ระบบ ไวแมกซ์ประกอบด้วยสองส่วนหลัก

สถานีฐาน ไวแมกซ์สามารถวางบนวัตถุสูงได้ เช่น อาคารหรือหอคอย

ผู้รับ ไวแมกซ์: เสาอากาศพร้อมตัวรับสัญญาณ ในรูปแบบการ์ดพีซี การ์ดขยายพีซี หรือการ์ดภายนอก

การเชื่อมต่อระหว่างสถานีฐานและเครื่องรับไคลเอนต์นั้นเกิดขึ้นในช่วง 2-11 GHz การเชื่อมต่อนี้ช่วยให้คุณสามารถถ่ายโอนข้อมูลด้วยความเร็วสูงถึง 20 Mbit/s และไม่จำเป็นต้องมองเห็นโดยตรงระหว่างสถานีและผู้ใช้ เทคโนโลยี ไวแมกซ์ใช้ทั้งที่ "ไมล์สุดท้าย" และเพื่อให้เข้าถึงเครือข่ายภูมิภาค: สำนักงาน, อำเภอ การเชื่อมต่อถาวรจะถูกสร้างขึ้นระหว่างสถานีฐานใกล้เคียงโดยใช้การสื่อสารทางวิทยุแนวสายตาไมโครเวฟ (ความถี่สูงพิเศษ 10-66 GHz) การเชื่อมต่อนี้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมทำให้คุณสามารถถ่ายโอนข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุด 120 Mbit/s ข้อจำกัดเกี่ยวกับสภาพแนวสายตาไม่ใช่ข้อดี แต่จะกำหนดเฉพาะกับสถานีฐานที่เข้าร่วมในพื้นที่ครอบคลุมทั้งหมดเท่านั้น ซึ่งค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะนำไปใช้เมื่อวางอุปกรณ์

ข้าว. 2.1 - การจัดเครือข่ายการสื่อสารโดยใช้เทคโนโลยี WiMax

สามารถเชื่อมต่อสถานีฐานอย่างน้อยหนึ่งสถานีเข้ากับเครือข่ายของผู้ให้บริการอย่างถาวรผ่านการเชื่อมต่อบรอดแบนด์ความเร็วสูง ในความเป็นจริง ยิ่งสถานีเข้าถึงเครือข่ายของผู้ให้บริการได้มากเท่าใด ความเร็วและความน่าเชื่อถือในการรับส่งข้อมูลก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีจุดจำนวนน้อย ระบบก็สามารถกระจายโหลดได้อย่างถูกต้องเนื่องจากโทโพโลยีแบบเซลลูลาร์

ที่ฐาน หลักการของเซลล์พวกเขายังกำลังพัฒนาการสร้างเครือข่ายที่เหมาะสมที่สุดซึ่งล้อมรอบวัตถุขนาดใหญ่ (อาคารในเมืองหลายชั้นและเทือกเขา) เมื่อสถานีต่อเนื่องกันส่งข้อมูลแบบวิ่งผลัด

ข้าว. 2.2 - โครงการจัดเครือข่ายระดับภูมิภาคโดยใช้เทคโนโลยี WiMAX

โครงสร้างของเครือข่ายมาตรฐาน IEEE 802.16 นั้นคล้ายคลึงกับเครือข่ายการสื่อสารเคลื่อนที่แบบเดิมมาก: ที่นี่ก็มีสถานีฐานที่ทำงานภายในรัศมีไม่เกิน 50 กม. และไม่จำเป็นต้องติดตั้งบนหอคอยด้วย - บนหลังคานั้น ค่อนข้างเหมาะสมสำหรับพวกเขา สิ่งเดียวที่ต้องมีคือการปฏิบัติตามเงื่อนไขการมองเห็นสายตรงระหว่างสถานี หากต้องการเชื่อมต่อสถานีฐานกับผู้ใช้ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ของผู้ใช้ จากนั้นสัญญาณสามารถส่งผ่านสายอีเธอร์เน็ตมาตรฐานโดยตรงไปยังคอมพิวเตอร์เฉพาะหรือไปยังจุดเข้าใช้งาน 802.11 Wi-Fi หรือเครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบมีสายในพื้นที่

2.3. โหมดการทำงานของ WiMax

มาตรฐาน 802.16e-2005 ได้รวมเวอร์ชันที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ทั้งหมดไว้ด้วย และปัจจุบันมีโหมดดังต่อไปนี้

แก้ไข WiMAX- การเข้าถึงแบบคงที่;

เร่ร่อน WiMAX- การเข้าถึงเซสชั่น;

WiMAX แบบพกพา- การเข้าถึงในโหมดเคลื่อนที่

มือถือ WiMAX- การเข้าถึงผ่านมือถือ

ที่ตายตัว ไวแมกซ์ - การเข้าถึงแบบคงที่เป็นทางเลือกแทนเทคโนโลยีแบบใช้สายบรอดแบนด์ (xDSL, T1 ฯลฯ) มาตรฐานใช้ช่วงความถี่ 10-66 GHz ช่วงความถี่นี้ เนื่องจากการลดทอนสัญญาณอย่างรุนแรงของคลื่นสั้น จึงต้องมองเห็นได้โดยตรงระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับสัญญาณ ในทางกลับกันช่วงความถี่นี้ช่วยให้สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาหลักประการหนึ่งของการสื่อสารทางวิทยุ - การแพร่กระจายสัญญาณแบบหลายเส้นทาง อีกทั้งความกว้างของช่องสัญญาณสื่อสารในช่วงความถี่นี้ค่อนข้างมาก ( ค่าทั่วไป- 25 หรือ 28 MHz) ซึ่งช่วยให้คุณได้รับความเร็วการส่งข้อมูลสูงสุด 120 Mbit/s โหมดคงที่รวมอยู่ในมาตรฐานเวอร์ชัน 802.16d-2004 และมีการใช้งานแล้วในหลายประเทศ อย่างไรก็ตามบริษัทส่วนใหญ่เสนอบริการ ที่ตายตัวไวแมกซ์คาดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วสู่อุปกรณ์พกพาและมือถือในเวลาต่อมา ไวแมกซ์.

รูปที่ 2.3. – เครือข่ายในโหมด Fix WiMAX

เร่ร่อน ไวแมกซ์ - การเข้าถึงเซสชัน (เร่ร่อน) เพิ่มแนวคิดของเซสชันเข้ากับที่มีอยู่แล้ว ที่ตายตัวไวแมกซ์- การมีเซสชันช่วยให้คุณสามารถย้ายอุปกรณ์ไคลเอ็นต์ระหว่างเซสชันได้อย่างอิสระและกู้คืนการเชื่อมต่อโดยใช้สถานีฐานอื่น ไวแมกซ์กว่าที่ใช้ในเซสชันก่อนหน้า โหมดนี้ออกแบบมาเพื่ออุปกรณ์พกพาเป็นหลัก เช่น แล็ปท็อปและพีดีเอ การแนะนำเซสชันช่วยให้คุณลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ไคลเอนต์ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุปกรณ์พกพา

แบบพกพา ไวแมกซ์ - สำหรับโหมด แบบพกพาไวแมกซ์เพิ่มความสามารถในการสลับไคลเอนต์จากสถานีฐานเดียวโดยอัตโนมัติ ไวแมกซ์ไปยังอีกเครื่องหนึ่งโดยไม่สูญเสียการเชื่อมต่อ อย่างไรก็ตาม สำหรับโหมดนี้ ความเร็วการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ไคลเอนต์ยังคงถูกจำกัด - 40 กม./ชม. อย่างไรก็ตาม ในรูปแบบนี้ คุณสามารถใช้อุปกรณ์ไคลเอนต์บนท้องถนนได้ (ในรถยนต์เมื่อขับรถผ่านเขตที่อยู่อาศัยของเมืองที่จำกัดความเร็ว บนจักรยาน เดิน ฯลฯ) การเปิดตัวโหมดนี้ทำให้สะดวกในการใช้เทคโนโลยี ไวแมกซ์สำหรับสมาร์ทโฟนและพีดีเอ ในปี 2549 เริ่มการผลิตอุปกรณ์ที่ทำงานในโหมดพกพา ไวแมกซ์.

มือถือ ไวแมกซ์ ได้รับการพัฒนาในมาตรฐาน 802.16e-2005 และทำให้สามารถเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ไคลเอนต์ได้มากกว่า 120 กม./ชม.

รูปที่ 2.4. – เครือข่ายในโหมด Mobil WiMAX

เทคโนโลยี Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ) ที่ใช้ในโหมดนี้ช่วยให้คุณรักษาการเชื่อมต่อที่เสถียรในระหว่างการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ไคลเอนต์กะทันหัน และเทคโนโลยี Hard Handoff (HHO) ที่เพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายช่วยให้คุณลดเวลาในการสลับไคลเอนต์ระหว่างช่องสัญญาณได้สูงสุดถึง 50 มิลลิวินาทีหรือน้อยกว่า

WiMAX เป็นเทคโนโลยีโทรคมนาคมที่ออกแบบมาเพื่อให้บริการ การสื่อสารไร้สาย และการส่งข้อมูลในระยะทางไกลสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ จำนวนมาก ( เรากำลังพูดถึงไม่เพียงแต่เกี่ยวกับสถานีฐานเท่านั้น แต่ยังรวมถึง อุปกรณ์ต่างๆ: สมาร์ทโฟน แล็ปท็อป แท็บเล็ต ฯลฯ)

พัฒนาเป็น ทางเลือก สายโทรศัพท์และเทคโนโลยีดีเอสแอล ปัจจุบันระดับความเร็วสูงสุดทางทฤษฎีที่ได้รับคือ 1 กิกะบิต/วินาที.

ไวแม็กซ์ทำงานอย่างไร

ทำงานบนหลักการ เครือข่ายแบบดั้งเดิมการสื่อสารเคลื่อนที่ นั่นคือมีการติดตั้ง สถานีฐานซึ่งก่อให้เกิดการครอบคลุมเครือข่ายไร้สาย ความครอบคลุมนี้ให้การสื่อสารโทรคมนาคมอย่างต่อเนื่องในบางพื้นที่ผ่านช่องสัญญาณวิทยุถาวรในช่วงไมโครเวฟ

WiMAX ทำงานอย่างไร

อุปกรณ์ของผู้ใช้ โดยอัตโนมัติรับสัญญาณจากจุดที่ใกล้ที่สุด สถานีฐานโดยมีสัญญาณที่แรงกว่าใน “โซนการเข้าถึง”

แยกแยะ ที่ตายตัว(สำหรับอุปกรณ์ที่อยู่กับที่) และ มือถือ(สำหรับพกพาเคลื่อนย้ายในอวกาศ) มาตรฐาน WiMAX

แต่ละคนมีของตัวเอง ลักษณะเฉพาะ: ความถี่ในการทำงานเป็นหลักเช่นกัน วิธีการเข้าถึงและการโอน

ความแตกต่างระหว่าง wimax และ wifi

เทคโนโลยีมีอะไรที่เหมือนกันมากมายหากเราพูดถึงสาระสำคัญ - การส่งข้อมูลในระยะไกลโดยไม่ต้องใช้สายไฟสายเคเบิล ฯลฯ โดยใช้คลื่นความถี่วิทยุเฉพาะ อย่างไรก็ตาม WiMax เหนือกว่าความเร็วในการเข้าถึง Wi-Fi อีกด้วย แตกต่างครอบคลุมมากเนื่องจากสามารถใช้เป็นช่องทางหลักซึ่งในที่สุดอาจอนุญาตให้มีการจัดระเบียบบนพื้นฐานของพวกเขา ปรับขนาดได้เครือข่ายในเมืองที่มีความเร็วในการเข้าถึงสูง

พวกเขายังแตกต่างกันในด้านการใช้งาน ดังนั้นจึงสามารถทำงานเสริมซึ่งกันและกันได้ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับ กลุ่มเป้าหมายและความสามารถของผู้ปฏิบัติงานในการจัดหาเทคโนโลยี สำหรับ WiMAX คุณต้องการ มีพลังมากขึ้นโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายซึ่งส่งผลให้มีต้นทุนวัสดุจำนวนมากสำหรับการก่อสร้างและอื่น ๆ ระยะยาวคืนทุน

ตามที่ทราบกันดีอยู่แล้ว มาตรฐานอินเตอร์เน็ตไร้สายคือ 802.11 และมาตรฐาน WiMAX คือ 802.16 ดังนั้นจึงมีความแตกต่างในลักษณะทางเทคนิค

ความแตกต่างที่สำคัญก็คือ พิสัย Wi-Fi ไม่เกิน 100 เมตรไม่มีสิ่งกีดขวาง (ในสภาพชีวิตประจำวันคือ 20-30 เมตร) ถ้าเราพูดถึง ไวแมกซ์จากนั้นเป็นช่วงที่ประกาศสูงสุด 50 กม(ในความเป็นจริง 5-10 กม.) ซึ่งมากกว่านั้นมาก ขอแนะนำให้ใช้ Wi-Fi เพื่อสร้างเครือข่ายส่วนตัวในพื้นที่ ด้วย WiMAX คุณสามารถสร้างได้ เครือข่ายระดับภูมิภาค - เฉพาะอุปกรณ์ที่รองรับมาตรฐานนี้และติดตั้งโมดูลที่เหมาะสมเท่านั้นที่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายนี้ได้

Wi-Fi มีการใช้งานมากขึ้นเนื่องจาก ความเลวและ ความเรียบง่ายการตั้งค่า.

เทคโนโลยีทั้งสองใช้งานง่ายและช่วยให้คุณสามารถปรับใช้และขยายเครือข่ายได้อย่างง่ายดายในเวลาที่สั้นที่สุด

เหตุใดจึงเลือกไวแม็กซ์

อนาคตคือ WiMAX ขณะนี้เวอร์ชันมือถือช่วยให้คุณทำงานด้วยความเร็วสูงสุด 10 Mbit/s สนุก อินเทอร์เน็ตความเร็วสูงคุณสามารถทำได้ทุกที่ ทั้งที่บ้าน ในรถยนต์ หรือที่ทำงาน การเชื่อมต่อแตกต่างกัน ความน่าเชื่อถือและ คุณภาพ- WiMAX จัดให้ สากลการเข้าถึงแบบไร้สายสำหรับอุปกรณ์หลากหลายประเภท

ตามทฤษฎีแล้ว ทุกอย่างเรียบร้อยดี แต่ในทางปฏิบัติยังคงมีปัญหาในการนำเทคโนโลยีไปใช้เนื่องจากการขาดแคลนอุปกรณ์ความถี่ กรอบกฎหมายที่ไม่เพียงพอ และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูง อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้ ข้อบกพร่องสามารถกำจัดออกไปได้ และในทศวรรษหน้า ผู้ใช้จะคุ้นเคยกับเทคโนโลยีนี้มากขึ้น เช่นเดียวกับที่เทคโนโลยี Wi-Fi พิชิตอินเทอร์เน็ตไร้สายในยุคนั้น

ปัจจุบันเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย WiMAX ถือเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าที่สุดในบรรดาเทคโนโลยีที่มีอยู่ทั้งหมด ย้อนกลับไปในปี 2546 โดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างความพึงพอใจให้กับตลาดอุปกรณ์ออกอากาศ

ผู้ให้บริการจำนวนมากทั่วโลกได้เริ่มสร้างเครือข่ายไร้สายแล้ว ขณะนี้เครือข่ายดังกล่าวมีอยู่ในสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น เกาหลี รัสเซีย และอื่นๆ อีกมากมาย หากเราคำนึงถึงคำพูดของนักวิเคราะห์การสื่อสารชั้นนำ WiMAX ก็จะมีผู้ใช้เครือข่ายรวมมากกว่า 100 ล้านคนในไม่ช้า

ปัจจุบันเราสามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่า WiMAX ไม่มีเทคโนโลยีทางเลือก ซึ่งทำให้เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสูง ในบทความนี้เราจะดูรายละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติของเทคโนโลยีนี้ข้อดีและข้อเสียของมัน

มันคืออะไร?

“WiMAX” (“การเชื่อมต่อโครงข่ายระหว่างประเทศสำหรับการเข้าถึงไมโครเวฟ”) เป็นเทคโนโลยีพัฒนาขึ้นในปี 2546 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้การสื่อสารไร้สายสำหรับเวิร์กสเตชัน คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะแล็ปท็อปและอุปกรณ์เคลื่อนที่ อิงตามมาตรฐานการสื่อสาร IEEE 802.16

WiMAX แก้ปัญหาอะไรบ้าง:

• การให้บริการการสื่อสารแบบบรอดแบนด์ แทนการเช่าสายและ DSL/ADSL
• การจัดหาระบบตรวจสอบระยะไกล
• การสร้างจุด การเข้าถึงระยะไกลซึ่งไม่เชื่อมโยงกับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์
• จัดให้มีจุดเชื่อมต่อ Wi-Fi และเชื่อมต่อระหว่างกันตลอดจนพื้นที่อื่น ๆ ของเครือข่ายอินเทอร์เน็ต

ฉันอยากจะพูดสั้น ๆ เกี่ยวกับขั้นตอนหลักของการพัฒนาเทคโนโลยีนี้:

ขอบเขตและความเป็นไปได้ของการสมัคร

ทุกวันนี้ นักพัฒนาทั่วโลกกำลังเผชิญกับปัญหา "ไมล์สุดท้าย" อย่างรุนแรง (ช่องทางที่เชื่อมต่ออุปกรณ์ปลายทางของผู้ใช้เข้ากับโหนดการเข้าถึงของผู้ให้บริการ) โชคดีที่ขณะนี้มีเทคโนโลยี Last-mile หลายประเภท ดังนั้นผู้ให้บริการทุกรายจึงสามารถแก้ไขปัญหาในการเลือกเทคโนโลยีนี้ได้

ทุกวันนี้ ปัญหาสุดท้ายยังไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่ชัดเจนและเป็นสากล เทคโนโลยีที่มีอยู่ทุกอย่างมีขอบเขตการใช้งานข้อดีและข้อเสียของตัวเองอย่างแน่นอน

การเลือกเทคโนโลยีเฉพาะอาจได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ และนี่คือปัจจัยหลัก:

• วิธีการบรรลุเป้าหมายที่ตั้งใจไว้ การใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ กลุ่มเป้าหมาย
• การจัดสรรเงินลงทุนเพื่อพัฒนาโครงข่ายต่อไป
• ความพร้อมใช้งานและความสามารถในการดำเนินงานของโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่มีอยู่ ตลอดจนทรัพยากรบางอย่างที่จะได้รับการจัดสรรเพื่อรองรับการดำเนินงานทางเทคนิคของเครือข่าย

แต่ละปัจจัยข้างต้นมีบทบาทพิเศษในการเลือกโซลูชันทางเทคโนโลยี

ฉันอยากจะทราบด้วยเมื่อเปรียบเทียบ Wi-Fi และ WiMAX ว่าอย่างหลังอนุญาตให้ผู้ใช้เข้าถึงอินเทอร์เน็ตด้วยความเร็วที่ค่อนข้างสูง ความครอบคลุมของเครือข่าย WiMAX นั้นมากกว่าความครอบคลุมของ Wi-Fi มาก

วิดีโอ: เทคโนโลยี WiMax

ตัวเลือกเทคโนโลยี

เทคโนโลยี WiMAX ทั้งตระกูลมีข้อดีค่อนข้างหลากหลายซึ่งมีความแตกต่างกันบางประการ นักพัฒนาเทคโนโลยี WiMAX พยายามค้นหาตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานมือถือและโทรศัพท์พื้นฐาน

อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าการรวมข้อกำหนดต่างๆ ภายในมาตรฐานเดียวยังคงไม่ใช่ปัญหาที่ได้รับการแก้ไข

ข้อกำหนดมาตรฐานมีความคล้ายคลึงกันโดยสิ้นเชิง แต่แต่ละเทคโนโลยีมีการมุ่งเน้นเฉพาะในด้านต่างๆ ของตลาด ดังนั้นสิ่งนี้จึงเป็นแรงผลักดันในการสร้างมาตรฐานสองเวอร์ชันที่แยกจากกัน

รูปถ่าย: เทคโนโลยี IEEE 802.16 e และ d

• ข้อมูลจำเพาะของ WiMAX แต่ละข้อมีลักษณะทางเทคนิคของตัวเอง: กำลังการแผ่รังสี ความถี่ การเข้าถึงและการส่งผ่าน การใช้ความถี่วิทยุซ้ำ และเป็นเพราะคุณสมบัติเหล่านี้อย่างแท้จริงทำให้ระบบ WiMAX ที่ใช้มาตรฐาน IEEE 802.16 e และ d แทบไม่มีความเข้ากันได้เลย
• 802.16-2004 - ได้รับการอนุมัติในปี 2547 มีการใช้มัลติเพล็กซ์ความถี่ระหว่างการทำงาน นอกจากนี้ยังมีการสนับสนุนการเข้าถึงแบบคงที่ในพื้นที่ที่ไม่มีการมองเห็นโดยตรง ในกรณีส่วนใหญ่ จะใช้ความถี่ 3.5 และ 5 GHz 802.16-2005 - ได้รับการอนุมัติในปี 2548 เวอร์ชันใหม่ถือเป็นก้าวสำคัญในวิวัฒนาการของการเข้าถึงแบบคงที่ เวอร์ชันใหม่ได้รับการสนับสนุนสำหรับสมาชิกมือถือและของมันคุณสมบัติที่โดดเด่น

รองรับฟังก์ชันพิเศษมากมาย เช่น: "โหมดปกติ", "ส่งมอบ"

คุณสมบัติที่โดดเด่นระหว่างข้อกำหนดทั้งสองคือ WiMAX แบบคงที่ (802.16-2004) ใช้งานได้กับสมาชิกแบบคงที่เท่านั้น ในขณะที่ 802.16-2005 (WiMAX บนมือถือ) ใช้งานได้กับสมาชิกที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงถึง 110 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ฉันอยากจะทราบด้วยว่าบริษัทส่วนใหญ่ให้ความสำคัญกับ WiMAX เมื่อให้บริการการสื่อสารความเร็วสูง

และมีเหตุผลดังนี้:

• ประการแรก 802.16 มีประสิทธิภาพในมุมมองทางเศรษฐกิจในการให้ลูกค้าสามารถเข้าถึงเครือข่ายได้ เช่นเดียวกับการขยายบริการและครอบคลุมดินแดนใหม่
• ประการที่สองใช้งานง่ายไม่เหมือนช่องแบบมีสาย WiMAX และ Wi-Fi ค่อนข้างใช้งานง่าย ปรับใช้ และปรับขนาดได้อย่างแน่นอน เพียงพอ วิธีที่สะดวกเมื่อสร้างเครือข่ายขนาดใหญ่พอสมควรในเวลาอันสั้นที่สุด

อุปกรณ์สมาชิก WiMAX

ในปัจจุบัน อุปกรณ์สำหรับการใช้เครือข่าย WiMAX สามารถติดตั้งในอาคารได้ (โดยปกติอุปกรณ์ดังกล่าวจะมีขนาดไม่ใหญ่กว่าโมเด็ม DSL แบบเดิม) และกลางแจ้ง (อุปกรณ์ขนาดเท่าแล็ปท็อป)

อุปกรณ์ภายในอาคารใช้งานได้สะดวกกว่า แต่สามารถทำงานได้ในระยะทางสั้นๆ จากสถานีฐานเท่านั้น

ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์ที่ติดตั้งภายในอาคารจึงต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมาก เนื่องจากจะต้องมีจุดเข้าใช้งานจำนวนมากเพื่อให้แน่ใจว่างานมีคุณภาพสูง

หลักการทำงานและแนวคิด

WiMAX ประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้: สถานี (ฐานและไคลเอนต์) อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อสถานี และเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ความถี่ตั้งแต่ 2 ถึง 11 GHz ใช้เพื่อเชื่อมต่อสถานีฐานและสถานีไคลเอ็นต์

ตามกฎแล้ว การมองเห็นโดยตรงจะถูกสร้างขึ้นระหว่างสถานีฐานและใช้ช่วงความถี่การทำงานตั้งแต่ 10 ถึง 66 GHz การมองเห็นโดยตรงระหว่างเวิร์กสเตชันและช่วงความถี่ทำให้มีอัตราการแลกเปลี่ยนข้อมูลสูงถึง 120 Mbit/s แต่ในกรณีนี้จำเป็นต้องเชื่อมต่อเวิร์กสเตชันตัวใดตัวหนึ่งเข้ากับเครือข่ายของผู้ให้บริการโดยใช้ วิธีการมาตรฐานการเชื่อมต่อแบบมีสาย

มาตรฐาน IEEE 802.16 มีโครงสร้างเครือข่าย GSM ระยะของสถานีฐานอยู่ที่หลายกิโลเมตร และไม่จำเป็นต้องสร้างอาคารเพิ่มเติมใดๆ เพื่อขยายสัญญาณเลย

โหมด

มาตรฐาน wimax 802.16e-2005 รวมทุกเวอร์ชันที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้:

เลเยอร์ MAC/ลิงก์

เครือข่าย MAC 802.16 ใช้สิ่งที่เรียกว่าอัลกอริธึมการตั้งเวลา หลักการทำงานของอัลกอริธึมนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งต่อไปนี้: สถานีไคลเอนต์ใด ๆ อย่างแน่นอนสามารถเชื่อมต่อกับจุดเชื่อมต่อได้และหลังจากเชื่อมต่อแล้ว ช่องแยกต่างหากจะถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติสำหรับสถานีนั้นบนจุดเชื่อมต่อโดยตรง นอกจากนี้ ผู้ใช้รายอื่นไม่สามารถมีอิทธิพลต่อสิ่งนี้ได้ และดังนั้นจึงขจัดความเป็นไปได้ที่การสื่อสารจะถูกขัดจังหวะ

สถาปัตยกรรม WiMAX

ที่ฟอรัม WiMAX มีการสร้างข้อกำหนดทางสถาปัตยกรรมซึ่งทำให้สามารถกำหนดความแตกต่างในการดำเนินงานจำนวนมากได้ ตัวเลขนี้รวมการแจกจ่ายด้วย ที่อยู่เครือข่าย, การโต้ตอบกับเครือข่ายอื่น , การรับรองความถูกต้อง

ฉันอยากจะทราบว่าสถาปัตยกรรมเครือข่ายไม่ได้ผูกติดอยู่กับการกำหนดค่าอย่างใดอย่างหนึ่งหรืออย่างอื่นอย่างเคร่งครัด ดังนั้นจึงมีความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับขยายได้ค่อนข้างสูง

ข้อดีและข้อเสีย

สิทธิประโยชน์ได้แก่:

ข้อเสียได้แก่ฉัน:

• การขาดแคลนอุปกรณ์ความถี่
• ความไม่พร้อมของกรอบกฎหมาย
• ความยากลำบากในการแนะนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ปัจจุบันไม่มีความเป็นไปได้ในการให้บริการการสื่อสารคุณภาพสูงด้วยต้นทุนที่ต่ำ

ในบทความนี้ เราได้ดูรายละเอียดเกี่ยวกับ WiMAX พูดได้อย่างปลอดภัยว่าปัจจุบัน WiMAX เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายชั้นนำ ปัจจุบันได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางในโลกสมัยใหม่

ไวแมกซ์จากภาษาอังกฤษ การทำงานร่วมกันทั่วโลกสำหรับการเข้าถึงไมโครเวฟ IEEE 802.16 เป็นมาตรฐานการสื่อสารไร้สายที่ให้การสื่อสารแบบบรอดแบนด์ในระยะทางไกลด้วยความเร็วที่เทียบได้กับการเชื่อมต่อสายเคเบิล

ชื่อ "WiMAX" ถูกสร้างขึ้นโดย WiMAX Forum ซึ่งเป็นองค์กรที่ก่อตั้งขึ้นในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2544 โดยมีเป้าหมายในการส่งเสริมและพัฒนา WiMAX ฟอรัมนี้อธิบายถึง WiMAX ว่าเป็น "เทคโนโลยีมาตรฐานที่ให้การเข้าถึงเครือข่ายไร้สายความเร็วสูงเป็นทางเลือกแทนสายเช่าและ DSL"

ขอบเขตการใช้งาน

WiMAX เหมาะสำหรับการแก้ปัญหาต่อไปนี้:

• การเชื่อมต่อจุดเข้าใช้งาน Wi-Fi ซึ่งกันและกันและส่วนอื่นๆ ของอินเทอร์เน็ต
• ให้การเข้าถึงบรอดแบนด์ไร้สายเป็นทางเลือกแทนสายเช่าและ DSL
• ให้บริการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูง (สูงสุด 3 Mb/s) และบริการโทรคมนาคม
• การสร้างจุดเข้าใช้งานที่ไม่เชื่อมโยงกับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์

WiMAX ช่วยให้คุณเข้าถึงอินเทอร์เน็ตด้วยความเร็วสูง โดยมีความครอบคลุมมากกว่าเครือข่าย Wi-Fi มาก สิ่งนี้ทำให้เทคโนโลยีสามารถใช้เป็น "ช่องสัญญาณหลัก" ซึ่งต่อเนื่องจาก DSL และสายเช่าแบบดั้งเดิม รวมถึงเครือข่ายท้องถิ่น ด้วยเหตุนี้ แนวทางนี้จึงทำให้สามารถสร้างเครือข่ายความเร็วสูงทั่วทั้งเมืองได้

คงที่และ ตัวเลือกมือถือไวแมกซ์

ชุดข้อดีนั้นมีอยู่ในตระกูล WiMAX ทั้งหมด แต่เวอร์ชันของมันแตกต่างกันอย่างมาก ผู้พัฒนามาตรฐานกำลังมองหาโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับทั้งแบบคงที่และแบบคงที่ แอปพลิเคชันมือถือแต่ไม่สามารถรวมข้อกำหนดทั้งหมดไว้ในมาตรฐานเดียวได้ แม้ว่าข้อกำหนดพื้นฐานจำนวนหนึ่งจะเหมือนกัน แต่การมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีในตลาดเฉพาะกลุ่มที่แตกต่างกันได้นำไปสู่การสร้างมาตรฐานสองเวอร์ชันที่แยกจากกัน (หรือมากกว่านั้น อาจถือได้ว่าเป็นสองมาตรฐานที่แตกต่างกัน) ข้อกำหนดเฉพาะของ WiMAX แต่ละข้อจะกำหนดช่วงความถี่ในการทำงาน แบนด์วิดท์ กำลังการแผ่รังสี วิธีการส่งและการเข้าถึง การเข้ารหัสสัญญาณและวิธีการมอดูเลต หลักการใช้ความถี่วิทยุซ้ำ และตัวบ่งชี้อื่นๆ ดังนั้นระบบ WiMAX ที่ใช้มาตรฐาน IEEE 802.16 e และ d เวอร์ชันจึงเข้ากันไม่ได้ในทางปฏิบัติ ลักษณะโดยย่อของแต่ละเวอร์ชันมีดังต่อไปนี้

802.16-2004 (หรือที่เรียกว่า 802.16d และ WiMAX แบบคงที่) ข้อมูลจำเพาะได้รับการอนุมัติในปี 2547 มีการใช้มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่มุมฉาก (OFDM) และรองรับการเข้าถึงแบบคงที่ในพื้นที่ที่มีหรือไม่มีแนวสายตา อุปกรณ์ของผู้ใช้คือโมเด็มแบบอยู่กับที่สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารและในอาคาร รวมถึงการ์ด PCMCIA สำหรับแล็ปท็อป ในประเทศส่วนใหญ่ มีการจัดสรรย่านความถี่ 3.5 และ 5 GHz สำหรับเทคโนโลยีนี้ จากข้อมูลของฟอรัม WiMAX มีการใช้งานเวอร์ชันคงที่แล้วประมาณ 175 รายการ นักวิเคราะห์หลายคนมองว่าสิ่งนี้เป็นคู่แข่งหรือเป็นส่วนเสริมของเทคโนโลยีบรอดแบนด์ DSL แบบมีสาย

802.16-2005 (หรือที่เรียกว่า 802.16e และ WiMAX บนมือถือ) ข้อกำหนดดังกล่าวได้รับการอนุมัติในปี พ.ศ. 2548 นี้ - รอบใหม่การพัฒนาเทคโนโลยีการเข้าถึงแบบคงที่ (802.16d) ปรับให้เหมาะสมสำหรับการสนับสนุน ผู้ใช้มือถือเวอร์ชันนี้รองรับฟังก์ชันเฉพาะจำนวนหนึ่ง เช่น การส่งมอบ “โหมดไม่ได้ใช้งาน” และการโรมมิ่ง มีการใช้การเข้าถึง OFDM ที่ปรับขนาดได้ (SOFDMA) การดำเนินการสามารถทำได้โดยมีหรือไม่มีระดับสายตา ช่วงความถี่ที่วางแผนไว้สำหรับ เครือข่ายมือถือ WiMAX คือ: 2.3, 2.5, 3.4-3.8 GHz มีการดำเนินโครงการนำร่องหลายโครงการทั่วโลก และเมื่อเร็วๆ นี้ ผู้ดำเนินการ Sprint ได้ประกาศการเริ่มต้นโครงการระดับชาติ คู่แข่งของ 802.16e คือเทคโนโลยีมือถือรุ่นที่สามทั้งหมด (เช่น EV-DO, HSXPA)

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองคือ WiMAX แบบคงที่ช่วยให้ให้บริการได้เฉพาะสมาชิกแบบ "คงที่" ในขณะที่อุปกรณ์เคลื่อนที่มุ่งเน้นไปที่การทำงานกับผู้ใช้ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุด 120 กม./ชม. ความคล่องตัวหมายถึงการมีฟังก์ชันโรมมิ่งและการสลับระหว่างสถานีฐานแบบ "ราบรื่น" เมื่อผู้ใช้บริการย้าย (เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในเครือข่าย การสื่อสารเคลื่อนที่- ในบางกรณี สามารถใช้ WiMAX มือถือเพื่อให้บริการผู้ใช้โทรศัพท์พื้นฐานได้

บรอดแบนด์

บริษัทโทรคมนาคมหลายแห่งวางเดิมพันครั้งใหญ่กับการใช้ WiMAX เพื่อให้บริการการสื่อสารความเร็วสูง และมีสาเหตุหลายประการสำหรับเรื่องนี้ ประการแรก เทคโนโลยีตระกูล 802.16 ช่วยให้มีความคุ้มค่ามากขึ้น (เมื่อเทียบกับ เทคโนโลยีแบบมีสาย) ไม่เพียงแต่ช่วยให้ลูกค้ารายใหม่สามารถเข้าถึงเครือข่ายได้ แต่ยังขยายขอบเขตของบริการและครอบคลุมพื้นที่ใหม่ที่เข้าถึงยากอีกด้วย ประการที่สอง เทคโนโลยีไร้สายใช้งานง่ายกว่าช่องสัญญาณแบบใช้สายแบบเดิมมาก เครือข่าย WiMAX และ Wi-Fi นั้นง่ายต่อการปรับใช้และปรับขนาดได้อย่างง่ายดายตามต้องการ ปัจจัยนี้มีประโยชน์มากเมื่อคุณต้องการขยาย เครือข่ายขนาดใหญ่โดยเร็วที่สุด ตัวอย่างเช่น WiMAX ถูกใช้เพื่อให้การเข้าถึงเครือข่ายแก่ผู้รอดชีวิตจากเหตุการณ์สึนามิในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2547 ในประเทศอินโดนีเซีย (อาเจะห์) โครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารทั้งหมดของภูมิภาคถูกปิดใช้งาน และจำเป็นต้องฟื้นฟูบริการการสื่อสารสำหรับทั้งภูมิภาคโดยทันที

โดยรวมแล้วข้อดีทั้งหมดเหล่านี้จะลดราคาสำหรับการให้บริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงสำหรับทั้งธุรกิจและบุคคล

อุปกรณ์ของผู้ใช้

ผู้ผลิตหลายรายเป็นผู้จัดหาอุปกรณ์สำหรับการใช้เครือข่าย WiMAX และสามารถติดตั้งได้ทั้งในอาคาร (อุปกรณ์ขนาดเท่าโมเด็ม DSL ทั่วไป) และภายนอกอาคาร (อุปกรณ์ขนาดเท่าแล็ปท็อป) ควรสังเกตว่าอุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับการจัดวางในอาคารและไม่จำเป็นต้องมีทักษะในการติดตั้งแบบมืออาชีพนั้นแน่นอนว่าสะดวกกว่าและสามารถทำงานในระยะทางที่สั้นกว่าจากสถานีฐานมากกว่าอุปกรณ์ภายนอกที่ติดตั้งอย่างมืออาชีพ ดังนั้นอุปกรณ์ที่ติดตั้งภายในอาคารจึงต้องมีการลงทุนในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายมากขึ้น เนื่องจากอุปกรณ์ดังกล่าวเกี่ยวข้องกับการใช้จุดเข้าใช้งานจำนวนมากขึ้น

ด้วยการประดิษฐ์มือถือ WiMAX ทุกสิ่ง เน้นมากขึ้นคือการพัฒนาอุปกรณ์เคลื่อนที่ รวมถึงโทรศัพท์มือถือแบบพิเศษ (คล้ายกับสมาร์ทโฟนมือถือทั่วไป) และอุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์ (โมดูลวิทยุ USB และการ์ดพีซี)

WiMAX ทำงานอย่างไร

แนวคิดพื้นฐาน

โดยทั่วไป เครือข่าย WiMAX ประกอบด้วยส่วนหลักดังต่อไปนี้ - สถานีฐานและสถานีสมาชิก ตลอดจนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อสถานีฐานระหว่างกัน กับผู้ให้บริการและกับอินเทอร์เน็ต

ในการเชื่อมต่อสถานีฐานกับสถานีสมาชิก จะใช้ช่วงคลื่นวิทยุความถี่สูงตั้งแต่ 1.5 ถึง 11 GHz ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสามารถเข้าถึง 70 Mbit/s โดยไม่ต้องใช้แนวสายตาระหว่างสถานีฐานและเครื่องรับ

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น WiMAX ใช้เพื่อแก้ปัญหา "ไมล์สุดท้าย" และเพื่อให้การเข้าถึงเครือข่ายไปยังเครือข่ายสำนักงานและเขต

การเชื่อมต่อแนวสายตาถูกสร้างขึ้นระหว่างสถานีฐานโดยใช้ช่วงความถี่ตั้งแต่ 10 ถึง 66 GHz ความเร็วในการแลกเปลี่ยนข้อมูลสามารถเข้าถึง 120 Mbit/s ในกรณีนี้ มีสถานีฐานอย่างน้อยหนึ่งสถานีเชื่อมต่อกับเครือข่ายของผู้ให้บริการโดยใช้แบบคลาสสิก การเชื่อมต่อสายไฟ- อย่างไรก็ตามกว่า จำนวนที่มากขึ้น BS เชื่อมต่อกับเครือข่ายของผู้ให้บริการ ความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลและความน่าเชื่อถือของเครือข่ายโดยรวมก็จะยิ่งสูงขึ้น

โครงสร้างเครือข่ายของมาตรฐานตระกูล IEEE 802.16 นั้นคล้ายคลึงกับมาตรฐานทั่วไป เครือข่ายจีเอสเอ็ม(สถานีฐานทำงานในระยะทางไม่เกินสิบกิโลเมตรสำหรับการติดตั้งไม่จำเป็นต้องสร้างหอคอย - อนุญาตให้ติดตั้งบนหลังคาบ้านได้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการมองเห็นโดยตรงระหว่างสถานี) โหมดการทำงาน MAC / เลเยอร์ลิงค์

ใน เครือข่าย Wi-Fiสถานีผู้ใช้ทั้งหมดที่ต้องการส่งข้อมูลผ่านจุดเข้าใช้งาน (AP) แข่งขันกันเพื่อ "ความสนใจ" ของสิ่งหลัง แนวทางนี้อาจก่อให้เกิดสถานการณ์ในการสื่อสารเพื่อ สถานีระยะไกลจะถูกตัดออกอย่างต่อเนื่องเพื่อสนับสนุนสถานีที่ใกล้กว่า ข้อเสียนี้ทำให้การใช้บริการต่างๆ เช่น Voice over IP (VoIP) เป็นเรื่องยาก ซึ่งต้องอาศัยการเชื่อมต่อที่ไม่สะดุดเป็นอย่างมาก

สำหรับเครือข่าย 802.16 นั้น MAC จะใช้อัลกอริธึมการตั้งเวลา สถานีผู้ใช้ใดๆ เพียงแค่ต้องเชื่อมต่อกับจุดเชื่อมต่อ และช่องจะถูกจัดสรรบนจุดเชื่อมต่อ ซึ่งผู้ใช้รายอื่นไม่สามารถเข้าถึงได้

สถาปัตยกรรม

ฟอรัม WiMAX ได้พัฒนาสถาปัตยกรรมที่กำหนดแง่มุมต่างๆ ของการทำงานของเครือข่าย WiMAX: การโต้ตอบกับเครือข่ายอื่นๆ การกระจายที่อยู่เครือข่าย การรับรองความถูกต้อง และอื่นๆ อีกมากมาย ภาพประกอบด้านล่างให้แนวคิดบางประการเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมของเครือข่าย WiMAX

• SS/MS: (สถานีสมาชิก/สถานีเคลื่อนที่)
• ASN: (เครือข่ายบริการการเข้าถึง)
• BS: (สถานีฐาน) สถานีฐาน ส่วนหนึ่งของ ASN
• ASN-GW: (เกตเวย์ ASN) เกตเวย์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ ASN
• CSN: (เครือข่ายบริการการเชื่อมต่อ)
• HA: (ตัวแทนบ้าน ส่วนหนึ่งของ CSN)
• NAP: (ผู้ให้บริการการเข้าถึงเครือข่าย)
• NSP: (ผู้ให้บริการเครือข่าย)

ASN (Access Service Network) - เข้าถึงเครือข่าย

เกตเวย์ ASN - ออกแบบมาเพื่อรวมข้อความการรับส่งข้อมูลและสัญญาณจากสถานีฐานและส่งต่อไปยังเครือข่าย CSN

BS (สถานีฐาน) - สถานีฐาน ภารกิจหลักคือการสร้าง บำรุงรักษา และตัดการเชื่อมต่อวิทยุ นอกจากนี้ยังดำเนินการประมวลผลการส่งสัญญาณตลอดจนการกระจายทรัพยากรระหว่างสมาชิก

CSN (เครือข่ายบริการการเชื่อมต่อ) - เครือข่ายการให้บริการ

HA (Home Agent) เป็นองค์ประกอบเครือข่ายที่รับผิดชอบความเป็นไปได้ในการโรมมิ่ง นอกจากนี้ยังรับประกันการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเครือข่ายของผู้ให้บริการที่แตกต่างกัน

ควรสังเกตว่าสถาปัตยกรรมของเครือข่าย WiMax ไม่ได้เชื่อมโยงกับการกำหนดค่าเฉพาะใดๆ และมีความยืดหยุ่นสูงและปรับขนาดได้

เปรียบเทียบ WiMAX และ Wi-Fi

การเปรียบเทียบระหว่าง WiMAX และ Wi-Fi ไม่ใช่เรื่องแปลก อาจเป็นเพราะคำศัพท์ฟังดูคล้ายกัน ชื่อของมาตรฐานที่เทคโนโลยีเหล่านี้ใช้เป็นหลักจึงคล้ายกัน (มาตรฐาน IEEE ทั้งคู่ขึ้นต้นด้วย "802") และเทคโนโลยีทั้งสองใช้ การเชื่อมต่อไร้สายและใช้เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต (ช่องทางการแลกเปลี่ยนข้อมูล) แต่ถึงกระนั้นเทคโนโลยีเหล่านี้ก็มีจุดมุ่งหมายเพื่อแก้ไขปัญหาที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

WiMAX เป็นระบบ ระยะยาวครอบคลุมพื้นที่เป็นกิโลเมตร ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้คลื่นความถี่ที่ได้รับอนุญาต (แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะใช้ความถี่ที่ไม่มีใบอนุญาตก็ตาม) เพื่อให้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบจุดต่อจุดกับ ISP ผู้ใช้ปลายทาง- มีมาตรฐานต่างๆ ในตระกูล 802.16 ประเภทต่างๆการเข้าถึง จากมือถือ (คล้ายกับการถ่ายโอนข้อมูลจากโทรศัพท์มือถือ) ไปจนถึงโทรศัพท์พื้นฐาน (ทางเลือกหนึ่งของการเข้าถึงแบบมีสาย ซึ่งอุปกรณ์ไร้สายของผู้ใช้เชื่อมโยงกับสถานที่)

Wi-Fi เป็นระบบช่วงที่สั้นกว่า ซึ่งโดยทั่วไปครอบคลุมระยะทางหลายร้อยเมตร ซึ่งใช้คลื่นความถี่ที่ไม่มีใบอนุญาตในการเข้าถึงเครือข่าย โดยทั่วไปแล้วผู้ใช้จะใช้ Wi-Fi เพื่อเข้าถึงของตนเอง เครือข่ายท้องถิ่นซึ่งอาจไม่สามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้ หากสามารถเปรียบเทียบ WiMAX กับการสื่อสารเคลื่อนที่ได้ Wi-Fi ก็เหมือนกับโทรศัพท์บ้านไร้สายมากกว่า

WiMAX และ Wi-Fi มีกลไกคุณภาพการบริการ (QoS) ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง WiMAX ใช้กลไกที่สร้างการเชื่อมต่อระหว่างสถานีฐานและอุปกรณ์ของผู้ใช้ การเชื่อมต่อแต่ละรายการจะขึ้นอยู่กับอัลกอริธึมการกำหนดเวลาพิเศษที่สามารถรับประกันพารามิเตอร์ QoS สำหรับการเชื่อมต่อแต่ละรายการ ในทางกลับกัน Wi-Fi จะใช้กลไก QoS คล้ายกับที่ใช้ในอีเธอร์เน็ต ซึ่งแพ็กเก็ตจะได้รับลำดับความสำคัญที่แตกต่างกัน วิธีการนี้ไม่รับประกัน QoS เดียวกันสำหรับทุกการเชื่อมต่อ

เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและติดตั้งง่าย จึงมักใช้ Wi-Fi เพื่อให้บริการลูกค้า เข้าถึงได้อย่างรวดเร็วบนอินเทอร์เน็ตโดยองค์กรต่างๆ ตัวอย่างเช่น ในร้านกาแฟ โรงแรม สถานีรถไฟ และสนามบินส่วนใหญ่ที่คุณสามารถพบได้ จุดฟรีการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตไร้สาย

WiMAX-2

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2553 สถาบันวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า (IEEE) ได้อนุมัติมาตรฐาน IEEE 802.16m ซึ่งรู้จักกันในชื่อ WirelessMAN-Advanced และ WiMAX-2 เท่านั้น มันจะเพิ่มความจุของเครือข่ายไร้สายหลายเท่า ดังนั้น, อุปกรณ์เครื่องเขียนในเครือข่ายยุคใหม่จะสามารถรับข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุด 1 Gbit/s และ อุปกรณ์เคลื่อนที่และแล็ปท็อป - สูงสุด 100 Mbit/s ในขณะเดียวกัน ความเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับอุปกรณ์ WiMAX ที่มีอยู่จะยังคงอยู่

การสาธิตต่อสาธารณะเกี่ยวกับความสามารถของ WiMAX 2 เกิดขึ้นที่ CEATEC JAPAN 2010 ในโตเกียว: Samsung Electronics และ UQ Communications สาธิตระบบ WiMAX 2 รุ่นทดลองที่มีปริมาณงาน 330 Mb/s ในการทำงาน โดยใช้สถานีฐาน Mobile WiMAX เชิงพาณิชย์ที่ผลิตขึ้น พันธมิตรซัมซุงดำเนินการออกอากาศวิดีโอ Full-HD 3D และวิดีโอ Full-HD 16 รายการพร้อมกันไปยังทีวีจอแสดงผลขนาดใหญ่สี่เครื่อง

มาตรฐาน WiMAX 2 ควรแทนที่ WiMAX (802.16e) ปัจจุบันและกลายเป็นคู่แข่งที่คุ้มค่ากับ LTE ได้รับการสนับสนุนจากพันธมิตรของบริษัทคอมพิวเตอร์ รวมถึง Intel, Motorola และ Samsung การเกิดขึ้นของมาตรฐานการสื่อสารไร้สายความเร็วสูงนั้นเป็นที่ต้องการของตลาด ตามที่นักวิเคราะห์ของ Cisco ระบุว่า การรับส่งข้อมูลอินเทอร์เน็ตบนมือถือในโลกนี้จะเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกปี และภายในปี 2556 จะเติบโตเป็น 2.2 ล้านเทราไบต์ต่อเดือน สาเหตุหลักมาจากการเพิ่มขึ้นของส่วนแบ่งวิดีโอ ภายในห้าปี ปริมาณการเข้าชมวิดีโอสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่จะเพิ่มขึ้นมากกว่า 100 เท่า

WiMAX-3

ทันทีหลังจากนำมาตรฐาน IEEE 802.16m (WiMAX-2) มาใช้ กลุ่มความคิดริเริ่มภายใต้ชื่อ PAR (Project Authorization) ได้เริ่มทำงานแล้ว เวอร์ชันใหม่มาตรฐาน IEEE 802.16n (WiMAX 3.0) นี้ ซึ่งควรช่วยให้ผู้ใช้มีความเร็วในการเข้าถึงเครือข่ายที่น่าทึ่งอย่างยิ่ง - 10 Gbit สำหรับช่องทางโทรศัพท์พื้นฐาน และสูงสุด 1 Gbit สำหรับการสื่อสารเคลื่อนที่ มีการวางแผนว่ามาตรฐาน WiMAX 3 จะถูกนำมาใช้ภายใน 3-5 ปีข้างหน้า

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2553 IEEE ได้อนุมัติมาตรฐาน 802.16m เพื่อเป็นส่วนขยายของมาตรฐาน IMT มาตรฐาน IEEE 802.16m ช่วยให้สามารถเข้าถึงเครือข่ายข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุด 100 Mbit นอกจากนี้ มาตรฐาน IEEE 802.16m ยังมีการปรับปรุงที่สำคัญ เช่น คิวผู้ใช้หลายรายของแพ็กเก็ต MIMO (หลายอินพุต-หลายช่องสัญญาณ-เอาต์พุต) การบำรุงรักษาช่องสัญญาณหลักเพื่อประโยชน์ของผู้ให้บริการหลายรายในคราวเดียว และสิ่งที่เรียกว่า “ การสื่อสารแบบมีส่วนร่วม” ซึ่งสมาชิกแต่ละรายมีส่วนร่วมในการให้บริการที่อยู่ใกล้กับสมาชิกรายอื่น เหนือสิ่งอื่นใด ข้อเสนอมาตรฐานใหม่ การสนับสนุนอย่างเต็มที่ femtocells เครือข่ายการจัดระเบียบตัวเองและตัวทำซ้ำ หน่วยงานภาครัฐและอุตสาหกรรมที่ใหญ่ที่สุดในโลกได้ประกาศการนำมาตรฐาน WiMAX 2.0 ไปใช้แล้ว

มาตรฐาน WiMAX 3.0 (IEEE 802.16n) ซึ่งออกแบบมาเพื่อแทนที่มาตรฐาน WiMAX 2 เพียงมาตรฐานเดียวที่ได้รับการยอมรับ จะเร็วยิ่งขึ้นและเป็นสากลมากขึ้น ความจุของเครือข่ายควรมากกว่าเครือข่ายที่ล้ำสมัยที่มีอยู่ถึงสิบเท่า โดยเสนอคิวหลายช่องสัญญาณ 4×8 MIMO และการเชื่อมโยงช่องสัญญาณ เนื่องจากมาตรฐาน WiMAX 3.0 ใช้ช่องสัญญาณ 10 6 MHz ในคราวเดียว สถานีออกอากาศจึงมีความสามารถในการส่งสัญญาณอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน สัญญาณโทรทัศน์ คุณภาพดีเยี่ยมจากอุปกรณ์ที่มีขนาดไม่ใหญ่ไปกว่ากระเป๋าเดินทาง นี่อาจหมายถึงการสิ้นสุดของโทรทัศน์แบบเดิมๆ ออกอากาศซึ่งสามารถรับได้บนเสาอากาศภายในบ้าน

เป็นที่น่าสังเกตว่าขณะนี้การพัฒนาการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ไร้สายกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว จากข้อมูลของบริษัทวิจัย ABI Research ปัจจุบันมีผู้คนมากกว่า 2 พันล้านคนบนโลกอาศัยอยู่ในโซนนี้ เครือข่ายความเร็วสูง- ขณะนี้มีเครือข่าย 3G มากกว่า 500 เครือข่ายทั่วโลก และมีการวางแผนการเปิดตัวอย่างเป็นทางการของเครือข่าย WiMAX และ LTE มากกว่า 300 เครือข่ายในอนาคตอันใกล้นี้ In-Stat ประมาณการว่าภายในปี 2557 จะมีอุปกรณ์เคลื่อนที่มากถึง 2 พันล้านเครื่องที่รองรับบรอดแบนด์มือถือในตัวทั่วโลก

ตลาด

ตามข้อมูลจากบริษัทที่ปรึกษา J"son & Partners นำเสนอตามผลการศึกษาทั่วโลก ตลาดไวแมกซ์ในปี 2551 จำนวนคงที่และ สมาชิกมือถือเข้าใกล้ 4 ล้านคน และเพิ่มขึ้นตั้งแต่ปลายปี 2550 อยู่ที่ 120%

แนวโน้มหลักในตลาดการเข้าถึงบรอดแบนด์ไร้สายทั่วโลกในปี 2551 คือการเตรียมพร้อมสำหรับการเกิดขึ้นของเครือข่าย WiMAX ด้วยข้อกำหนด บริการโทรศัพท์มือถือสำหรับผู้ใช้จำนวนมาก โครงการ WiMAX หลักกระจุกตัวในเมืองใหญ่ในสหรัฐอเมริกา เม็กซิโก และประเทศในยุโรปกลาง ซึ่งมีประชากรหนาแน่นสูง เมื่อคำนึงถึงการลงทุนที่ค่อนข้างน้อยในการติดตั้งเครือข่ายเต็มรูปแบบในเมืองที่มีประชากรมากกว่าหนึ่งล้านคน การมีอยู่ของโครงสร้างพื้นฐานช่องทางที่พัฒนาแล้ว และความต้องการการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตที่เพิ่มขึ้น โครงการ WiMAX ส่วนใหญ่เริ่มต้นในเมืองใหญ่ แต่สถานการณ์กำลังค่อยๆเปลี่ยนไป

ผู้ผลิตอุปกรณ์หลายรายปฏิเสธหรือละทิ้งการพัฒนาและการผลิตระบบ 802.16d แล้วหันไปใช้มาตรฐานเวอร์ชันมือถือ ในเรื่องนี้ อนาคตของ WiMAX แบบคงที่ยังไม่ชัดเจนนัก

ตำแหน่งผู้นำในแง่ของรายได้จากการขายอุปกรณ์สำหรับ WiMAX มือถือในปี 2551 ถูกครอบครองโดย Alcatel-Lucent โดยทิ้ง Motorola, Alvarion และ Samsung ไว้ ในปี 2552 Huawei และ Cisco Systems ซึ่งแต่ละแห่งเมื่อปลายปี 2551 ได้รับรองอุปกรณ์สามเครื่องที่รองรับการเข้าถึงเทคโนโลยี WiMAX บนมือถือ มีโอกาสที่จะอุทธรณ์ตำแหน่งผู้นำในด้านจำนวนอุปกรณ์ที่จำหน่ายได้

ณ เดือนมีนาคม 2552 ฟอรัม WiMAX ระหว่างประเทศได้รับรองสถานีฐาน 44 รุ่นและเทอร์มินัลสมาชิก 47 รุ่น ค่าเหล่านี้สูงกว่าจำนวนอุปกรณ์ที่เปิดใช้งาน WiMAX ที่ผ่านการรับรองเกือบหนึ่งเท่าครึ่งเมื่อสิ้นสุดครึ่งปีแรก ของปี 2551 - สถานีฐาน 18 แห่งและอุปกรณ์เทอร์มินัลสมาชิก 20 แห่ง จำนวนผู้ผลิตอุปกรณ์ที่ได้รับการรับรองเพิ่มขึ้นกว่าสองเท่าในช่วงแปดเดือนที่ผ่านมา และปัจจุบันอยู่ที่ 33 บริษัท

มาตรฐาน IEEE 802.16-2004 ที่กล่าวถึงในบทความนี้เป็นส่วนขยายของมาตรฐาน IEEE 802.16 พื้นฐาน ซึ่งอธิบายการทำงานในช่วง 10...66 GHz ใน มาตรฐานอีอีอี 802.16-2004 ให้การทำงานในช่วง 2...11 GHz และอื่นๆ โอกาสที่เพียงพอทั้งในระดับกายภาพและระดับการควบคุมการเข้าถึง

การแนะนำ

ตัวย่อ WiMAX (การทำงานร่วมกันทั่วโลกสำหรับการเข้าถึงไมโครเวฟ) หมายถึงเทคโนโลยีระดับผู้ให้บริการที่อิงตามมาตรฐานตระกูล IEEE 802.16 ที่พัฒนาโดยสถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์นานาชาติ (IEEE) มาตรฐาน IEEE 802.16 กำหนดเลเยอร์การควบคุมทางกายภาพและการเข้าถึงสำหรับระบบการเข้าถึงบรอดแบนด์ไร้สายแบบประจำที่ในเขตเมือง

พารามิเตอร์หลักของมาตรฐาน IEEE 802.16 และ IEEE 802.16-2004 แสดงไว้ในตาราง 1 1.

ตารางที่ 1. พารามิเตอร์พื้นฐานของมาตรฐาน IEEE 802.16 และ IEEE 802.16-2004

คำอธิบายของมาตรฐาน

ที่ชั้นกายภาพ IEEE 802.16-2004 กำหนดวิธีการส่งสัญญาณสามวิธี: พาหะเดียว (SC), มัลติเพล็กซ์การแบ่งความถี่มุมฉาก (OFDM) และมัลติเพล็กซ์การแบ่งความถี่ (OFDMA)

ข้อกำหนดทางกายภาพของเลเยอร์ WirelessMAN-OFDM นั้นน่าสนใจที่สุดจากมุมมองของการใช้งานจริง ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี OFDM ซึ่งขยายขีดความสามารถของอุปกรณ์ได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งช่วยให้การทำงานที่ความถี่ค่อนข้างสูงในสภาวะที่ไม่สามารถมองเห็นได้โดยตรง นอกจากนี้ยังรวมการสนับสนุนโทโพโลยีแบบ Each-to-Everyone (Mesh) ด้วย อุปกรณ์สมาชิกสามารถทำหน้าที่เป็นสถานีฐานไปพร้อมๆ กัน ซึ่งช่วยให้การปรับใช้เครือข่ายง่ายขึ้นอย่างมาก และช่วยเอาชนะปัญหาแนวสายตา

การปรับ OFDM

เมื่อสร้างสัญญาณ OFDM สตรีมข้อมูลดิจิทัลจะถูกแบ่งออกเป็นหลายสตรีมย่อย และแต่ละซับคาริเออร์จะเชื่อมโยงกับสตรีมข้อมูลย่อยของตัวเอง แอมพลิจูดและเฟสของพาหะย่อยจะถูกคำนวณตามรูปแบบการปรับที่เลือก ตามมาตรฐาน แต่ละ subcarrier สามารถมอดูเลตได้โดยใช้ binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) หรือ Quadrature Amplitude Shift Keying (QAM) ของลำดับ 16 หรือ 64 ตัวเลือกสำหรับการแมปบิตกับระนาบเฟสสำหรับ การคีย์แต่ละประเภทจะแสดงไว้ในรูปที่ 1 1. ที่เครื่องส่งสัญญาณ แอมพลิจูดที่เป็นฟังก์ชันของเฟสจะถูกแปลงเป็นฟังก์ชันของเวลาโดยใช้การแปลงฟูริเยร์แบบผกผัน (IFFT) ที่เครื่องรับ Fast Fourier Transform (FFT) จะแปลงความกว้างของสัญญาณจากฟังก์ชันของเวลาเป็นฟังก์ชันของความถี่

ข้าว. 1. ตัวเลือกสำหรับการแมปบิตกับระนาบเฟส

การใช้การแปลงฟูริเยร์ทำให้ช่วงความถี่สามารถแบ่งออกเป็นคลื่นความถี่ย่อยซึ่งมีสเปกตรัมทับซ้อนกันแต่ยังคงเป็นมุมฉาก ความตั้งฉากของคลื่นพาหะย่อยหมายความว่าแต่ละคลื่นมีจำนวนการแกว่งเป็นจำนวนเต็มต่อคาบของสัญลักษณ์ ดังที่เห็นได้จากรูป 2 เส้นโค้งสเปกตรัมของคลื่นพาหะย่อยใดๆ มีค่าเป็นศูนย์สำหรับความถี่ "ศูนย์กลาง" ของเส้นโค้งที่อยู่ติดกัน มันเป็นคุณสมบัติของสเปกตรัมของผู้ให้บริการย่อยที่ทำให้มั่นใจว่าไม่มีการรบกวนระหว่างกัน

ข้าว. 2. subcarriers มุมฉาก

ข้อดีหลักประการหนึ่งของวิธี OFDM ก็คือความต้านทานต่อเอฟเฟกต์แบบหลายเส้นทาง ผลกระทบนี้เกิดจากการที่สัญญาณที่ปล่อยออกมาซึ่งสะท้อนจากสิ่งกีดขวางมาถึงเสาอากาศรับสัญญาณในรูปแบบต่างๆ (รูปที่ 3) ทำให้เกิดการบิดเบือนระหว่างสัญลักษณ์ การรบกวนประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับเมืองที่มีอาคารหลายชั้นเนื่องจากการสะท้อนสัญญาณวิทยุจากอาคารและโครงสร้างอื่นๆ หลายครั้ง เพื่อหลีกเลี่ยงการบิดเบือนระหว่างสัญลักษณ์ จึงมีการแนะนำช่วงป้องกันที่เรียกว่าคำนำหน้าแบบวนรอบก่อนสัญลักษณ์ OFDM แต่ละตัว คำนำหน้าแบบวนเป็นส่วนหนึ่งของสัญญาณที่ต้องการซึ่งรับประกันการรักษามุมตั้งฉากของสัญญาณย่อย (แต่เฉพาะในกรณีที่สัญญาณที่สะท้อนระหว่างการแพร่กระจายแบบหลายเส้นทางล่าช้าไม่เกินระยะเวลาของคำนำหน้าแบบวน) นอกจากนี้ คำนำหน้าแบบวนทำให้คุณสามารถเลือกหน้าต่างสำหรับการแปลงฟูริเยร์ที่ใดก็ได้ในช่วงเวลาสัญลักษณ์ (รูปที่ 4)

ข้าว. 3. ภาพประกอบของเอฟเฟกต์หลายเส้นทาง

ข้าว. 4. การประมวลผลสัญลักษณ์ OFDM ในระหว่างการแพร่กระจายแบบหลายเส้นทาง

การเข้ารหัสที่ทนต่อเสียงรบกวน

การแพร่กระจายสัญญาณวิทยุแบบหลายเส้นทางสามารถนำไปสู่การลดทอนและแม้กระทั่งการปราบปรามของสัญญาณย่อยบางส่วนเนื่องจากการรบกวนของสัญญาณโดยตรงและสัญญาณล่าช้า เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงมีการใช้การเข้ารหัสป้องกันเสียงรบกวน มาตรฐาน IEEE 802.16-2004 มีทั้งเทคโนโลยีการเข้ารหัสเพื่อแก้ไขสัญญาณรบกวนแบบดั้งเดิมและวิธีการที่ค่อนข้างใหม่ แบบดั้งเดิมประกอบด้วยการเข้ารหัสแบบบิดด้วยการถอดรหัสโดยใช้อัลกอริธึม Viterbi และรหัส Reed-Solomon สิ่งที่ค่อนข้างใหม่คือรหัสเทอร์โบแบบบล็อกและแบบหมุนวน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเขียนโค้ดโดยไม่ลดความเร็วของโค้ด จึงมีการใช้การแทรกข้อมูล การสลับกันเพิ่มประสิทธิภาพในการเข้ารหัสเนื่องจากแพ็กเก็ตข้อผิดพลาดจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนเล็กๆ ที่ระบบการเข้ารหัสสามารถจัดการได้

ความยืดหยุ่น

คุณลักษณะที่สำคัญของฟิสิคัลเลเยอร์คือความสามารถในการเลือกความกว้างสำหรับแบนด์วิดท์ของช่องสัญญาณ มาตรฐานนี้อนุญาตให้เลือกแบนด์วิดท์ได้ตั้งแต่ 1.25 MHz ถึง 20 MHz โดยมีตัวเลือกมากมายในระหว่างนั้น ช่วยให้ใช้สเปกตรัมวิทยุได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ มาตรฐานยังรวมถึงการออกแบบรหัสสัญญาณที่ปรับเปลี่ยนได้ นั่นคือ ระบบจะปรับให้เข้ากับลักษณะของช่องสัญญาณในแต่ละช่วงเวลา "สูบฉีด" ความเร็วไปสู่การป้องกันเสียงรบกวนและในทางกลับกัน ตามมาตรฐาน ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (S/N) ระบบจะเลือกวิธีการมอดูเลชั่นที่รับประกันการทำงานที่เสถียร (รูปที่ 5)

ข้าว. 5. วิธีการมอดูเลตที่ต้องการขึ้นอยู่กับอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน

เครื่องมือเลเยอร์ทางกายภาพเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการใช้สเปกตรัมวิทยุ ได้แก่ การวัดคุณภาพช่องสัญญาณและการควบคุมกำลังสัญญาณอัตโนมัติ

วิธีการเข้าถึง

มาตรฐาน IEEE 802.16-2004 ใช้เทคโนโลยี Time Division Multiple Access (TDMA) ซึ่งสถานีฐานจะจัดสรรช่วงเวลาให้กับสถานีที่สมัครสมาชิกเพื่อให้สามารถส่งข้อมูลในลำดับเฉพาะแทนที่จะสุ่ม

ในการใช้โหมดการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบดูเพล็กซ์ จะมีการใช้เทคโนโลยีสองอย่าง: โหมดดูเพล็กซ์ Time Division Duplex (TDD) ดาวน์สตรีมและอัปสตรีม และ Frequency Division Duplex (FDD)

การคุ้มครองข้อมูล

ตามมาตรฐาน เพื่อป้องกันการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตและปกป้องข้อมูลผู้ใช้ การรับส่งข้อมูลทั้งหมดที่ส่งผ่านเครือข่ายจะถูกเข้ารหัส สถานีฐาน WiMAX (BS) เป็นแบบโมดูลาร์ซึ่งหากจำเป็น คุณสามารถติดตั้งหลายโมดูลด้วยอินเทอร์เฟซประเภทของคุณเองได้ แต่ในขณะเดียวกันก็ต้องสนับสนุนการจัดการด้านผู้ดูแลระบบ ซอฟต์แวร์สำหรับการจัดการเครือข่าย ซอฟต์แวร์นี้ให้การจัดการแบบรวมศูนย์ของเครือข่ายทั้งหมด นอกจากนี้เชิงตรรกะของ เครือข่ายที่มีอยู่ชุดสมาชิกยังดำเนินการผ่านฟังก์ชันการดูแลระบบนี้ด้วย

Subscriber Station (SS) คืออุปกรณ์ที่มีหมายเลขซีเรียลเฉพาะ ที่อยู่ MAC รวมถึงลายเซ็นดิจิทัล X.509 โดยที่ AS ได้รับการตรวจสอบสิทธิ์กับ BS นอกจากนี้ ตามมาตรฐาน ระยะเวลาความถูกต้องของลายเซ็นดิจิทัลของ AS คือ 10 ปี หลังจากติดตั้งลำโพงที่ไคลเอนต์และจ่ายไฟแล้ว ลำโพงจะได้รับอนุญาตที่สถานีฐานโดยใช้ความถี่สัญญาณวิทยุที่แน่นอน หลังจากนั้นสถานีฐานจะส่งไฟล์การกำหนดค่าไปยังผู้สมัครสมาชิกผ่าน TFTP ตามข้อมูลการระบุที่ระบุไว้ข้างต้น โปรโตคอล. ไฟล์การกำหนดค่านี้ประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับแบนด์ย่อยการส่งข้อมูล (การรับ) ประเภทการรับส่งข้อมูลและแบนด์วิธที่มีอยู่ กำหนดการสำหรับการกระจายคีย์เพื่อเข้ารหัสการรับส่งข้อมูล และข้อมูลอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับการทำงานของ AS ไฟล์ที่จำเป็นด้วยข้อมูลการกำหนดค่าจะถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติหลังจากที่ผู้ดูแลระบบได้ป้อน AS ลงในฐานข้อมูลสมาชิกโดยกำหนดพารามิเตอร์การเข้าถึงบางอย่างให้กับส่วนหลัง

หลังจากขั้นตอนการกำหนดค่า การรับรองความถูกต้องของลำโพงที่สถานีฐานจะเกิดขึ้นดังต่อไปนี้:

• สถานีสมาชิกจะส่งคำขออนุญาตซึ่งประกอบด้วยใบรับรอง X.509 คำอธิบายวิธีการเข้ารหัสที่รองรับ และข้อมูลเพิ่มเติม
• สถานีฐานตอบสนองต่อคำขอการอนุญาต (หากคำขอถูกต้อง) จะส่งการตอบกลับที่มีคีย์การตรวจสอบสิทธิ์ที่เข้ารหัสด้วยคีย์สาธารณะของผู้สมัครสมาชิก ซึ่งเป็นคีย์ 4 บิตสำหรับกำหนดลำดับที่จำเป็นในการพิจารณาคีย์การอนุญาตถัดไป เช่น ตลอดจนอายุการใช้งานที่สำคัญ
• ในระหว่างการทำงานของ AS หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่งที่กำหนดโดยผู้ดูแลระบบ การอนุญาตซ้ำและการรับรองความถูกต้องจะเกิดขึ้น และหากการรับรองความถูกต้องและการอนุญาตสำเร็จ กระแสข้อมูลจะไม่หยุดชะงัก

มาตรฐานใช้โปรโตคอล PKM (การจัดการคีย์ความเป็นส่วนตัว) ตามที่กำหนดไว้ของคีย์หลายประเภทสำหรับการเข้ารหัสข้อมูลที่ส่ง:

• รหัสการอนุญาต (AK) - รหัสที่ใช้ในการอนุญาต AK ที่สถานีฐาน
• Traffi c Encryption Key (TEK) - คีย์ที่ใช้สำหรับการเข้ารหัสการป้องกันการรับส่งข้อมูล
• Key Encryption Key (KEK) - คีย์ที่ใช้สำหรับการเข้ารหัสการป้องกันคีย์ที่ส่งผ่านอากาศ
• ตามมาตรฐาน มีการใช้ปุ่มสองปุ่มพร้อมกันในเวลาใดก็ตาม โดยมีอายุการใช้งานที่ทับซ้อนกัน มาตรการนี้จำเป็นในสภาพแวดล้อมที่มีแพ็กเก็ตสูญหาย (และเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการออกอากาศ) และช่วยให้การทำงานของเครือข่ายไม่หยุดชะงัก มีคีย์ที่เปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกจำนวนมาก ซึ่งค่อนข้างยาว และการสร้างการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยเกิดขึ้นโดยใช้ลายเซ็นดิจิทัล ตามมาตรฐาน การป้องกันการเข้ารหัสจะดำเนินการตามอัลกอริธึม 3-DES และการเข้ารหัสไม่สามารถปิดใช้งานได้ ทางเลือกคือการเข้ารหัสโดยใช้อัลกอริธึม AES ที่เชื่อถือได้มากกว่า

การพัฒนาอุปกรณ์ WiMAX โดยใช้ “ระบบบนชิป”

แนวโน้มปัจจุบันในการพัฒนาตลาดโทรคมนาคมเป็นตัวกำหนดการพัฒนาที่เรียกว่า "ระบบบนชิป" อุปกรณ์ของคลาส "ระบบบนชิป" โดยทั่วไปหมายถึงอุปกรณ์บนชิปตัวเดียวซึ่งมีโปรเซสเซอร์ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป หน่วยความจำจำนวนหนึ่ง อุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนหนึ่ง และอินเทอร์เฟซรวมอยู่ด้วย - นั่นคือจำนวนสูงสุดที่จำเป็นในการ แก้ปัญหางานที่ได้รับมอบหมายให้กับระบบ การพัฒนา “ระบบบนชิป” เกี่ยวข้องกับการปรับวงจรที่กำลังพัฒนาให้เหมาะสม ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการใช้พลังงาน พื้นที่ชิป และผลที่ตามมาคือต้นทุน

บน ช่วงเวลาปัจจุบันผู้ผลิตชั้นนำของโลกมุ่งเน้นไปที่การพัฒนา "ระบบบนชิป" ที่ผสานรวมฟังก์ชันหลักของกายภาพและ ระดับ MACมาตรฐานไวแมกซ์ ตัวอย่างแรกที่พัฒนาตามข้อกำหนด IEEE 802.16-2004 นำเสนอโดย Fijitsu, Intel, Sequans Communications, Wavesat และ PicoChip โซลูชันเลเยอร์ทางกายภาพของบริษัทเหล่านี้ใช้การปรับ OFDM กับผู้ให้บริการย่อย 256 ราย และรูปแบบการเข้ารหัสหลักที่ใช้การเข้ารหัสแบบ Convolutional และการถอดรหัส Viterbi สำหรับโค้ดภายใน และโค้ด Reed-Solomon สำหรับโค้ดภายนอก

ตามการใช้งานแล้ว อุปกรณ์ WiMAX แบ่งออกเป็นอุปกรณ์พื้นฐานและอุปกรณ์สมาชิก ชิปเจเนอเรชันแรกสำหรับสถานีฐานมีระดับการรวมที่ต่ำกว่าสถานีสมาชิก หากต้องการใช้โปรโตคอล MAC ของสถานีฐาน จำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพของโซลูชันเหล่านี้ เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้โปรเซสเซอร์ภายนอกเพื่อดำเนินการ ระดับบนสุดโปรโตคอล MAC ดังนั้นชิปเซ็ต WiMAX จึงใช้ฟังก์ชันฟิสิคัลเลเยอร์และฟังก์ชันเลเยอร์ล่างของโปรโตคอล MAC

อุปกรณ์ของผู้ใช้

สำหรับนักพัฒนาสมัครสมาชิก อุปกรณ์ไวแมกซ์สิ่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือ "ระบบบนชิป" จากผู้ผลิตสี่ราย ได้แก่ Fujitsu, Intel, Sequans และ Wavesat

Intel เป็นเจ้าแรกที่นำเสนอระบบบนชิป PRO/Wireless 5116 สำหรับนักพัฒนาสำหรับสถานีสมาชิก WiMAX ซึ่งรวมฟังก์ชันของทั้งชั้นกายภาพและชั้น MAC ชิป MB87M3400 ของฟูจิตสึได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งานที่มากกว่า หลากหลายแอพพลิเคชั่นและช่วยให้คุณพัฒนาทั้งอุปกรณ์พื้นฐานและอุปกรณ์สมาชิก Sequans ได้พัฒนาชิป SQN1010 และ SQN2010 แยกกันสำหรับอุปกรณ์พื้นฐานและอุปกรณ์สมาชิกตามลำดับ

SoC จาก Fujitsu, Intel และ Sequans ใช้ฟังก์ชันโปรโตคอล MAC สำหรับสถานีสมาชิก WiMAX อย่างเต็มรูปแบบ Wavesat เสนอแนวทางการพัฒนาอีกวิธีหนึ่งซึ่งเปิดตัวชิปสองตัว: โมเด็ม OFDM DM256 (ใช้ฟังก์ชันฟิสิคัลเลเยอร์) และ MC336 (แสดงถึงแกนประมวลผลที่ใช้ระดับล่างของโปรโตคอล MAC) ในการพัฒนาโมเด็มสมาชิกที่ใช้ระบบบนชิปจาก Fujitsu, Intel และ Sequans ไม่จำเป็นต้องมีโปรเซสเซอร์ภายนอกเพิ่มเติม

ลักษณะของชิปที่พิจารณาซึ่งกำหนดโดยประเภทของดูเพล็กซ์ ความกว้างของช่อง และพารามิเตอร์อื่น ๆ นั้นแตกต่างกันอย่างมาก ในการจัดระเบียบการทำงานฟูลดูเพล็กซ์โดยใช้โซลูชัน Fujitsu MB87M3400 จำเป็นต้องใช้ชิปสองตัว Sequans SQN1010 เป็น SoC ตัวแรกที่รองรับการทำงานแบบฟูลดูเพล็กซ์ โซลูชัน Wavesat DM256/MC336 ยังช่วยให้สามารถดำเนินการฟูลดูเพล็กซ์โดยใช้ชิปโมเด็ม DM256 OFDM ตัวเดียว

ชิปจาก Fujitsu และ Sequans ช่วยให้คุณสามารถจัดระเบียบช่องสัญญาณได้กว้างถึง 20 และ 28 MHz ตามลำดับ ในขณะที่ความกว้างของช่องสัญญาณสูงสุดสำหรับชิป Intel และ Wavesat คือ 10 MHz โดยมีค่ากลาง 3.5 และ 7 MHz

อินเทอร์เฟซวิทยุของ “ระบบบนชิป” ที่ได้รับการพิจารณามีบล็อก ADC/DAC สำหรับการเชื่อมต่ออะนาล็อกโดยตรงกับตัวรับส่งสัญญาณภายนอก ในตาราง ฉบับที่ 2 นำเสนอพารามิเตอร์หลักของโซลูชันสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์สมาชิก WiMAX

ตารางที่ 2. พารามิเตอร์หลักของโซลูชันสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์สมาชิก WiMAX

สถานีฐาน

พิจารณาตัวเลือกสำหรับการพัฒนาสถานีฐาน WiMAX โดยใช้ชิปที่รู้จักกันดี ฟูจิตสึได้พัฒนาชิป MB87M3400 สำหรับทั้งสถานีฐานและสถานีสมาชิก อย่างไรก็ตาม ชิปฟูจิตสึมีอินเทอร์เฟซสำหรับโปรเซสเซอร์ภายนอก ซึ่งต่างจากโซลูชันของ Intel ในการใช้โหมดฟูลดูเพล็กซ์จำเป็นต้องใช้ชิปสองตัวโดยตัวหนึ่งทำหน้าที่ของเลเยอร์ทางกายภาพและชั้นล่างของโปรโตคอล MAC และตัวที่สองคือโปรเซสเซอร์ภายนอก (จาก บริษัท บุคคลที่สาม) ใช้ชั้นบนของโปรโตคอล MAC สำหรับการพัฒนาสถานีฐาน ฟูจิตสึจัดเตรียมชุดพัฒนาฟูลดูเพล็กซ์พร้อมโปรเซสเซอร์ Freescale MPC8560 แต่ไม่มีซอฟต์แวร์ที่ให้ฟังก์ชันโปรโตคอล MAC ระดับบน

PicoChip นำเสนอโซลูชัน PC102/PC8520 ซึ่งสร้างขึ้นจากโปรเซสเซอร์ PC102 แบบขนานสองตัว บริษัทจัดหาซอฟต์แวร์ที่ใช้ฟังก์ชันเลเยอร์ทางกายภาพและเลเยอร์ล่างของโปรโตคอล MAC บนชิป PC102 เช่นเดียวกับฟูจิตสึ PicoChip ใช้โปรเซสเซอร์ Freescale MPC8565 เพื่อใช้งานชั้นบนของโปรโตคอล MAC ในชุดการพัฒนา อย่างไรก็ตาม PicoChip ต่างจากฟูจิตสึตรงที่อนุญาตให้ใช้สิทธิ์ซอฟต์แวร์ของตนที่ชั้นบนของโปรโตคอล MAC เนื่องจากโซลูชัน PC102/PC8520 ไม่มีฟังก์ชันการเข้ารหัส/ถอดรหัส จึงต้องใช้โปรเซสเซอร์ภายนอกเพื่อดำเนินการดังกล่าว

ชิปพัฒนาสถานีฐาน SQN2010 ของ Sequans เป็นระบบบนชิปตัวแรกที่มีคุณสมบัติการทำงานแบบฟูลดูเพล็กซ์ SQN2010 ใช้ฟังก์ชันฟิสิคัลและเลเยอร์ MAC ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการทำงานของสถานีฐานฟูลดูเพล็กซ์ ชิป SQN2010 แตกต่างจาก SQN1010 เมื่อมีโปรเซสเซอร์กลางตัวที่สองที่ใช้ระดับบนของโปรโตคอล MAC ชิป SQN1010 มอบให้ อินเตอร์เฟซ PCIเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อโปรเซสเซอร์ภายนอกได้

โซลูชัน DM256/MC336 ของ Wavesat ยังสามารถใช้เพื่อพัฒนาสถานีฐานได้อีกด้วย โซลูชันนี้รองรับการทำงานฟูลดูเพล็กซ์ แต่ควรสังเกตว่าต้องใช้โปรเซสเซอร์ภายนอกเพื่อใช้ฟังก์ชันการเข้ารหัสและถอดรหัส เช่นเดียวกับฟูจิตสึ Wavesat ไม่มีซอฟต์แวร์โปรโตคอล MAC ชั้นบนที่จำเป็นในการพัฒนาสถานีฐาน

จากโซลูชันทั้งสี่ที่อธิบายไว้ มีเพียงชิป PicoChip PC102 เท่านั้นที่ไม่รวมฟังก์ชัน ADC/DAC ดังนั้น สำหรับการพัฒนาที่ใช้อินเทอร์เฟซวิทยุแบบอะนาล็อก จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ ADC/DAC เพิ่มเติม พารามิเตอร์หลักของโซลูชันที่พิจารณาสำหรับการพัฒนาสถานีฐานแสดงไว้ในตาราง 1 3.

ตารางที่ 3. พารามิเตอร์หลักของโซลูชันที่พิจารณาสำหรับการพัฒนาสถานีฐาน WiMAX

การเลือกผู้ผลิตชิปสำหรับการพัฒนาระบบ WiMAX เป็นสิ่งสำคัญ การตัดสินใจเชิงกลยุทธ์- เพื่อการพัฒนาระบบที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีการสนับสนุนซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่สมบูรณ์ที่สุด รวมถึงเครื่องมือสำหรับการพัฒนาและการแก้ไขจุดบกพร่อง การมีชุดตรวจแก้จุดบกพร่องสามารถเพิ่มความเร็วและลดต้นทุนในการพัฒนาอุปกรณ์ WiMAX ได้อย่างมาก ซึ่งเป็นหนึ่งในเกณฑ์หลักในการเลือกผลิตภัณฑ์เฉพาะ

การติดตั้งระบบ WiMAX

การสร้างเครือข่ายการเข้าถึงไร้สายแบบอยู่กับที่เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์สามประเภท ได้แก่ สถานีฐาน สถานีสมาชิก และอุปกรณ์สำหรับจัดการการสื่อสารระหว่างสถานีฐาน ในเครือข่ายการเข้าถึงที่ใช้ WiMAX จะใช้ทั้งเสาอากาศที่มีทิศทางแคบและเสาอากาศที่มีภาคความครอบคลุมที่กว้างกว่าไปจนถึงเสาอากาศแบบรอบทิศทาง

โทโพโลยีเครือข่าย

สำหรับการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (รูปที่ 6a) จะใช้เสาอากาศสองตัวที่พุ่งเข้าหากัน ตัวอย่างเช่นนี่คือวิธีการสร้างสายส่งรีเลย์วิทยุซึ่งระยะห่างระหว่างเสาส่งสัญญาณใกล้เคียงสามารถเป็นสิบกิโลเมตร ในโทโพโลยีแบบ "จุดต่อหลายจุด" (รูปที่ 6b) สถานีฐานที่มีเสาอากาศรอบทิศทางหรือเซกเตอร์จะถูกวางไว้ตรงกลางของ "เซลล์" และสมาชิกทั้งหมดที่ใช้บริการจะติดตั้งเสาอากาศแบบกำหนดทิศทางที่เน้นไปที่ .

ข้าว. 6. โทโพโลยีที่เป็นไปได้ เครือข่าย WiMAX

การสื่อสารอีกประเภทหนึ่งจะได้รับจากการใช้เสาอากาศรอบทิศทางเท่านั้น ในกรณีนี้ จะมีความเป็นไปได้ในการเชื่อมต่อ "ทุกคนกับทุกคน" หรือ "หลายจุดต่อหลายจุด" (ตาข่าย) (รูปที่ 6c)

สถานีฐาน WiMAX เป็นโซลูชันแบบโมดูลาร์ที่สามารถขยายได้ตามต้องการ บล็อกที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น โมดูลสำหรับการสื่อสารกับเครือข่ายแกนหลักของผู้ให้บริการ ในการกำหนดค่าขั้นต่ำ จะมีการติดตั้งโมดูลอินเทอร์เฟซวิทยุและโมดูลการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบใช้สาย

ช่วงความถี่

เมื่อเลือกอุปกรณ์ WiMAX นอกเหนือจากคุณสมบัติทางเทคนิคและราคาแล้ว ปัจจัยที่สำคัญและมักจะชี้ขาดคือปัญหาเฉพาะของรัสเซียในการขอใบอนุญาตความถี่ ความจริงก็คือในรัสเซียไม่มีวงดนตรีที่ "ปลอดลิขสิทธิ์" เลย สำหรับ ประเภทต่างๆอุปกรณ์มีขั้นตอนที่แตกต่างกันในการขอใบอนุญาตความถี่ หากต้องการดำเนินการในช่วงใดๆ ผู้ให้บริการโทรคมนาคมจะต้องได้รับการอนุญาตที่ค่อนข้างซับซ้อนและหลายระดับจากทั้งบริการความถี่และบริการกำกับดูแลการสื่อสาร

เห็นได้ชัดว่าในประเทศของเรา ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อความเร็วในการใช้งานระบบ WiMAX คือปัญหาการควบคุมคลื่นความถี่ เนื่องจากการพัฒนาตลาดบริการ WiMAX ขึ้นอยู่กับการจัดสรรทรัพยากรความถี่ที่จำเป็นให้กับผู้ให้บริการโดยตรง วันนี้วงดนตรีที่มีแนวโน้มมากที่สุดในแง่ของการพัฒนาเทคโนโลยี WiMAX ในอนาคตอยู่ในภูมิภาค 2.4, 3.5 และ 5.6 GHz

ควรคำนึงว่าการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุในส่วนต่าง ๆ ของสเปกตรัมนั้นมีลักษณะเฉพาะของตัวเองซึ่งส่วนใหญ่จะกำหนดช่วงของอุปกรณ์ตลอดจนความต้านทานต่อหลายเส้นทาง

แนวทางทั่วไปในการเลือกระบบ WiMAX

ก่อนที่คุณจะเริ่มทบทวน ระบบที่มีอยู่ WiMAX จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาระบบต่อไปนี้:

• การเลือกช่วงความถี่
• การกำหนดจำนวนทรัพยากรความถี่ที่ต้องการ
• การพัฒนาขั้นตอนในการจัดสรรและกำหนดความถี่วิทยุ
• ศึกษาประเด็นทางกฎหมาย
• ก่อนที่จะพิจารณาระบบเฉพาะแนะนำให้พิจารณาก่อน คำถามทั่วไปการเลือกระบบซึ่งจะช่วยละทิ้งตัวเลือกที่ยอมรับไม่ได้อย่างชัดเจนในขั้นตอนการวิเคราะห์เบื้องต้น ให้เรากำหนดเกณฑ์ที่ควรปฏิบัติตามเมื่อเลือกอุปกรณ์เข้าถึงไร้สายคงที่ WiMAX:
• จะต้องผลิตอุปกรณ์ บริษัทที่เชี่ยวชาญด้วยประสบการณ์ในการพัฒนาและการผลิต อุปกรณ์ไร้สายซึ่งเป็นการรับประกันคุณภาพ
• ลักษณะทางเทคนิคของอุปกรณ์ที่ผู้ผลิตจัดทำจะต้องครบถ้วนเพียงพอเพื่อให้สามารถนำไปใช้ในการสรุปเกี่ยวกับความสามารถของอุปกรณ์ได้ การนำเสนอคุณลักษณะดังกล่าวบ่งบอกถึงความเป็นมืออาชีพของพนักงานและในระดับหนึ่งเป็นการรับประกันว่าเรากำลังพูดถึงผลิตภัณฑ์ดั้งเดิมและไม่เกี่ยวกับการขายต่อแบรนด์ที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักภายใต้เครื่องหมายการค้าของผู้ขาย
• เป็นที่พึงประสงค์ว่าสถานีฐานมีความสามารถในการเซกเตอร์และค่อยๆ เพิ่มผลผลิต ซึ่งจะต้องสามารถเชื่อมต่อได้ เสาอากาศภายนอก- จากนั้นในระยะแรก สถานีฐานหนึ่งสถานีที่มีเสาอากาศรอบทิศทางก็เพียงพอแล้ว สถานีฐานสองแห่งถัดไปที่มีเสาอากาศที่มีความกว้างลำแสง 180° เป็นต้น
• อุปกรณ์จะต้องได้รับการรับรอง
• จะต้องได้รับอนุญาตให้ใช้ความถี่ในย่านความถี่ที่อุปกรณ์ใช้
• ระบบจะต้องมีต้นทุนที่ยอมรับได้ และต้นทุนขั้นต่ำของอุปกรณ์สมาชิกเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง

บทสรุป

เห็นได้ชัดว่าในปัจจุบัน WiMAX เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ทันสมัยและมีแนวโน้มมากที่สุด การส่งสัญญาณไร้สายข้อมูล. โดยผสมผสานความพยายามของผู้ผลิตอุปกรณ์และผู้ปฏิบัติงาน การสื่อสารไวแมกซ์สามารถทดแทนการเชื่อมต่อ DSL และสายเคเบิลได้อย่างแท้จริงโดยให้บริการแก่สมาชิก บริการที่จำเป็นในเมืองใหญ่และปริมณฑล

วรรณกรรม

1. www.wimaxforum.org
2. มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่มุมฉากแบบวงกว้าง (W-OFDM), www.wi-lan.com
3. Marchenko S. แหล่งที่มาของช่องโหว่ในเครือข่ายการสื่อสารไร้สาย // ADE พ.ศ. 2547 ฉบับที่ 13.
4. IEEE Std 802.16™-2004 มาตรฐาน IEEE สำหรับเครือข่ายท้องถิ่นและปริมณฑล ส่วนที่ 16: อินเทอร์เฟซทางอากาศสำหรับระบบการเข้าถึงไร้สายบรอดแบนด์แบบประจำที่ www. ใช่ องค์กร
5. Vlasov V. A. การควบคุมความถี่และรับรองความปลอดภัยของข้อมูลสำหรับอุปกรณ์ Wi-Fi และ WiMAX, // "กระดานข่าวการสื่อสาร" พ.ศ. 2548 ฉบับที่ 9.
6. บ็อบ วีลเลอร์. วิธีการเลือก ที่สุด SoC สำหรับการออกแบบ WiMAX ของคุณ // Wireless Net DesignLine 17 ต.ค. 2548
7. Pisarev Yu. การเลือกระบบการเข้าถึงไร้สายแบบคงที่: ความพยายาม แนวทางที่เป็นระบบ// “เครือข่ายโทรคมนาคมสารสนเทศ” (คาซัคสถาน) พ.ศ. 2546 ฉบับที่ 4.