WiMAX

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. augusztus 10-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 20 szerkesztést igényelnek .

A WiMAX ( Eng.  Worldwide Interoperability for Microwave Access ) egy távközlési technológia, amelyet arra terveztek, hogy univerzális vezeték nélküli kommunikációt biztosítson nagy távolságokon számos eszköz számára (a munkaállomásoktól és laptopoktól a mobiltelefonokig ). Az IEEE 802.16 szabvány alapján , más néven Wireless MAN (a WiMAX-ot szleng kifejezésnek kell tekinteni, mivel ez nem technológia, hanem annak a fórumnak a neve, ahol a Wireless MAN-ról megállapodtak). Ezt a technológiát utolsó mérföldnek is nevezik.

A "WiMAX" nevet a WiMAX Forum hozta létre, egy szervezet, amelyet 2001  júniusában alapítottak a WiMAX technológia népszerűsítésére és fejlesztésére. A fórum a WiMAX-ot "szabványokon alapuló technológiaként írja le, amely nagy sebességű vezeték nélküli hálózati hozzáférést biztosít a bérelt telefonvonalak és a DSL alternatívájaként ". A maximális sebesség cellánként legfeljebb 1 Gbps .

A WiMAX technológia nemcsak az egyszerűbb vezeték nélküli hozzáférési technológiák (WiFi) vívmányait ötvözi, hanem a 3. generációs mobilhálózatok technológiáit is.

Felhasználási kör

A WiMAX a következő feladatokra alkalmas:

A WiMAX lehetővé teszi az internet elérését nagy sebességgel, sokkal nagyobb lefedettséggel, mint a Wi-Fi hálózatok. Ez lehetővé teszi a technológia „gerinccsatornaként” történő használatát, amelyet a hagyományos DSL és a bérelt vonalak, valamint a helyi hálózatok folytatnak . Ennek eredményeként ez a megközelítés lehetővé teszi méretezhető nagy sebességű hálózatok létrehozását a városokon belül.

A WiMAX hozzáférési technológiaként való használatának megvalósíthatósága

Az utolsó mérföld problémája mindig is sürgető feladat volt a jelzőőrök számára. A mai napig számos utolsó mérföldes technológia jelent meg, és minden távközlési szolgáltatónak olyan technológiát kell választania, amely optimálisan megoldja a bármilyen típusú forgalom előfizetőihez való eljuttatásának problémáját. Erre a problémára nincs univerzális megoldás, minden technológiának megvan a maga hatóköre, saját előnyei és hátrányai. Egy adott technológiai megoldás kiválasztását számos tényező befolyásolja, többek között:

Ezen tényezők mindegyikének megvan a maga súlya, és az adott technológia kiválasztása mindegyiket együttesen figyelembe véve történik. [1] .

Fix és mobil WiMAX

Az előnyök halmaza az egész WiMAX család velejárója, de verziói jelentősen eltérnek egymástól. A szabvány kidolgozói mind a vezetékes, mind a mobil alkalmazásokhoz keresték az optimális megoldásokat, de nem sikerült az összes követelményt egy szabványon belül összevonni. Bár számos alapkövetelmény átfedi egymást, a technológiák különböző piaci résekre való összpontosítása a szabvány két különálló változatának megalkotásához vezetett (vagy inkább két különböző szabványnak tekinthető).

A WiMAX-specifikációk mindegyike meghatározza a működési frekvencia tartományát, a sávszélességet, a sugárzási teljesítményt, az átviteli és hozzáférési módszereket, a jelkódolási és -modulációs módszereket, a rádiófrekvenciás újrahasználat elveit és egyéb mutatókat. Ezért az IEEE 802 .16 e és d szabvány verzióin alapuló WiMAX rendszerek gyakorlatilag nem kompatibilisek. Az alábbiakban az egyes verziók rövid leírása található.

A 802.16-2004 (más néven 802.16d, Fixed WiMAX és WiMAX pre ) egy 2004-ben jóváhagyott specifikáció. Ortogonális frekvencia multiplexelést ( OFDM ) használnak, a fix hozzáférést támogatják a rálátással rendelkező vagy anélküli területeken. A felhasználói eszközök helyhez kötött modemek kültéri és beltéri telepítésekhez, valamint PCMCIA kártyák laptopokhoz . A legtöbb országban a 3,5 és 5 GHz -es sáv erre a technológiára van fenntartva . A WiMAX Fórum szerint már körülbelül 175 implementációja van a fix verziónak. Sok elemző szerint ez egy versengő vagy kiegészítő DSL vezetékes szélessávú technológia.

A 802.16-2005 (más néven 802.16e és mobil WiMAX) egy 2005-ben jóváhagyott specifikáció. Ez egy új szakasz a fix hozzáférésű technológia (802.16d) fejlesztésében. A mobilfelhasználók támogatására optimalizált verzió számos speciális funkciót támogat, mint például az átadás , a készenléti mód és a roaming . Skálázható OFDM hozzáférést (SOFDMA) használnak, a működés rálátással vagy anélkül is lehetséges. A mobil WiMAX hálózatok tervezett frekvenciasávjai a következők: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 GHz. Számos kísérleti projektet hajtottak végre a világon, köztük a Skartelt , amely Oroszországban elsőként telepítette hálózatát . A FlyNet projektet Kazahsztánban hajtották végre. A 802.16e versenytársai mind a harmadik generációs mobiltechnológiák (pl. EV-DO , HSDPA ).

A két technológia közötti fő különbség az, hogy a fix WiMAX csak "statikus" előfizetők kiszolgálását teszi lehetővé, míg a mobil a 150 km/h sebességig mozgó felhasználókkal való együttműködésre koncentrál. A mobilitás a barangolási funkciók meglétét és a bázisállomások közötti „zökkenőmentes” váltást jelenti, amikor az előfizető mozog (ahogyan ez a mobilhálózatokban történik). A mobil WiMAX adott esetben vezetékes felhasználók kiszolgálására is használható [2] .

Szélessávú

Sok távközlési szolgáltató erősen fogad a WiMAX használatára a nagy sebességű kommunikáció biztosítására a következő okok miatt:

Összefoglalva, mindezen előnyök lehetővé teszik a nagy sebességű internet-hozzáférési szolgáltatások árának csökkentését mind az üzleti struktúrák, mind a magánszemélyek számára.

Felhasználói felszerelés

A WiMAX hálózatok használatához szükséges berendezéseket több gyártó szállítja, és beltérre (normál DSL modem méretű készülékek) és kültérre egyaránt telepíthető. Figyelembe kell venni, hogy a beltéri elhelyezésre tervezett, szakmai felkészültséget nem igénylő berendezések természetesen kényelmesebbek a beépítés során, de a bázisállomástól jóval rövidebb távolságra képesek működni, mint a szakszerűen telepített külső eszközök. Ezért a beltérben telepített berendezések jóval nagyobb beruházást igényelnek a hálózati infrastruktúra fejlesztésében, mivel sokkal nagyobb számú hozzáférési pont igénybevételével jár.

A mobil WiMAX feltalálásával egyre nagyobb hangsúlyt kap a mobil eszközök fejlesztése, beleértve a speciális készülékeket (hasonlóan egy hagyományos mobil okostelefonhoz ) és a számítógépes perifériákat ( USB rádiómodulok és PC-kártya ).

Wi-Fi és WiMAX

A WiMAX és a Wi-Fi összehasonlítása korántsem szokatlan – a kifejezések mássalhangzóak, a szabványok nevei, amelyeken ezek a technológiák alapulnak, hasonlóak (a szabványokat az IEEE fejlesztette ki, mindkettő „802”-vel kezdődik), és mindkét technológia vezeték nélküli kapcsolatot használnak, és az internethez (adatcsere-csatorna) való csatlakozásra szolgálnak. Ennek ellenére ezek a technológiák teljesen más problémák megoldására irányulnak.

Vezeték nélküli szabványok összehasonlító táblázata
Technológia Alapértelmezett Használat Sávszélesség Hatósugár Frekvenciák
WiFi 802.11ac WLAN akár 1 Gbps 300 m-ig 5 GHz
WiFi 802.11b WLAN akár 11 Mbps 300 m-ig 2,4 GHz
WiFi 802,11g WLAN akár 54 Mbps 300 m-ig 2,4 GHz
WiFi 802.11n WLAN akár 300 Mbps (a jövőben akár 600 Mbps) 300 m-ig 2,4-2,5 vagy 5,0 GHz
WiMax 802.16d WMAN akár 75 Mbps 25-80 km 1,5-11 GHz
WiMax 802.16e Mobil WMAN akár 40 Mbps 1-5 km 2,3-13,6 GHz
WiMax 2 802,16 m WMAN , Mobil WMAN akár 1 Gbps ( WMAN ), akár 100 Mbps (mobil WMAN ) 120-150 km (standard fejlesztés) 11 GHz-ig
Bluetooth v. 1.1 802.15.1 WPAN akár 1 Mbps 10 m-ig 2,4 GHz
Bluetooth v. 2.0 802.15.3 WPAN akár 2,1 Mbps 100 m-ig 2,4 GHz
Bluetooth v. 3.0 802.11 WPAN 3-24 Mbps 100 m-ig 2,4 GHz
UWB 802.15.3a WPAN 110-480 Mbps 10 m-ig 7,5 GHz
Zigbee 802.15.4 WPAN 20-250 kbps 1-100 m 2,4 GHz (16 csatorna), 915 MHz (10 csatorna), 868 MHz (egycsatornás)
Infravörös kommunikációs vonal Irda WPAN akár 15 Mbps 5-50 centiméter, egyirányú kommunikáció - 10 méterig Infravörös sugárzás
  • A WiMAX egy nagy hatótávolságú, kilométernyi területet lefedő rendszer, amely jellemzően licencelt spektrumot használ (bár nem engedélyezett frekvenciák is használhatók), hogy egy internetszolgáltató pont-pont internetkapcsolatot biztosítson a végfelhasználónak. A 802.16-os család különböző szabványai különböző típusú hozzáférést biztosítanak a mobiltól (hasonlóan a mobiltelefonok adatátviteléhez) a fixig (a vezetékes hozzáférés alternatívája, amelyben a felhasználó vezeték nélküli berendezése egy helyhez van kötve).
  • A Wi-Fi egy rövidebb hatótávolságú rendszer, amely általában több tíz métert fed le, és amely engedély nélküli frekvenciasávokat használ a hálózati hozzáférés biztosítására. Általában a Wi-Fi-t a felhasználók saját helyi hálózatuk eléréséhez használják, amely lehet, hogy csatlakozik az internethez, de lehet, hogy nem. Ha a WiMAX a mobilkommunikációhoz hasonlítható, akkor a Wi-Fi inkább egy vezetékes vezeték nélküli telefon .
  • A WiMAX és a Wi-Fi teljesen más minőségi szolgáltatás ( QoS ) mechanizmussal rendelkezik. A WiMAX egy olyan mechanizmust használ, amely a bázisállomás és a felhasználó eszköze közötti kapcsolat létrehozásán alapul. Minden kapcsolat egy speciális ütemezési algoritmuson alapul, amely garantálni tudja a QoS paramétert minden egyes kapcsolathoz. A Wi-Fi pedig az Ethernetben használthoz hasonló QoS-mechanizmust használ , amelyben a csomagok eltérő prioritást kapnak. Ez a megközelítés nem garantálja ugyanazt a QoS-t minden kapcsolathoz. Alacsony költsége és egyszerű telepítése miatt a Wi-Fi-t gyakran használják az ügyfelek gyors internet-hozzáférésének biztosítására a különböző szervezetek. Például számos kávézóban, szállodában, vasútállomáson és repülőtéren talál ingyenes Wi-Fi hotspotot a látogatók számára.

Hogyan működik

Alapfogalmak

A WiMAX hálózatok általában a következő fő részekből állnak: bázis- és előfizetői állomások, valamint a bázisállomásokat egymással, a szolgáltatóval és az Internettel összekötő berendezések.

A bázisállomás és az előfizető összekapcsolásához egy 1,5-11 GHz-es nagyfrekvenciás rádióhullám-tartományt használnak. Ideális körülmények között az adatátviteli sebesség elérheti a 70 Mbps-t anélkül, hogy a bázisállomás és a vevő között rálátás kellene.

Mint fentebb említettük, a WiMAX-ot egyrészt az " utolsó mérföld " probléma megoldására, másrészt az irodai és körzeti hálózatok hálózati hozzáférésének biztosítására használják [3] .

A bázisállomások között 10-66 GHz-es frekvenciatartományban jönnek létre a kapcsolatok (látóvonal), az adatcsere sebessége elérheti a 140 Mbps-t. Ugyanakkor legalább egy bázisállomás klasszikus vezetékes kapcsolattal csatlakozik a szolgáltató hálózatához. Azonban minél több BS csatlakozik a szolgáltató hálózataihoz, annál nagyobb az adatátviteli sebesség és a hálózat egészének megbízhatósága.

Az IEEE 802.16 szabványcsalád hálózatainak felépítése hasonló a hagyományos GSM hálózatokhoz (a bázisállomások akár több tíz kilométeres távolságban is működnek, telepítésükhöz nem szükséges tornyokat építeni - a háztetőkre történő telepítés megengedett, a állomások közötti közvetlen láthatóság feltétele) [4] .

Üzemmódok

MAC / link réteg

A Wi-Fi hálózatokban minden felhasználói állomás, amely hozzáférési ponton (AP) keresztül kíván információt továbbítani, verseng az utóbbi „figyelméért”. Ez a megközelítés olyan helyzetet okozhat, amelyben a távolabbi állomások kommunikációja folyamatosan megszakad a közelebbi állomások javára. Ez az állapot megnehezíti az olyan szolgáltatások használatát, mint a Voice over IP (VoIP), amelyek nagymértékben támaszkodnak a folyamatos kapcsolatra.

Ami a 802.16-os hálózatokat illeti, a MAC ütemező algoritmust használ. Bármely felhasználói állomásnak csak a hozzáférési ponthoz kell csatlakoznia, egy dedikált slot jön létre a hozzáférési ponton, amely nem érhető el más felhasználók számára.

Építészet

A WiMAX Forum olyan architektúrát dolgozott ki, amely meghatározza a WiMAX hálózatok működésének számos aspektusát: interakciót más hálózatokkal, hálózati címek elosztását, hitelesítést stb. A fenti ábra némi képet ad a WiMAX hálózatok architektúrájáról.

  • SS/MS (az előfizetői állomás/mobilállomás)
  • ASN (az Access Service Network) [5]
  • BS (bázisállomás), bázisállomás, az ASN része
  • ASN-GW (az ASN átjáró), átjáró, az ASN része
  • CSN (a Connectivity Service Network)
  • HA (Home Agent, a CSN része)
  • NAP (hálózati hozzáférés-szolgáltató)
  • NSP (hálózati szolgáltató)
  • ASN (Access Service Network) - hozzáférési hálózat.
  • Az ASN Gateway-t úgy tervezték, hogy egyesítse a bázisállomásoktól érkező forgalmi és jelzőüzeneteket, valamint azok további továbbítását a CSN hálózatba.
  • BS (Base Station) - bázisállomás. A fő feladat a rádiókapcsolatok létrehozása, karbantartása és leválasztása. Emellett jelzésfeldolgozást, valamint az erőforrások előfizetők közötti elosztását végzi.
  • CSN (Connectivity Service Network) - szolgáltató hálózat.
  • HA (Home Agent) - a roaming lehetőségéért felelős hálózati elem. Ezenkívül adatcserét biztosít a különböző szolgáltatók hálózatai között. [6]

A WiMax hálózatok architektúrája nem kötődik semmilyen konkrét konfigurációhoz, és rendkívül rugalmas és méretezhető.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Vezeték nélküli hozzáférési hálózatok alkalmazott gazdaságtana . Letöltve: 2009. június 23. Az eredetiből archiválva : 2009. június 21..
  2. ↑ Sokszínűség az egységben . Letöltve: 2008. október 28. Az eredetiből archiválva : 2008. október 11..
  3. ↑ Azonnal 4G . Magántudósító (2008. november 17.). Archiválva az eredetiből 2011. augusztus 24-én.
  4. ↑ Azonnal 4G . Magántudósító (2008. november 16.). Archiválva az eredetiből 2011. augusztus 24-én.
  5. ↑ Az Access Service Network a WiMAX-ban: Az ASN-GW szerepe . mustafaergen.com. Hozzáférés dátuma: 2008. március 12. Az eredetiből archiválva : 2008. február 27.
  6. ↑ Mobil WIMAX . Letöltve: 2010. szeptember 25. Az eredetiből archiválva : 2011. március 18..

Irodalom

  • V. Visnyevszkij , S. Portnoj , I. Sahnovics . WiMax Enciklopédia. A 4G út. — M.: Technosfera , 2009. — 472 p. — ISBN 978-5-94836-223-6 .
  • Vishnevsky V. M. , Lyakhov A. I. , Portnoy S. L. , Shakhnovich I. L. Szélessávú vezeték nélküli hálózatok információátvitelhez. M.: Technoszféra, 2005

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
 Internet kapcsolat
Vezetékes kapcsolat
Vezetéknélküli kapcsolat
Internetkapcsolat minősége
( ITU-T Y.1540, Y.1541)		Sávszélesség (sávszélesség) ( eng.  Hálózati sávszélesség ) • Hálózati késleltetés (válaszidő, angol  IPTD ) • Hálózati késleltetés ingadozása ( eng.  IPDV ) • Csomagvesztési arány ( eng.  IPLR ) • Csomag hibaarány ( eng.  IPER ) • Elérhetőségi tényező