2 Ieee 802.16 кеңжолақты қолжетімділіктің стандарты

2.1 WiMax жобасының даму тарихы

IEEE 802.16–2001 стандарттың бірінші нұсқасы 2001 жылдың желтоқсанында қабылданды. Стандартта алғашқыда 10–66 ГГц жұмыс жолағы бөлінген. IEEE 802.16 стандарты «нүкте-көпнүкте» топологиясы бойынша ұйымдастырылған және қала масштабының стационарлы сымсыз желілерін (WirelessMAN) құруына бағдарланған, кеңжолақты сымсыз байланыстың архитектурасын сипаттаған. Өйткені IEEE 802.16–2001 стандартында физикалық деңгейде тек бір тасушы жиіліктің қолданылуы болжаланды, ол - WirelessMAN-SC (Single Carrier) деген атаумен аталды. 10–66 ГГц диапазонындағы жиіліктер үшін сигналдың тез өшуі тән және таратқыш пен қабылдағыш арасындағы тура көрінім зонасында жұмыс істеу мүмкін болады. Алайда радиобайланыстың басты проблемаларының бірі шешіледі – сигналдың көпсәулелі таралуы. Стандартта QPSK, 16-QAM немесе 64-QAM типті модуляция қолдану ұсынылды. Ені 20, 25 және 28 МГц болатын радиоарналарда мәліметтер таратудың жылдамдығы 32–134 Мбит/с дейін жетті және тарату қашықтығы 2.5 км құрады. Кейін, 2002 жылы 802.16–2001 стандартында қателіктер анықталды, содан профилдерді кеңейткен және оларды жөндеген 802.16с-2002 қосымшасы пайда болды. Тура көрінім зонасында сымсыз желіні құрудың қиыншылықтарының әсерінен 802.16 стандарттың құрылғылары кең таратуды алған жоқ, содан 2003 жылдың қаңтарында 2-ден 11 ГГц дейін жиіліктік диапазонын қолдануды сипаттаған 802.16а-2003 кеңейтуді шығарған. Осы стандартта мегаполис масштабының орнатылған сымсыз желілерін құру қарастырылған, және кейін ол xDSL, кабелді модемдердің және T1/E1 каналдардың орнына «соңғы миляны» ұйымдастыру үшін жердегі кеңжолақты қолжетімділіктің шешулеріне балама болады деп жоспарланған. Одан басқа Интернетке сымсыз қолжетімділіктің глобалды желісін құру үшін 802.16а стандартты базалық желіге 802.11a/b/g стандарттың қолжетімділік нүктелері қосыла алады деп болжанған.

802.16а стандарттың басты ерекшелігі – қабылдағыш пен таратқыш арасындағы тура көрінімді қажет етпейтін 2–11 ГГц жиіліктік диапазонындағы жұмыс болып табылады. Осыны ескере отырып 802–16a сымсыз желілердің жамылу зонасы 802.16 стандартты желілерге қарағанда әлдеқайда кең. 2–11 ГГц жиіліктік диапазонды қолдану кодтау техникасының және физикалық деңгейдегі сигнал модуляциясының қайта қаралуын қажет етті. 802.16а құрылғысы QPSK, 16QAM, 64QAM және 256QAM модуляциясымен жұмыс істеуге тиісті болды, 1.5 тен 20 МГц дейінгі өзгеретін өткізгіштік жолақты радиоарналарда шамамен 6-9 км бастап қашықтықта бір базалық станцияның секторына 1–75 Мбит/с ақпарат тарату жылдамдығын қолдау керек. Типтік базалық станцияның 4-6 дейін секторлары болды.

802.16a стандартында тура көрінім жағдайларында (LOS) және одан тыс жағдайларда (NLOS) жұмыс істеуге мүмкіндік беретін бір тасушы арқылы жұмыс режимін сақтады. Мында ең негізгі OFDM технологиясы негізінде (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) – ортогоналдық жиіліктік мультиплексирования 256-шы тасушысы бар сигналмен және OFDMА (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) режимімен –арналардың ортогоналдық бөлінуімен көпстанциялық қолжетімділік технологиясы 2048 тасушысымен OFDM режимінде бірнеше абоненттермен бірге жұмыс істеу мүмкіндігі болды. Сөйтіп, 256-да тасушылардың стандартты саны кезінде 8 абоненттердің бір уақытты жұмысы қамсыздандырылды. 2004 жылдың шілдесінде барлық жаңа енгізулерді қосқан 802.16d немесе орнатылған WiMAX сияқты танымал IEEE 802.16–2004 стандарты қабылданды. Бірақ сол кезде құрылғының толық қиыстыруы туралы айту мүмкін болмады. SC, OFDM және OFDMА мультиплексілеудің әр түрлі режимдерінің, сондай-ақ FDD және TDD дуплексілеудің уақытша және жиіліктік режимдерінің, және де басқа талаптардың бар болуынан әр бір өндірушінің құрылғысы бірегей болып қалды, ал абоненттік құрылғылардың бағасы өте жоғары болды. Осы жажағдайлардың әсерінен IEEE 802.16–2004 стандарттың орнатылған қолжетімділіктің құрылғылары, абоненттік қолжетімділік желілерін құрудың дәстүрлі әдістері тиімді емес немесе мүмкін болмайтын жерде, яғни тауашалы қолданымда пайдаланылады.

2005 жылдың соңында IEEE 802.16–2005 немесе мобильді WiMAX сияқты танымал IEEE 802.16е стандарты қабылданды. Ол интернетке сымсыз кеңжолақты қолжетімділіктің даму эволюциясындағы жаңа қадам болды. Осында мобильді абоненттерді қолдау сұрақтарына негізгі көңіл бөлінген, ал жеке хендоверге, әр түрлі сымсыз стандарттарда құрылған желілер арасындағы роумингке көңіл бөлінген. Роуминг абоненттің 120 км/сағ жылдамдықпен орын ауыстыру кезінде базалық станциялар арасында «жіксіз» ауыстырылуға мүмкіндік береді (ұялы байланыс желілерінде сияқты өтеді). Мобильді WiMAX-та Scalable OFDMA – масштабталған OFDM-қолжетімділік қолданылады және тура көрінім жағдайларында және оның жоқ болған кезінде жұмыс істеу мүмкін. Mobile WiMAX желілері үшін: 2,3–2,5; 2,5–2,7; 3,4–3,8 ГГц жиіліктік диапазондарды бөледі.

802.16e бәсекелестері 3G үшінші ұрпақтың барлық мобильдік технологиялары болып табылады, мысалы, EV-DO. Егер IEEE 802.16d стандарт операторлық класстың хаттамасы болып табылса, онда мобильді WiMAX соңғы қолданушыларға бағдарланған, және берілген жағдайда ол 802.11 a/b/g стандарттарға балама болады. Ноутбук немесе орнатылған WiMAX модемі бар КПК иелене отырып және желіге қосылып, қолданушы WiMAX желісінің жамылу зонасы қамсыздандырылған жерде қаланың әрбір нүктесінде байланыста бола алады. Mobile WiMAX-тың базалық станциясы бір уақытта 1000 абоненттерге дейін қолдай алады.

Сурет 2.1 – WiMAX технологиясының даму сұлбасы