Зміст

Вступ

Розділ 1Порівняння існуючих систем радіодоступу і обгрунтування вибору для проектованої мережі

Розділ 2Опис і технічні характеристики апаратури WIMAX

2.1 ASN шлюзи

2.2 Базова станція BREEZEMAX 4motion

2.3Антенних систем

2.4Абонентське устаткування

Розділ 3Структура мережі mobile WIMAX

Розділ 4Розрахунок зони обслуговування з використанням моделі Окамури-Хата

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Існуючі системи дротяного цифрового зв'язку вже не можуть повною мірою задовольняти зростаючим потребам високошвидкісного широкосмугового доступу. Найважливішими їх недоліками є тривалі терміни прокладки, складнощі розширення, високі витрати, проблема "останньої милі". Основною є так звана проблема "останньої милі". Високошвидкісні цифрові сполучні лінії DSL (Digital Subscriber Line) не знімають цієї проблеми. Метою курсового проекту є проектування мережі безпровідного широкосмугового доступу на основі технології mobile WIMAX.

WIMAX — одна з технологій, покликаних вирішити проблему широкосмугового доступу до транспортних мереж, а додатково позбавити користувачів від необхідності дротяного підключення. WIMAX повинен забезпечити високошвидкісний, захищений безпровідною доступ з підтримкою контролю над якістю на периферії мережі. Ця технологія не є втіленням принципово нової концепції. WIMAX повинен забезпечити високошвидкісний, захищений безпровідною доступ з підтримкою контролю над якістю на периферії мережі. Ця технологія не є втіленням принципово нової концепції. Швидше, її варто розглядати як еволюційний розвиток технологій широкосмугового безпровідного доступу, що з'явилися раніше (ШБД).

• Основна гідність WIMAX — наявність загальноприйнятого стандарту, який дозволяє виробникам працювати над однією технологією, забезпечуючи взаємну сумісність устаткування. Мета технології WIMAX полягає в тому, щоб надати універсальний безпровідний доступ для широкого спектру пристроїв (робочих станцій, побутової техніки "розумного будинку", портативних пристроїв і мобільних телефонів) і їх логічного об'єднання - локальних мереж. Треба відзначити, що технологія має ряд переваг:

• В порівнянні з дротяними (xdsl, T1), безпровідними або супутниковими системами мережі WIMAX повинні дозволити операторам і сервісу-провайдерам економічно ефективно охопити не лише нових потенційних користувачів, але і розширити спектр інформаційних і комунікаційних технологій для користувачів, що вже мають фіксований (стаціонарний) доступ.

• Стандарт об'єднує в себе технології рівня оператора зв'язку (для об'єднання багатьох підмереж і надання ним доступу до Інтернет), а також технології "останньої милі" (кінцевого відрізання від точки входу в мережу провайдера до комп'ютера користувача), що створює універсальність і, як наслідок, підвищує надійність системи.

• Безпровідні технології гнучкіші і, як наслідок, простіші в розгортанні, оскільки в міру необхідності можуть масштабуватися.

• Простота установки як чинник зменшення витрат на розгортання мереж в країнах, що розвиваються, малонаселених або видалених районах.

• Простота установки як чинник зменшення витрат на розгортання мереж ? Дальність обхвату є істотним показником системи радіозв'язку. На даний момент більшість безпровідних технологій широкосмугової передачі даних вимагає наявність прямої видимості між об'єктами мережі. WIMAX завдяки використанню технології OFDM створює зони покриття в умовах відсутності прямої видимості від клієнтського устаткування до базової станції, при цьому відстані обчислюються кілометрами.

• Технологія WIMAX спочатку містить в собі протокол IP, що дозволяє легко і прозоро інтегрувати її в локальні мережі.

Технологія WIMAX личить для фіксованих, переміщуваних і рухливих об'єктів мереж на єдиній інфраструктурі.

Розділ 1.Порівняння існуючих систем радіодоступу і обгрунтування вибору для проектованої мережі

На сьогоднішній день існує величезна кількість технологій безпровідної передачі даних, такі як Bluetooth, UWB, Wi-fi, DECT і ін. Характеристики даних технологій представлені в таблиці. 1.1. Ці технології мають різні сфери застосування. Вони призначені для організації невеликих безпровідних мереж усередині приміщень і побудови безпровідних мостів. Технологія WIMAX, у свою чергу, призначена для організації широкосмугового зв'язку поза приміщеннями і для організації великомасштабних мереж. WIMAX розроблявся як міська обчислювальна мережа (MAN).

Табл. 1. 1. Характеристики технологій безпровідних систем доступу

WPAN
IEEE 802.15.3 (Bluetooth v 1.3)	от 11 до 55 Мбіт/с	до 100 м
IEEE 802.15.3a (UWB)	100 Мб/с – 1,3 Гб/с	5 – 10 м
WLAN
IEEE 802.11a (Wi-Fi)	до 54 Мб/с	до 100 м
IEEE 802.11b	до 11 Мб/с	до 100 м
IEEE 802.11g	до 108 Мб/с	до 100 м
IEEE 802.11n	до 300 Мб/с	до 100 м
DECT	70 Кб/с	30-70 м
WMAN
IEEE 802.16.2004 (fixed WiMAX)	30-40 Мб/с (до 75 Мб/с)	до 50 км
IEEE 802.16e (Mobile WiMAX)	до 40 Мб/с

Розглянемо деякі інші відмінності між цими технологіями. В WIMAX краще якість зв'язку, чим в Wifi. Коли декілька користувачів підключено до точки доступу Wi-fi, вони буквально «б'ються» за доступ до каналу зв'язку. У свою чергу, технологія WIMAX забезпечує кожному користувачеві постійний доступ. Побудований на технології WIMAX алгоритм встановлює обмеження на число користувачів для однієї точки доступуКогда базова станція WIMAX наближається до максимуму свого потенціалу, вона автоматично перенаправляє «надлишкових» користувачів на іншу базову станцію.

Розділ 2.Опис і технічні характеристикиобладнанняWIMAX

До кінця березня 2009 року wimax-форум зареєстрував 94 моделі сертифікованого устаткування WIMAX 36 різних виробників. Хоча в основному цей список містить устаткування для фіксованого доступу, доля мобільного WIMAX постійно зростає. Широко представлено як базове, так і абонентське устаткування.

З найбільш значимих виробників устаткування для мобільного WIMAX відзначимо компанії Alvarion (BREEZEMAX 4motion), Alcatel-lucent (серія 97xx), Cisco System (BWX 8305 і BWX 2305), Huawei (DBTS 3900 і Wasn9970), Motorola (wi4 WIMAX), Samsung (mobile WIMAX Udicell), ZTE і ін. Устаткування більшості з них сертифіковане wimax-форумом.

Детальніше розглянемо побудову устаткування мобільного WIMAX на прикладі базової і абонентської станцій системи BREEZEMAX 4motion ізраїльської компанії Alvarion.

Система 4motion – це повнофункціональне вирішення мобільного WIMAX операторського класу, з відкритою архітектурою, що дозволяє сполучати устаткування різних виробників в одній мережі.

Платформа BREEZEMAX 4motion включає чотири основні складові: абонентські і базові станції, шлюзи мережі доступу (Asn-шлюзі) і сервери системи управління авторизацією, аутентифікацією і доступом (ААА-сервері). Останні є досить стандартними мережевими серверами (виробники, які не мають своїх aaa-серверів, зазвичай використовують устаткування компаній Bridgewater і Cisco), вся їх функціональність реалізується програмно, тому я не розглядатиму їх. Останні три елементи забезпечують проходження даних користувача між крайовими пристроями (мобільними станціями, вузлами ip-мереж і тому подібне).

2.1 ASN шлюзи

Система BREEZEMAX 4motion може бути реалізована з двома типами asn-шлюзів: розподіленим і централізованим. В разі розподіленої моделі функції asn-шлюзів реалізують пристрої у складі БС (модуль пристрою мережевої обробки NPU) для мереж з малою ємкістю (ріс.2.1.а). Централізований asn-шлюз призначений для мереж великого масштабу з сотнями базових станцій і десятками тисяч абонентів усередині мережі (ріс.2.1.б). Шлюз ASN – це логічний пристрій, зв'язуюче БС з іншими мережами доступу. Шлюз ASN забезпечує зв'язність як на рівні каналів передачі даних, так і на рівні управління.

2.2 Базова станція breezemax 4motion

Базова станція забезпечує всі необхідні функції для організації з'єднань по радіоканалу з абонентськими пристроями станції і по каналу GB Ethernet – для підключення до магістрального каналу мережі провайдера. Вона повністю відповідає всім вимогам стандарту IEEE 802.16e і сертифікаційним профілям WIMAX. Станція підтримує режими масштабованої OFDMA, тобто може працювати з каналами шириною 20, 10 і 5 Мгц (2048, 1024 і 512 що формальних піднесуть, відповідно).

масштабувати систему і втілювати необхідну конфігурацію. Устаткування БС побудоване на основі шасі Compact PCI заввишки 8u (мал. 2.2) призначеного для установки інсталяції в 19- або 22-дюймові стійки.

Компоненти базової станції

• NPU –Модуль мережевої обробки (1+1).

Функції:

• Робота в прозорому режимі (включає зовнішній ASNGW) або режимі ASN-GW (BWG-IS)

• Загальні дії з управління секцієюУправление и диагностика AU

о Управління і контроль PSU і ACU

о Швидке перемикання & підтримка резервування

• Управління сигналізацією, включаючи зовнішню сигналізацію

• Синхронізація про

о Взаємодія з GPS антеною.

о Синхронізація і IF налаштування формування/розподілу сигналу

• Особливості безпеки про

• Списки доступів про

• Оцінка обмежень доступу (DOS)

• QOS позначення/привласнення для E2e QOS

• Використовувані частоти для проектованих пристроїв2.3ГГц: 2,300 – 2,360 МГц

• 2.5ГГц: 2,500 – 2,690 МГц

• 3.5ГГц: 3,400 – 3,800 МГц

• 3.3ГГц: 3,300 – 3,400 МГц

• Конфігурації 1Rx/1Tx, 2Rx/1Tx, 4Rx/2Tx, 4Rx/4Tx

• Вихідні потужність : 34-39дБ

• Ширина каналу: до 20 МГц

Рознесення антен, технологія MIMO і використання діаграми спрямованості•AU –Пристрою доступу (6+1)

Виконувані функції AU/BS:

• 802.16e багатаканальна OFDMA PHY

• Виконуються функції R1/R6/R8

• Гнучкий розмір FFT( швидкого перетворення Фур’є)–до 2048 несучих частот

• Гнучка ширина каналу – до 20 МГц

• Підтримка до 4 каналів (Tx/Rx)

• Різноманіття AAS

• Високоефективний CDMA детектор

• IF підключається до RF ODU

• Широкий вибір повторного використання моделей

• Покращене шифрування каналів (CTC)

• HARQ

• Оцінка пристосованості

• Фрагментація/ повторна збірка

• Економія енергії

• Управління хендовером (переключенням абонентського обладнання з однієї БС на іншу)

• Керування живленням

• Управління сигналом (мережевий вхід, основи взаємодії двох абонентів мережі, аутентификація и регістрація, керування з’єднанням)

• QoS PEP для повітряного інтерфейсного трафіку

• Складання розкладу – розрахунок ліміту ресурсу, що виділяється, при підключенні для доставки всіх типів даних

• Формуровання кадрів/пакетів

• Побудова маршруту передачі данних R6 (GRE) та інтерфейсу 802.16e

• Аутентификація трафіку и шифруваня

• Аутентификація за допомогою реле

• Приймач коду безпеки

• Взаємодія клієнт/сервер

• Процесс визначення IP-адресу

•PIU –Модуль интерфейсу живлення (1+1)

•AVU –Модуль повітряної вентиляції

•PSU –Модуль джерела живлення (3+1)

Рис. 2.2. 19-ти дюймове шассібазовоїстанції BreezeMAXзусімавстановленними модулями

Таблица 2.1 Технічні характеристики базової станції BreezeMAX 4Motion

Частотний діапазон:	2.3 ГГц	2,305 - 2,360 МГц
	2.5 ГГц	2,305 - 2,360 МГц
	3.5 ГГц	3,399 - 3,600 МГц
	5.2 ГГц	5,150 - 5,350 МГц
Вихідна потужність	34-39 дБ
Модуляція	OFDMА 1024/512 FFT з адаптивною саб-модуляцією: QPSK, 16QAM, 64QAM
Ширина каналу	5 МГц, 10 МГц, 20 МГц (обирается програмно)
Дозвіл центральної частотіб	0.125 МГц
Чутливість типові значення	-80 dBm для найвищого рівня модуляції (QAM64)@5 МГц -98 dBm для найвищого рівня модуляції (BPSK)@5 МГц