WiMAX

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 10. august 2020; checks kræver 20 redigeringer .

WiMAX ( Eng. Worldwide Interoperability for Microwave Access ) er en telekommunikationsteknologi designet til at give universel trådløs kommunikation over lange afstande til en lang række enheder (fra arbejdsstationer og bærbare computere til mobiltelefoner ). Baseret på IEEE 802.16-standarden , også omtalt som Wireless MAN (WiMAX skal betragtes som et slangudtryk, da det ikke er en teknologi, men navnet på det forum, hvor Wireless MAN blev aftalt). Denne teknologi kaldes også den sidste mil.

Navnet "WiMAX" blev skabt af WiMAX Forum , en organisation, der blev grundlagt i juni 2001 for at fremme og udvikle WiMAX-teknologi. Forummet beskriver WiMAX som "en standardbaseret teknologi, der giver højhastigheds trådløs netværksadgang som et alternativ til lejede telefonlinjer og DSL ." Den maksimale hastighed er op til 1 Gbps pr. celle.

WiMAX-teknologien kombinerer resultaterne af ikke kun enklere trådløse adgangsteknologier (WiFi), men også teknologierne fra 3. generations mobilnetværk.

Anvendelsesområde

WiMAX er velegnet til følgende opgaver:

Forbindelser af Wi-Fi- adgangspunkter med hinanden og andre segmenter af internettet.
Tilvejebringelse af trådløs bredbåndsadgang som et alternativ til faste kredsløb og DSL .
Levering af højhastighedsdatatransmission og telekommunikationstjenester.
Oprettelse af adgangspunkter , der ikke er bundet til geografisk placering.
Oprettelse af fjernovervågningssystemer (overvågningssystemer), som det er tilfældet i SCADA -systemet .

WiMAX giver dig adgang til internettet ved høje hastigheder, med meget større dækning end Wi-Fi- netværk. Dette gør det muligt at bruge teknologien som "backbone-kanaler", som videreføres af traditionelle DSL og faste kredsløb samt lokale netværk . Som et resultat giver denne tilgang dig mulighed for at skabe skalerbare højhastighedsnetværk i byer.

Muligheden for at bruge WiMAX som adgangsteknologi

Problemet med den sidste kilometer har altid været en presserende opgave for signalmænd. Til dato er der dukket mange sidste mile-teknologier op, og enhver teleoperatør står over for opgaven at vælge en teknologi, der optimalt løser problemet med at levere enhver form for trafik til sine abonnenter. Der er ingen universel løsning på dette problem, hver teknologi har sit eget omfang, sine egne fordele og ulemper. Valget af en bestemt teknologisk løsning er påvirket af en række faktorer, herunder:

operatørstrategi, målgruppe, aktuelt udbudte og planlagte tjenester,
størrelsen af investeringer i netværksudvikling og deres tilbagebetalingstid,
eksisterende netværksinfrastruktur, ressourcer til at holde den i funktionsdygtig stand,
den tid, det tager at starte netværket og begynde at levere tjenester.

Hver af disse faktorer har sin egen vægt, og valget af en bestemt teknologi foretages under hensyntagen til dem alle sammen. [1] .

Fast og mobil WiMAX

Sættet af fordele er iboende i hele WiMAX-familien, men dens versioner adskiller sig væsentligt fra hinanden. Udviklerne af standarden ledte efter optimale løsninger til både faste og mobile applikationer, men det var ikke muligt at kombinere alle kravene i én standard. Selvom en række grundlæggende krav overlapper hinanden, har fokus på teknologier på forskellige markedsnicher ført til oprettelsen af to separate versioner af standarden (eller rettere, de kan betragtes som to forskellige standarder).

Hver af WiMAX-specifikationerne definerer dets driftsfrekvensområder, båndbredde, strålingseffekt, transmissions- og adgangsmetoder, signalkodning og moduleringsmetoder, principper for genbrug af radiofrekvenser og andre indikatorer. Derfor er WiMAX-systemer baseret på versioner af IEEE 802 .16 e- og d-standarden praktisk talt inkompatible. Korte beskrivelser af hver version er givet nedenfor.

802.16-2004 (også kendt som 802.16d, Fixed WiMAX og WiMAX pre ) er en specifikation godkendt i 2004. Ortogonal frekvensmultipleksing ( OFDM ) anvendes, fast adgang understøttes i områder med eller uden sigtelinje. Brugerenheder er stationære modemer til udendørs og indendørs installationer samt PCMCIA- kort til bærbare computere . I de fleste lande er 3,5- og 5 GHz- båndene forbeholdt denne teknologi . Ifølge WiMAX Forum er der allerede omkring 175 implementeringer af den faste version. Mange analytikere ser det som en konkurrerende eller komplementær DSL kablet bredbåndsteknologi.

802.16-2005 (også kendt som 802.16e og mobil WiMAX) er en specifikation godkendt i 2005. Dette er et nyt trin i udviklingen af fast adgangsteknologi (802.16d). Optimeret til at understøtte mobile brugere, versionen understøtter en række specifikke funktioner såsom overdragelse , inaktiv tilstand og roaming . Skalerbar OFDM-adgang (SOFDMA) anvendes, betjening er mulig med eller uden sigtelinje. Planlagte frekvensbånd for Mobile WiMAX-netværk er som følger: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 GHz. Adskillige pilotprojekter er blevet implementeret i verden, herunder Skartel , som var den første i Rusland til at implementere sit netværk . FlyNet-projektet er blevet implementeret i Kasakhstan. 802.16e's konkurrenter er alle tredje generations mobilteknologier (f.eks. EV-DO , HSDPA ).

Den største forskel mellem de to teknologier er, at fast WiMAX kun tillader at betjene "statiske" abonnenter, mens mobilen er fokuseret på at arbejde med brugere, der bevæger sig med hastigheder op til 150 km/t. Mobilitet betyder tilstedeværelsen af roaming-funktioner og "sømløs" skift mellem basestationer, når abonnenten bevæger sig (som det sker i cellulære netværk). I et bestemt tilfælde kan mobil WiMAX også bruges til at betjene faste brugere [2] .

Bredbånd

Mange teleselskaber satser stærkt på at bruge WiMAX til at levere højhastighedskommunikation af følgende årsager:

teknologier i 802.16-familien vil gøre det muligt omkostningseffektivt (sammenlignet med kablede teknologier) ikke kun at give adgang til netværket til nye kunder, men også udvide rækken af tjenester og dække nye svært tilgængelige områder;
trådløse teknologier er meget nemmere at bruge end traditionelle kablede kanaler. WiMAX- og Wi-Fi-netværk er nemme at implementere og nemt skaleres efter behov. Denne faktor er meget nyttig, når du skal implementere et stort netværk på kortest mulig tid. For eksempel blev WiMAX brugt til at give internetadgang til overlevende fra tsunamien i december 2004 i Indonesien (Aceh) . Hele regionens kommunikationsinfrastruktur blev sat ud af drift, og det var nødvendigt med en hurtig genoprettelse af kommunikationstjenester for hele regionen.

Sammenfattende vil alle disse fordele gøre det muligt at reducere priserne for levering af højhastighedsinternetadgangstjenester til både forretningsstrukturer og enkeltpersoner.

Brugerudstyr

Udstyr til brug af WiMAX-netværk er leveret af flere producenter og kan installeres både indendørs (enheder på størrelse med et almindeligt DSL-modem) og udendørs. Det skal bemærkes, at udstyr, der er designet til indendørs placering og ikke kræver professionelle færdigheder, selvfølgelig er mere bekvemt under installationen, men det kan fungere på meget kortere afstande fra basestationen end professionelt installerede eksterne enheder. Derfor kræver udstyr installeret indendørs en meget større investering i udviklingen af netværksinfrastruktur, da det involverer brugen af et meget større antal adgangspunkter.

Med opfindelsen af mobil WiMAX lægges der mere og mere vægt på udviklingen af mobile enheder, herunder specielle håndsæt (svarende til en almindelig mobil smartphone ) og computerudstyr ( USB -radiomoduler og pc-kort ).

Wi-Fi og WiMAX

Sammenligninger mellem WiMAX og Wi-Fi er langt fra ualmindeligt - udtrykkene er konsonante, navnene på de standarder, som disse teknologier er baseret på er ens (standarderne er udviklet af IEEE, begge begynder med "802"), og begge teknologier bruge en trådløs forbindelse og bruges til at oprette forbindelse til internettet (dataudvekslingskanal). Men på trods af dette er disse teknologier rettet mod at løse helt andre problemer.

Sammenligningstabel over trådløse standarder

Teknologi	Standard	Brug	Båndbredde	Handlingsradius	Frekvenser
Trådløst internet	802.11ac	WLAN	op til 1 Gbps	op til 300 m	5 GHz
Trådløst internet	802.11b	WLAN	op til 11 Mbps	op til 300 m	2,4 GHz
Trådløst internet	802,11 g	WLAN	op til 54 Mbps	op til 300 m	2,4 GHz
Trådløst internet	802.11n	WLAN	op til 300 Mbps (i fremtiden op til 600 Mbps)	op til 300 m	2,4-2,5 eller 5,0 GHz
WiMax	802.16d	WMAN	op til 75 Mbps	25-80 km	1,5-11 GHz
WiMax	802.16e	Mobil WMAN	op til 40 Mbps	1-5 km	2,3-13,6 GHz
WiMax 2	802,16m	WMAN , Mobil WMAN	op til 1 Gbps ( WMAN ), op til 100 Mbps (Mobil WMAN)	120-150 km (standard under udvikling)	Op til 11 GHz
Bluetooth v. 1.1	802.15.1	WPAN	op til 1 Mbps	op til 10 m	2,4 GHz
Bluetooth v. 2.0	802.15.3	WPAN	op til 2,1 Mbps	op til 100 m	2,4 GHz
Bluetooth v. 3.0	802.11	WPAN	3 til 24 Mbps	op til 100 m	2,4 GHz
UWB	802.15.3a	WPAN	110-480 Mbps	op til 10 m	7,5 GHz
ZigBee	802.15.4	WPAN	20 til 250 kbps	1-100 m	2,4GHz (16 kanaler), 915MHz (10 kanaler), 868MHz (enkeltkanal)
Infrarød kommunikationslinje	Irda	WPAN	op til 15 Mbps	fra 5 til 50 centimeter, envejskommunikation - op til 10 meter	Infrarød stråling

WiMAX er et langtrækkende system, der dækker kilometers plads, der typisk bruger licenseret spektrum (selvom ikke-licenserede frekvenser også kan bruges) til at levere en punkt-til-punkt internetforbindelse fra en internetudbyder til slutbrugeren. Forskellige standarder i 802.16-familien giver forskellige typer adgang, fra mobil (svarende til datatransmission fra mobiltelefoner) til fast (et alternativ til kablet adgang, hvor brugerens trådløse udstyr er bundet til en lokation).
Wi-Fi er et system med kortere rækkevidde, der typisk dækker snesevis af meter, der bruger ulicenserede frekvensbånd til at give netværksadgang. Typisk bruges Wi-Fi af brugere til at få adgang til deres eget lokale netværk, som muligvis er forbundet til internettet. Hvis WiMAX kan sammenlignes med mobilkommunikation, så er Wi-Fi mere som en fastnet trådløs telefon .
WiMAX og Wi-Fi har en helt anden Quality of Service ( QoS ) mekanisme. WiMAX bruger en mekanisme baseret på etablering af en forbindelse mellem en basestation og en brugers enhed. Hver forbindelse er baseret på en speciel planlægningsalgoritme, der kan garantere QoS-parameteren for hver forbindelse. Wi-Fi bruger til gengæld en QoS-mekanisme, der ligner den, der bruges i Ethernet , hvor pakker får en anden prioritet. Denne tilgang garanterer ikke den samme QoS for hver forbindelse. På grund af dets lave omkostninger og lette installation bruges Wi-Fi ofte til at give kunderne hurtig internetadgang af forskellige organisationer. For eksempel kan du på mange caféer, hoteller, togstationer og lufthavne finde et gratis Wi-Fi-hotspot for besøgende.

Sådan virker det

Grundlæggende begreber

Generelt består WiMAX-netværk af følgende hoveddele: base- og abonnentstationer samt udstyr, der forbinder basestationerne med hinanden, til tjenesteudbyderen og til internettet.

For at forbinde basestationen med abonnenten bruges et højfrekvent radiobølgeområde fra 1,5 til 11 GHz. Under ideelle forhold kan dataoverførselshastigheder nå op på 70 Mbps uden behov for linie-of-sight mellem basestationen og modtageren.

Som nævnt ovenfor bruges WiMAX både til at løse " last mile "-problemet og til at give netværksadgang til kontor- og distriktsnetværk [3] .

Forbindelser (sigtelinje) etableres mellem basestationer ved hjælp af frekvensområdet fra 10 til 66 GHz, dataudvekslingshastigheden kan nå 140 Mbps. Samtidig er mindst én basestation forbundet til udbyderens netværk ved hjælp af klassiske kablede forbindelser. Men jo større antal BS, der er tilsluttet udbyderens netværk, jo højere er dataoverførselshastigheden og pålideligheden af netværket som helhed.

Strukturen af netværk i IEEE 802.16-familien af standarder svarer til traditionelle GSM -netværk (basestationer opererer i afstande på op til titusvis af kilometer, det er ikke nødvendigt at bygge tårne til deres installation - installation på hustage er tilladt, afhængigt af betingelse for direkte synlighed mellem stationer) [4] .

Driftsmåder

MAC / linklag

I Wi-Fi-netværk konkurrerer alle brugerstationer, der ønsker at transmittere information gennem et adgangspunkt (AP), om sidstnævntes "opmærksomhed". Denne tilgang kan forårsage en situation, hvor kommunikationen til fjernere stationer konstant vil blive afbrudt til fordel for tættere stationer. Denne situation gør det vanskeligt at bruge tjenester som Voice over IP (VoIP), som er stærkt afhængige af en kontinuerlig forbindelse.

Hvad angår 802.16-netværk, bruger MAC en planlægningsalgoritme. Enhver brugerstation skal kun oprette forbindelse til adgangspunktet, en dedikeret slot vil blive oprettet til den på adgangspunktet, utilgængelig for andre brugere.

Arkitektur

WiMAX Forum har udviklet en arkitektur, der definerer mange aspekter af driften af WiMAX-netværk: interaktion med andre netværk, distribution af netværksadresser, autentificering osv. Ovenstående illustration giver en ide om WiMAX-netværks arkitektur.

SS/MS (abonnentstationen/mobilstationen)
ASN (Access Service Network) [5]
BS (Basestation), basestation, en del af ASN
ASN-GW (ASN Gateway), gateway, en del af ASN
CSN (Connektivitetstjenestenetværket)
HA (Home Agent, en del af CSN)
NAP (en udbyder af netværksadgang)
NSP (en netværkstjenesteudbyder)
ASN (Access Service Network) - adgangsnetværk.
ASN Gateway er designet til at kombinere trafik- og signalmeddelelser fra basestationer og deres videre transmission til CSN-netværket.
BS (Base Station) - basestation. Hovedopgaven er at etablere, vedligeholde og afbryde radioforbindelser. Derudover udfører den signalbehandling samt fordeling af ressourcer blandt abonnenter.
CSN (Connectivity Service Network) - tjenesteleveringsnetværk.
HA (Home Agent) - et netværkselement, der er ansvarlig for muligheden for roaming. Derudover giver det dataudveksling mellem forskellige operatørers netværk. [6]

Arkitekturen af WiMax-netværk er ikke bundet til nogen bestemt konfiguration og er meget fleksibel og skalerbar.

Se også

Noter

↑ Anvendt økonomi for trådløse adgangsnetværk . Hentet 23. juni 2009. Arkiveret fra originalen 21. juni 2009. (ubestemt)
↑ Mangfoldighed i enhed . Hentet 28. oktober 2008. Arkiveret fra originalen 11. oktober 2008. (ubestemt)
↑ Straks 4G . Privatkorrespondent (17. november 2008). Arkiveret fra originalen den 24. august 2011. (ubestemt)
↑ Straks 4G . Privatkorrespondent (16. november 2008). Arkiveret fra originalen den 24. august 2011. (ubestemt)
↑ Access Service Network i WiMAX: ASN-GW's rolle . mustafaergen.com. Dato for adgang: 12. marts 2008. Arkiveret fra originalen 27. februar 2008. (ubestemt)
↑ Mobil WIMAX . Hentet 25. september 2010. Arkiveret fra originalen 18. marts 2011. (ubestemt)

Litteratur

V. Vishnevsky , S. Portnoy , I. Shakhnovich . WiMax Encyclopedia. 4G måden. — M.: Technosfera , 2009. — 472 s. — ISBN 978-5-94836-223-6 .
Vishnevsky V. M. , Lyakhov A. I. , Portnoy S. L. , Shakhnovich I. L. Trådløse bredbåndsnetværk til informationstransmission. M.: Technosphere, 2005

Links

Mobil WIMAX .
Round table "Nutiden og fremtiden for trådløse teknologier" .
Diversity in Unity , Networks Magazine, nr. 17, 28. november 2006
WiMAX: Den trådløse rygrad til fremtiden .
WiMAX Networks: Current Status and Forecasts , Computerra Magazine, 30. juni 2005

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Britannica (online) Treccani

internetforbindelse
Kablet forbindelse	Fiberoptisk linje (FOCL) ( FTTx , PON ) LAN ( Ethernet ) Koaksialkabel ( DOCSIS ) PSTN ( DSL ISDN Opkaldsadgang ( eng. Dial-up ))
Trådløs forbindelse	Computernetværk ( WLAN : Wi-Fi ; WPAN : Bluetooth IR port NFC ) Mobilkommunikation ( WWAN : 0G • 1G • 2G • 3G • 4G • 5G • 6G ) Satellitforbindelse ( VSAT • DVB-S2 ) Terrestrisk internet ( DVB-T2 ) AOLS ( engelsk FSO )
Internetforbindelseskvalitet ( ITU-T Y.1540, Y.1541)	Båndbredde (båndbredde) ( eng. Netværksbåndbredde ) • Netværksforsinkelse (svartid, eng. IPTD ) • Fluktuation af netværksforsinkelse ( eng. IPDV ) • Pakketabsforhold ( eng. IPLR ) • Pakkefejlrate ( eng. IPER ) • Tilgængelighedsfaktor