adresine ve X.509 dijital imzasına sahip bir cihazdır ve buna göre SS'nin BS'de kimliği doğrulanır. Ayrıca standarda göre, AU'nun dijital imzasının geçerlilik süresi 10 yıldır. Hoparlörü istemciye kurduktan ve gücü açtıktan sonra, hoparlör, radyo sinyalinin belirli bir frekansını kullanarak baz istasyonunda yetkilendirilir, bundan sonra baz istasyonu, yukarıdaki tanımlama verilerine dayanarak yapılandırma dosyasını aboneye iletir. TFTP protokolünü kullanarak. Bu yapılandırma dosyası, veri iletiminin (alımının) alt bandı, trafik türü ve mevcut bant genişliği, trafik şifrelemesi için anahtarların dağıtım planı ve AS'nin çalışması için gerekli diğer bilgiler hakkında bilgiler içerir. Konfigürasyon verilerini içeren gerekli dosya, AC sisteminin yöneticisi abone tabanına girdikten sonra, belirli erişim parametrelerinin ikincisine atanmasıyla otomatik olarak oluşturulur.

Yapılandırma prosedüründen sonra, baz istasyonundaki AU kimlik doğrulaması aşağıdaki gibidir:

• Abone istasyonu, X.509 sertifikasını, desteklenen şifreleme yöntemlerinin açıklamasını ve ek bilgileri içeren bir yetkilendirme talebi gönderir.
• Baz istasyonu, bir yetkilendirme talebine yanıt olarak (istek geçerliyse), abonenin genel anahtarıyla şifrelenmiş bir doğrulama anahtarı, bir sonraki yetkilendirme anahtarını belirlemek için gereken sırayı belirlemek için 4 bitlik bir anahtar içeren bir yanıt gönderir ve anahtar ömür...
• AS'nin çalışması sırasında sistem yöneticisi tarafından belirlenen bir süre sonra tekrar yetkilendirme ve doğrulama gerçekleşir ve doğrulama ve yetkilendirmenin başarılı bir şekilde geçmesi durumunda veri akışı kesilmez.

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 anahtarları şifrelemek için kullanılan bir anahtardır.
• Standarda göre, her an, örtüşen ömürlerle iki anahtar aynı anda kullanılır. Bu önlem, paket kaybı olan bir ortamda (ve havada kaçınılmazdır) gereklidir ve ağın sürekliliğini sağlar. Oldukça uzun olan dinamik olarak değişen çok sayıda anahtar vardır ve dijital imza kullanılarak güvenli bağlantılar kurulur. Standarda göre şifreleme 3-DES algoritmasına göre yapılır ve şifreleme devre dışı bırakılamaz. Daha güvenilir AES algoritması için isteğe bağlı olarak şifreleme sağlanır.

"Bir çip üzerindeki sistemlere" dayalı WiMAX ekipmanının geliştirilmesi

Telekomünikasyon pazarının gelişimindeki modern eğilimler, "çip üzerindeki sistemler" olarak adlandırılanların gelişimini belirler. Çipte sistem aygıtları, genellikle, bir veya daha fazla işlemcinin, belirli bir miktarda belleğin, bir dizi çevresel aygıtın ve arabirimin entegre edildiği tek bir yonga üzerindeki aygıtlar anlamına gelir - yani, bunun için gerekli olan maksimum değer. sistem için belirlenen görevleri çözer. "Bir çip üzerindeki sistemlerin" geliştirilmesi, güç tüketimini, çip alanını ve sonuç olarak maliyeti doğrudan etkileyen geliştirilmiş devrenin optimizasyonunu içerir.

Şu anda, dünyanın önde gelen üreticileri, WiMAX standardının fiziksel ve MAC katmanlarının ana işlevlerini entegre eden "bir çip üzerindeki sistemlerin" geliştirilmesine odaklandı. IEEE 802.16-2004 spesifikasyonuna dayalı olarak geliştirilen ilk örnekler Fijitsu, Intel, Sequans Communications, Wavesat ve PicoChip tarafından sunuldu. Bu firmaların sunduğu çözümler, fiziksel katmanda 256 alt taşıyıcılı OFDM modülasyonu ve iç kod için konvolüsyonel kodlama ve Viterbi kod çözme, dış katman için Reed-Solomon kodlarının kullanıldığı temel bir kodlama şeması kullanır.

İşlevsel olarak, WiMAX ekipmanı temel ve abone ekipmanına ayrılmıştır. Baz istasyonları için birinci nesil çipler, abone istasyonlarından daha düşük bir entegrasyon seviyesine sahiptir. Baz istasyonu MAC protokolünü uygulamak için bu çözümlerin performansında bir artış gereklidir. Bu amaçla, MAC protokolünün üst katmanını yürütmek için harici işlemciler kullanılır. Böylece, WiMAX yonga setleri, MAC protokolünün fiziksel katman işlevlerini ve alt katman 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 işlevlerinin entegre edildiği WiMAX abone istasyonları için bir PRO / Kablosuz 5116 "çip üzerinde sistem" sunan ilk kişi oldu. Fujitsu'nun MB87M3400 yongası, daha geniş bir uygulama yelpazesi için tasarlanmıştır ve hem temel hem de tüketici ekipmanı geliştirmenize olanak tanır. Sequans, sırasıyla temel ve abone ekipmanı için ayrı SQN1010 ve SQN2010 yongaları geliştirmiştir.

Fujitsu, Intel ve Sequans'tan çip üzerinde sistemler, WiMAX abone istasyonları için MAC işlevselliğini tam olarak uygular. Geliştirmeye yönelik başka bir yaklaşım, iki mikro devreyi piyasaya süren Wavesat tarafından önerildi: DM256 OFDM modem (fiziksel katmanın işlevlerini uygular) ve MC336 (MAC protokolünün alt katmanını uygulayan bir bilgi işlem çekirdeğidir). Fujitsu, Intel ve Sequans, Fujitsu, Intel ve Sequans'tan bir çip üzerinde sistem abone modemi geliştirmek için ek bir harici işlemciye ihtiyaç duymaz.

Dubleks tipi, kanal genişliği ve diğer parametreler tarafından belirlenen, dikkate alınan yongaların özellikleri çok farklıdır. Fujitsu MB87M3400 çözümüne dayalı tam çift yönlü çalışma için iki yonga gereklidir. Sequans SQN1010, tam çift yönlü çalışmayı destekleyen ilk çip üzerinde sistemdir. Wavesat'ın DM256 / MC336 çözümü, tek bir DM256 OFDM modem çipine dayalı tam çift yönlü çalışmayı da mümkün kılar.

Fujitsu ve Sequans'ın mikro devreleri, sırasıyla 20 ve 28 MHz'e kadar olan 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 birimleri içerir. Tablo 2, WiMAX abone ekipmanının geliştirilmesi için ana çözüm parametrelerini sunar.

Tablo 2. WiMAX abone ekipmanının geliştirilmesi için çözümlerin ana parametreleri

Baz istasyonları

Bilinen çiplere dayalı WiMAX baz istasyonları geliştirme seçeneklerini değerlendirin. Fujitsu, hem baz hem de abone istasyonları için MB87M3400 çipini geliştirdi. Ancak, Intel'in çözümünün aksine, Fujitsu çipinin harici bir işlemci için bir arayüzü var. Tam çift yönlü modu uygulamak için, biri fiziksel katmanın ve MAC protokolünün alt katmanının işlevlerini yerine getiren iki yonga gereklidir ve ikincisi, MAC'in üst katmanını uygulamak için harici bir işlemcidir (üçüncü taraf). protokol. Baz istasyonu geliştirme için Fujitsu, Freescale MPC8560 işlemcili tam çift yönlü geliştirme kiti sağlar, ancak MAC protokolünün üst katmanı için yazılım sağlamaz.

PicoChip, iki paralel PC102 işlemcisi üzerine kurulu bir PC102 / PC8520 çözümü sunar. Şirket, MAC protokolünün alt katmanının fiziksel katmanını ve işlevlerini PC102 yongaları üzerinde uygulayan bir yazılım sağlar. Fujitsu gibi, PicoChip de geliştirme kitinde üst katman MAC protokolünü uygulamak için bir Freescale MPC8565 işlemci kullanır. Ancak, Fujitsu'dan farklı olarak PicoChip, yazılımını üst katman MAC protokolü için lisansladı. PC102 / PC8520 çözümü şifreleme-şifre çözme işlevlerini 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 katmanını uygulayan ikinci bir merkezi işlemcinin varlığında SQN1010'dan farklıdır. SQN1010 yongası, harici bir işlemci bağlamak için bir PCI arabirimine sahiptir.

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 istasyonlarını tasarlamak için gereken üst katman MAC yazılımını sağlamaz.

Açıklanan dört çözümden yalnızca PicoChip PC102 yongaları ADC / DAC işlevlerini entegre etmez. Bu nedenle analog radyo arayüzü kullanan tasarımlar ek olarak ADC/DAC cihazları gerektirecektir. Baz istasyonlarının geliştirilmesi için düşünülen çözümlerin ana parametreleri tabloda sunulmaktadır. 3.

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

WiMAX sistemlerini 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 mevcudiyeti, belirli bir ürünü seçerken ana kriterlerden biri olan WiMAX ekipmanı geliştirmenin hızını önemli ölçüde artırmanıza ve maliyetini düşürmenize olanak tanır.

WiMAX sistemlerinin dağıtımı

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

Ağ topolojisi

Noktadan noktaya bağlantı için (Şekil 6a), birbirine yönlendirilmiş iki anten kullanılır; örneğin, bitişik röle kuleleri arasındaki mesafenin onlarca kilometre olabileceği radyo röle iletim hatları bu şekilde inşa edilir. Noktadan çok noktaya topolojide (Şekil 6b), çok yönlü veya sektör antenli bir baz istasyonu “hücrenin” merkezine yerleştirilir ve hizmet verdiği tüm aboneler, ona odaklanan yönlü antenlerle donatılır.

Pirinç. 6. Olası WiMAX ağ topolojileri

Sadece çok yönlü antenler kullanılarak başka bir iletişim türü elde edilecektir. Bu durumda "herkes herkese" veya "çok noktalı çok noktalı" (mesh) bağlamak mümkün olacaktır (Şekil 6c).

Bir WiMAX baz istasyonu, gerektiğinde çeşitli bloklarla, örneğin sağlayıcının omurga ağıyla iletişim için modüller ile tamamlanabilen modüler bir çözümdür. Minimum konfigürasyonda, bir radyo arayüz modülü ve bir kablolu ağ bağlantı modülü kurulur.

Frekans aralığı

WiMAX ekipmanını seçerken, teknik özellikleri ve fiyatına ek olarak, frekans izinlerinin alınmasında Rusya'ya özgü zorluklar gibi önemli ve çoğu zaman 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 bir prosedür vardır. Herhangi bir bantta çalışmak için telekom operatörleri, hem frekans hizmetleri hem de iletişim denetim hizmetleri için yeterince 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 aralıklardır.

Radyo dalgalarının spektrumun farklı bölümlerinde yayılmasının, ekipmanın aralığını büyük ölçüde belirleyen ve aynı zamanda çok yola karşı direnci belirleyen kendi özelliklerine sahip olduğu akılda tutulmalıdır.

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.
• Yasal konuların detaylandırılması.
• Spesifik sistemlerin değerlendirilmesine geçmeden önce, analizin ön aşamasında açıkça kabul edilemez seçeneklerin reddedilmesine yardımcı olacak sistem seçimine ilişkin genel soruların dikkate alınması tavsiye edilir. Sabit WiMAX kablosuz erişim için ekipman seçerken uyulması gereken kriterleri formüle edelim:
• Ekipman, kalite garantisi olan kablosuz ekipman tasarımı ve üretiminde deneyimli uzman bir şirket tarafından üretilmelidir.
• Üretici tarafından sağlanan ekipmanın teknik özellikleri, yetenekleri hakkında sonuç çıkarmayı mümkün kılacak kadar eksiksiz olmalıdır. Bu tür özelliklerin sunumu, çalışanların profesyonelliğinden bahseder ve bir dereceye kadar, satıcının markası altında az bilinen bir markanın yeniden satışı hakkında değil, orijinal ürün hakkında konuşmamızı sağlar.
• Baz istasyonunun, harici bir anten bağlayabilmesi gereken performansı bölümlendirme ve kademeli olarak artırma yeteneğine sahip olması arzu edilir. Ardından, ilk aşamada, çok yönlü antenli bir baz istasyonu, sonraki - iki, 180 ° desen genişliğine sahip antenler vb.
• Ekipman sertifikalı olmalıdır.
• Ekipman tarafından kullanılan aralıklarda frekansları kullanmak için izin alınması mümkün olmalıdır.
• Sistemin kabul edilebilir bir maliyeti olmalıdır ve abone ekipmanının minimum maliyeti öncelikle önemlidir.

Çözüm

Bugün WiMAX'ın kablosuz veri iletimi için en gelişmiş ve gelecek vaat eden teknolojilerden biri olduğu açıktır. Ekipman üreticilerinin ve telekom operatörlerinin çabalarına katılarak 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, // "İletişim Bülteni". 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.

Farklı aktörler arasında iletişime izin veren birçok farklı teknoloji vardır. Bazıları daha hareketli, diğerlerinin gücü var. Ayrıca WiMax teknolojisi gibi ortalama parametreler de vardır. Bu nispeten yeni bir gelişmedir ve oldukça az bilinmektedir. Nedir? Nerede uygulanır? Hangi özelliklere sahiptir? O nasıl çalışır? Kullanmanın beklentileri nelerdir?

Genel bilgi

İlk olarak, tam adını öğrenelim - Mikrodalga Erişimi İçin Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik. Bu tam olarak WiMax'ın temsil ettiği şeydir. Bu, ilk standardı 2004 yılında piyasaya sürülen oldukça genç bir teknolojidir. Günlük dünyaya ancak şimdi girmeye başladı. Bilmelisiniz ki, WiMax teknolojisi, yeniliği ve aktarım hızı nedeniyle başlangıçta dördüncü neslin temsilcisi olarak konumlandı. Ancak 2008'de 3G'ye yönlendirilmesine karar verildi. Ancak bu, çeşitli karakterlerin onu kablosuz olarak konumlandırmasını engellemez.

Nedir? WiMax teknolojisi, abone cihazlarının önemli mesafeler boyunca hareket etmemesi, aynı zamanda baz istasyonundan elli kilometre uzakta çalışabilirliğin sağlanmasının öngörüldüğü 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. Ancak onlar için izin almak sorunludur. 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 sorunlar ortaya çıkar. Bu gibi durumlarda abone cihazlarının iş baz istasyonunun görüş hattında bulunmasının sağlanması gerekmektedir.

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

O nasıl çalışır?

Böylece genel anlamda WiMax teknolojisinin ne olduğunu anladık. Çalışma prensibi aşağıdaki gibidir: Kullanılabilirlik aralığında bir baz istasyonuna sahip, operatörün ağına ayarlanmış 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 başarılı olursa, modeme bir adres, çalışma modu ve diğer parametreler atanır. Genel olarak hepsi bu kadar - cihaz, kullanıcı tarafından manipüle edilmeye hazır. En basit diyagram böyle görünüyor.

Ek olarak, görevi baz istasyonları, servis sağlayıcılar ve İnternet arasında bağlantı 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. Her ne kadar baz istasyonları hakkında konuşsak da, buradaki durum biraz farklı. Dolayısıyla bağlantı ve veri alışverişi için 10-66 GHz aralığındaki frekansları kullanırlar. Ve aralarındaki veri alışverişinin hızı 120 Mbit / s'ye ulaşabilir. Bu durumda en az bir baz istasyonunun klasik kablolu bağlantı üzerinden sağlayıcının ağına bağlı olduğundan emin olmak 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 uzun mesafelerde çalışır. Bunları kurmak için kule yapılmasına gerek yok, evlerin çatılarına kurulumlar yapabilirsiniz. Ancak aynı zamanda görüş hattı koşullarını da gözlemlemek gerekir. Aksi takdirde, WiMax ekipmanı gerekli verimlilikte çalışmayacaktır (eğer çalışıyorsa).

Teknik özellikler

İşin güvenilirliği nasıl sağlanır? Bunu yapmak için şunları kullanın:

1. TDD. Teknolojinin bu bileşeni, veri iletmek ve almak için aynı bant genişliğini kullanmayı mümkün kılar ve böylece ağ performansını optimize eder.
2. CP. Yansıyan ve doğrudan sinyal arasındaki paraziti önlemeye yardımcı olur.
3. CC & CTC. Karakter kodlaması için kullanılır.
4. AMC. Dijital sinyalleri analoğa dönüştürmekle meşgul. İşin özgüllüğü, gürültü düzeyine ve veri aktarımının gücüne bağlıdır. Sinyaller ne kadar iyi alınırsa, modülasyon o kadar yüksek seçilir ve daha yüksek bir veri hızı 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 birden fazla antenle veri alışverişine izin verir.
7. AAS. Abone cihazlarının hareketlerine göre değişen bir anten sistemidir.

Elbette kablosuz internetin bu teknolojideki tüm teknik sorunları bunlar değil. Ancak yukarıdakilerin tümü tanıdık için fazlasıyla yeterli.

Kullanım fizibilitesi

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

1. Gerekli yatırımın büyüklüğü ve geri ödeme süresi.
2. Ağı başlatmak ve ardından hizmet sunmaya başlamak için geçen süre.
3. Halihazırda var olan ve onu çalışır durumda tutmak için gereken kaynaklar.
4. Operatörün seçtiği strateji, hedef kitlesi, yakın gelecekte sunduğu ve planladığı 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 sağlamanız gerektiğinde.
2. Bir coğrafi konuma bağlı olmayan erişim noktaları oluşturun.
3. Yüksek hızlı telekomünikasyon ve veri iletim hizmetlerinin sağlanması gerekmektedir.
4. Wi-Fi erişim noktalarını birbirleriyle ve küresel ağın diğer bölümleriyle bağlayın.

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

Teknoloji telekom 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 izin verir. Bu da abone sayısı ve sunulan hizmet yelpazesi üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir.
2. Ayrıca (geleneksel kablolu kanallarla çalışmak yerine) kullanımının daha kolay olduğunu da belirtmek gerekir. WiMax kolayca dağıtılabilir ve gerektiğinde kolayca ölçeklenebilir. Bu özellik, kısa sürede büyük bir ağın çalışmasını sağlamanız gerektiğinde son derece kullanışlıdır. Bu özelliğin daha iyi anlaşılması için küçük bir örnek vereceğiz. Aralık 2004'te güçlü bir tsunami Endonezya'yı vurdu. Ve hayatta kalanlara yardım etmek için WiMax konuşlandırıldı. Nitekim o dönemde tüm bölgenin iletişim altyapısı bozuktu. Ve bağlantıyı hızlı bir şekilde geri yüklemek gerekliydi.

Bütün bunlar, hem ticari hem de bireysel vatandaşlar için kaliteli hizmetlerin fiyatını düşürmemizi sağlar. Ayrı olarak, kullanıcı ekipmanı hakkında da söylenmelidir. İç mekan kullanımı 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 bulunabileceği maksimum mesafe için daha önemli gereksinimleri vardır.

Mimari özellikler

WiMax, bu düzeyde kimlik doğrulama, ağ adresi tahsisi, diğer ağlarla etkileşim ve diğer birçok konu gibi birçok farklı yönü tanımlar. 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 kendisine bağlanması yeterlidir, çünkü bunun için zaten diğer abonelerden etkilenmeyen belirli bir yuva oluşturulacaktır. Bu sayede, ağın genel işleyişini ve güvenilirliğini olumlu yönde etkileyen veri iletiminin kararlılığı sağlanır.

WiMax ve Wi-Fi Karşılaştırması

Kulağa ne kadar garip 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 arasındaki fark ne? 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 bir sistemdir. Genellikle yüzlerce veya onlarca metreyi kapsar, erişim sağlamak için kendisine lisanssız frekans bantları kullanır. Bu teknoloji genellikle internete bağlı olması gerekmeyen bir yerel alan ağı oluşturmak için kullanılır.

Aslında WiMax mobil iletişimle karşılaştırılabilir, Wi-Fi ise sabit hatlı kablosuz telefon gibidir. 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 kapsamak için bile olsa ve birkaç noktanın çalışmasını sağlamalısınız.

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 sağlık kurallarını ihlal etmeden böyle bir aralık sağlayamaz (aralığının güce bağlı olduğunu ve belirli sınırların ötesine geçtiğinde insanları olumsuz yönde etkilediğini unutmayın).

Bu gibi durumlarda, karasal İnternet kurtarmaya gelir. Veri iletimi için televizyon kanallarıyla aynı frekansları kullanan bir teknolojidir. Bu sayede oldukça iyi (3 Mbit / s'ye kadar) bir İnternet'i önemli bir masraf olmadan önemli bir mesafede kullanabilirsiniz. Böylece, eterik kulenin 80 kilometrelik bir mesafede olduğu durumlarda bile bir bağlantınız olabilir. Bu menzil, yalnızca, dünya ile etkileşime geçmek için hala yeterli olan nispeten düşük hız nedeniyle mümkündür. Bu radyo iletişim teknolojisi, radyo dalgalarını alabileceğiniz her yerde İnternet'i kullanmanıza izin verecektir: bir yazlık, bir araba, kırsal kesimde bir piknik ve hatta açık bir alan. Bağlanmak için standart bir desimetre televizyon antenine ve ilgili bilgisayar ayarlarına sahip olmak yeterlidir.

Doğru, burada da belirli bir dezavantaj var. Bu nedenle, veri iletmek ve almak için verimliliği etkileyen iki farklı kanal kullanılır. Ama öte yandan, bu teknoloji oldukça ucuz. Önemli bir aralıkla birlikte, bu, onu oldukça uygun ve iddiasız bir veri alışverişi yolu olarak görmemizi sağlar. Ama ne yazık ki bunun bedelini ödemek zorundasın. Aynı WiMax ile karşılaştırıldığında, iletim hızı on kat daha düşüktür. İnternete basit bir ziyaretle (ve büyük oyunlar veya uzun filmler indirmemek) nimet olsa da, fark çok belirgin değildir.

WiMax ve LTE'nin Karşılaştırılması

Bu en ilginç olanı. Sadece bu teknolojiler doğrudan rakip olarak görüldüğü için. 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'taki ile neredeyse aynı şekilde kullanıldı. Ve bunları teknik açıdan karşılaştırırsanız, farklılıkların 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 nesnelerin kolay entegrasyonunu kolaylaştırır ve ağ yönetimini basitleştirir. Ayrıca, bir istemci cihazı, 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 pratik olarak aynı göstergeler elde edildi. Ama gerçek durum pek farklı değil. Kural olarak, en düşük çalışma hızı. LTE'nin serbest frekanslarla ilgili bazı sorunları olmasına rağmen. WiMax söz konusu olduğunda durum çok daha iyi değil. Ancak son seçim sağlayıcı tarafından yapılırken, kullanıcılar için WiMax ve LTE arasındaki iş kalitesi arasındaki fark algılanamaz.

kullanım

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

Belki gelecekte WiMax teknolojisi yerini başka bir şeye bırakacaktır. Örneğin, 5G temsilcileri. Ama bir gerçek değil ve her yerde değil. Aynı 5G'yi yalnızca bir kilometre yarıçapındaki abone sayısı bir milyon aktif cihaz sayısına yaklaşırsa kullanmak mantıklıdır. Ve kırsal alanlar ve küçük kasabalar için önümüzdeki on yıllar boyunca WiMax'tan daha iyi bir şey olmayacak gibi görünüyor. 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, inşaat şeması ve hatta en sık bahsedilen ilgili gelişmeler dikkate alındı. Belki gelecekte geliştirilecek ve özellikleri önemli ölçüde iyileşecek, bu da ona izleyicileri kazanmak için yeni şanslar verecek. O zamana kadar, umutları küçük şehirlerde ve devlerimizin etrafında büyüyen aglomerasyonlarda yoğunlaşan en uygun çözüm olarak kabul edilebilir. Daha önceki nesillerin teknolojileri daha iyi veri aktarma yolları yaratmak için kullanıldığından, daha ilerici bir şeyin temeli olarak hareket etmesi de mümkündür. Ancak ihtiyaçlarımızı karşılarken, zaten orada olanı kullanalım ve aynı zamanda daha mükemmel bir şey üzerinde çalışalım.