WiMAX

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 10 augusti 2020; kontroller kräver 20 redigeringar .

WiMAX ( Eng.  Worldwide Interoperability for Microwave Access ) är en telekommunikationsteknik utformad för att tillhandahålla universell trådlös kommunikation över långa avstånd för ett brett utbud av enheter (från arbetsstationer och bärbara datorer till mobiltelefoner ). Baserat på IEEE 802.16-standarden , även kallad Wireless MAN (WiMAX bör betraktas som en slangterm eftersom det inte är en teknik utan namnet på forumet där Wireless MAN kom överens om). Denna teknik kallas även den sista milen.

Namnet "WiMAX" skapades av WiMAX Forum  , en organisation som grundades i juni 2001 för att främja och utveckla WiMAX-teknik. Forumet beskriver WiMAX som "en standardbaserad teknik som ger höghastighetsåtkomst till trådlöst nätverk som ett alternativ till hyrda telefonlinjer och DSL ." Den maximala hastigheten är upp till 1 Gbps per cell.

WiMAX-tekniken kombinerar prestationerna av inte bara enklare trådlös åtkomstteknik (WiFi), utan också tekniken från tredje generationens mobilnät.

Användningsomfång

WiMAX är lämplig för följande uppgifter:

WiMAX låter dig komma åt Internet med höga hastigheter, med mycket större täckning än Wi-Fi- nätverk. Detta gör att tekniken kan användas som "stamkanaler", som förs vidare av traditionella DSL och hyrda förbindelser, såväl som lokala nätverk . Som ett resultat låter detta tillvägagångssätt dig skapa skalbara höghastighetsnätverk inom städer.

Möjligheten att använda WiMAX som åtkomstteknik

Problemet med den sista milen har alltid varit en akut uppgift för signalmän. Hittills har många sista mil-teknologier dykt upp, och alla telekomoperatörer står inför uppgiften att välja en teknik som optimalt löser problemet med att leverera vilken typ av trafik som helst till sina abonnenter. Det finns ingen universell lösning på detta problem, varje teknik har sin egen omfattning, sina egna fördelar och nackdelar. Valet av en viss teknisk lösning påverkas av ett antal faktorer, inklusive:

Var och en av dessa faktorer har sin egen vikt, och valet av en viss teknik görs med hänsyn till dem alla tillsammans. [1] .

Fast och mobil WiMAX

Uppsättningen fördelar är inneboende i hela WiMAX-familjen, men dess versioner skiljer sig avsevärt från varandra. Utvecklarna av standarden letade efter optimala lösningar för både fasta och mobila applikationer, men det gick inte att kombinera alla krav inom en standard. Även om ett antal grundläggande krav överlappar varandra har teknikens fokus på olika marknadsnischer lett till skapandet av två separata versioner av standarden (eller snarare, de kan betraktas som två olika standarder).

Var och en av WiMAX-specifikationerna definierar dess driftsfrekvensområden, bandbredd, strålningseffekt, överförings- och åtkomstmetoder, signalkodning och moduleringsmetoder, principer för återanvändning av radiofrekvenser och andra indikatorer. Därför är WiMAX-system baserade på versioner av IEEE 802 .16 e- och d-standarden praktiskt taget inkompatibla. Korta beskrivningar av varje version ges nedan.

802.16-2004 (även känd som 802.16d, Fixed WiMAX och WiMAX pre ) är en specifikation som godkändes 2004. Ortogonal frekvensmultiplexering ( OFDM ) används, fast åtkomst stöds i områden med eller utan siktlinje. Användarenheter är stationära modem för utomhus- och inomhusinstallationer, samt PCMCIA- kort för bärbara datorer . I de flesta länder är 3,5- och 5 GHz- banden reserverade för denna teknik . Enligt WiMAX Forum finns det redan cirka 175 implementeringar av den fasta versionen. Många analytiker ser det som en konkurrerande eller kompletterande DSL-trådbunden bredbandsteknik.

802.16-2005 (även känd som 802.16e och mobil WiMAX) är en specifikation som godkändes 2005. Detta är ett nytt steg i utvecklingen av teknik för fast access (802.16d). Optimerad för att stödja mobilanvändare, versionen stöder ett antal specifika funktioner som handover , viloläge och roaming . Skalbar OFDM-åtkomst (SOFDMA) används, drift är möjlig med eller utan siktlinje. Planerade frekvensband för mobila WiMAX-nätverk är följande: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 GHz. Flera pilotprojekt har implementerats i världen, inklusive Skartel , som var först i Ryssland med att distribuera sitt nätverk . FlyNet-projektet har genomförts i Kazakstan. 802.16e:s konkurrenter är alla tredje generationens mobilteknologier (t.ex. EV-DO , HSDPA ).

Den största skillnaden mellan de två teknologierna är att fast WiMAX tillåter endast betjäning av "statiska" abonnenter, medan mobilen är fokuserad på att arbeta med användare som rör sig i hastigheter upp till 150 km/h. Mobilitet innebär närvaron av roamingfunktioner och "sömlös" växling mellan basstationer när abonnenten flyttar (som händer i mobilnät). I ett särskilt fall kan mobil WiMAX även användas för att betjäna fasta användare [2] .

Bredband

Många telebolag satsar hårt på att använda WiMAX för att tillhandahålla höghastighetskommunikation av följande skäl:

Sammanfattningsvis kommer alla dessa fördelar att göra det möjligt att sänka priserna för tillhandahållande av höghastighetsinternettjänster för både företagsstrukturer och privatpersoner.

Användarutrustning

Utrustning för att använda WiMAX-nätverk levereras av flera tillverkare och kan installeras både inomhus (enheter i storleken som ett vanligt DSL-modem) och utomhus. Det bör noteras att utrustning som är designad för inomhusplacering och som inte kräver yrkeskunskaper, naturligtvis, är bekvämare under installationen, men den kan fungera på mycket kortare avstånd från basstationen än professionellt installerade externa enheter. Därför kräver utrustning som installeras inomhus en mycket större investering i utvecklingen av nätverksinfrastruktur, eftersom det innebär användning av ett mycket större antal accesspunkter.

Med uppfinningen av mobil WiMAX läggs mer och mer tonvikt på utvecklingen av mobila enheter, inklusive speciella telefoner (liknande en vanlig mobil smartphone ) och kringutrustning ( USB -radiomoduler och PC-kort ).

Wi-Fi och WiMAX

Jämförelser mellan WiMAX och Wi-Fi är långt ifrån ovanliga - termerna är konsonanta, namnen på standarderna som dessa teknologier är baserade på är liknande (standarderna är utvecklade av IEEE, båda börjar med "802.") och båda teknikerna använder en trådlös anslutning och används för att ansluta till Internet (datautbyteskanal). Men trots detta syftar dessa tekniker till att lösa helt andra problem.

Jämförelsetabell över trådlösa standarder
Teknologi Standard Användande Bandbredd Handlingsradie Frekvenser
WiFi 802.11ac WLAN upp till 1 Gbps upp till 300 m 5 GHz
WiFi 802.11b WLAN upp till 11 Mbps upp till 300 m 2,4 GHz
WiFi 802,11g WLAN upp till 54 Mbps upp till 300 m 2,4 GHz
WiFi 802.11n WLAN upp till 300 Mbps (i framtiden upp till 600 Mbps) upp till 300 m 2,4-2,5 eller 5,0 GHz
WiMax 802.16d WMAN upp till 75 Mbps 25-80 km 1,5-11 GHz
WiMax 802.16e Mobil WMAN upp till 40 Mbps 1—5 km 2,3-13,6 GHz
WiMax 2 802,16m WMAN , Mobil WMAN upp till 1 Gbps ( WMAN ), upp till 100 Mbps (Mobil WMAN) 120-150 km (standard under utveckling) Upp till 11 GHz
Bluetooth v. 1.1 802.15.1 WPAN upp till 1 Mbps upp till 10 m 2,4 GHz
Bluetooth v. 2.0 802.15.3 WPAN upp till 2,1 Mbps upp till 100 m 2,4 GHz
Bluetooth v. 3.0 802.11 WPAN 3 till 24 Mbps upp till 100 m 2,4 GHz
UWB 802.15.3a WPAN 110-480 Mbps upp till 10 m 7,5 GHz
ZigBee 802.15.4 WPAN 20 till 250 kbps 1-100 m 2,4GHz (16 kanaler), 915MHz (10 kanaler), 868MHz (enkanal)
Infraröd kommunikationslinje Irda WPAN upp till 15 Mbps från 5 till 50 centimeter, enkelriktad kommunikation - upp till 10 meter Infraröd strålning
  • WiMAX är ett system med lång räckvidd som täcker kilometer av utrymme som vanligtvis använder licensierat spektrum (även om olicensierade frekvenser också kan användas) för att tillhandahålla en punkt-till-punkt Internetanslutning av en ISP till slutanvändaren. Olika standarder i 802.16-familjen ger olika typer av åtkomst, från mobil (liknande dataöverföring från mobiltelefoner) till fast (ett alternativ till trådbunden åtkomst, där användarens trådlösa utrustning är bunden till en plats).
  • Wi-Fi är ett kortare räckviddssystem, som vanligtvis täcker tiotals meter, som använder olicensierade frekvensband för att ge nätverksåtkomst. Vanligtvis används Wi-Fi av användare för att komma åt sitt eget lokala nätverk, som kanske är anslutet till Internet eller inte. Om WiMAX kan jämföras med mobil kommunikation, så är Wi-Fi mer som en fast telefon .
  • WiMAX och Wi-Fi har en helt annan Quality of Service ( QoS ) mekanism. WiMAX använder en mekanism som bygger på att upprätta en anslutning mellan en basstation och en användares enhet. Varje anslutning är baserad på en speciell schemaläggningsalgoritm som kan garantera QoS-parametern för varje anslutning. Wi-Fi använder i sin tur en QoS-mekanism som liknar den som används i Ethernet , där paket får en annan prioritet. Detta tillvägagångssätt garanterar inte samma QoS för varje anslutning. På grund av dess låga kostnad och enkla installation, används Wi-Fi ofta för att ge kunderna snabb tillgång till Internet av olika organisationer. På många kaféer, hotell, tågstationer och flygplatser kan du till exempel hitta en gratis Wi-Fi-hotspot för besökare.

Hur det fungerar

Grundläggande begrepp

Generellt sett består WiMAX-näten av följande huvuddelar: bas- och abonnentstationer, samt utrustning som kopplar basstationerna till varandra, till tjänsteleverantören och till Internet.

För att ansluta basstationen med abonnenten används ett högfrekvent radiovågsområde från 1,5 till 11 GHz. Under idealiska förhållanden kan dataöverföringshastigheterna nå 70 Mbps, utan behov av siktlinje mellan basstationen och mottagaren.

Som nämnts ovan används WiMAX både för att lösa problemet med " sista milen " och för att ge nätverksåtkomst till kontors- och distriktsnätverk [3] .

Anslutningar (siktlinje) upprättas mellan basstationer med användning av frekvensområdet från 10 till 66 GHz, dataväxlingshastigheten kan nå 140 Mbps. Samtidigt är minst en basstation ansluten till leverantörens nätverk med klassiska trådbundna anslutningar. Men ju fler BS anslutna till leverantörens nät, desto högre dataöverföringshastighet och tillförlitligheten för nätet som helhet.

Strukturen för nätverken i IEEE 802.16-standardfamiljen liknar traditionella GSM -nätverk (basstationer fungerar på avstånd på upp till tiotals kilometer, det är inte nödvändigt att bygga torn för installation - installation på hustak är tillåten, med förbehåll för villkor för direkt sikt mellan stationer) [4] .

Funktionssätt

MAC / länklager

I Wi-Fi-nätverk tävlar alla användarstationer som vill överföra information via en åtkomstpunkt (AP) om den senares "uppmärksamhet". Detta tillvägagångssätt kan orsaka en situation där kommunikationen för mer avlägsna stationer ständigt kommer att stängas av till förmån för närmare stationer. Detta tillstånd gör det svårt att använda tjänster som Voice over IP (VoIP), som är mycket beroende av en kontinuerlig anslutning.

När det gäller 802.16-nätverk använder MAC en schemaläggningsalgoritm. Varje användarstation behöver bara ansluta till åtkomstpunkten, en dedikerad plats kommer att skapas för den på åtkomstpunkten, oåtkomlig för andra användare.

Arkitektur

WiMAX Forum har utvecklat en arkitektur som definierar många aspekter av driften av WiMAX-nätverk: interaktion med andra nätverk, distribution av nätverksadresser, autentisering, etc. Illustrationen ovan ger en uppfattning om arkitekturen hos WiMAX-nätverk.

  • SS/MS (abonnentstationen/mobilstationen)
  • ASN (Access Service Network) [5]
  • BS (Basstation), basstation, en del av ASN
  • ASN-GW (ASN Gateway), gateway, en del av ASN
  • CSN (Anslutningstjänstnätverket)
  • HA (Home Agent, del av CSN)
  • NAP (en nätverksåtkomstleverantör)
  • NSP (en nätverkstjänsteleverantör)
  • ASN (Access Service Network) - åtkomstnätverk.
  • ASN Gateway är utformad för att kombinera trafik- och signalmeddelanden från basstationer och deras vidare överföring till CSN-nätverket.
  • BS (Basstation) - basstation. Huvuduppgiften är att upprätta, underhålla och koppla bort radiolänkar. Dessutom utför den signalbehandling, såväl som fördelning av resurser mellan abonnenter.
  • CSN (Connectivity Service Network) - nätverk för tillhandahållande av tjänster.
  • HA (Home Agent) - ett nätverkselement som ansvarar för möjligheten till roaming. Dessutom tillhandahåller det datautbyte mellan olika operatörers nätverk. [6]

Arkitekturen för WiMax-nätverk är inte bunden till någon speciell konfiguration och är mycket flexibel och skalbar.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Tillämpad ekonomi för trådlösa accessnätverk . Hämtad 23 juni 2009. Arkiverad från originalet 21 juni 2009.
  2. ↑ Mångfald i enhet . Hämtad 28 oktober 2008. Arkiverad från originalet 11 oktober 2008.
  3. ↑ Omedelbart 4G . Privat korrespondent (17 november 2008). Arkiverad från originalet den 24 augusti 2011.
  4. ↑ Omedelbart 4G . Privat korrespondent (16 november 2008). Arkiverad från originalet den 24 augusti 2011.
  5. ↑ Access Service Network i WiMAX: ASN-GW:s roll . mustafaergen.com. Datum för åtkomst: 12 mars 2008. Arkiverad från originalet den 27 februari 2008.
  6. ↑ Mobil WIMAX . Hämtad 25 september 2010. Arkiverad från originalet 18 mars 2011.

Litteratur

  • V. Vishnevsky , S. Portnoy , I. Shakhnovich . WiMax Encyclopedia. 4G-sättet. — M.: Technosfera , 2009. — 472 sid. — ISBN 978-5-94836-223-6 .
  • Vishnevsky V. M. , Lyakhov A. I. , Portnoy S. L. , Shakhnovich I. L. Trådlösa bredbandsnät för informationsöverföring. M.: Technosphere, 2005

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Internet anslutning
Kabelanslutning
Trådlös anslutning
Internetanslutningskvalitet
( ITU-T Y.1540, Y.1541)		Bandbredd (bandbredd) ( eng.  Nätverksbandbredd ) • Nätverksfördröjning (svarstid, eng.  IPTD ) • Fluktuation av nätverksfördröjning ( eng.  IPDV ) • Packet loss ratio ( eng.  IPLR ) • Paketfelfrekvens ( eng.  IPER ) • Tillgänglighetsfaktor