SlideShare a Scribd company logo
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Ασύρματα Τοπικά Δίκτυα Πρόσβασης
(WLANs)
 Ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο (Wireless Local Area Network-
WLAN) είναι ένα επικοινωνιακό σύστημα που
χρησιμοποιείται ως επέκταση ή εναλλακτική λύση ενός
κοινού ενσύρματου τοπικού δικτύου (Ethernet) και
επιτρέπει στον κινητό χρήστη την ασύρματη μετάδοση και
λήψη δεδομένων
 Τα WLANs προσφέρουν ασύρματη πρόσβαση ανάμεσα σε
PCs, φορητούς υπολογιστές αλλά και άλλες προσωπικές
συσκευές όπως Palmtops και PDAs.
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Πού συναντά κανείς WLANs???
 Μικρές ομάδες εργασίας για τον διαμοιρασμό πληροφοριών
 Εργαστήρια πανεπιστημίων
 Ιστορικά κτήρια - όπου η εγκατάσταση καλωδίων είναι δύσκολη ή
αδύνατη
 Μεγάλες βιομηχανικές μονάδες με τεράστιες ανάγκες καλωδίωσης
 Σημεία πρόσβασης (hot spots) περιορισμένης έκτασης π.χ. σε
εμπορικά κέντρα / αεροδρόμια / καφετέριες / πλατείες / κτλ.
 Ασύρματη πρόσβαση σε ένα σπίτι/διαμέρισμα
Τα WLANs αποτελούν σίγουρα σημαντική εξέλιξη, αλλά.....
περιορίζονται στην γεωγραφική έκταση κάλυψης.
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX – Βασικότερα γενικά χαρακτηριστικά
 Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)
 Γνωστό και ως WirelessMAN (Wireless Metropolitan Area Network)
 Υιοθετήθηκε από την ΙΕΕΕ το 2001 (ΙΕΕΕ 802.16)
 Λειτουργεί σε μια ευρεία μπάντα συχνοτήτων (2 - 66 GHz)
 Παρέχει ρυθμούς μετάδοσης που αγγίζουν τα 70 Mbps στον αέρα
 Παρέχει κάλυψη που μπορεί να φτάσει τα 50Km στην περίπτωση
επικοινωνίας σημείου προς σημείο
 Παρέχει συνδέσεις σημείων, είτε σε συνθήκες οπτικής επαφής (Line of
Sight, LOS) είτε σε συνθήκες μη οπτικής επαφής (Non-Line of Sight, NLOS)
 Παρέχει δυνατότητα επικοινωνίας σημείου προς σημείο (Point to Point)
και σημείου προς πολλαπλά σημεία (Point to Multipoint)
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Χρήσεις του WiMAX
 Σύνδεση μεταξύ των WiFi Hot Spots και σύνδεση αυτών με το διαδίκτυο
 Χρήση στο δίκτυο κορμού των κυψελωτών δικτύων κινητής τηλεφωνίας
 Παροχή τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών και υπηρεσιών δεδομένων
υψηλών ταχυτήτων (ευρυζωνικών υπηρεσιών)
 Παροχή ευρυζωνικότητας κατ’ απαίτηση (Broadband on Demand) για
σταθερούς, νομαδικούς ή κινητούς χρήστες
 Επαρκής εναλλακτική λύση για την ευρυζωνική πρόσβαση στο
τελευταίο μίλι (last mile), αντικαθιστώντας επάξια το DSL και μάλιστα με
τα πλεονεκτήματα της ασύρματης σύνδεσης (Ινδονησία Δεκ. 2004,
Tsounami)
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Βασικές τοπολογίες του WiMAX
 Σημείο προς Σημείο (Point to Point)
 Όταν το WiMAX χρησιμοποιείται ως «Δίκτυο Κορμού»
 Σημείο προς Πολλαπλά Σημεία (Point to Multipoint)
 Όταν το WiMAX χρησιμοποιείται ως «Δίκτυο Πρόσβασης»
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Βασικές τοπολογίες του WiMAX
Σημείο
Πρόσβασης
`
Wi-Fi
Ethernet
Ethernet
Τηλεφωνική Γραμμή
Κέντρο Συνδρομητή
WiMAX
Σημείο προς
πολλαπλά σημεία
WiMAX ΙΕΕΕ
802.16-2004
Σταθμός Βάσης WiMAX
Σταθμός Βάσης WiMAX
Σημείο προς σημείο
Internet
Πελάτης (Σπίτι, Γραφείο, Εταιρία, Hot-Spot)
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX (Ρυθμοί Μετάδοσης vs. Απόσταση)
 Σημείο προς Σημείο (Point to Point)
 Σημείο προς Πολλαπλά Σημεία (Point to Multipoint)
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Χαρακτηρισμός καναλιού WiMAX
 Ζεύξη με οπτική επαφή (Line of Sight)
 Ζεύξη με οπτική επαφή αλλά χωρίς Fresnel zone clearance (Optical
Line of Sight)
 Ζεύξη χωρίς οπτική επαφή (Non Line of Sight)
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Line of Sight
 Σε μια ζεύξη σημείων που βρίσκονται σε οπτική επαφή, το ηλεκτρομαγνητικό
κύμα κατευθύνεται απευθείας από την κεραία του πομπού στην κεραία του
δέκτη χωρίς να υποστεί κάποια ανάκλαση από γειτονικά εμπόδια
 Αυτό συμβαίνει όταν είναι ελεύθερη από εμπόδια μια περιοχή του
ασύρματου καναλιού μεταξύ των δύο σημείων επικοινωνίας, το οποίο
ονομάζεται ελλειψοειδές του Fresnel (Fresnel Zone)
 Η ζώνη Fresnel υπολογίζεται από τον τύπο:
όπου Fn είναι η ακτίνα της ζώνης Fresnel (σε μέτρα),
n είναι ο αριθμός της ζώνης (πχ για n=1 έχουμε την 1η ζώνη Fresnel… κτλ),
λ είναι το μήκος κύματος του προς μετάδοση σήματος
και d1, d2 είναι οι αποστάσεις των δύο κεραιών από το εμπόδιο
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Line of Sight
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Optical Line of Sight και Non-Line of
Sight
 Optical Line of Sight
 Αν και υπάρχει οπτική επαφή, η ζώνη Fresnel περιέχει εμπόδια
 Non - Line of Sight (NLOS)
 Δεν υπάρχει οπτική επαφή
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX Φυσικό Επίπεδο
 Χρήση OFDM

LOS: single carrier
 NLOS: OFDM 256 subcarriers ή OFDMA 2048 subcarriers
 Χρήση FDD ή TDD για τον διαμοιρασμό του εύρους ζώνης
 Χρήση Προσαρμοστικής Διαμόρφωσης στο περιβάλλον μετάδοσης
 Π.χ. Επιλογή μεταξύ QAM-64, QAM-16, QPSK (ανάλογα με την απόσταση από τον
σταθμό βάσης)
 Χρήση FEC (Forward Error Correction)
 Κώδικας διόρθωσης σφαλμάτων
 Χρήση CRC (Cyclic Redundancy Check)
 Εγγύηση στην αποστολή των ψηφιακών δεδομένων
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX Φυσικό Επίπεδο - OFDM
 Σε ένα κλασικό FDM σύστημα παράλληλης μετάδοσης δεδομένων η
συνολικά διαθέσιμη μπάντα συχνοτήτων διαιρείται σε έναν αριθμό
μη επικαλυπτόμενων υποκαναλιών
 Στο OFDM τα υποκανάλια είναι επικαλυπτόμενα
 Το μέγιστο στο φάσμα του κάθε υποκαναλιού συμπίπτει με τα
φασματικά μηδενικά των 2 γειτονικών του υποκαναλιών
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX Φυσικό Επίπεδο - OFDM
 Μικρό κομμάτι πληροφορίας μεταδίδεται σε διαφορετικά
υποκανάλια, αντί όλος ο όγκος της πληροφορίας να
μεταδίδεται στο βασικό κανάλι
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX Φυσικό Επίπεδο – Διαχωρισμός Εύρους
Ζώνης
 Αμφιδρόμηση με Διαίρεση Συχνότητας (Frequency Division Duplex, FDD)

Μονόδρομα Υποκανάλια (άλλο υποκανάλι για uplink και άλλο για downlink)
 Αμφιδρόμηση με Διαίρεση Χρόνου (Time Division Duplex, TDD)

Αμφίδρομα Υποκανάλια (το ίδιο υποκανάλι και για uplink και για downlink),
και διαχωρισμός βάσει TDM
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX Φυσικό Επίπεδο - Πλεονεκτήματα
OFDM
 Αντιμετωπίζει αποτελεσματικά το φαινόμενο της πολυδιόδευσης
(multipath)
 Εξοικονόμηση εύρους ζώνης σε σχέση με τα συστήματα μονής
φέρουσας
 Υποστήριξη NLOS συνδέσεων
 Είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στην παρεμβολή στενού φάσματος
διότι τέτοιου είδους παρεμβολή επηρεάζει μόνο ένα μικρό
ποσοστό των υποκαναλιών
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Κωδικοποίηση στο περιβάλλον μετάδοσης
 Εξαρτάται από την απόσταση του δέκτη από τον σταθμό βάσης WiMAX
 Υψηλό SNR (κοντά στον σταθμό βάσης)  QAM-64  high data rate
 Χαμηλό SNR (μακριά από τον σταθμό βάσης)  QPSK  lower data rate
Σταθμός Βάσης WiMAX
QAM-64 (6 bits/boud)
QAM-16 (4 bits/boud)
QPSK (2 bits/boud)
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX MAC Layer – Στόχος κατά τη
σχεδίαση
 Αποφυγή των βασικότερων μειονεκτημάτων του αντίστοιχου MAC Layer των
WLANs
 Στα WLANs, οι σταθμοί ανταγωνίζονται μεταξύ τους για το ποιος θα έχει πρόσβαση
στο μέσο για να μεταδώσει τα δεδομένα
 Ευνοούνται οι σταθμοί που βρίσκονται κοντά στο Access Point, οι οποίοι μπορεί να
διακόπτουν διαρκώς τη μετάδοση των πιο απομακρυσμένων – από το Access Point –
σταθμών
 Η παροχή ευαίσθητων - σε QoS - υπηρεσιών (π.χ. VoIP, IPTV) περιορίζεται από τον
αριθμό των χρηστών στο WLAN ενώ από έναν αριθμό χρηστών και άνω, είναι
αδύνατη η παροχή τέτοιου είδους υπηρεσιών
 Παροχή υψηλών ρυθμών δεδομένων με δεδομένο SLA (Service Level
Agreement)
 Παροχή υπηρεσιών πραγματικού χρόνου, οι οποίες είναι ευαίσθητες στην
καθυστέρηση και στη διακύμανση της καθυστέρησης (jitter)
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
WiMAX MAC Layer
 Το WiMAX υλοποιεί σε επίπεδο MAC έναν scheduling algorithm για τον τρόπο
ανταγωνισμού μεταξύ των σταθμών μόνο μία φορά

Δηλ. στην αρχή, για την πιθανή ταυτόχρονη εισαγωγή 2 ή περισσότερων σταθμών στο
δίκτυο
 Εφόσον ο χρήστης εισαχθεί στο δίκτυο, η πρόσβαση στο μέσο γίνεται βάσει
TDMA

Γίνεται δηλ. ανάθεση μίας “μεταβλητής” χρονοθυρίδας ανά χρήστη

Η χρονοθυρίδα μπορεί να μεγαλώσει ή να μικρύνει σε διάρκεια (virtually)

Ουσιαστικά γίνεται ανάθεση περισσότερων της μίας “σταθερών” χρονοθυρίδων/χρήστη

Σίγουρα όμως ο κάθε χρήστης έχει ένα minimum timeslot/frame
 Ο διαμοιρασμός των χρονοθυρίδων γίνεται από τον Σταθμό Βάσης, ο οποίος
βάσει του scheduling algorithm μοιράζει χρονοθυρίδες στους χρήστες βάσει των
υπερκείμενων προσφερόμενων υπηρεσιών

Απαιτητικές σε εύρος ζώνης και QoS υπηρεσίες  περισσότερες χρονοθυρίδες
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Πρότυπα του WiMAX (IEEE 802.16-
2004)
 Η ένωση των υποπροτύπων ΙΕΕΕ 802.16a και ΙΕΕΕ 802.16d
 Δεν υποστηρίζεται κινητικότητα χρηστών (IEEE 802.16a)
 Υποστήριξη κινητικότητας εντός του Σταθμού Βάσης (IEEE 802.16d)
 Δεν υποστηρίζεται διαπομπή (handover) μεταξύ Σταθμών Βάσεων
(δεδομένου ότι οι χρήστες δεν μετακινούνται)
 OFDM σε φυσικό επίπεδο
 Όλα τα υποκανάλια ανατίθενται σε έναν χρήστη
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Πρότυπα του WiMAX (IEEE 802.16-
2005)
 Η ένωση των υποπροτύπων ΙΕΕΕ 802.16d και IEEE 802.16e
 Υποστήριξη κινητικότητας εντός του Σταθμού Βάσης (IEEE 802.16d)
 Δεν υποστηρίζεται διαπομπή (handover) μεταξύ Σταθμών Βάσεων
(δεδομένου ότι οι χρήστες δεν μετακινούνται εκτός εμβέλειας του
Σταθμού Βάσης)
 Yποστηρίζεται κινητικότητα χρηστών (IEEE 802.16e)
 Yποστηρίζεται διαπομπή (handover) μεταξύ Σταθμών Βάσεων
(δεδομένου ότι οι χρήστες μετακινούνται)
 OFDMΑ σε φυσικό επίπεδο
 Τα υποκανάλια δεν ανατίθενται όλα σε έναν χρήστη, αλλά μοιράζονται σε
περισσότερους χρήστες
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Δίκτυα Ευρείας Ζώνης
Πρότυπα του WiMAX
`
WiFi hotspot
Σταθερή πρόσβαση
εξωτερικού χώρου
ΣΤΑΘΕΡΗ
ΠΡΟΣΒΑΣΗ
Νομαδική
κινητικότητα ή
κινητικότητα
πεζών
`
Σταθερή πρόσβαση
εσωτερικού χώρου
Πολύ μικρά δίκτυα εταιρειών
ή πανεπιστημίων
ΦΟΡΗΤΟΤΗΤΑ
ΜΕ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ
ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ
Κινητά
δεδομένα
ΠΛΗΡΗΣ
ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ
ΙΕΕΕ 802.16-2004 ΙΕΕΕ 802.16-2005

More Related Content

PDF
Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών Θεωρία κεφ. 6
PPT
¨δορυφορικο Internet
PPT
Κεφάλαιο 5 - Δίκτυα Ευρείας Περιοχής
PPT
Doryforiko Internet
PPT
τοπικά δίκτυα
PPTX
PPT
ΒΑΨΤ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8
PPT
Ethernet Dslam
Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών Θεωρία κεφ. 6
¨δορυφορικο Internet
Κεφάλαιο 5 - Δίκτυα Ευρείας Περιοχής
Doryforiko Internet
τοπικά δίκτυα
ΒΑΨΤ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8
Ethernet Dslam

Similar to WiMAX_Computer Science_Computer Science_Computer Science (20)

PPTX
ΔΙΚΤΥΑ ΕΥΡΕΙΑΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ
PPTX
Βασικές Τοπολογίες Τοπικών Δικτύων
PPT
κατηγορία ως προς το μέσο μετάδοσης
PPTX
Τοπολογίες Τοπικών Δικτύων
PPS
Ημερίδα Α΄ αθήνας για τα Δίκτυα Η/Υ
DOC
ενσυρματα  μεσα  μεταδοσησ
DOC
ενσυρματα  μεσα  μεταδοσησ
PPT
xdsl
PDF
Kef08
PDF
δικτυα υπολογιστων 3
PPT
12ο Κεφάλαιο - Επικοινωνίες-Δίκτυα-Διαδίκτυο-Ιστοσελίδες
PDF
4. Δίκτυα.pdf
PPT
Gprs Power Point
PPT
Τεχνολογίες xDSL
PPSX
Αρχιτεκτονική 27112014
PPTX
IEEE 802.11ad beamwidth
PPT
δίκτυα ανάλογα με την εκτασή τους
PPTX
PPTX
Architecture of LAN's
PPTX
Πλεονεκτήματα - Μειονεκτήματα των Ασύρματων Δικτύων
ΔΙΚΤΥΑ ΕΥΡΕΙΑΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ
Βασικές Τοπολογίες Τοπικών Δικτύων
κατηγορία ως προς το μέσο μετάδοσης
Τοπολογίες Τοπικών Δικτύων
Ημερίδα Α΄ αθήνας για τα Δίκτυα Η/Υ
ενσυρματα  μεσα  μεταδοσησ
ενσυρματα  μεσα  μεταδοσησ
xdsl
Kef08
δικτυα υπολογιστων 3
12ο Κεφάλαιο - Επικοινωνίες-Δίκτυα-Διαδίκτυο-Ιστοσελίδες
4. Δίκτυα.pdf
Gprs Power Point
Τεχνολογίες xDSL
Αρχιτεκτονική 27112014
IEEE 802.11ad beamwidth
δίκτυα ανάλογα με την εκτασή τους
Architecture of LAN's
Πλεονεκτήματα - Μειονεκτήματα των Ασύρματων Δικτύων
Ad

WiMAX_Computer Science_Computer Science_Computer Science

  • 2. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Ασύρματα Τοπικά Δίκτυα Πρόσβασης (WLANs)  Ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο (Wireless Local Area Network- WLAN) είναι ένα επικοινωνιακό σύστημα που χρησιμοποιείται ως επέκταση ή εναλλακτική λύση ενός κοινού ενσύρματου τοπικού δικτύου (Ethernet) και επιτρέπει στον κινητό χρήστη την ασύρματη μετάδοση και λήψη δεδομένων  Τα WLANs προσφέρουν ασύρματη πρόσβαση ανάμεσα σε PCs, φορητούς υπολογιστές αλλά και άλλες προσωπικές συσκευές όπως Palmtops και PDAs.
  • 3. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Πού συναντά κανείς WLANs???  Μικρές ομάδες εργασίας για τον διαμοιρασμό πληροφοριών  Εργαστήρια πανεπιστημίων  Ιστορικά κτήρια - όπου η εγκατάσταση καλωδίων είναι δύσκολη ή αδύνατη  Μεγάλες βιομηχανικές μονάδες με τεράστιες ανάγκες καλωδίωσης  Σημεία πρόσβασης (hot spots) περιορισμένης έκτασης π.χ. σε εμπορικά κέντρα / αεροδρόμια / καφετέριες / πλατείες / κτλ.  Ασύρματη πρόσβαση σε ένα σπίτι/διαμέρισμα Τα WLANs αποτελούν σίγουρα σημαντική εξέλιξη, αλλά..... περιορίζονται στην γεωγραφική έκταση κάλυψης.
  • 4. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης WiMAX – Βασικότερα γενικά χαρακτηριστικά  Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)  Γνωστό και ως WirelessMAN (Wireless Metropolitan Area Network)  Υιοθετήθηκε από την ΙΕΕΕ το 2001 (ΙΕΕΕ 802.16)  Λειτουργεί σε μια ευρεία μπάντα συχνοτήτων (2 - 66 GHz)  Παρέχει ρυθμούς μετάδοσης που αγγίζουν τα 70 Mbps στον αέρα  Παρέχει κάλυψη που μπορεί να φτάσει τα 50Km στην περίπτωση επικοινωνίας σημείου προς σημείο  Παρέχει συνδέσεις σημείων, είτε σε συνθήκες οπτικής επαφής (Line of Sight, LOS) είτε σε συνθήκες μη οπτικής επαφής (Non-Line of Sight, NLOS)  Παρέχει δυνατότητα επικοινωνίας σημείου προς σημείο (Point to Point) και σημείου προς πολλαπλά σημεία (Point to Multipoint)
  • 5. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Χρήσεις του WiMAX  Σύνδεση μεταξύ των WiFi Hot Spots και σύνδεση αυτών με το διαδίκτυο  Χρήση στο δίκτυο κορμού των κυψελωτών δικτύων κινητής τηλεφωνίας  Παροχή τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών και υπηρεσιών δεδομένων υψηλών ταχυτήτων (ευρυζωνικών υπηρεσιών)  Παροχή ευρυζωνικότητας κατ’ απαίτηση (Broadband on Demand) για σταθερούς, νομαδικούς ή κινητούς χρήστες  Επαρκής εναλλακτική λύση για την ευρυζωνική πρόσβαση στο τελευταίο μίλι (last mile), αντικαθιστώντας επάξια το DSL και μάλιστα με τα πλεονεκτήματα της ασύρματης σύνδεσης (Ινδονησία Δεκ. 2004, Tsounami)
  • 6. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Βασικές τοπολογίες του WiMAX  Σημείο προς Σημείο (Point to Point)  Όταν το WiMAX χρησιμοποιείται ως «Δίκτυο Κορμού»  Σημείο προς Πολλαπλά Σημεία (Point to Multipoint)  Όταν το WiMAX χρησιμοποιείται ως «Δίκτυο Πρόσβασης»
  • 7. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Βασικές τοπολογίες του WiMAX Σημείο Πρόσβασης ` Wi-Fi Ethernet Ethernet Τηλεφωνική Γραμμή Κέντρο Συνδρομητή WiMAX Σημείο προς πολλαπλά σημεία WiMAX ΙΕΕΕ 802.16-2004 Σταθμός Βάσης WiMAX Σταθμός Βάσης WiMAX Σημείο προς σημείο Internet Πελάτης (Σπίτι, Γραφείο, Εταιρία, Hot-Spot)
  • 8. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης WiMAX (Ρυθμοί Μετάδοσης vs. Απόσταση)  Σημείο προς Σημείο (Point to Point)  Σημείο προς Πολλαπλά Σημεία (Point to Multipoint)
  • 9. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Χαρακτηρισμός καναλιού WiMAX  Ζεύξη με οπτική επαφή (Line of Sight)  Ζεύξη με οπτική επαφή αλλά χωρίς Fresnel zone clearance (Optical Line of Sight)  Ζεύξη χωρίς οπτική επαφή (Non Line of Sight)
  • 10. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Line of Sight  Σε μια ζεύξη σημείων που βρίσκονται σε οπτική επαφή, το ηλεκτρομαγνητικό κύμα κατευθύνεται απευθείας από την κεραία του πομπού στην κεραία του δέκτη χωρίς να υποστεί κάποια ανάκλαση από γειτονικά εμπόδια  Αυτό συμβαίνει όταν είναι ελεύθερη από εμπόδια μια περιοχή του ασύρματου καναλιού μεταξύ των δύο σημείων επικοινωνίας, το οποίο ονομάζεται ελλειψοειδές του Fresnel (Fresnel Zone)  Η ζώνη Fresnel υπολογίζεται από τον τύπο: όπου Fn είναι η ακτίνα της ζώνης Fresnel (σε μέτρα), n είναι ο αριθμός της ζώνης (πχ για n=1 έχουμε την 1η ζώνη Fresnel… κτλ), λ είναι το μήκος κύματος του προς μετάδοση σήματος και d1, d2 είναι οι αποστάσεις των δύο κεραιών από το εμπόδιο
  • 11. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Line of Sight
  • 12. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Optical Line of Sight και Non-Line of Sight  Optical Line of Sight  Αν και υπάρχει οπτική επαφή, η ζώνη Fresnel περιέχει εμπόδια  Non - Line of Sight (NLOS)  Δεν υπάρχει οπτική επαφή
  • 13. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης WiMAX Φυσικό Επίπεδο  Χρήση OFDM  LOS: single carrier  NLOS: OFDM 256 subcarriers ή OFDMA 2048 subcarriers  Χρήση FDD ή TDD για τον διαμοιρασμό του εύρους ζώνης  Χρήση Προσαρμοστικής Διαμόρφωσης στο περιβάλλον μετάδοσης  Π.χ. Επιλογή μεταξύ QAM-64, QAM-16, QPSK (ανάλογα με την απόσταση από τον σταθμό βάσης)  Χρήση FEC (Forward Error Correction)  Κώδικας διόρθωσης σφαλμάτων  Χρήση CRC (Cyclic Redundancy Check)  Εγγύηση στην αποστολή των ψηφιακών δεδομένων
  • 14. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης WiMAX Φυσικό Επίπεδο - OFDM  Σε ένα κλασικό FDM σύστημα παράλληλης μετάδοσης δεδομένων η συνολικά διαθέσιμη μπάντα συχνοτήτων διαιρείται σε έναν αριθμό μη επικαλυπτόμενων υποκαναλιών  Στο OFDM τα υποκανάλια είναι επικαλυπτόμενα  Το μέγιστο στο φάσμα του κάθε υποκαναλιού συμπίπτει με τα φασματικά μηδενικά των 2 γειτονικών του υποκαναλιών
  • 15. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης WiMAX Φυσικό Επίπεδο - OFDM  Μικρό κομμάτι πληροφορίας μεταδίδεται σε διαφορετικά υποκανάλια, αντί όλος ο όγκος της πληροφορίας να μεταδίδεται στο βασικό κανάλι
  • 16. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης WiMAX Φυσικό Επίπεδο – Διαχωρισμός Εύρους Ζώνης  Αμφιδρόμηση με Διαίρεση Συχνότητας (Frequency Division Duplex, FDD)  Μονόδρομα Υποκανάλια (άλλο υποκανάλι για uplink και άλλο για downlink)  Αμφιδρόμηση με Διαίρεση Χρόνου (Time Division Duplex, TDD)  Αμφίδρομα Υποκανάλια (το ίδιο υποκανάλι και για uplink και για downlink), και διαχωρισμός βάσει TDM
  • 17. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης WiMAX Φυσικό Επίπεδο - Πλεονεκτήματα OFDM  Αντιμετωπίζει αποτελεσματικά το φαινόμενο της πολυδιόδευσης (multipath)  Εξοικονόμηση εύρους ζώνης σε σχέση με τα συστήματα μονής φέρουσας  Υποστήριξη NLOS συνδέσεων  Είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στην παρεμβολή στενού φάσματος διότι τέτοιου είδους παρεμβολή επηρεάζει μόνο ένα μικρό ποσοστό των υποκαναλιών
  • 18. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Κωδικοποίηση στο περιβάλλον μετάδοσης  Εξαρτάται από την απόσταση του δέκτη από τον σταθμό βάσης WiMAX  Υψηλό SNR (κοντά στον σταθμό βάσης)  QAM-64  high data rate  Χαμηλό SNR (μακριά από τον σταθμό βάσης)  QPSK  lower data rate Σταθμός Βάσης WiMAX QAM-64 (6 bits/boud) QAM-16 (4 bits/boud) QPSK (2 bits/boud)
  • 19. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης WiMAX MAC Layer – Στόχος κατά τη σχεδίαση  Αποφυγή των βασικότερων μειονεκτημάτων του αντίστοιχου MAC Layer των WLANs  Στα WLANs, οι σταθμοί ανταγωνίζονται μεταξύ τους για το ποιος θα έχει πρόσβαση στο μέσο για να μεταδώσει τα δεδομένα  Ευνοούνται οι σταθμοί που βρίσκονται κοντά στο Access Point, οι οποίοι μπορεί να διακόπτουν διαρκώς τη μετάδοση των πιο απομακρυσμένων – από το Access Point – σταθμών  Η παροχή ευαίσθητων - σε QoS - υπηρεσιών (π.χ. VoIP, IPTV) περιορίζεται από τον αριθμό των χρηστών στο WLAN ενώ από έναν αριθμό χρηστών και άνω, είναι αδύνατη η παροχή τέτοιου είδους υπηρεσιών  Παροχή υψηλών ρυθμών δεδομένων με δεδομένο SLA (Service Level Agreement)  Παροχή υπηρεσιών πραγματικού χρόνου, οι οποίες είναι ευαίσθητες στην καθυστέρηση και στη διακύμανση της καθυστέρησης (jitter)
  • 20. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης WiMAX MAC Layer  Το WiMAX υλοποιεί σε επίπεδο MAC έναν scheduling algorithm για τον τρόπο ανταγωνισμού μεταξύ των σταθμών μόνο μία φορά  Δηλ. στην αρχή, για την πιθανή ταυτόχρονη εισαγωγή 2 ή περισσότερων σταθμών στο δίκτυο  Εφόσον ο χρήστης εισαχθεί στο δίκτυο, η πρόσβαση στο μέσο γίνεται βάσει TDMA  Γίνεται δηλ. ανάθεση μίας “μεταβλητής” χρονοθυρίδας ανά χρήστη  Η χρονοθυρίδα μπορεί να μεγαλώσει ή να μικρύνει σε διάρκεια (virtually)  Ουσιαστικά γίνεται ανάθεση περισσότερων της μίας “σταθερών” χρονοθυρίδων/χρήστη  Σίγουρα όμως ο κάθε χρήστης έχει ένα minimum timeslot/frame  Ο διαμοιρασμός των χρονοθυρίδων γίνεται από τον Σταθμό Βάσης, ο οποίος βάσει του scheduling algorithm μοιράζει χρονοθυρίδες στους χρήστες βάσει των υπερκείμενων προσφερόμενων υπηρεσιών  Απαιτητικές σε εύρος ζώνης και QoS υπηρεσίες  περισσότερες χρονοθυρίδες
  • 21. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Πρότυπα του WiMAX (IEEE 802.16- 2004)  Η ένωση των υποπροτύπων ΙΕΕΕ 802.16a και ΙΕΕΕ 802.16d  Δεν υποστηρίζεται κινητικότητα χρηστών (IEEE 802.16a)  Υποστήριξη κινητικότητας εντός του Σταθμού Βάσης (IEEE 802.16d)  Δεν υποστηρίζεται διαπομπή (handover) μεταξύ Σταθμών Βάσεων (δεδομένου ότι οι χρήστες δεν μετακινούνται)  OFDM σε φυσικό επίπεδο  Όλα τα υποκανάλια ανατίθενται σε έναν χρήστη
  • 22. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Πρότυπα του WiMAX (IEEE 802.16- 2005)  Η ένωση των υποπροτύπων ΙΕΕΕ 802.16d και IEEE 802.16e  Υποστήριξη κινητικότητας εντός του Σταθμού Βάσης (IEEE 802.16d)  Δεν υποστηρίζεται διαπομπή (handover) μεταξύ Σταθμών Βάσεων (δεδομένου ότι οι χρήστες δεν μετακινούνται εκτός εμβέλειας του Σταθμού Βάσης)  Yποστηρίζεται κινητικότητα χρηστών (IEEE 802.16e)  Yποστηρίζεται διαπομπή (handover) μεταξύ Σταθμών Βάσεων (δεδομένου ότι οι χρήστες μετακινούνται)  OFDMΑ σε φυσικό επίπεδο  Τα υποκανάλια δεν ανατίθενται όλα σε έναν χρήστη, αλλά μοιράζονται σε περισσότερους χρήστες
  • 23. Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Πρότυπα του WiMAX ` WiFi hotspot Σταθερή πρόσβαση εξωτερικού χώρου ΣΤΑΘΕΡΗ ΠΡΟΣΒΑΣΗ Νομαδική κινητικότητα ή κινητικότητα πεζών ` Σταθερή πρόσβαση εσωτερικού χώρου Πολύ μικρά δίκτυα εταιρειών ή πανεπιστημίων ΦΟΡΗΤΟΤΗΤΑ ΜΕ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ Κινητά δεδομένα ΠΛΗΡΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΙΕΕΕ 802.16-2004 ΙΕΕΕ 802.16-2005