WiMAX - interoperabilitate de acces prin microunde

WiMAX

- interoperabilitate de acces prin microunde

Conexiunea de banda larga fara fir sta la baza a doua recente concepte din industria telecomunicatiilor :conetiune de banda larga si conexiune fara fir. Ambele s-au bucurat de o crestere rapida. Utilizatorii de servicii "wireless" au crescut de la 11milioane in 1990 la 2 miliarde in 2005. in aceeasi perioada sericiul internet a ajuns ssa aiba miliarde de utilizatori. Aceasta crestere a numarului de utilizatori a adus nevoia de servicii supererioare ducand la o crestere in paralel a serviciilor de banga larga. In mai putin de un deceniu acestea au ajuns la 200 de miloane de utilizatori.

Tehnologia DSL (Digital subscriber line) care transmisite banda larga prin conexiunea retelei telefonice si tehnologia de modem prin cablu care transmite peste cablu TV predomina azi pe piata tehnologiilor de acces de banda larga.

Acest grafic reprezinta evolutia in timp a numarului utiizatorilor internetului si telefoniei :

Tehnologia WiMAX (interoperabilitate de acces prin microunde) este proiectata sa poata servi si aplicatiile fixe si cele mobile de banda larga.

WiMAX s-a dezvoltat in 4 pasi diferiti si independenti :

1. Norrowband , sisteme "local-loop" fara fir.
2. Prima generatie sisteme de banda larga : LOS (line-of-sight)
3. A doua generatie de sisteme de banda larga : NLOS ("non-line-of-sight")
4. Sisteme de banda larga fara fir de baza

1. Norrowband

Prima aplicatie de transmisiunde fara fir a fost dezvoltata pentru telefonia de voce.

Aceste sisteme numite wireless local-loop (WLL), au avut un mare success in tarile in curs de dezvolatre precum China, India, Indonezia, Brazilia si Rusia acestea , unde cererea inalta pesntru serviciile telefonice de baza era prea mare pentru infrastrucura existenta.

De fapt sistemele WLL s-au bazat pe DECT (digital-enhanced cordless telephony

) si CMDA accesul multiplu prin repartizarea codificata a canalelor de transmisie multiplu prin repartizarea cod.

2. Prima generatie sisteme de banda larga : LOS (line-of-sight)

Pe masura ce DSL-ul si modemurile de cablu au inceput sa fie dezvolatate , sisteme fara fir trebuiau sa suporte viteze si mai mari pentru a fi competitive. Sistemele au inceput sa fie dezvoltate pentru frecventele mai superioare ca de exemplu 2.5 GHz si 3 GHz.

Sistemele de mare viteza numite "local multipoint distribution systems" (LMDS) tramsmit pana la cateva sute de cifre binare per secunda, a fost dezvoltat in game de frecvente game de frecvente cum ar fi 24GHz si 39GHz.

La sfarsitul anilor '90 s-a dezvolatat un seriviciu important pentru tehnologia de banda larga "multichannel multipoint distribution services" MMDS, banda la 2.5GHz.

Banda MMDS a fost folosita pentru serviciile video fara fir , in special in zonele rurale unde serviciile cablului TV nu se puteau realiza. Aparitia transmiterii TV prin saletit a ruinat afacerea "cablu fara fir" iar operatorii au trebuit sa gaseasca o alta alternative. Cativa au inceput sa ofere un serviciu de acces la internet fara fir, foslosind linia telefonica.

In septembrie 1998 , FCC (Comisia Federala de Comunicatii) a relaxat regulile legaturii MMDS in Statele Unite pentru a permite 2 servicii de comunicatii , acest fapt ducand la in interes mai mare din partea posibililor utilizatori. MCI WorldCom si Sprint a platit fiecare aproximativ 1 miliard de dolari pentru a cumpara autorizatiile pentru a putea folosi spectrul MMDS, si alte inca cateva companii au inceput sa dezvolte solitii pentru transmisiuni de banda larga fixe pentru aceasta lungime de banda.La inceput s-au folosit aceleasi "turnuri" care au servit pentru transimisiunile fara fir, care au activate acoperirea LOS la distante pana la 35 de mile, folosind transmisiunea la putere mare.

Prima generatie de sisteme MMDS cerea utilizatorilor instalarea unor antele in afara locuintelor la inaltime si indreptate catre "turnuri" pentru o transmisiune cat mai buna.

Mai tarziu antenna in aer liber si cerintele Los au devnit ipedemente semnificative.

3. A doua generatie de sisteme de banda larga : NLOS ("non-line-of-sight")

Cea de-a doua generatie de sisteme de banda larga fara fir au depasit rezulatatele LOS pentru a furniza servicii la o capacitate mai mare.

IEEE 802.16 and WiMAX

Grupul IEEE 802.16 a fost format in 1998 ca un standard pentru retele fara fir. La inceput s-a focusat pe realizarea retelelor LOS bazate de conexiune wireless punct - multipunct pentru aplicatii in banda 10 Ghz - 66 GHz .

Rezulatatul a fost standardul original 802.16 bazat pe layer-ul fizic singur-purtator (PHY) cu TDM (time division multiplexed) MAC layed.

Multe concepte legate de layer-ul MAC au fost adaptate pentru conexiunea fara fir de la popularul modem prin cablu DOCSIS.

Grupul IEEE 802.16 a produs pe urma 802.16a, o rectificare a standardului, care include aplicatiile NLOS in banda 2GHz-11GHz, folosind multiplexarea ortogonala divizata a frecventei (OFDMA).

In 2004, dupa o revizuire noul standard numit IEEE 802.1-2004 a inlocuit toate versiunile anterioare si a format bazele WiMAX-ului.

Aceste prime solutii WIMAX bazate pe IEEE 802.16 - 2004 au constituit WiMAX-ul pentru aplicatii fixe. In decembrie 2005, grupul IEEE a completat si aprobat IEEE 802.16e - 2005, o rectificare a standardului IEEE 802.16 - 2004 agaugand suport mobil. Standardul IEEE 802.16e - 2005 constituie bazele solutiilor WiMAX pentru aplicatiile mobile si migratoare si e numit WiMAX mobil .

Caracteristicile de baza a standardelor IEEE 802.16 sunt :

Sunt mai multe layere fizice : un singur layer singur - purtator - based numit Wireless - MAN-SCa, layerul fizic OFDM - based numit WirelessMAN-OFDM si layerul fizic OFDMAbased numit Wirless-OFDMA.

In mod asemanator sunt mai multe tipuri de arhitecturi MAC, duplexare, operatii in banda de frecventa etc.

Aceste standarde au fost dezvoltate pentru a satisface o varietate de aplicatii si scenarii in desfasuare, si de aici inainte sa ofere o multime de posibiliati de design pentru developatorii de sistem.

Defapt puteam spune ca IEEE 802.16 este o colectie de standarde, nu doar un singur standard.

Din motive practice de interoperabilitate, scopul standardului trebuie redus, la un set mai mic de posibilitati de implementare.

Forumul WiMAX a facut asta limitand numarul de profiluri de sisteme si profiluri de certificari.

Un profil al sistemului e definit de subsetul obligatoriu si obtional al nivelului fizic MAC.

Un profil al certificarii e definit ca o instanta particulara a profilului de sistem unde sunt specificate frecventa, banda si modul de duplexare.

Caracteristicile proprii ale WiMAx-ului

WiMAX este solutia conexiunilor fara fir care ofera flexibiliate pentru desfasurare si ofera servicii puternice.

Cateva din caracteristicile sale sunt :

• Substatul fizic OFDM-based : nivelul fizic PHY e bazat pe multiplexare de divizare ortogonala a frecventei , o schema care ofera o buan rezistenta la multi cale si permite WiMAX-ului sa opereze cu conditiile NLOS.
• Transmiterea datelor cu o viteza mare: WiMAx e capabil sa suporte transmisii de date cu o viteza mare, de exemplu transerul PHY poate ajunge la 74Mbsp folosind largimea spectrului 20MHz.
• Largime de banda accesibila si suport pentru viteza de transport a datelor: WiMAx are o arhitectura a nivelului fizic accesibila care permite sa creasca viteza de transfer cu largimea benzii.
• Modulatie adaptiva si Codare (AMC) - este un mechanism efectiv de maximizare a rezultatului de la iesire intr-n canal variabil cu timpul.
• Nivelul de legatura de date pentru retransmisie : pentru conexiuni care au nevoie de siguranta mai mare WiMAX suporta cererea automata de retransmisie (ARQ) la nivelul de legatura de date. ARQ asigura primirea tutiror pachetelor de catre destinatar . Pachetele care nu ajung se considera pierdute si retransmise.
• Suport pentru TDD si FDD : FDD aloca un cost mai mic pentru implementarea sistemului dar TDD este preferat.
• Alocarea flexibila si dinamica a resurselor pe utilizator : resursele pot fi allocate in domeniu spatiu la fel de bine ca folosind o antena avansata de system (AAS). Standardul permite ca resursele in banda de frecventa sa fie allocate n timp, frecventa si spatiu si are un mechanism flexibil de a transporta resursele allocate informatiilor structura cu structura.
• Suport pentru tehnologia de antene avansate: un nivel fizic de design permite folosirea tehnologiei anteneor - multiple.
• Calitatea serviciilor : nivelul MAC are o structura care suporta o varietate de aplicatii , incluzand voce si servicii multimedia. Este realizat pentru a putea suporta un numar mare de useri cu multiple conexiuni pe terminal, fiecare cu cerere proprie de calitate. Sistemul ofera suport pentru un trafic constant, variabil , real sau ireal pentru cel mai bun traffic de date.
• Suport pentru mobilitate : varianta WiMAX mobil asigura mobilitate completa pentru aplicatii cum ar fi VoIP. Sistemul are de asemenea . .

2.3 WiMAX Nivelul Fizic

Nivelul fizic este bazat pe multiplexarea . . . OFDM a