WiMAX – interoperabilitate de acces prin

microunde

Muste MadalinaGrupa 431 C

1

Notiunea de “Internet”, putem spune ca s-a transformat intr-o adevarata industrie, tehnologia informatiei. Ca si in alte domenii, in industria tehnologiilor continua sa se petreaca schimbari intr-un ritm alert, tinzand catre utilizarea echipamentelor cu usurinta, cu o viteza si o siguranta de conectare cat mai mare.Termenul de ,wireless” folosit in telecomunicatii se refera la transportul informatiei prin intermediul undelor radio, infrarosii si microundelor, concretizandu-se in conectarea echipamentelor de comunicatie cum ar fi: telefoane mobile, laptopuri, pagere, pda-uri sau diferite echipamente de retea.

Acest grafic reprezinta evolutia in timp a numarului utiizatorilor internetului si telefoniei:

Tehnologia WiMAX (interoperabilitate de acces prin microunde) este proiectata sa poata servi si aplicatiile fixe si cele mobile de banda larga.WiMAX s-a dezvoltat in 4 pasi diferiti si independenti :

1. Bucla locala wirless de banda ingusta 2. Prima generatie sisteme de banda larga : LOS (line-of-sight)3. A doua generatie de sisteme de banda larga : NLOS (“non-line-

of-sight”)4. Sisteme de banda larga fara fir de baza

2

1 Bucla locala wirless de banda ingusta

Prima data au fost aplicatie in mediul telefoniei ca o alternativa. Aceste sisteme. se numesc wileless local loop(WLL), si au fost dezvoltate cu succes in China, India, Rusia deaoarece necesitatea mare de comunicare nu putea fi servita folosint infrastrucctura veche.In principiu,WLL este dezvolatata pe pe un sistem numit digital-enchanted cordless loop telephony(DECT) si pe code division access(CDMA) dar noi standarde sunt in dezvoltare pe aceasta piata.Pe piataa deja fiind existenta o infrastructura destul de robusta in domeniul telefoniei ,WLL trebuia sa ofere ceva nou a putea fi competitiv. Prin comercializarea internetului in 93, a aparut o cerere foarte mare de acces la internet, acest lucru a fost vazut de unii ca posibilitate de a impartzii internet de mare viteza prin sistemul wirless.De exemplu AT&T in luna februariea a anului 1997 au anuntat ca au creat un sistem de acces wireless pe banda de 1,900BMHz PCS(serviciul de comunicatie personal).aceasta banda poate avea 2 cai de telefonie si o alta de 128kbps de date. Acest sistem a fost dezvoltat sub numele de “Project angel” tot odata fiind si prima banda comerciala wireless care folosea antene reglabile.

2 Prima generatie sisteme de banda larga : LOS (line-of-sight)

Pe masura ce DSL-ul si modemurile de cablu au inceput sa fie dezvolatate , sistemele fara fir trebuiau sa suporte viteze si mai mari pentru a fi competitive. Sistemele au inceput sa fie dezvoltate pentru frecventele mai superioare ca de exemplu 2.5 GHz si 3 GHz.Sistemele de mare viteza numite “local multipoint distribution systems” (LMDS) tramsmit pana la cateva sute de cifre binare per secunda, a fost dezvoltat in game de frecvente game de frecvente cum ar fi 24GHz si 39GHz. La sfarsitul anilor ’90 s-a dezvolatat un seriviciu important pentru tehnologia de banda larga “multichannel multipoint distribution services” MMDS, banda la 2.5GHz.Banda MMDS a fost folosita pentru serviciile video fara fir , in special in zonele rurale unde serviciile cablului TV nu se puteau realiza. Aparitia transmiterii TV prin satelit a ruinat afacerea “cablu fara fir” iar operatorii au trebuit sa gaseasca o alta alternativa. Cativa au inceput

3

sa ofere un serviciu de acces la internet fara fir, folosind linia telefonica.In septembrie 1998 , FCC (Comisia Federala de Comunicatii) a relaxat regulile legaturii MMDS in Statele Unite pentru a permite 2 servicii de comunicatii , acest fapt ducand la in interes mai mare din partea posibililor utilizatori. MCI WorldCom si Sprint a platit fiecare aproximativ 1 miliard de dolari pentru a cumpara autorizatiile pentru a putea folosi spectrul MMDS, si alte inca cateva companii au inceput sa dezvolte solitii pentru transmisiuni de banda larga fixe pentru aceasta lungime de banda.La inceput s-au folosit aceleasi “turnuri” care au servit pentru transimisiunile fara fir, care au activate acoperirea LOS la distante pana la 35 de mile, folosind transmisiunea la putere mare.Prima generatie de sisteme MMDS cerea utilizatorilor instalarea unor antele in afara locuintelor la inaltime si indreptate catre “turnuri” pentru o transmisiune cat mai buna.Mai tarziu antenna in aer liber si cerintele Los au devnit impedemente semnificative.

3 A doua generatie de sisteme de banda larga : NLOS (“non-line-of-sight”)

A doua generatie de sisteme wireless de banda larga au fost capabile sa depaseasca pierderderile de date si sa poata trasporta mai multe date.acest lucru a fost capabil deaoarece s-a folosit aceeasi arhitectura ca la telefonia mobila si implementarea sistemului de procesare a semnalului pt a imbunatatii link-area si sistemul multi-path.Cateva companii au dezvoltat solutii care au adus imbunatatiri semnificative fata de prima generatie. Cu aparitia si dezvoltarea celei de a doua generatii a fost posibila atingerea a cativa Mbps pe lungimi de cateva mile .

4

4 Sisteme de banda larga fara fir de baza

Aparitia tehnologiei standard in 98 , la institutul electric si electronic de ingineri (IEEE) s-a format un grup numit 802.16 pt a dezvolta un standard care s-a numit acoperirea retelei metropolitate prin wirelless sau wireless MAN.IEE 802.16 a produs un standard care a fost aprobat in decembrie 2001 . Acest standard, Wirless MAN-SC, era special deoarece avea un layer psihic care care folosea tehnica modulatie si un mediu de acces(MAC) cu o viteza foarte mare de multiplexare in timp(TDM) care suporta abele modalitatzi de duplexare (FDD- frequency division duplexing , TDD- time division duplexing).Dupa aprobarea acestui standard grupul a inceput dezvoltarea si imbunatatirea prin marirea benzilor de la 2GHz la 11GHZ. Acesta a devenit noul standard numit IEE 802.16a si a fost aprobat in 2003.Alte modificari au fost facute in 2004. Acestea au dus la modificarea standurdului IEE 802.16a cu 802.16-2004 si astfel a fost probat ca fiind singurul standard de catre ESTI (European telecommunications standard institute) . A fost adoptat si a pus bazele HIPERMAN (hight-performance metropilitan area network).In decembrie 2005 a fost publicat noul standard 802.16e care aducea noi modificari ale layer-lui MAC pentru a putea fi folosite viteze foarte mari cat si o mobilitate sporita substantial.

5

2. WiMAX si alte Tehnologii wireless broadband

Wimax nu e singura solutie pentru serviciile de broadband wireless. Cateva solutii particulare pentru aplicatii fixe sunt deja pe piata. Cateva din aceste solutii,cum ar fi tehnologia i-Burst de la ArrayComm si Flash-OFDM de la Flarion (cumparata de QualComm) suporta de asemenea aplicatii mobile. In plus fata de solutiile particulare,exista solutii alternative bazate pe standarde care se suprapun partial cu WiMax,mai ales pentru aplicatiile mobile.In viitorul apropiat,cele mai importante din aceste alternative sunt sistemele celulare de generatia a 3 a,precum si sistemele Wi-Fi bazate pe standardul IEEE 802.11. In aceasta sectiune,comparam diverse tehnologii broadband wireless bazate pe standarde si punem in evidenta aspectele ce difera la WiMAX .

2.1 Sistemele celulare de generatia a treia – 3 GPe Glob,operatorii de telefonie mobila isi upgradeaza retelele la tehnologie 3G pentru a oferi aplicatii de tip broadband abonatilor. Operatorii de telefonie mobila ce folosesc GSM ( sistemul global pentru comunicatii mobile) incorporeaza tehnologiile UMTS ( sistem universal de telefonie mobila) si HSDPA ( acces rapid la transferul pachetelor – high-speed downlink packet access) ca parte a evolutiei lor 3G . Operatorii traditionali CDMA pun la dispozitie tehnologia 1x EV-DO (1x evolutia optimizarii datelor) ca solutie pentru serviciile lor 3G . In China si in anumite parti din Asia,cativa operatori si-au indreptat atentia catre TD-SCDMA ( CDMA cu divizare de timp sincronizata) ca solutie 3G. Toate aceste solutii 3G ofera transfer de date la nivelul a cateva sute de kbps pana la cativa Mbps. Sa recapitulam pe scurt caracteristicile acestor tehnologii inainte de a le compara cu WiMAX.HSDPA e o interfata aeriana axata numai pe downlink, definita in Specificatiile UMTS versiunea 5 3G Partnership Project (3GPP) . HSDPA e capabila sa furnizeze o rata de transfer de date de 14.4Mbps , folosing un canal de 5 MHz . Atingerea acestei viteze are la baza totusi,folosirea tuturor celor 15 coduri, ceea ce e improbabil sa fie implementat in terminalele mobile . Folosing 5 sau 10 coduri, HSDPA suporta viteze de varf de 3.6 Mbps respectiv 7.2Mbps. Vitezele medii obtinute de utilizatori sunt intre 250 kbps si 750 kbps. Imbunatatiri precum procesarea spatiala,diversificarea repectiei in

6

mobile sau detectia multiuser pot furniza o crestere importanta a performantelor sistemelor HSDPA de baza. De notat este ca HSDPA este o interfata ce suporta doar downlink, astfel ca pana la implementarea unei interfete uplink complementare,valorile de varf atinse pe uplink vor fi sub 384kbps,cel mai probabil in medie de 40 – 100kbps . O versiune de uplink,HSUPA suporta rate de transfer de pana la 5.8Mbps si e standardizata ca parte a 3GPP specificatii versiunea 6 , ce vor aparea in 2007. HSDPA si HSUPA impreuna sunt numite HSPA ( acces al pachetelor la inalta viteza)

2.2 Sistemele Wi-FiPe langa 3G , sistemele bazate pe Wi-Fi pot fi folosite in furnizarea broadband wireless. Wi-Fi este bazat pe familia de standarde IEEE 802.11 si e in principal o tehnologie LAN realizata pentru a furniza acoperire de banda larga in cladiri. Sistemele curente Wi-Fi bazate pe IEEE 802.11a/g suporta o viteza de varf fizica de 54Mbps si furnizeaza o acoperire pe 30 m distanta. Wi-Fi a devenit standardul pentru conectivitatea de banda larga in case,birouri sau hotspoturi publice.In ultimii ani,municipalitatile si comunitatile locale au pornit initiativa de a introduce sistemele Wi-Fi in centre ale oraselor si metrozone precum si in zone rurale . Aceasta folosire a Wi-Fi se suprapune cu spatiul aplicativ fix si mobil al WiMAX.Implementarea Wi-Fi in zonele importante din orase necesita folosirea unor transmitatoare de mare putere ce sunt pozitionate pe dispozitive de iluminat sau varful cladirilor si care iradiaza aproape de valoarea maxima admisa pentru operarea sub licenta. Chiar si cu transmitatoare de mare putere,sistemele Wi-Fi pot atinge o raza de actiune de numai 300m de la punctul de acces. In consecinta,aplicatiile Wi-Fi de tip metro necesita folosirea a numeroase puncte de acces,ceea ce le face nefolositoare la scara mare. Chiar si asa,ele ar putea fi utilizate pentru a furniza acces de banda larga in zone importante dintr-un oras sau comunitate. Wi-Fi ofera viteze de varf sensibil superioare celor 3G,in principal datorita operarii sale pe banda de 20 MHz. Ineficientul protocol CSMA folosit de Wi-Fi , precum si interferentele aparute din constrangerile folosirii unei benzi sub licenta,sunt premisele reducerii capacitatilor pentru exterior a sistemelor Wi-Fi . De asemenea, sistemele Wi-Fi nu sunt realizate sa suporte mobilitate la viteze mari. Unul din avantajele semnificative ale Wi-Fi asupra WiMAX si 3G este marea varietate de terminale disponibile. Marea majoritate a laptop-urilor vin cu interfete

7

Wi-Fi incorporate. Interfetele Wi-Fi sunt incorporate de asemenea tot mai des intr-o varietate de produse,incluzand PDA,telefoane fara fir,telefoane celulare sau aparate foto . Marea diversitate de terminale ce suporta aceasta tehnologie faciliteaza consumatorilor folosirea serviciilor de banda larga folosing Wi-Fi. Odata cu aparitia 3G, capacitatile Wi-Fi sunt imbunatatite pentru a suporta viteze mai mari si de a furniza un serviciu de calitate superioara. In particular,folosind tehnologia de multiplexare spatiala multi-antena, nou aparutul standard IEEE 802.11n va suporta o viteza de varf la nivelul layer 2 de 100Mbps. IEEE 802.11n va aduce cu sine o gama larga de imbunatatiri prin folosirea unei diversitati de modalitati de transmitere si alte tehnici avansate.

2.3 Comparaţie WiMAX cu Wi-Fi

Probabil datorită faptului ca atât WiMAX cât şi Wi-Fi incep cu aceeaşi litera, se bazează pe standarde IEEE incepând cu “802.” şi au legatură cu conectivitatea wireless şi intenetul, comparaţiile şi confuziile între cele două sunt frecvenţe. În ciuda acestui lucru, cele doua standarde se referă la aplicaţii diferite.

WiMAX este un sistem destinat distanţelor mari de caţiva kilometri care în general foloseşte spectru licenţiat pentru a livra o conexiune la Internet punct-la-punct de la un ISP la un utilizator final. Diferite standarde 802.16 oferă tipuri diverse de acces, de la cel mobil (analog cu accesul prîntr-un telefon mobil) la cel fix (o alternativa la accesul prin cablu).

Wi-Fi este un sistem cu o acoperire mai redusă, în general sute de metri, care foloseşte spectru nelicenţiat pentru a oferi acces la o reţea, de cele mai multe ori acoperind doar proprietatea operatorului de reţea. În general Wi-Fi este folosit de un utilizator final pentru a accesa propria reţea, care poate sau nu să fie conectata la Internet. Daca WiMAX ofera servicii asemanatoare unui telefon mobil, Wi-Fi este mai degrabă comparabil cu un telefon fară fir.

WiMAX şi Wi-Fi au mecanisme de asigurare a calităţii serviciilor foarte diferite. WiMAX foloseşte un mecanism bazat pe crearea de conexiuni între staţia de bază şi dispozitivul utilizatorului. Fiecare conexiune se bazeaza pe algoritmi de planificare specifici, ceea ce înseamnă ca parametrii calităţii pot fi garantaţi pentru fiecare flux. Wi-Fi a introdus un mecanism de asigurare a calităţii similar Ethernet-ului fix, în cazul caruia

8

pachetele pot fi prioritizate în funcţie de etichete, deci calitatea nu mai este garantată.

O altă trăsătură a WiMAX este faptul că este o tehnologie scalabilă.Datorită uşurinţei de folosire şi a costului redus caracteristice Wi-Fi,

aceasta este uneori folosită pentru a oferi acces Internet către terţe părţi din aceeaşi cameră sau clădire, de multe ori informal, şi uneori ca parte a unei relaţii de afaceri. De exemplu, multe cafenele, hoteluri au puncte de acces Wi-Fi pentru a oferi clienţilor acces la internet.

9

3. Obiective

Standardul WiMAX a fost proiectat şi dezvoltat având în vedere mai multe obiective, prezentate pe scurt mai jos:

3.1 Arhitectură flexibilă

WiMAX suportă câteva arhitecturi de sistem, incluzând arhitecturile punct-la-punct, punct-multipunct şi acoperirea omniprezentă. Controlul accesului la mediu WiMAX suportă serviciul punct-multipunct prin rezervarea unui slot de timp fiecărei staţii abonat (Subscriber Station - SS). Dacă există doar o singură staţie abonat în reţea, staţia de bază (BS) WiMAX va comunica cu staţia abonat printr-un serviciu punct-la-punct. O staţie de bază dintr-o configuraţie punct-la-punct poate utiliza o antenă unidirecţională pentru a acoperi o distanţă mai mare.

3.2 Securitate mare

WiMAX suportă standardele AES (Advanced Encryption Standard) şi 3DES (Triple DES, unde DES este abrevierea Data Encryption Standard). Prin criptarea legăturilor dintre staţia de bază şi staţiile abonat, WiMAX asigură abonaţilor intimitatea şi securitatea de-a lungul interfeţei wireless de bandă largă. De asemenea, securitatea oferă operatorilor o bună protecţie împotriva furturilor de serviciu. WiMAX mai înglobează suport VLAN, care asigură protecţia datelor transmise de diferiţi utilizatori care folosesc aceeaşi staţie de bază.

10

3.3 Calitatea serviciului

WiMAX poate fi optimizat dinamic pentru mixarea traficului. Sunt suportate patru tipuri de servicii:

Tip de serviciu DescriereUGS –Unsolilited Grant Service UGS este proiectat sa suporte

fluxuri de date in timp real compuse din pachete de date de marime fixa , emisie la intervale periodice de timp , precum T!/E1 si VoIP

rtPS – Real – Time Polling Service

rtPS suporta fluxuri de date in timp real, compuse din pachete de dimensiune variabila emisie la intervale periodice de timp, precum fluxul video MPEG

nrtPS – Non - Real – Time Polling Service

nrtPS suporta fluxuri de date tolerante la intarzieri, compuse din pachete de dimensiune variabila, pentru care se cere o viteza minima, precum FTP.

BE – Best Effort BE suporta fluxuri de date care nu cer un minim de nivel al serviciului si care sunt transmise in limita latimii de banda disponibila.

3.4 Instalare rapidă

În comparaţie cu instalarea soluţiilor cablate, instalarea WiMAX nu necesită construcţii externe importante, cum sunt săpăturile pentru plasarea cablurilor. Operatorii care au obţinut deja licenţă pentru utilizarea benzilor alocate nu trebuie să ceară din nou licenţă de utilizare. O dată instalate antena, echipamentele de comunicaţie şi de alimentare cu energie electrică, WiMAX este gata de funcţionare. În majoritatea cazurilor, instalarea unei reţele WiMAX este o treabă de câteva ore, comparativ cu instalarea altor soluţii care pot dura luni de zile.

11

3.5 Serviciu multinivel

Maniera de livrare a calităţii serviciului este în general bazată pe acordul dintre furnizorul de serviciu şi utilizatorul acestuia, Service Level Agreement (SLA). Un furnizor de servicii poate oferi diferite SLA-uri diverşilor abonaţi sau chiar utilizatorilor diferiţi ai aceleiaşi staţii abonat.

3.6 Interoperabilitate

WiMAX se bazează pe standarde neutre, internaţionale. Prin urmare utilizatorii îşi pot transporta şi folosi cu uşurinţă staţiile abonat în diverse locaţii, conectaţi la diverşi furnizori de servicii. Interoperabilitatea protejează investiţiile operatorilor deoarece aceştia îşi pot alege echipamentele de la diverşi furnizori, achiziţiile făcute amortizându-se rapid pe măsură ce serviciile sunt consumate de tot mai mulţi abonaţi.

3.7 Portabilitate

Ca şi actualele sisteme celulare, o staţie abonat WiMAX, o dată pusă în funcţiune, se identifică, determină caracteristicile legăturii cu staţia de bază şi dacă staţia abonat se află în baza de date a staţiei de bază, îşi negociază corespunzător caracteristicile de transmisie.

3.8 Mobilitate

Amendamentul IEEE 802.16e a adus caracteristici cheie în sprijinul mobilităţii. Îmbunătăţirile au fost operate la nivelurile fizice OFDM şi OFDMA, oferindu-se suport echipamentelor şi serviciilor în medii mobile. Aceste îmbunătăţiri - care includ Scaleable OFDMA, MIMO şi suportul pentru modurile idle/sleep şi hand-off - vor permite o mobilitate completă. Standardul WiMAX a moştenit performanţa superioară Non-Line Of Sight (NLOS - calea între staţia de bază şi staţia abonat este parţial sau în întregime obstrucţionată de diverse obstacole) a OFDM şi funcţionarea multi-cale, fiind astfel potrivit mediilor mobile.

12

3.9 Preţ accesibil

WiMAX, bazat pe standarde deschise, internaţionale, va avea un grad ridicat de adopţie. Seturile de cipuri produse pe scară largă vor avea un cost scăzut, ceea ce va conduce la un preţ competitiv, atractiv atât pentru furnizori, cât şi pentru utilizatorii finali.

3.10 Acoperire largă

WiMAX suportă dinamic multiple niveluri de modulaţie, incluzând BPSK, QPSK, 16-QAM, şi 64-QAM. Iar echipate cu un amplificator de putere mare şi operând la un nivel scăzut de modulaţie (de exemplu BPSK sau QPSK), sistemele WiMAX pot acoperi arii geografice mari atunci când nu există obstacole între staţia de bază şi staţia abonat.

3.11 Operarea Non-Line-of-Sight

NLOS se referă la calea radio a cărei zonă Fresnel este complet blocată. Deoarece WiMAX foloseşte tehnologia OFDM, are capacitatea de a funcţiona şi în mediile obstrucţionate, asigurând o lăţime de bandă largă, chiar şi în astfel de medii unde alte produse wireless nu se pot descurca.

3.12 Capacitate mare

Folosind o modulaţie superioară (64-QAM) şi o lăţime de bandă a canalului (momentan de 7 MHz, dar posibil mai mare în viitoarele standarde IEEE şi ETSI), sistemele WiMAX pot oferi utilizatorilor o bandă de transfer apreciabilă.

13

3.13 Aplicaţii

Standardul WiMAX a fost dezvoltat pentru a veni în sprijinul unei game largi de aplicaţii.

Clase de servicii :

Descriere In timp real Tip aplicatie Latime de banda

Jocuri interactive

da Jocuri interactive

50 – 85 kbps

VoIP, videoconferinte

da VoIP 4 – 64 kbps

Video telefonie 32 – 384 kbpsFluxuri media da Muzica/voce 5 – 128 kbps

clipuri video 20 – 384 kbpsfluxuri filme > 2Mbps

Tehnologia informatiei

Nu Mesagerie instantanee

<250 octeti

Navigare web > 500 kbpsEmail cu fisiere anexa

> 500 kbps

Descarcare continut media (stocare si inaintare)

Nu Descarcare date, filme

>1 Mbps

Peer – to - peer > 500 kbps

3.14 Reţele private

Reţelele private, folosite exclusiv de o singură organizaţie, instituţie sau firmă, oferă legături de comunicaţie dedicate transferului fiabil şi în siguranţă a informaţiei de date, voce şi video. Rapiditatea şi uşurinţa instalării unei astfel de reţele sunt principalele priorităţi, configuraţiile fiind de regulă cele punct-la-punct sau punct-multipunct.

Un exemplu de reţea privată este cel al unei reţele de siguranţă publică.

14

Agenţiile guvernamentale de siguranţă publică - precum poliţia, pompierii, serviciile medicale de urgenţă - pot folosi reţele WiMAX pentru a putea răspunde situaţiilor de urgenţă care apar.

Pe lângă comunicaţia vocală bidirecţională între dispecerat şi echipele de urgenţă din teren, reţeaua transmite centrului de control imagini şi date de la locul accidentului sau dezastrului. Aceste informaţii pot ajunge în posesia echipelor de experţi care pot analiza şi aprecia situaţia în timp real, ca şi cum s-ar afla la locul dezastrului.

Calitatea serviciului WiMAX permite reţelei să gestioneze aceste tipuri diferite de trafic. Soluţiile WiMAX se instalează rapid. Echipa de intervenţie poate instala în câteva minute o reţea wireless temporară la locul accidentului. Echipajul din teren poate transmite traficul din această reţea locală înapoi centrului de control, printr-o reţea WiMAX existentă.

Soluţiile cablate nu sunt potrivite unor astfel de situaţii, deoarece nu pot fi prevăzute locurile unde vor urma să aibă loc accidentele. Mai mult, astfel de situaţii cer de multe ori mobilitate, de exemplu un poliţist care trebuie să consulte o bază de date dintr-un vehicul în mişcare sau un pompier care trebuie să descarce informaţii despre căile posibile de acces într-o clădire.

O cameră video din ambulanţă poate oferi informaţii despre starea pacientului, înainte ca acesta să ajungă la spital. În toate aceste cazuri, WiMAX oferă suport pentru mobilitate şi lăţime de bandă, lucru imposibil de realizat cu alte sisteme wireless.

3.15 Reţele publice

Într-o reţea publică, resursele sunt accesate şi partajate de diverşi utilizatori, fie persoane juridice, fie simpli utilizatori. În general, reţelele publice necesită o modalitate ieftină de a oferi o acoperire cât mai mare, locaţiile utilizatorilor nefiind nici previzibile, nici fixe. Principala aplicaţie a reţelelor publice sunt comunicaţiile de voce şi date, cu toate că şi comunicaţia video a devenit semnificativă. Securitatea este o cerinţă spinoasă, deoarece reţeaua este partajată de toţi utilizatorii ei. Suportul intern VLAN şi criptarea datelor pot rezolva însă această problemă.

15

Un exemplu de reţea publică este cea a furnizorilor de servicii wireless. WSP pot folosi reţele WiMAX pentru a oferi conectivitate clienţilor rezidenţiali (voce, date, video) şi firmelor (voce şi Internet).

Furnizorul de servicii wireless poate fi chiar o firmă de telecomunicaţii pe distanţă mare, o companie de cablu sau o mică firmă locală de telecomunicaţii care concurează pe piaţa locală de telefonie (Competitive Local Exchange Carriers - CLEC) care posedă minimum de infrastructură instalată. Deoarece WiMAX se instalează uşor, CLEC îşi poate instala repede reţeaua ajungând în situaţia în care poate concura compania de telefonie mare existentă pe acea piaţă (Incumbent Local Exchange Carrier - ILEC).

Mecanismul QoS intern reţelei WiMAX este potrivit mixării traficului realizat de CLEC. QoS al MAC oferă servicii multinivel, pentru a putea satisface cerinţele diverse ale utilizatorilor. O platformă de reţea care oferă voce, date şi video este foarte atractivă utilizatorilor finali, deoarece le oferă toate serviciile într-un singur loc iar factura lunară este una singură.

Suportul pentru servicii multiple permite facturarea pe fluxuri diferite, reducând costurile clientului de achiziţie a serviciilor şi mărind media pe utilizator a încasărilor. Furnizorul de servicii are nevoie doar de un sistem de facturare şi de o bază de date a clienţilor.

Operatorii de comunicaţii celulare pot fi şi ei interesaţi de adoptarea WiMAX în reţelele lor. Aceşti operatori au deja staţii de emisie, infrastructură de facturare şi o bază de date cu clienţi, dar instalarea unei soluţii WiMAX va conduce la extinderea prezenţei lor pe piaţă, în aria de acoperire.

Toate soluţiile cablate, incluzând fibra optică, DSL şi cablu TV, necesită costuri iniţiale mari pentru implementare. În particular, soluţiile cablate nu se pretează pentru pieţele ţărilor în dezvoltare, unde infrastructura este săracă sau în zonele puţin populate ale ţărilor dezvoltate.

16

4. IEEE 802.16 si WiMAX

Grupul IEEE 802.16 a fost format in 1998 ca un standard pentru retele fara fir. La inceput s-a focusat pe realizarea retelelor LOS bazate de conexiune wireless punct – multipunct pentru aplicatii in banda 10 Ghz – 66 GHz .Rezulatatul a fost standardul original 802.16 bazat pe layer-ul fizic single-carrier physical (PHY) cu TDM (time division multiplexed) MAC layed.Multe concepte legate de layer-ul MAC au fost adaptate pentru conexiunea fara fir de la popularul modem prin cablu DOCSIS.Grupul IEEE 802.16 a produs pe urma 802.16a, o rectificare a standardului, care include aplicatiile NLOS in banda 2GHz-11GHz, folosind multiplexarea ortogonala a divizarii frecventei (OFDMA).

In 2004, dupa o revizuire noul standard numit IEEE 802.1-2004 a inlocuit toate versiunile anterioare si a format bazele WiMAX-ului.Aceste prime solutii WIMAX bazate pe IEEE 802.16 – 2004 au constituit WiMAX-ul pentru aplicatii fixe. In decembrie 2005, grupul IEEE a completat si aprobat IEEE 802.16e – 2005, o rectificare a standardului IEEE 802.16 – 2004 agaugand suport mobil. Standardul IEEE 802.16e – 2005 constituie bazele solutiilor WiMAX pentru aplicatiile mobile si migratoare si e numit WiMAX mobil .

4.1 Caracteristicile de baza a standardelor IEEE 802.16 sunt :

Sunt mai multe layere fizice : - un singur layer single-carrier - based numit Wireless – MAN-Sca- layerul fizic OFDM – based numit WirelessMAN-OFDM si layerul fizic OFDMAbased numit Wirless-OFDMA.

In mod asemanator sunt mai multe tipuri de arhitecturi MAC, duplexare, operatii in banda de frecventa etc.

17

Aceste standarde au fost dezvoltate pentru a satisface o varietate de aplicatii si scenarii in desfasuare, si de aici inainte sa ofere o multime de posibiliati de design pentru developatorii de sistem.Defapt puteam spune ca IEEE 802.16 este o colectie de standarde, nu doar un singur standard.

Din motive practice de interoperabilitate, scopul standardului trebuie redus, la un set mai mic de posibilitati de implementare.

4.2 Caracteristici ale WiMAX-ului

WiMAX este solutia conexiunilor fara fir care ofera flexibiliate pentru desfasurare si ofera servicii puternice.

Cateva din caracteristicile sale sunt : Substatul fizic OFDM-based : nivelul fizic PHY e bazat pe

multiplexarea ortogonala a divizarii frecventei, o schema care ofera o buna rezistenta la transmisiunile multicale si permite WiMAX-ului sa opereze cu conditiile NLOS.

Transmiterea datelor cu o viteza mare: WiMAX e capabil sa suporte transmisii de date cu o viteza mare, de exemplu transerul PHY poate ajunge la 74Mbsp folosind largimea spectrului 20MHz.

Largime de banda accesibila si suport pentru viteza de transport a datelor: WiMAx are o arhitectura a nivelului fizic accesibila care permite sa creasca viteza de transfer cu largimea benzii.

Modulatie adaptiva si Codare (AMC) – este un mechanism efectiv de maximizare a rezultatului de la iesire intr-n canal variabil cu timpul.

Nivelul de legatura de date pentru retransmisie : pentru conexiuni care au nevoie de siguranta mai mare WiMAX suporta cererea automata de retransmisie (ARQ) la nivelul de legatura de date. ARQ asigura primirea tutiror pachetelor de catre destinatar . Pachetele care nu ajung se considera pierdute si retransmise.

Suport pentru TDD si FDD : FDD aloca un cost mai mic pentru implementarea sistemului dar TDD este preferat.

18

Alocarea flexibila si dinamica a resurselor pe utilizator : resursele pot fi allocate in domeniu spatiu la fel de bine ca folosind o antena avansata de system (AAS). Standardul permite ca resursele in banda de frecventa sa fie allocate n timp, frecventa si spatiu si are un mechanism flexibil de a transporta resursele allocate informatiilor structura cu structura.

Suport pentru tehnologia de antene avansate: un nivel fizic de design permite folosirea tehnologiei anteneor – multiple.

Calitatea serviciilor : nivelul MAC are o structura care suporta o varietate de aplicatii , incluzand voce si servicii multimedia. Este realizat pentru a putea suporta un numar mare de useri cu multiple conexiuni pe terminal, fiecare cu cerere proprie de calitate. Sistemul ofera suport pentru un trafic constant, variabil , real sau ireal pentru cel mai bun traffic de date.

5. Informatii tehnice

19

5.1 Nivelul MAC / stratul legăturilor de date

La Wi-Fi controller-ul de acces la mediu (MAC) foloseşte accesul competitiv – toate staţiile de abonaţi care doresc să transfere date printr-un punct de acces wireless (AP) concurează pentru atenţia AP pe baza unor întreruperi aleatorii. Acest lucru poate face ca staţiile aflate la o distanţă mai mare de AP să fie întrerupte în mod repetat de staţiile mai apropriate, reducându-le considerabil randamentul. Asta face ca servicii precum VoIP sau IPTV, care depind de existenţa unei calităţi a serviciilor esenţial constantă să fie dificil de intreţinut pentru mai mult decât caţiva utilizatori simultani.

Din contră, MAC-ul 802.16 foloseşte un algoritm de planificare pentru care staţiile de abonaţi trebuie să concureze o data (pentru intrarea iniţială în reţea). După aceasta, fiecăreia i se alocă un slot de acces de către staţia de bază. Slotul de timp poate să se mărească şi să se micşoreze, dar rămâne rezervat staţiei respective, ceea ce înseamnă ca alţi abonaţi nu-l pot folosi. Pe langă faptul ca rămâne stabil în caz de supraîncărcare şi supra-subscriere (spre deosebire de 802.11), algoritmul de planificare al 802.16 poate fi şi mai eficient din punct de vedere al lărgimii de bandă. Algoritmul permite staţiei de bază şi să controleze parametrii de calitate prin echilibrarea rezervării sloturilor în funcţie de nevoile staţiilor de abonaţi.

5.2 Nivelul fizic

20

Standardul WiMAX original (IEEE 802.16) specifică funcţionarea pentru domeniul 10-66 GHz. 802.16a, redenumit în 2004 drept 802.16-2004, a adăugat specificaţii pentru domeniul 2-11 GHz. 802.16-2004 a fost actualizat în 2005 la 802.16e şi foloseşte SOFDMA (Acces multiplu cu diviziune ortogonala de frecventa scalabil) faţă de versiunea OFDMA cu 256 de subpurtătoare (dintre care 200 sunt folosite) din 802.16d. Versiunile mai avansate, inclusiv 802.16e, aduc şi suport pentru antene multiple prin comunicaţiile MIMO (intrări şi ieşiri multiple). Acest lucru aduce beneficii în termeni de acoperire, instalare automată, consum de putere, re-folosire a frecvenţei şi eficienţă a lărgimii de bandă. 802.16e aduce şi capabilităţi pentru mobilitate deplină. Certificarea WiMAX permite distribuitorilor cu produse 802.16d sa-şi vândă echipamentul ca fiind certificat WiMAX, asigurând astfel un nivel de interoperabilitate cu alte produse certificate, atata timp cât urmaresc acelaşi profil.

Cel mai mare interes comercial este înregistrat pentru standardele 802.16d şi .16e, deoarece frecvenţele mai mici folosite în acestea suferă mai puţin de pe urma atenuărilor de semnal inerente, dând aşadar o acoperire îmbunătăţita. Deja exista un număr considerabil de reţele folosind echipament certificat WiMAX urmărind standardul 802.16d.

5.3 Arhitectura

21

Forumul WiMAX a definit o arhitectură care defineste modul în care o reţea WiMAX stabileşte conexiuni cu alte reţele şi o varietate de alte aspecte ale operării unei astfel de reţele, inclusiv alocarea adresei, autentificarea, etc. O privire de ansamblu asupra arhitecturii este oferită în figura de mai sus. Aceasta defineşte următoarele componente:

SS/MS: Staţia de abonat/ Staţia mobilă ASN: Reţeaua de servicii de acces CSN: Reţeaua de servicii de conectivitate NAP: Furnizor de acces la reţea NSP: Furnizor de servicii de reţea

plus un număr de interconexiuni (sau puncte de referinţă) între acestea, etichetate de la R1 la R5 şi R8.

5.4 Alocarea spectrului

22

Specificaţia 802.16 se aplica unei portiuni considerabile a spectruluiRF, iar WiMAX poate să funcţioneze la orice frecventa mai mică decât 10GHz (frecvenţe mai inalte ar micşora acoperirea unei staţii de bază pana la cateva sute de metri într-un mediu urban).

Nu există nici un spectru uniform licenţiat global pentru WiMAX, deşi Forumul WiMAX a publicat trei profile spectrale licenţiate: 2.3GHz, 2.5 GHz şi 3.5 GHz, într-o tentativă de a reduce costurile: după principiul economiei de scala, cu cât sunt produse mai multe dispozitive cu WiMAX inclus (precum telefoane mobile sau laptopuri), cu atât costul unitar va fi mai redus. Economii de scală similare se aplica la producţia staţiilor de bază.

În porţiunea nelicenţiată, 5.x GHz reprezinta profilul aprobat. Companiile de telecomunicaţii nu folosesc acest spectru decât foarte rar pentru redirecţionare, deoarece nu deţin şi nu controlează spectrul.

În SUA, cel mai mare segment disponibil este în jurul a 2.5GHz, şi este deja repartizat, în principal lui Sprint Nextel şi Clearwire. În alte parţi ale globului cele mai folosite benzi sunt cele aprobate de Forum, cea de 2.3 GHz fiind cea mai importantă în Asia. Unele ţări din Asia precum India, Vietnam şi Indonezia folosesc un mix de 3.3 GHz şi alte frecvenţe.

Benzile TV analoge (700 MHz) ar putea deveni disponibile pentru WiMAX, dar se asteaptă dezvoltarea deplină a televiziunii digitale, şi vor fi şi alte utilizări pentru acel spectru.

Profilurile WiMAX definesc dimensiunea canalului, TDD/FDD şi alte atribute necesare pentru a obţine produse interoperabile. Profilurile fixe curente sunt definite atât pentru profilurile TDD cât şi FDD. Profilurile fixe au dimensiuni ale canalului de 3.5 MHz, 5 MHz şi 10 MHz. Profilurile mobile sunt de 5 MHz, 8.75 MHz şi 10 MHz (Nota: standardul 802.16 permite o varietate mult mai mare de canale, dar numai cele amintite mai sus sunt recunoscute ca şi profiluri WiMAX.).

5.5 Eficienţa spectrală

23

Unul dintre avantajele semnificative ale sistemelor wireless avansate cum este WiMAX este eficienţa spectrala. De exemplu, 802.16-2004 (fix) are o eficienţă spectrală de 3.7 bit/s/Hertz, şi alte sisteme wireless 3.5-4G ofera eficienţe spectrale apropriate, în limita a câtorva zecimi de procent. Avantajul notabil al WiMAX vine din combinarea SOFDMA cu tehnologii pentru antene inteligente.

Acest lucru multiplică eficienţa spectrală efectivă prin reutilizări multiple şi topologii de reţea inovative. Utilizarea directă a organizării domeniului de frecvenţe simplifică design-urile folosind ca metode MIMO-AAS în loc de CDMA/WCDMA, şi rezultând în sisteme mai eficiente.

5.6 LimitariO parere gresită, frecvent intalnită, este ca WiMAX este

capabilă de o viteza de 70 Mbiti/sec pe o distanţă de 50 de kilometri. Ambele calităţi sunt reale în mod individual, în circumstanţe ideale, dar nu şi concomitent. WiMAX se aseamana cu DSL din acest punct de vedere: putem alege fie lărgime de bandă mare, fie acoperire extinsă, dar nu ambele simultan.

Natura comunicaţiilor wireless sugerează că design-ul antenei va avea un impact substanţial asupra a ceea ce putem obţine. În general, reţelele WiMAX fixe au o antena direcţională externă cu câştig mai mare instalată la locaţia clientului, rezultând într-o acoperire mult extinsă. Reţelele WiMAX mobile inlcud de cele mai multe ori echipamente de birou instalate la locaţia clientului, cum ar fi modemuri, laptopuri cu WiMAX mobil integrat, etc. Dispozitivele WiMAX mobil au în mod tipic antene cu un design ce oferă câştiguri mai mici, datorită omni-direcţionalităţii şi portabilităţii. În practică acest lucru înseamnă ca într-un mediu cu vizibilitate optică, cu dispozitive ale WiMAX mobil, ar putea fi atinse viteze simetrice de 10Mbiti/sec la 10 km, însă în medii urbane este mai probabil ca aceste dispozitive nu vor avea vizibilitate optică deci utilizatorii vor primi date doar cu 10 Mbiti/sec la 2 km. Antene direcţionale cu câştig mai mare pot fi folosite cu reţele WiMAX mobile obţinând beneficii legate de acoperire, dar cu pierderea evidentă a mobilităţii.

Ca în cazul celor mai multe sisteme wireless, lărgimea de bandă disponibilă este imparăită de utilizatorii dintr-un anumit sector radio, mai ales dacă planificarea capacităţii nu a fost efectuată

24

corespunzător. De fapt, mulţi utilizatori vor avea servicii între 2-, 4-, 6-, 8-, 10- sau 12 Mbiti/sec.

Din această cauză, diverse arhitecturi de reţele granulare şi distribuite sunt incorporate în WiMAX de dezvoltatori independenţi şi de echipa 802.16j MMR.

5.7 Implementări în siliconO cerinţă critică pentru succesul unei noi tehnologii este

posibilitatea implementării în chipset şi silicon la cost redus. Intel este un leader în promovarea WiMAX, şi şi-a dezvoltat

propriul chipset. Totuşi, este notabil faptul că majoritatea companiilor de semiconductoare au fost destul de prudente pana în prezent în a se implica, şi majoritatea soluţiilor vin de la furnizori specializaţi mai mici sau de la companii abia infiinţate. Pe partea pentru clienţi, acestea includ GCT, Altair, Beceem, GCI, Runcom, Motorola cu TI, NextWave, Sequans şi numerosi alţii. Atât Sequans cât şi Wavesat furnizează soluţii atât pentru clienţi cât şi pentru reţele, pe când TI, DesignArt şi picoChip se specializează în chipseturile WiMAX pentru staţii de bază.

25

6. Standarde

Actuala tehnologie WiMAX Mobil este bazată pe standardul de certificare IEEE 802.16e-2005, aprobat în Decembrie 2005. Acesta este un amendament al standardului IEEE 802.16-2004, astfel că standardul este de fapt 802.16-2004, amendamentat de 802.16e-2005 – specificaţiile trebuie citite impreuna pentru a fi inţelese.

Standardul IEEE 802.16-2004 se refera doar la sistemele fixe, inlocuind standardele IEEE 802.16-2001, 802.16c-2002, şi 802.16a-2003.

IEEE 802.16e-2005 aduce urmatoarele îmbunătăţiri faţă de IEEE 802.16-2004:

adăuga suport pentru mobilitate (transfer întrestaţiile de baza). Acesta este văzut ca unul dintre cele mai importante aspecte ale 802.16e-2005, şi reprezintă baza tehnologiei WiMAX Mobil;

modifică scala Transformatei Fourier Rapide în funcţie de lărgimea de bandă a canalului, astfel încat spaţierea purtătoarei să ramană constantă pentru diferite lărgimi de bandă (1.25-20 MHz). Spaţierea constantă a purtătoarei duce la o mai mare eficienţă spectrală în canale largi, şi la o reducere a costurilor în canale înguste;

îmbunătăţeşte acoperirea NLOS prin utilizarea unor scheme avansate de diversitate a antenelor şi a Cererii de Retransmitere Automată hibrida (hARQ);

îmbunatateste ccapacitatea şi acoperirea prin introducerea Sistemelor Adaptative de Antene (AAS) şi a tehnologiei cu intrări şi ieşiri multiple (MIMO);

introduce tehnici de codare performante cum ar fi codarea Turbo, sporind securitatea şi performanţa NLOS;

algoritmul de Transformare Fast Fourier avansat poate să tolereze întârzieri mai mari, crescând astfel rezistenţa la interferenţe pe căi multiple;

adăugă o clasă QoS în plus, mai adecvat pentru aplicaţii VoIP.

Comercializantii 802.16d scot în evidenţă faptul ca tehnologia WiMAX fixă oferă avantajul existenţei produselor comerciale şi a implementărilor optimizate pentru acces fix. Este un standard popular între furnizorii şi operatorii de servicii în regiuni aflate în dezvoltare

26

datorită costului redus de punere în aplicaţie şi a performanţelor ridicate într-un mediu fix.

SOFDMA (folosit în 802.16e) şi OFDM256 (802.16d) nu sunt compatibile, astfel încat majoritatea echipamentelor vor trebui să fie inlocuite dacă un operator trebuie sau doreşte să treacă la standardul mai recent. Totuşi, caţiva producători intenţionează să ofere o cale de migraţie pentru echipamentele vechi către compatibilitatea SOFDMA, ceea ce ar uşura tranziţia pentru reţelele care au făcut deja investiţia necesară pentru OFDM256. Intel ofera un chipset dualmode 802.16-2004 802.16-2005 pentru unităţile de subscriere. Aceste probleme afecteaza un număr redus de utilizatori şi operatori.

27

7. Tehnologii concurente

În cadrul pieţei, principalii competitori pentru WiMAX sunt sistemele fără fir implementate la scară mare precum UMTS şi CDMA2000 şi, pe lângă ele, şi câteva sisteme internet-orientate precum HIPERMAN şi WiBro.

Sisteme celulare de telefonie 3G şi 4G

Ambele sisteme principale 3G, CDMA2000 şi UMTS, se află în competiţie cu WiMAX. Ambele au drept scop oferirea de acces la servicii internet de clasă DSL în plus faţă de serviciul clasic de telefonie. UMTS a fost chiar imbunătăţit pentru a concura direct cu WiMAX sub forma UMTS-TDD, tehnologie ce poate folosi spectrul folosit şi de WiMAX şi care furnizează o experienţă în utilizare mai consistentă, chiar dacă oferă o lăţime de bandă maximă mai redusă.

Sistemele celulare 3G beneficiază de obicei de o infrastructură bine pusă la punct deja, fiind o variantă îmbunătăţită a sistemelor anterioare. Utilizatorii pot recurge uşor la utilizarea sistemelor mai vechi când ies din raza de acţiune a echipamentelor ce oferă servicii suplimentare, fără să realizeze chiar acest lucru, de obicei.

Principalele standarde din telefonia celulară evoluează spre aşa numitul 4G, servicii de lăţime de bandă mare, latenţă redusă şi reţele complete-IP cu servicii de voce dezvoltate pe baza lor. În cazul GSM/UMTS evoluţia spre 4G se realizează prin eforturile “3GPP – evoluţie pe termen lung”. Pentru standardele derivate din AMPS/TIA cum ar fi CDMA2000, un înlocuitor numit serviciu de banda largă ultra mobilă (Ultra Mobile Broadband) se află în dezvoltare. În ambele cazuri, se renunţă la interfeţele aeriene existente în favoarea OFDMA pentru legătura directă şi o variantă a soluţiilor bazate pe OFDM pentru legătura inversă, într-un mod foarte similar standardului WiMAX.

În unele zone din lume prezenţa la scară largă a UMTS precum şi o dorinţă generală de standardizare a însemnat că spectrul pentru WiMAX nu a fost alocat: în iulie 2005, alocarea de frecvenţe WiMAX la nivelul U.E. a fost blocată.

28

Acces mobil de bandă largă

Accesul mobil de bandă largă (MBWA) este o tehnologie dezvoltată de IEEE 802.20 şi este orientată către comunicaţiile mobile de bandă largă fără fir ce operează de la 120 la 350 km/h. Standardul 802.20 a preluat multe din soluţiile ce stau la baza WiMAX-ului mobil, inclusiv modulaţia dinamică de mare viteză şi alte capacităţi scalabile ale OFDMA. Se pare că utilizează şi predarea rapidă, corecţia de eroare FEC şi îmbunătăţirile pentru contracararea efectului de margine de celulă.

Grupul de lucru a fost suspendat temporar la mijlocul anului 2006 de către Consiliul de standardizare IEEE-SA deoarece el a reprezentat subiectul a numeroase plângeri iar o investigaţie preliminară efectuată în baza uneia dintre ele a “relevat o lipsă de transparenţă, o posibilă lipsă de echidistanţă în luarea deciziilor precum şi alte nereguli în funcţionarea grupului de lucru”.

În septembrie 2006 Consiliul de standardizare IEEE-SA a aprobat un plan ce permitea grupului de lucru să continue în condiţii noi şi standardul are acum al doilea sfert al anului 2008 drept dată de finalizare estimată.

Sisteme internet-orientate

Standardele timpurii WirelessMAN, standardul european HIPERMAN şi cel Coreean WiBro au fost armonizate ca parte a WiMAX şi nu mai sunt privite drept competitoare ci doar complementare. Toate reţelele ce se dezvolta acum în Coreea de Sud, patria standardului Wibro, sunt de tipul WiMAX.

Popularul sistem WiFi 802.11b/g este implemetat la scară largă drept o soluţie de internet mobil pe rază scurtă, în cafenele şi noduri de transport precum aeroporturile şi furnizează o acoperire îndeajuns de bună încât utilizatorii să nu simtă nevoia unui abonament la un serviciu precum WiMAX.

Următorul tabel ar trebui tratat cu atenţie deoarece arată doar ratele de transfer maxime, rate ce pot fi uneori foarte înşelătoare.

29

Comparaţie între metodele de acces mobil la internet

Standard FamilieUtilizare principală

Technologie Radio

Leg. directă (Mbps)

Leg. inversă(Mbps)

Note

802.16e WiMAXInternet mobil

MIMO-SOFDMA

70 70

Vitezele anunţate se pot obţine doar pe distanţe foarte scurte, mai utilă fiind o descriere de viteză de 10Mbps la 10km.

HIPERMANHIPERMAN

Internet mobil

OFDM 56.9 56.9  

WiBro WiBroInternet mobil

OFDMA 50 50Raza de mobilitate (900 m)

iBurstiBurst 802.20

Internet mobil

HC-SDMA 64 64 3-12 km

UMTS W-CDMAHSDPA+HSUPA

UMTS/3GSM

Telefonie mobilă

CDMA/FDD.38414.4

.3845.76

HSDPA implementat la scară mare. Ratele tipice pe legătura directă la momentul actual 1-2 Mbps, legătura inversă ~200kbps; legătura directă în viitor poate ajuge până la 28.8Mbps.

30

UMTS-TDDUMTS/3GSM

Internet mobil

CDMA/TDD 16 16

Viteze raportate de către IPWireless folosind o modulaţie 16QAM similare cu cele HSDPA+HSUPA.

LTE UMTSUMTS/4GSM

Generală 4G

OFDMA/MIMO/SC-FDMA (HSOPA)

>100 >50Încă în etapa de dezvoltare.

1xRTTCDMA2000

Telefonie mobilă

CDMA 0.144 0.144Considerat depăşit datorită EV-DO

EV-DO 1x Rev. 0EV-DO 1x Rev.AEV-DO Rev.B

CDMA2000

Internet mobil

CDMA/FDD2.453.14.9xN

0.151.81.8xN

Notă asupra Rev B: N este numărul de “felii” de 1.25 MHz din spectrul folosit. Nu este încă împlementat.

Dezvoltări viitoare

Scopul evoluţiei pe termen lung atât a WiMAX cât şi a LTE este de a obţine largimi de bandă “mobile” de 100 Mbit/s şi 1Gbit/s în regim fix-nomad după cum au fost stabilite de ITU pentru sistemele NGMN 4G (reţea mobilă de generaţie următoare) prin utilizarea adaptivă a MIMO-AAS şi a topologiilor de reţea inteligente, granulare. 3GPP LTE şi WiMAX-m îşi concentrează eforturile pe MIMO-AAs, reţele mobile multi-hop cu relee şi pe dezvoltări înrudite necesare furnizării de multiplii de reutilizare Co-Canal de 10X sau mai mult.

Ceea ce va defini 4G mai mult decât metodele de acces fără fir precum WCDMA sau OFDMA vor fi reţelele fără fir ce se vor adapta mai eficient şi vor utiliza mai bine spectrul disponibil.

31

Bibliografie :

Fundamentals of WiMAX - Understanding Broadband Wireless Networking (478 pages) – English

IEE Computer Society and the IEE Microwave Theory and Techniques Society

www.wikipedia.com

www.networkworld.ro

32