Мобильная связь на базе WiMax 802.16е 2005 Wave 2

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) – стратегия обеспечения глобальной совместимости систем широкополосного беспроводного доступа (ШБД), выполненных в соответствии с требованиями серии стандартов IEEE 802.16. В конце 2005 года IEEE ратифицировал дополнение к стандарту - 802.16e, в котором содержатся функции поддержки мобильности абонентов.

Необходимо отметить, что в IEEE для стандарта 802.16e были определены только протоколы физического (PHY) и MAC-уровня. Подобный подход оправдал себя для таких стандартов, как Ethernet и Wi-Fi, где в качестве протоколов верхних уровней применяются TCP/IP, UDP, SIP, HTTP и нет необходимости в дополнительных средствах для обеспечения мобильности, глобального роуминга, межсетевого взаимодействия и других функций, характерных для систем подвижной связи. Поскольку Mobile WiMAX изначально позиционировался как глобальный мобильный стандарт, потребовалась унификация протоколов всех уровней.

Поскольку Mobile WiMAX изначально позиционировался как глобальный мобильный стандарт, потребовалась унификация протоколов всех уровней. Для решения этой задачи в 2004 году был создан WiMAX Forum – некоммерческая организация, которая объединила основных производителей оборудования и операторов.

На рис.1 представлен план-график волн сертификации оборудования Mobile WiMAX

 

d1.JPG

 

Рис.1 Волны сертификации оборудования 802.16e

 

Для унификации процедур, связанных с обеспечением полной мобильности абонента (включая роуминг), а также для обеспечения совместимости оборудования различных поставщиков, WiMAX Forum'ом была разработана эталонная модель сети WiMAX (Network Reference Model) (рис.2), являющаяся логическим представлением архитектуры сети.

Модель состоит из следующих функциональных блоков: MS (мобильная станция/терминал), ASN (сеть радиодоступа), CSN (опорная сеть) и стандартных интерфейсов, так называемых Reference Point R1-R5.

d2.JPG

  Рис. 2 Эталонная модель сети WiMAX

MS (мобильная станция/терминал) представляет собой любое абонентское оборудование, предназначенное для обеспечения связи абонента с базовой станцией WiMAX.

ASN (сеть радио-доступа) логически определяется как набор функционалов, обеспечивающих радио-доступ для абонента (MS) WiMAX.

ASN выполняет следующие основные функции:

-          WiMAX Layer-2 (L2) взаимодействие между базовой станцией WiMAX и WiMAX MS;

-          обработка и генерация ААА-сообщений в процессе аутентификации и авторизации абонента и учет пользовательских сеансов/трафика;

-          поиск и выбор домашней сети WiMAX для абонента в случае роуминга;

-          управление радио-ресурсами;

-          функции управления мобильностью абонента:

o   внутри ASN: переход между различными базовыми станциями WiMAX;

o   внутри CSN: переход между различными ASN с применением технологий и протоколов mobile IP (поддержка создания и управления тоннелей ASN-CSN);

o   определение местоположения абонента WiMAX внутри ASN.

CSN (core: опорная сеть) логически определяется как набор сетевых функционалов, обеспечивающих организацию связи на базе протокола IP.

CSN выполняет следующие основные функции:

-          назначение и управление пользовательскими IP-адресами и маршрутизация трафика;

-          AAA прокси-сервер или AAA-сервер;

-          контроль и управление политиками QoS (PFPolicy Function);

-          генерация UDRs (Usage Data Records – данные об использовании сетевых ресурсов и трафика) и передача их в биллинговые платформы;

-          роуминг: создание и управление тоннелями между различными CSN, обмен AAA-трафиком;

-          управление мобильностью абонента при переходе между различными ASN;

-          управление доступом к сервисам (Internet, IP-телефония, …);

-          поддержка сервисов WiMAX:

o   сервисы местоположения (LBS);

o   peer-to-peer сервисы;

o   прочие сервисы;

-          назначение и управление услугами, доступными абонентами WiMAX (provisioning);

-          обеспечение доступа к мультимедийным сервисам IMS;

-          обеспечение возможности подключения внешних интерфейсов СОРМ.

Следует подчеркнуть, что приведенная выше схема сети является логической, т.е. распределение указанных функций между физическими блоками и узлами – выбор производителя оборудования.

Следующим этапом развития WiMAX принятие стандарта 802.16m, увеличится пропускная способность радио интерфейса, поддержка расширенного диапазона частот.

 

Технология

Стандарт

Использование

Пропускная способность

Радиус действия

Частоты

WiMax

802.16e

Mobile WMAN

до 40 Мбит/с

1-5 км

2.3-13.6 ГГц

WiMax

802.16m

WMAN, Mobile WMAN

до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN)

н/д (стандарт в разработке)

н/д (стандарт в разработке)

 

 

Базовые станции WiMAX   рис.3  компактнее, обеспечивают гораздо большие скорости передачи данных, потребляют меньше электроэнергии в сравнении с базовыми станциями мобильных операторов.

 

d3.JPGd4.JPG

Рис.3 Оборудование базовой станции WiMAX

 

 

В настоящий момент на рынке представлено большое количество абонентских WiMAX устройств USB-модемы, коммуникаторы, ноутбуки рис.4, что позволяет операторам ориентироваться на массовый рынок услуг беспроводного доступа.

d5.JPGd6.JPG

Рис 4. Абонентское оборудование WiMAX