Δίκτυα WiMAX

WiMAX
Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
WiMAX αποκαλείται η τεχνολογία ασύρματης δικτύωσης η οποία λειτουργεί με παρεμφερή τρόπο με το Wi-Fi, ωστόσο με πολύ μεγαλύτερη εμβέλεια. Συγκεκριμένα, ενώ το Wi-Fi εξασφαλίζει εμβέλεια επικοινωνίας μέχρι 100 μέτρα, το WiMax φθάνει τα 35 χιλιόμετρα ή και παραπάνω.

Μέχρι σήμερα το Wi-Fi επέτρεπε την πρόσβαση στο Ιντερνέτ σε πολύ μικρή εμβέλεια γύρω από τα σημεία πρόσβασης (hotspots), όπως σε αεροδρόμια, συνεδριακούς χώρους ή ξενοδοχεία. Το WiMAX θα είναι σε θέση να κάνει το ίδιο σε εμβέλεια ολόκληρης πόλης, τα κτήρια της οποίας θα καλύπτουν με το σήμα τους οι ετιαρίες παροχής Ιντερνέτ (ISP).

Το WiMAX θα χρησιμοποιείται για την παροχή υπηρεσιών ευρυζωνικής πρόσβασης στο Ιντερνέτ σε τελικούς χρήστες, με εξοπλισμό ιδιαίτερα εύκολο στην εγκατάσταση. Με τον ίδιο τρόπο που σήμερα εγκαθιστά κανείς στον υπολογιστή του μια κάρτα δικτύωσης Wi-Fi, μελλοντικά θα εγκαθιστά μια κάρτα WiMAX η οποία θα του επιτρέπει να χρησιμοποιήσει από τον οικιακό του χώρο (και όχι μόνο) τις ασύρματες υπηρεσίες που παρέχουν οι ISP.

Το WiMAX έχει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των σημερινων ασύρματων και ενσύρματων συνδέσεων:

Ιδιωτικές εταιρείες θα έχουν τη δυνατότητα να αναπτύξουν ανεξάρτητα ασύρματα δίκτυα τηλεπικοινωνιών και υπηρεσιών Internet, με πολύ μεγάλη ευκολία, καθώς δεν απαιτείται η εγκατάσταση καλωδίων σε κάθε σημείο της χώρας, αυξάνοντας τον ανταγωνισμό.
Ο συνδρομητής θα μπορεί να χρησιμοποιήσει τη σύνδεσή του από οπουδήποτε ακόμη και εν κινήσει μέσα στην πόλη ή και ολόκληρη τη χώρα. Κάτι που δεν είναι εφικτό με τις σημερινές συνδέσεις ADSL, ούτε και με την τεχνολογία Wi-Fi, λόγω της περιορισμένης της εμβέλειας.
Ένα δίκτυο WiMAX που θα καλύπτει μια μεγαλούπολη μπορεί να εγκατασταθεί σε λίγες μέρες, σε αντίθεση με ένα αντίστοιχο ενσύρματο δίκτυο που θα χρειαζόταν πολλούς μήνες ή και χρόνια.
Μετακομίζοντας σε άλλη περιοχή, ο συνδρομητής δεν θα χρειαστεί να κάνει ενεργοποίηση ευρυζωνικής σύνδεσης στον νέο του χώρο, όπως ισχύει για τις γραμμές ADSL. Αφού θα καλύπτεται από το ασύρματο σήμα του παρόχου υπηρεσιών WiMAX, μπορεί να αρχίσει άμεσα να χρησιμοποιεί τη σύνδεσή του.
Λόγω των υψηλών ταχυτήτων μετάδοσης δεδομένων, το WiMAX θα επιτρέπει επίσης την πραγματοποίηση τηλεφωνικών κλήσεων ή ακόμη και βιντεοκλήσεων.
Πρωτόκολλα [Επεξεργασία]

Τα συστήματα WiMax και Mobile WiMax που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα βασίζονται στο IEEE 802.16e-2005, το οποίο καθιερώθηκε το Δεκέμβριο του 2005. Είναι μια τροποποίηση του πρωτοκόλλου ΙΕΕΕ 802.16-2004 και έτσι το παρόν πρωτόκολλο είναι το 802.16-2004 , τροποποιημένο από το 802.16-2005 , οι εφαρμογές τους πρέπει να διαβάζονται ταυτόχρονα ώστε να γίνουν κατανοητά.

Το πρωτόκολλο ΙΕΕΕ 802.16-2004 απευθύνεται σε σταθερά συστήματα. Αντικατέστησε τα πρωτόκολλα 802.16-2001, 802.16c-2002, 802.16a-2003.

ΙΕΕΕ 802.16e-2005
Το πρωτόκολλο ΙΕΕΕ 802.16e-2005 βελτιώνεται με το πρωτόκολλο 802.16-2004 με τις εξής τροποποιήσεις:

Διαβάθμιση του συστήματος FFT (Fast Fourier Transform) στο εύρος ζώνης (bandwidth) των καναλιών, ώστε να διατηρείται σταθερο το επίπεδο μεταφοράς δια μέσου καναλιών διαφορετικού εύρους.(1.25 -20 MHz).
Τα συνεχή κενά της μεταφοράς οδηγούν σε ένα υψηλότερο φάσμα αποδοτικότητας σε ευρεία κανάλια, και σε μείωση του κόστους στα πιο στενά κανάλια. Είναι γνωστό επίσης σαν Scalable OFDMA (SOFDMA).

Βελτίωσε την κάλυψη χρησιμοποιώντας εξελιγμένες κεραίες, τοποθετημένες σε ποικίλους συνδυασμούς.
Βελτίωσε την κάλυψη εισάγοντας συστήματα κεραιών πολλαπλής εισόδου και πολλαπλής εξόδου (Multiple Input Multiple Output - MIMO).
Βελτίωσε την ικανότητα του να διεισδύει καλύτερα σε εσωτερικούς χώρους.
Χρησιμοποίησε νέες τεχνολογίες κωδικοποίησης όπως Turbo Coding και Low-Density Parity Check (LDPC), αυξάνοντας έτσι την ασφάλεια.
Έδωσε τη δυνατότητα στους administrators να εναλλάσσουν την κάλυψη για τη δυναμικότητα και το αντίστροφο.
Ο νέος αλγόριθμος FFT επιτρέπει μεγαλύτερες καθυστερήσεις στη μεταφορά δεδομένων κι έτσι είναι περισσότερο ανθεκτικό σε αρεμβολές πολλών διαφορετικών μονοπατιών στη μεταφορά δεδομένων.
Αύξησε την ποιότητα, ευνοώντας έτσι τις εφαρμογές πραγματικού χρόνου, μετατρέποντας το έτσι στο πλέον κατάλληλο για εφαρμογές VoIP.
Αύξησε την υποστήριξη για κινητικότητα των συνδρομητών, κάτι το οποίο αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά σημεία του πρωτοκόλλου 802.16-2005 και είναι πολύ βασικό για την εξέλιξη του Mobile WiMax.
Οι πωλητές του 802.16d τονίζουν πως το 802.16-2004 προσφέρει το προνόμιο διαθέσιμων προϊόντων για σταθερή πρόσβαση. Είναι αρκετά γνωστό μεταξύ των εναλλακτικών παρόχων και τελεστών σε τομείς που αναπτύσσονται εξαιτίας του χαμηλού του κόστους ανάπτυξης και της απόδοσης του σε σταθερό περιβάλλον. Το 802.16-2004 είναι επίσης ένα δυναμικό πρωτόκολλο για backhaul ασύρματων βασικών σταθμών όπως συμβαίνει στν κινητή τηλεφωνία στο WiFi και στο mobile WiMAX.

Το SOFDMA (χρησιμοποιείται στο 802.16e-2005) και OFDM256 (802.16d) δεν είναι συμβατά και έτσι όλος ο εξοπλισμός θα πρέπει να αλλάζει όταν ένας χειριστής θελήσει να χρησιμοποιήσει το παλιότερο πρωτόκολλο. Ωστόσο υπάρχουν κατασκευαστές που σχεδιάζουν να δημιουργήσουν συστήματα που θα είναι συμβατά με το SOFDMA και με παλιότερα πρωτόκολλα. Έτσι θα γίνεται πιο εύκολα η μετάβαση των δικτύων που έχουν ήδη επενδύσει στο σύστημα OFDM256. Αυτή η δυνατότητα θα επηρρεάσει μικρό σχετικά αριθμό χρηστών και χειριστών.

WiMAX και Περιορισμοί

Μία απο τις κοινές παρανοήσεις που πιθανώς συμβαίνουν στο WiMAX είναι το οτι πρόκειται να αποδίδει ταχύτητα της τάξεως των 70 Mbit/s σε απόσταση 48 χιλιομέτρων. Το παραπάνω είναι αληθές αλλά σε ιδανικές συνθήκες, συνεπώς στις περισσότερες περιπτώσεις δεν θα υφίστανται τέτοιου μεγέθους ταχύτητες σε τετοιες αποστάσεις. Πρακτικά, σε περιβάλλοντα όπως είναι οι επαρχιακές περιοχές οπου οι κεραίες μετάδοσης θα έχουν οπτική επαφή και θα απέχουν μεταξύ τους 10 χιλίομετρα θα αγγίζουν ταχύτητες της τάξης των 10 Mbit/s. Σε αστικά όμως περιβάλλοντα πιθανώς το 30% των κεραίων μετάδοσης να μην έχουν οπτική επαφή και συνεπώς οι χρήστες θα αγγίζουν ταχύτητες της τάξεως των 10 Mbit/s σε απόσταση 2 χιλιομέτρων. Άλλο ένα εξέχον θέμα για τις αδυναμίες του WiMAX είναι το οτι οι χρήστες στους διάφορους οριοθετημένους τομείς που θα βρίσκονται πρόκειται να μοιράζονται το bandwidth. Συνεπώς αναλόγως με την απασχόληση του δικτύου στους διάφορους τομείς θα εξαρτάται και η ανάλογη απόδοση. Τυπικά η κάθε κυψέλη θα μπορεί να παρέχει 100 Mbit/s backhaul. Οπότε αρκετοί χρήστες θα έχουν ένα εύρος υπηρεσιών 2, 4, 6, 8 ή 10 Mbit/s ούτως ώστε να μπορεί να διαμοιράζεται το φάσμα συχνοτήτων. Το παραπάνω μοντέλο μοιάζει αρκετά με αυτό του δικτύου GSM και του UMTS.

Σε αυτό το σημείο οφείλεται να αναρτηθεί ο παρακάτω πίνακας ο οποίος αναφέρεται στις διάφορες ασύρματες τεχνολογίες και δείχνει μόνο τις μέγιστές τους ταχύτητες που μπορούν να επιτευχθούν σε ιδανικές συνθήκες, και ενδενομένως να παραπλανούν ορισμένες φορές.

Μελλοντικές εξελίξεις

IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000)
Είναι ένα παγκόσμιο πρωτόκολλο για τις 3G ασύρματες τηλεπικοινωνίες και ορίστικε απο την ITU (International Telecommunication Union).
Το Mobile WiMAX, το οποίο βασίζεται στο πρωτόκολλο 802.16e-2005, έχει προταθεί σαν IP-OFDMA για να ενταχθεί ως το 6ο ασύρματο σύστημα σύνδεσης κάτω από το IMT-2000. Αν αυτό γίνει αποδεκτό τον Σεπτέμβριο του 2007 στη σύνοδο ITU, κάτι το οποίο θεωρείται πολύ πιθανό, τότε θα επισπευθεί η αποδοχή του από τις αρχές για χρήση του στο κυψελωτό φάσμα. Το WiMAX II, 802.16m θα προταθεί για IMT-Advanced 4G.


Αυτό το άρθρο ή τμήμα του μπορεί να βελτιωθεί.Μπορείτε να το επεκτείνετε ή να το βελτιώσετε με κάποιο τρόπο ώστε να καλύπτει το θέμα με πληρέστερο τρόπο. Βοηθήστε τη Βικιπαίδεια επεκτείνοντάς το.
Το πρότυπο θα πρέπει να συνοδεύεται από προτάσεις βελτίωσης στην σελίδα συζήτησης του άρθρου.
Ο στόχος για μακροχρόνια εξέλιξη του WiMAX και LTE (3GPP LTE - Long Term Evolution είναι ένα project το οποίο βελτιώνει το UMTS πρωτόκολλο κινητής τηλεφωνίας) είναι να επιτύχουν τα 100 Mbit/s εν κινήσει, και 1 Gbit/s σε σταθερό bandwidth όπως έχει θεσπιστεί από την ITU 4G NGMN (Next Generation Mobile Network) συστήματα μέσω της προσαρμοσμένης χρήσης του MIMO-AAS και έξυπνων, σπυρωτών δικτυακών σχηματισμών.Τα 3GPP LTE και WiMAX-m επικεντρώνουν τις προσπάθειες τους στο σύστημα MIMO-AAS, η multi-hop αναμετάδoση και οι σχετικές εξελίξεις πρέπει να παρέχουν εύρος αρκετά μεγαλύτερο bandwidth.

Αφού η ανάπτυξη των ασύρματων τεχνολογιών έχει πλησιάσει τα όρια που έχουν απαιτηθεί από το Shannon's Theorem, η εξέλιξη τους έχει μεταφερθεί στην επιδίωξη αρκετά μεγαλύτερου bandwidth. Ακόμη η αποδοτικότητα των δικτύων αναμένεται να αυξηθεί με τις τεχνολογίες ασύρματου έξυπνου ευρυζωνικού ιντερνετ. Αυτό που θα οριοθετήσει τις τεχνολογίες 4G καλύτερα από τις WCDMA ή τις OFDMA μεθόδους ασύρματης σύνδεσης, θα είναι τα ασύρματα δίκτυα που θα μπορούν πολύ αποτελεσματικότερα να προσαρμόζονται και να εκμεταλλεύονται το διαθέσιμο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.