Проектирование беспроводной сети на основе стандарта IEEE 802.16 WiMAX — это формирование беспроводной сети на базе технологии операторского класса, которая основывается на совокупности стандартов IEEE 802.16, разработанных международным институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).
Введение
Системы беспроводного обмена информацией известны уже очень давно, но в последние примерно двадцать лет они получили необычайно интенсивное развитие, превратившись в одно из главных направлений развития индустрии телекоммуникаций. Развитие технологий телекоммуникаций осуществляется в следующих основных направлениях:
- От речевых услуг конечным пользователям к передаче скоростных потоков информационных данных, способной подразделяться на целую совокупность разных сервисов, которые могут включать и речь, и данные, и видео.
- От неподвижного пользователя к перемещающемуся и мобильному пользователю, что способны реализовать лишь беспроводные системы связи.
Технология WiMAX вобрала в себя достижения не только несложных технологий, обеспечивающих беспроводной доступ (Wi-Fi), но и технологий сотовых сетей последних поколений. Из Wi-Fi в WiMAX присутствует технология очередей сообщений, которая позволяет получать повышенную скорость передачи данных в радиоканале без видимой межсимвольной интерференции. Подобно стандартам сотовой связи в WiMAX применяются самые современные методики избыточного кодирования и повторная передача непринятых пакетов. При этом, в отличие от сотовых сетей, спецификации WiMAX не должны описывать структуру сети, что делает более сложной организацию роуминга, а также усложняет возможность получения услуг в сетях WiMAX других операторов.
Стандарт 802.16d призван обеспечить фиксированный беспроводной доступ в границах непосредственной видимости между антеннами базовых и абонентских станций, а также и за границами этой зоны. В данной версии применяется метод модуляции при помощи ортогональных несущих (OFDM). В границах прямой видимости оборудование способно функционировать в диапазонах частот 10–66 ГГц, а вне границ прямой видимости необходимы частоты ниже 11 ГГц.
Стандарт 802.16e, который является, по существу, модификацией предыдущей версии, предназначен для мобильных пользователей. Он поддерживает функцию роуминга и рассчитан на использование в диапазонах частот ниже 6 ГГц, а одним из его основных преимуществ является отсутствие требования прямой видимости для связи.
Проектирование беспроводной сети на основе стандарта IEEE 802.16 WiMAX
В 2004-ом году был разработан стандарт беспроводного широкополосного доступа IEEE 802.16-2004. В то время было ощущение, что мир стоит на пороге входа в новую реальность, где пользователям фактически в любой точке нашей планеты Земля станут доступны средства высокоскоростного обмена информацией, от передачи данных до телефонной связи и телевидения. Но скоро стало понятно, что стандарт не является панацеей, которая решит все проблемы. Следует решить ещё ряд проблем, а именно:
- Выделить частотный ресурс.
- Построить инфраструктуру сетей.
- Осуществить интеграцию уже существующих услуг.
А основная проблема состояла в том, что стандарт IEEE 802.16-2004 был предназначен для фиксированного доступа, то есть, местоположение пользователя определялось только один раз и навсегда. А в двадцать первом веке это уже является анахронизмом.
Поменять ситуацию должен был вышедший в конце 2005-го года документ IEEE Std 802.16е-2005, который именуется как стандарт IEEE 802.16е. Этот стандарт является набором коррективов уже имеющегося стандарта 802.16-2004, а также выступает как дополнение физического и МАС-уровня для объединения мобильной и фиксированной работы в лицензированных диапазонах. Как раз эти дополнения, из-за которых стандарт IEEE 802.16е именуется как «мобильный WiMAX», и открыли путь стандарту 802.16 в обширный мир мобильных приложений. В итоге он стал серьезным конкурентом технологий сотовой связи третьего и последующих поколений, впрочем, как и иных существующих технологий беспроводного доступа.
Понятие «мобильность» следует отнести к следующим категориям абонентов:
- Так называемые номадические или «кочующие» абоненты.
- Реально подвижные абоненты.
Номадические абоненты способны осуществлять перемещения в границах действия сети, но при очередном сеансе связи они выступают как локализованные, то есть, они располагаются в зоне одного и того же сегмента базовой станции. К примеру, это могут быть пользователи ноутбуков, которые включают их дома, в офисе, на скамейке в парке и тому подобное.
Подвижным абонентам необходимо обладать доступом к сети прямо в самом процессе передвижения. Например, это может быть также пользователь с ноутбуком, который едет в автотранспорте. Если для номадических абонентов важной считается быстрая регистрация в любой точке сети, а в идеальном случае в сети любого провайдера, то обеспечение подлинной подвижности является гораздо более сложной задачей.
В первую очередь требуются процедуры передачи абонента от одной базовой станции к другой (или среди различных сегментов одной базовой станции) так, чтобы на удобной работе абонента это никак не сказывалось. Эта опция должна входить в набор функций так называемой эстафетной передачи (хэндовера).
Помимо этого, мобильность абонентов предопределяет абсолютно другие требования к управлению ресурсами сети и к возможностям их оптимального и быстрого перераспределения. Более жёсткие требования предъявляются и к вторичному использованию частотного ресурса сети. Именно по этой причине в новой версии стандарта существенное внимание уделяется возможности пропорционального уменьшения частотной полосы канала, а также технологиям многоканальных антенных систем. Для мобильного оборудования очень важным фактором является снижение энергопотребления, чему могут способствовать специализированные режимы и процедуры нового стандарта.
