Εισαγωγή WiMax

Εισαγωγή WiMax


Το 2003 η ΙΕΕΕ υιοθέτησε το πρότυπο 802.16, γνωστό και σαν WiMΑΧ (Worldwide Interoperability of Microwave Access), ώστε να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις για ασύρµατη πρόσβαση (µε σταθερούς ρυθµούς) ευρείας ζώνης. Όπως συµβαίνει µε τα πρότυπα της σειράς 802 για ασύρµατα τοπικά δίκτυα LAN, έτσι και το 802.16 καθορίζει µια οικογένεια προτύπων µε επιλογές για συγκεκριμένες ρυθµίσεις.
Το πρότυπο αυτό σχεδιάστηκε ώστε να λειτουργεί σε µια ευρεία µπάντα συχνοτήτων η οποία εκτείνεται από 2 ως 66 GHz. Υποστηρίζει ταχύτητες µετάδοσης ως και 70Mbps στον αέρα ενώ η πραγµατική ταχύτητα στο Ethernet υπολογίζεται στα 50Mbps. Οι αποστάσεις που µπορεί να καλυφθούν ξεπερνούν τα 50Km σε συνθήκες οπτικής επαφής. Μια σηµαντική διαφορά του προτύπου ΙΕΕΕ 802.16 σε σχέση µε το ΙΕΕΕ 802.11 είναι ότι το πρώτο µπορεί να χρησιµοποιηθεί και σε συνθήκες µη οπτικής επαφής φυσικά µε ρυθµούς µετάδοσης πολύ χαµηλότερους των 50Mbps. Το WiMΑΧ σχεδιάστηκε κατά βάση ώστε να καλύπτει κυρίως point to multipoint (PTM) συνδέσεις χωρίς ωστόσο να αποκλείεται και η χρήση του για point to point συνδέσεις. Η διαµόρφωση η οποία χρησιµοποιείται ονοµάζεται OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Πρόκειται για µια πολύ ανθεκτική διαµόρφωση σε ότι αφορά το φαινόµενο της πολυδιόδευσης ειδικότερα στις συχνότητες άνω των 2 GHz όπου το πρότυπο χρησιµοποιεί.
Παραλλαγές του προτύπου, που στοχεύουν στους κινητούς χρήστες (802.16e) και στην παροχή ενισχυµένης QoS (802.16b) είναι ήδη σε εξέλιξη. Το πρώτο 802.16a προϊόν καθώς και συµβατός µε αυτό εξοπλισµός εκδόθηκε από την Redline Communications τον Μάρτιο του 2004. ∆ιάφοροι προµηθευτές chip, συµπεριλαµβανοµένης και της Intel, εργάζονται στο 802.16a , και σε χαµηλού κόστους µονάδες συνδροµητών και αναµένεται το 2005 να είναι ευρέως διαθέσιµα σηµεία πρόσβασης (Access Points-AP). Αρκετοί προµηθευτές που έχουν ασχοληθεί µε εξοπλισµό για ευρείας ζώνης ασύρµατη πρόσβαση, έχουν εκδηλώσει το ενδιαφέρον τους για το WiMΑΧ και έτσι δραστηριοποιούνται στην κατασκευή προϊόντων συµβατών µε το εν λόγω πρότυπο. Στο Σχήµα 1 παρουσιάζεται η ιστορική εξέλιξη των ασύρµατων τοπικών δικτύων σε ότι αφορά το πρότυπο που χρησιµοποιείται κάθε χρονική περίοδο, τις ταχύτητες που υποστηρίζει και τη διαµόρφωση που χρησιµοποιεί.








Σχήμα 1.Εξέλιξη Ασύρματης Ευρυζωνικής πρόσβασης





Το WiMAX περιγράφεται στο πρότυπο IEEE 802.16 Wireless Metropolitan Area Network (MAN). Αναμένεται ότι τα συστήματα που θα είναι συμβατά με το WiMAX θα παρέχουν σταθερή ασύρματη εναλλακτική λύση στο συμβατικό DSL και το Cable Διαδίκτυο.
Τυπικά, ένα σύστημα WiMAX αποτελείται από δύο μέρη:
• Ένας σταθμός βάσης WiMAX: Ο σταθμός βάσης αποτελείται από τις ηλεκτρονικές εγκαταστάσεις και έναν πύργο WiMAX. Χαρακτηριστικά, ένας σταθμός βάσης μπορεί να καλύψει ακτίνα μέχρι 10 χλμ (θεωρητικά, ένας σταθμός βάσης μπορεί να καλύψει ακτίνα μέχρι 50 χλμ, εντούτοις οι πρακτικές μελέτες το περιορίζουν σε περίπου 10 χλμ). Οποιοσδήποτε ασύρματος κόμβος μέσα στην περιοχή κάλυψης θα είναι σε θέση να έχει πρόσβαση στο Διαδίκτυο.
• Ένας δέκτης WiMAX: ο δέκτης και η κεραία θα μπορούσαν να είναι ένα αυτόνομο κιβώτιο ή μια κάρτα PCMCIA που βρίσκεται στο lap-top ή τον υπολογιστή σας. Η πρόσβαση στο σταθμό βάσης WiMAX είναι παρόμοια με την πρόσβαση ενός ασύρματου σημείου πρόσβασης σε ένα δίκτυο WiFi, αλλά η κάλυψη είναι μεγαλύτερη.
Διάφοροι σταθμοί βάσεων μπορούν να συνδέονται μεταξύ τους μέσω backhaul συνδέσεων μικροκυμάτων μεγάλης ταχύτητας. Αυτό θα επέτρεπε την περιπλάνηση ενός συνδρομητή WiMAX από έναν σταθμό βάσης σε μια άλλη περιοχή σταθμού βάσης, παρόμοια με την περιπλάνηση που επιτρέπεται από τις επιχειρήσεις κινητής τηλεφωνίας.






Σχήμα 2.Σταθμοί βάσης και σταθμοί συνδρομητών WiMAX







Οι εταιρίες παγκοσμίως έχουν ξεκινήσει να δίνουν προτεραιότητα στα ευρυζωνικά συστήματα σαν βασικό στόχο προκειμένου να υπερνικήσουν οι πολίτες το «ευρυζωνικό χάσμα», γνωστό επίσης ως το «χάσμα διαίρεσης». Σε αγορές first/last mile, όπου παραδοσιακές καλωδιακές υποδομές ή υποδομές χαλκού/οπτικών ινών είναι είτε κορεσμένες, ξεπερασμένες ή απλά μη προσιτές η πρόσβαση μέσω της ευρυζωνικής ασύρματης τεχνολογίας (BWA) γεμίζει το κενό αξιοθαύμαστα, διότι παρέχει ιδιαίτερα αποτελεσματικές και οικονομικώς αποδοτικές υπηρεσίες πρόσβασης για έναν μεγάλο αριθμό συνδρομητών που ειδάλλως θα έμεναν έξω από την πλειονότητα στις αναπτυγμένες αγορές.
Σύμφωνα με την έρευνα της Maravedis Inc., στο τέλος του 2003 υπήρξαν πάνω από 10.000 σταθμοί βάσεων point ¬to-multi-point (PtMP) BWA (υπό 11 GHz) (BSs) και 1,2 εκατομμύριο εξοπλισμοί εγκαταστάσεων πελατών (CPEs) που εγκαταστάθηκαν παγκοσμίως προκειμένου να παράσχουν τουλάχιστον ευρυζωνικές υπηρεσίες τάξεως 256 KBIT/S σε πάνω από 1,5 εκατομμύριο συνδρομητές. Η Emea, που αντιπροσώπευσε 32% της γενικής αγοράς το 2003, συνεχίζει να αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη ευκαιρία αγοράς. Οι δημόσιοι και οι ιδιωτικοί τομείς αγοράς δικτύων αντιπροσώπευσαν αντίστοιχα 85% και 15% της συνολικής αγοράς το 2003. Οι εφαρμογές πρόσβασης και υπομεταφοράς (backhaul) αντιπροσώπευσαν αντίστοιχα τα 84% και 16% των συνολικών πωλήσεων το 2003. Εντούτοις, το backhaul θα αντιπροσωπεύει το 30% των πωλήσεων εξοπλισμού έως το 2008. Τα 3.5 GHz, η συχνότερα διατιθέμενη ζώνη συχνότητας για BWA (Ευρώπη), αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη ευκαιρία για BWA, η οποία με τη σειρά της αντιπροσωπεύει το 40% των συνολικών πωλήσεων που ακολουθούνται από τη ζώνη 5.2-5.8 GHz. Οι αποστολές των προϊόντων βασισμένων στην ορθογώνια πολύπλεξη συχνότητας-διαίρεσης (orthogonal frequency-division multiplexing -OFDM) ήδη αντιπροσωπεύουν το 39% όλων των αποστολών και εκείνη η αναλογία θα αυξηθεί με τη μαζική υιοθέτηση του 802.1 a/RevD κοντά στο 60% έως το 2008. Κατόπιν οι αποστολές 802.16e θα αυξηθούν εκθετικά σε 1 εκατομμύριο μονάδες και θα εξουσιαστούν από την Intel.