Дослідження особливостей впровадження технологій безпроводових мереж WLAN

48

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

НАВЧАЛЬНО-НАУКОВИЙ ІНСТИТУТ ЗАОЧНОГО ТА ДИСТАНЦІЙНОГО НАВЧАННЯ

Кафедра Комутаційних систем

Пояснювальна записка

до дипломного проекту (роботи)

магістр

на тему: “Дослідження особливостей впровадження сучасних технологій безпроводових мереж WLAN”

Виконав: студент 7 курсу, групи ІМЗМ-71

Шишенок А.А

Керівник __Сторчак К.П

Київ - 2013 року

РЕФЕРАТ

Об`єкт дослідження - безпроводова мережа Wi-Fi.

Мета роботи - дослідження сучасних безпроводових технологій для побудови локальної комп'ютерної мережі.

В роботі розглянуто впровадження новітніх безпроводових технологій з метою побудови локальної комп'ютерної мережі з можливістю виходу у глобальну мережу Інтернет в умовах, де прокладання кабельної мережі неможливе чи економічно недоцільне. Робота включає аналіз можливих методів такої побудови, фінансові витрати на неї, характеристики обладнання, що для цього необхідне.

Метод дослідження - розрахунково - аналітичний.

Галузь використання - мережа зв'язку України.

БЕЗПРОВОДОВІ МЕРЕЖІ WI-FI НА БАЗІ СТАНДАРТУ IEEE 802.11n, ПОБУДОВА МЕРЕЖ У ДРІБНИХ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТАХ, ТЕХНОЛОГІЯ PoE, БЕЗПРОВОДОВЕ ОБЛАДНАННЯ.

ЗМІСТ

Вступ

1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО БЕЗПРОВОДОВІ МЕРЕЖІ ТА ЇХ ПАРАМЕТРИ

1.1 Характеристики безпроводових мереж

1.2 Опис групи стандартів IEEE 802.11

1.3 Види топології мереж

1.4 Опис технології PoE

2. Побудова БЕЗПРОВОДОВОЇ МЕРЕЖІ WLAN

2.1 Визначення оптимальних рішень для побудови мережі

2.2 Розрахунок необхідних параметрів мережі та вимоги до неї

2.3 Методи забезпечення безпеки інформації в мережі WLAN

3. РОЗРАХУНОК ФІНАНСОВОЇ СКЛАДОВОЇ ПРИ ПОБУДОВІ МЕРЕЖІ WLAN

3.1 витрати, пов'язані з підключенням до глобальної мережі

3.2 Забезпечення оптимального розміщення точок доступу на місцевості

3.3 Розрахунок вартості обладнання, необхідного для побудови мережі WLAN

висновки

Перелік посилань

ВСТУП

Історія безпроводових технологій бере свій початок ще наприкінці XIX ст., коли в Англії було запатентовано технологію передачі радіохвиль на великі відстані. Втім роль цієї інновації була досить обмеженою аж до початку XX ст., коли набуває розвитку радіомовлення. Цей процес можна було спостерігати аж до закінчення Другої Світової війни. Наступним поштовхом для розвитку безпроводових технологій стали програми освоєння космосу, якими займалися США та СРСР. По закінченні найнапруженішої фази «холодної війни», у 70-х роках в США починають з`являтися безпроводові мережі телефонного зв`язку: спочатку лише для діяльності силових структур та збройних сил, а згодом - і для цивільного населення. Останнє десятиліття XX ст. знаменується появою стандартів LAN та Bluetooth і, звичайно ж, народженням World Wide Web. Велике значення мало і створення безпроводових мереж Wi-Fi (Wireless Fidelity) на базі стандарту IEEE 802.11.

На сьогоднішній день саме вони набули найбільш стрімкого розвитку в Україні та Світі. В першу чергу цьому сприяє розвиток та розширення ринку пристроїв, які мають можливість підключення до безпроводових мереж. Ще одним важливим фактором в процесі утвердження Wi-Fi технологій є необхідність побудови мереж в умовах, де впровадження проводового зв'язку неможливо або недоцільне з економічних міркувань. Так, наприклад, прокладання кабельних мереж в місцях зі складним рельєфом або несприятливими погодніми умовами навряд чи обійдеться дешевше та гарантуватиме ту саму надійність що і побудова Wi-Fi мережі.

Зростаючий попит на кількість та якість інформації, що передається каналами зв'зку, зумовлює необхідність пошуку оптимальних рішень при побудові безпроводових мереж. Одним з таких рішень і є WLAN (Wireless Local Area Network) -- безпроводові локальні мережі. Їх використання дозволяє обмін інформацією на достатньо високих швидкостях, не прив`язуючись до місцезнаходження.

На сьогоднішній день ми можемо спостерігати бурхливий розвиток безпроводових мереж: на ринку з`являється велика кількість обладнання, що відкриває все більше можливостей в області телекомунікацій як на побутовому рівні, так і на промисловому, стрімкими темпами зростає якість, швидкість і захищеність обміну інформацією.

Перспективою розвитку безпроводових мереж є не лише поліпшення їх характеристик у великих містах, а й побудова у менших населених пунктах. В даній роботі буде розглянуто особливості впровадження мереж WLAN, їх переваги та недоліки, проведено аналіз ефективності побудови безпроводової мережі.

1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО БЕЗПРОВОДОВІ МЕРЕЖІ ТА ЇХ ПАРАМЕТРИ

1.1 Характеристики безпроводових мереж

В сучасному світі, життя людини нерозривно пов'язане з обміном інформацією. Надзвичайно швидкими темпами зростають і вимоги користувачів до якості, швидкості і безпеки прийому та передачі даних, зберігаючи при цьому можливість вільного пересування. Задовольняти ці потреби - власне і є ціллю безпроводових мереж.

Безпроводові мережі - це сукупність технологій і обладнання, що дозволяє обмінюватись інформацією між учасниками цієї мережі без наявності проводового сполучення між ними, а лише завдяки використанню СВЧ-хвиль. Всі безпроводові мережі різняться за своїм призначенням, принципом роботи і характеристиками. Порівняння їх характеристик наочно приведені у табл..1.1.

Таблиця 1.1 -- Основні характеристики безпроводових мереж

Назва стандарту	Рік розробки	Частота, що використовується	Метод модуляції	Радіус зони покриття, км
NMT	1981	453-468 МГц	FM	70
AMPS	1979	825-890 МГц	FM	50
TACS	1985	890-950 МГц	FM	20
D-AMPS	1990	825-890	FM	40
GSM	1991	890-960, 1710-1880, 824-894, 1850-1990 МГц	GMSK	35
CDMA	1980	800, 1900 МГц	PCM	35
HSCSD	1999	аналогічно GSM	GMSK	35
GPRS	1995	900, 1800 МГц	GMSK	25
EDGE	1997	аналогічно GSM	GMSK	35
UMTS	2000	1885-2025 МГц	QPSK	1,5
CDMA2000	2000	450, 700, 800, 900, 1700, 1800, 1900, 2100 МГц	QPSK	25
IEEE 802.11	1997	2.4, 3.6, 5 ГГц	OFDM	>4
IEEE 802.16	2002	10-66 ГГц	BPSK, QPSK	50
Bluetooth	1998	2,4 ГГц	GFSK, MB-OFDM	>0,1
WUSB	2004	3,1-10,6 ГГц	MB-OFDM	>0,01

Спершу розглянемо стандарти стільникових мобільних мереж. Принцип їх роботи полягає в розміщенні базових станцій (БС), які формують зону покриття. Перебуваючи в цій зоні, користувач зможе передавати і отримувати дані через ту БС, сигнал якої найбільш потужний. В разі виходу з зони покриття однієї базової станції, обслуговування каналу користувача візьме на себе інша.

1.1.1 NMT (Nordic Mobile Telephone) - один з перших стандартів мобільного зв'язку, розроблений 1978 року та введений в експлуатацію в 1981. Спершу призначався для використання в скандинавських країнах, оскільки забезпечував передачу сигналу на відстань до 70км від БС, що доцільно в умовах великих площ і малої щільності абонентів. Основним недоліком мережі була велика кількість завад в діапазоні 450МГц у великих індустріальних містах.

Кожному абоненту для розмов надавався окремий повно дуплексний радіоканал. Робочі частоти знаходилися в двох смугах 453-457.5 МГц для каналу від телефону до БС і 463-467.5 МГц для каналу від БС до телефону. Таким чином рознос між каналами прийому і передачі становив 10 Мгц. Спершу в NMT використовувалася сітка каналів з кроком 25 КГц, але зі збільшенням кількості абонентів, ємність мережі було розширено шляхом вставки між звичайними каналами додаткових і зменшенням кроку сітки до 12.5 КГц.

Базові станції мережі NMT об'єднані в групи, що називаються TA (traffic area). Кожна TA керується своїм комутатором. При включенні телефону або при перетині кордону TA телефон намагається зареєструватися в новій TA. Для спілкування з комутатором використовується службовий канал зв'язку, по якому передаються дані. Після того як телефон зареєструвався в TA, він переходить в стан очікування виклику, а комутатор запам'ятовує, що даний абонент знаходиться в його TA. У стані очікування виклику телефон періодично включає приймач для відстеження рівня сигналу від БС, і якщо він падає нижче певної межі, телефон намагається знайти інший службовий канал або іншу БС з сильнішим сигналом; якщо така знаходиться, він слухає вже її. Якщо при переміщенні змінилася TA, то телефон перереєстровується. При цьому комутатор попередньої TA "викреслює" цей апарат зі свого списку. Перереєстрація апарату іноді закінчується невдало (зазвичай при високому рівні перешкод або при переході в зону іншого оператора мережі NMT), в цьому випадку телефон пропонує включити роумінг. Сигнал виклику абонента надходить відразу на всі БС тієї TA, в якій зареєстрований телефон. При відповіді на дзвінок або при здійсненні вихідного дзвінка телефон перемикається на розмовний канал, щоб звільнити службовий канал для інших абонентів. Якщо телефон підтримує "дрібну" сітку каналів 12,5 КГц, то протягом 2 - 3-х секунд відбувається перемикання на додатковий "інтерлівний" канал. У процесі розмови комутатор відстежує якість зв'язку, змушуючи БС посилати телефону так званий Phi-тон. Телефон направляє Phi-тон назад на БС, яка обчислює відношення сигнал / шум в каналі зв'язку, і якщо воно падає нижче допустимої межі, то Phi-тони (3955, 3985, 4015 і 4045 Гц) посилаються з інших БС і комутатор, порівнявши ці величини, перемикає абонента на БС з найкращим відношенням сигнал / шум.

Після закінчення розмови телефон знову переходить у стан очікування виклику.

1.1.2 AMPS (Advanced Mobile Phone Service) - ще один стандарт, що належить до мереж першого покоління 1G, розроблений наприкінці 70-х - початку 80-х років минулого століття для користувачів Північної Америки, але згодом став використовуватись і за її межами.

AMPS відноситься до стандартів першого покоління стільникового зв'язку і використовує технологію FDMA (Frequency division multiple access) - метод частотного поділу каналів. При цьому для кожного з'єднання виділяється індивідуальний частотний канал, шириною 30 кГц. Отже, чим вище необхідна ємність, тим ширше повинна бути смуга частот, задіяна системою. Спочатку передбачалося, що система AMPS буде працювати в діапазоні 800 МГц. Однак з часом, для реалізації мереж AMPS в інших країнах і для розширення можливостей існуючих мереж, з'явилися інші можливі частотні діапазони, наприклад 1900 МГц.

Попередні AMPS системи стільникового зв'язку були більше схожі на мережі теле- чи радіомовлення, ніж на сучасні стільникові системи зв'язку. Базові станції в них випромінювали сигнал з великою потужністю і на великій території (з радіусом до 50 км). Така схема володіла цілою низкою недоліків, головними з яких були низька ємність мережі і низька спектральна ефективність. Для роботи великої мережі, зі значним числом абонентів, задіялася дуже широка смуга частот. У великих містах системи стільникового зв'язку швидко перевантажувалися, і через обмеженість частотного діапазону не могли бути розширені.

У стандарті AMPS зазначена проблема вирішується методом перевикористання частот, який став ключовим у всіх наступних системах стільникового зв'язку. Принцип даного методу полягає в тому, що кожна виділена для оператора частота може бути використана на багатьох несуміжних сотах. Це стає можливим завдяки тому, що базові станції AMPS мають набагато меншу випромінювану потужність. Сигнал на певній частоті поширюється на меншій території, а перевідбиття хвилі швидко згасають і не можуть зробити істотний вплив на роботу довколишніх сот з аналогічною частотою. Таким чином, оператор може, використовуючи одні й ті ж частотні канали в порівняно невеликому діапазоні частот, для будівництва цілої мережі. Регулюючи потужність і число використовуваних частот можна ефективно налаштувати мережу на області з різною щільністю абонентів: від степу до мегаполісу.

Одним з найбільш помітних змін в стандарті AMPS, поряд з методом перевикористання частот, є набагато більш низька випромінювана потужність мобільних пристроїв (MSU). У перших аналогових системах стільникового зв'язку, абонентські термінали представляли собою громіздкі не портативні пристрої. Мобільними їх можна назвати лише по тому, що вони встановлювалися на різних транспортних засобах. В системі AMPS телефон став дійсно мобільним. Цьому сприяли порівняно компактні розміри телефону і порівняно низька потужність випромінювання, а, отже, могла бути зменшена ємність акумулятора, а також його розміри і вагу, щоб його можна було помістити в невеликий корпус, який можна було б утримати однією рукою.

1.1.3 TACS (Total Access Communications System) - система стільникового зв'язку, розроблена у Великобританії на базі американського стандарту AMPS в 1985 році. Згодом була розширена, в першу чергу за рахунок кількості каналів, для інших країн (ETACS), варіант JTAC було впроваджено в Японії та Гонконгу.

Як і інші системи стільникового зв'язку першого покоління, TACS передбачає передачу голосу у вигляді аналогового сигналу, використовуючи частотну модуляцію. Для передачі на базову станцію використовується діапазон частот 890-905 МГц (872-888 МГц в мережі ETACS), для прийому - 935-950 МГц (917-933 МГц в мережі ETACS). Рознос голосових каналів становить 25 кГц, а їх загальна кількість - 600 (640 в мережі ETACS). Зона покриття кожної соти мережі складає від 2 до 20 км, а час переходу на межі комірок - до 290 мс.

1.1.4 D-AMPS (Digital AMPS) - стандарт що відноситься до мереж другого покоління 2G і заснований на початку 90-х років XX ст. на базі американського стандарту AMPS. Основною рисою, що відрізняє D-AMPS від свого попередника є перехід до цифрової передачі інформації, втім обладнання для цих стандартів залишилося абсолютно сумісним. Як і AMPS, він працює в діапазоні частот 825-890 МГц та має сітку каналів 30 кГц. Одна базова станція може обслуговувати до 666 абонентів. Потужність передавачів в абонентських пристроях складають близько 1Вт. В стандарті D-AMPS використовується часовий розподіл каналів, що рахунок чого і збільшена ємність мережі.

1.1.5 GSM (Global System for Mobile Communications) - глобальний цифровий стандарт для стільникового зв'язку, розроблений під егідою Європейського інституту стандартизації електрозв'язку (ETSI) наприкінці 80-х років. Використовує радіочастоти за принципом часовим розподілом каналів, тобто TDMA надає кожному користувачеві повний доступ до інтервалу частоти протягом короткого періоду часу.

Для різних країн діапазон частот роботи GSM відрізняється, так само як і відрізняються їх характеристики. Так для Європи та Азії визначені діапазони 900 та 1800 МГц. В GSM-900 передача мобільним пристроєм і, відповідно, прийом базовою станцією здійснюється на частотах 890-915 МГц, діапазон прийому мобільного пристрою - 935-960 МГц. Таким чином рознос каналів прийому і передачі складає 45 МГц. Забезпечується 124 канали зв'язку з шириною смуги 200 кГц для кожного.

Мобільні пристрої в стандарті GSM-1800 працюють в діапазоні 1710-1785 МГц на передачу та 1805-1880 МГц - на прийом. Дуплексний рознос частот складає 95 МГц, а кількість каналів складає 374 зі смугою 200 кГц кожен.

В де-яких країнах діапазон GSM-900 було розширено до 880-915 МГц при роботі на передачу та 925-960 МГц - на прийом. Це дозволило збільшити кількість каналів зв'язку на 50. Така технологія отримала назву E-GSM (extended GSM).

В США, Канаді, деяких країнах Південної Америки та Африки у зв'язку з тим, що частоти 900 та 1800 МГц вже використовувалися, було утверджено стандарти GSM-850 та GSM-1900. При роботі в діапазоні 850 МГц частоти передачі і прийому лежать в межах 824-849 та 869-894 МГц відповідно. Рознос каналів складає 45 МГц.

GSM-1900 використовує частоти 1850-1910 МГц на прийом та 1930-1990 МГц - на передачу. В цьому стандарті рознос каналів дорівнює 80 МГц.

Якщо розглядати систему GSM структурно, то поділяється вона на три підсистеми: підсистему базових станцій, підсистему комутації та центр технічного обслуговування. Окремо можна також виділити систему мобільних станцій, тобто телефонів.

Підсистема базових станцій (BSS) складається з власне базових станцій (BTS - Base Transceiver Station) і контролерів базових станцій (BSC - Base Station Controller). Зона покриття стільниковим зв'язком умовно ділиться на комірки (соти). Кожна комірка покривається однією BTS, при цьому соти частково перекривають одина одногу, тим самим зберігається можливість передачі обслуговування абонента при переміщенні її з однієї соти в іншу без розриву з'єднання. Максимальний радіус комірки становить 35 км, що обумовлено обмеженою можливістю системи синхронізації до компенсації часу затримки сигналу.

Базова станція (BTS) забезпечує прийом / передачу сигналу між мобільним пристроєм і контролером базових станцій. BTS є автономною і будується за модульним принципом.

Контролер базових станцій (BSC) контролює з'єднання між BTS і підсистемою комутації. У його повноваження також входить управління черговістю сполук, швидкістю передачі даних і розподіл радіоканалів.

Підсистема комутацій побудована з таких компонентів: центр комутації (MSC - Mobile Switching Centre), домашній реєстр місцеположення (HLR - Home Location Registry), гостьовий реєстр місцеположення (VLR - Visitor Location Registry), реєстр ідентифікації встаткування (EIR - Equipment Identification Registry), центр аутентифікації (AUC - Authentification Centre)

MSC контролює певну географічну зону з розташованими на ній BTS і BSC. Здійснює установку з'єднання до абонента і від нього всередині мережі GSM, забезпечує інтерфейс між GSM і телефонним оператором, іншими мережами радіозв'язку, мережами передачі даних. Також виконує функції маршрутизації викликів, управління викликами, естафетної передачі обслуговування при переміщенні абонента з однієї комірки в іншу. Після завершення виклику MSC обробляє дані по ньому і передає їх в центр розрахунків для формування рахунку за надані послуги, збирає статистичні дані. MSC також постійно стежить за становищем мобільного пристрою, використовуючи дані з HLR і VLR, що необхідно для швидкого знаходження і встановлення з'єднання з абонентом в разі його виклику.

HLR містить базу даних абонентів, приписаних до нього. Тут міститься інформація про послуги, що даному абоненту послуги, інформація про стан кожного абонента, необхідна у разі його виклику, а також Міжнародний Ідентифікатор Мобільного Абонента (IMSI - International Mobile Subscriber Identity), який використовується для аутентифікації абонента (за допомогою AUC). Кожен абонент приписаний до одного HLR. До даних HLR мають доступ усі MSC і VLR в даній GSM-мережі, а у разі міжмережевого роумінгу - і MSC інших мереж.

VLR забезпечує моніторинг пересування абонента з однієї зони в іншу і містить базу даних про переміщення абонентів, що знаходяться в даний момент в цій зоні, у тому числі абонентів інших систем GSM - так званих роумерів. Дані про абонента видаляються з VLR в тому випадку, якщо абонент перемістився в іншу зону. Така схема дозволяє скоротити кількість запитів на HLR даного абонента а, отже, і час обслуговування виклику.

EIR містить базу даних, необхідну для встановлення автентичності абонента за IMEI (International Mobile Equipment Identity). Формує три списки: білий (допущений до використання), сірий (деякі проблеми з ідентифікацією абонента) і чорний (абоненти, заборонені до застосування).

В AUC виробляється аутентифікація абонента, а точніше - SIM (Subscriber Identity Module). Доступ до мережі дозволяється тільки після проходження SIM процедури перевірки достовірності, в процесі якої з AUC на мобільний пристрій приходить відкритий ключ, після чого на AUC і мобільному пристрої паралельно відбувається шифрування унікального для даної SIM ключа аутентифікації за допомогою унікального ж алгоритму. Потім з мобільного пристрою і AUC на MSC повертаються "підписані відгуки" - SRES (Signed Response), що є результатом даного шифрування. На MSC відгуки порівнюються, і в разі їх збігу аутентифікація вважається успішною.

Підсистема OMC (центр технічного обслуговування) з'єднана з іншими компонентами мережі і забезпечує контроль якості роботи і управління всією мережею. Обробляє аварійні сигнали, при яких потрібне втручання персоналу. Забезпечує перевірку стану мережі, можливість проходження виклику. Виробляє оновлення програмного забезпечення на всіх елементах мережі і ряд інших функцій.

Загалом стандарт GSM виправдав своє існування і продовжує активно використовуватися по всьому світу. Цьому сприяє достатньо широкий спектр послуг, що надає система: передача голосової інформації, передача даних (синхронний та ансинхронний обмін даними, у тому числі пакетна передача даних - GPRS), передача коротких повідомлень (SMS), передача мультімедійніх повідомлень (MMS), тощо.

1.1.6 CDMA (Code Division Multiple Access, Множинний доступ із кодовим розподілом каналів) - стандарт, в основі якого закладено принцип мультиплексування - одночасної передачі даних по одному каналу. Спершу використовувався для військових, втім в 80-х роках XX ст. сферу використання CDMA було розширено і для цивільних потреб.

Як вже було зазначено, кодовий розподіл каналів передбачає передачу багатьох каналів в одній смузі частот. Це можливо завдяки тому, що кожен канал кодується по-своєму, до того ж накладається на шумоподібний несучий сигнал. Базова станція при прийомі видаляє з прийнятого сигналу шумоподібну складову, а тоді розкодовує кожен сигнал своїм кодом. Це дозволяє уникнути впливу вузькосмугових спотворень, а шумоподібна несуча поглинає частину енергії шумів.

CDMA має ряд значних переваг: достатньо велика абонентська ємність, кількість каналів залежить лише від можливостей прийомної апаратури, стійкість до завад і відносно велика швидкість передачі. Мережі CDMA працюють у різних частотних діапазонах, але зазвичай це 800 і 1900 МГц. Стандарт підтримує передачу цифрових даних зі швидкістю 14.4 Кбіт/с.

1.1.7 Технологія "High Speed ??Circuit Switched Data" (HSCSD), або "високошвидкісна передача даних з комутацією лініях" застосовується на базі мереж GSM для обміну даних з мобільного терміналу. HSCSD розрахований на швидкість передачі до 57,6 Кбіт/с. При переході до мереж 3G, що передбачає обмін на швидкості до 2 Мбіт/с, цей стандарт займає проміжне положення, будучи попередником стандарту GPRS.

Оскільки мережі GSM ставляться до класу мереж з тимчасовим поділом каналів, то швидкість обміну в HSCSD прямо пропорційна кількості слотів, відведених під дані. Таким чином, при використанні одного тимчасового слота з даними, стислих за допомогою HSCSD, забезпечується 14.4 кбіт / с (при задовільній якості ефіру). А при використанні 4-х слотів досягається максимальна швидкість в 57,6 Кбіт/с. Вже на швидкості в 28,8Кбіт/с існує можливість обмінюватися відео і аудіо інформацією.

Застосування HSCSD на існуючих мережах GSM не несе ніякої апаратної модернізації, за винятком абонентського обладнання. На базових станціях і вузлах комутації міняється тільки програмне забезпечення.

Це рішення, що є альтернативою GPRS в області збільшення швидкості передачі даних по існуючих мереж GSM другого покоління, підтримується компанією Nokia. Реалізація HSCSD (High Speed ??Circuit Switched Data) вимагає менше короткострокових вкладень, ніж GPRS, проте ціни при обслуговуванні кінцевих користувачів виявляються вище, ніж при експлуатації GPRS або мереж третього покоління. В даний час в мережах GSM використовується технологія комутації каналів, і HSCSD (High Speed ??Circuit Switched Data) являє собою останнє слово технології комутації каналів в середовищі GSM. HSCSD забезпечує передачу даних по мережі GSM зі швидкостями до 57,6 кбіт/с. Такі швидкості досягаються шляхом конкатенації, тобто складання послідовних тимчасових каналів GSM, кожен з яких підтримує передачу на швидкості 14400Кбіт/с. Для передачі за стандартом HSCSD необхідно до чотирьох тимчасових каналів GSM.

HSCSD є частиною планованого удосконалення стандарту GSM і включена до другої фази розробки цього стандарту. При використанні HSCSD між викликаючою і викликаною сторонами встановлюється безперервне з'єднання для обміну даними. Оскільки в основі HSCSD лежить комутація каналів, цей протокол більше підходить для таких додатків, як відеоконференції і мультимедіа-додатки, ніж для додатків "імпульсного" типу, наприклад електронної пошти, які ефективніше передаються за допомогою протоколу пакетної комутації.

1.1.8 Технологія GPRS (скорочення від General Packet Radio Service) - це стандарт передачі даних по радіоканалу, заснований на пакетній комутації, який дає можливість постійного з'єднання. Основне призначення даного виду зв'язку - це використання його для мобільних пристроїв (телефонів, КПК, автомобільних комп'ютерів). GPRS забезпечує пропускну здатність понад 40Кбіт/с - це приблизно ті ж швидкості, що й у випадку гарних наземних з'єднаннях через модем. General Packet Radio Service є наступним етапом розвитку GSM до стільникових мереж третього покоління - 3G, пропонуючи більш швидку передачу даних через мережі GSM зі швидкостями від 9.6 до 115Кбіт/с. Ця технологія створює користувачам можливість виробляти телефонні дзвінки і передавати дані одночасно.

GPRS - це стандарт ETSI (European Telecommunications Standards Institute) для пакетної комутації в системах GSM. В даний час по всьому світу найбільш широко поширені мережі на основі GSM і їх називають мережами другого покоління (2G). Технологія GSM використовує варіацію TDMA (time division multiple access) і є найбільш широко використовуваної з трьох основних цифрових бездротових технологій (TDMA, GSM і CDMA).

При роботі GSM дані стискаються і пересилаються по каналу паралельно з двома іншими потоками даних користувача, кожен у своєму власному часовому інтервалі (у тайм-слоті). Функціонує на частоті або 900 МГц, або 1800 МГц. GPRS є так званою технологією,що накладається, поширюваної на мережах GSM, CDMA і TDMA. Ця технологія застосовує метод ефективної передачі пакетних даних по радіомережах. Технологія пакетної комутації заснована на методах IP і X.25, обидва з яких дуже популярні і широко використовуються в багатьох мережах. Пакетна комутація GPRS працює в цілому так само, як і пакетна комутація IP, тобто дані розщеплюються на пакети і пересилаються за призначенням різними шляхами по мережі, потім знову збираються на приймаючій стороні. Пакетна комутація GPRS допускає будь-який існуючий трафік IP або X.25 для пересилання даних через радіомережу GPRS.

GPRS використовує радіополосу шириною в 200 кГц. При цьому вона ділиться на вісім каналів, загальна ємність яких складає 271Кбіт/с. Кожен з цих каналів здатний передавати потоки даних в 14.4Кбіт/с. Таким чином, теоретично можлива швидкість в 115Кбіт/с, але в реальних умовах вона досягається вкрай рідко. У середньому, досягається швидкість в 48Кбіт/с. Однак і цей результат набагато краще, ніж можуть запропонувати існуючі пристрої мобільних комунікацій, що дають всього 9.6Кбіт/с. Іншим важливим аспектом інтернет-зв'язку через GPRS - і це перше такого роду впровадження для широкосмугової мережі - є те, що з'єднання з інтернет безперервне, а дані передаються тільки тоді, коли в цьому є необхідність. Приймач запитує інформацію, і пристрій підтягує в цей момент радіо-ресурси, а потім знову перебуває в неробочому стані, поки не починає приймати запитану інформацію. Радіо-смуги розподіляються динамічним чином, залежно від типу споживаних даних - одночасно кілька або навіть більше, залежно від того, чи передається текстове повідомлення або відео/звук в реальному режимі. Коли користувач включає пристрій, що підтримує GPRS, звичайно він автоматично шукає канал GPRS у даній місцевості. Якщо відповідний канал знайдений, пристрій буде намагатися з'єднатися з мережею.

Мережа GPRS - накладена мережа, що розташовується поверх інфраструктур GSM. Ключові компоненти мережі GPRS включають:

PCU - блок управління пакетами, що дає можливість станціям GSM пересилати та отримувати пакети при GPRS комунікаціях.

SGSN - частина інфраструктури GSM, відповідальна за відсилання та отримання пакетів від абонентів у своєму районі обслуговування. Цей блок також виробляє авторизацію, контактуючи з сервером і перевіряючи інформацію про користувача. Крім того, він відстежує маршрут переміщень абонента, щоб мати змогу належним чином розподіляти ресурси, а також збирає білінгову інформацію, пересилаючи її в головний офіс.

GGSN - компонент мережі GSM, відповідальний за взаємодію з інтернет і іншими громадськими мережами, які передають дані і голос. Компонент зберігає маршрутизуючу базу даних, базу даних з адресами а також проводить їх фільтрацію.

GTP - тунельний протокол GPRS, заснований на протоколах TCP / IP, інкапсулює пакети IP і X.25, що приходять з вузлів SGSN в GGSN.

Коли користувач GPRS робить дзвінок, пристрій GPRS контактує зі станцією GSM, яка в свою чергу звертається до станції SGSN, яка взаємодіє з іншими станціями SGSN або станціями GGSN, якщо їй потрібно отримати доступ до мережі іншого роду (IP або X.25). Для користувача GPRS з'єднання виходить «безшовним», немає процедури «встановлення дзвінка». Технологія GPRS, накладається поверх мережі GSM, спочатку вона була призначена для того, щоб динамічно та індивідуально розподіляти радіо-ресурси GSM «попакетно», в міру необхідності. Якщо до соти GSM одночасно підключається відразу багато користувачів GPRS, і сота GSM не спроможна підтримувати такий обсяг голосового трафіку, станція GPRS скористається радіоресурсами сусідніх сот GSM. Таким чином, в реальності користувачі GPRS обслуговуються багатьма стільниками GSM одночасно, коли в цьому виникає необхідність. Отже, SGSN отримує запит на з'єднання, запитує інформацію про профіль користувача з вузла HLR і виробляє аутентифікацію користувача. У цій точці може здійснюватися шифрування. SGSN використовує інформацію про профіль (включаючи ім'я точки доступу, яка ідентифікує мережу й оператора) для визначення, до якого вузлу GGSN виробляти маршрутизацію. Обрані ворота можуть надавати сервіс віддаленої аутентифікації користувача (Remote Authentication Dial-In User Service, RADIUS) і призначати динамічний адреса інтернет-протоколу (IP) користувачеві перед налаштуванням сполук в зовнішньою мережею. Цей процес називається "контекстна активація пакетного профілю даних" і установки можуть варіюватися від оператора до оператора. Він може включати додаткові функції, такі як менеджмент QoS (Quality of Service - якість сервісу) і менеджмент віртуальних приватних мереж (virtual private network, VPN). Коли мобільний пристрій вимкнений чи знаходиться поза зоною покриття GPRS, його контекст дезактивируется і пристрій від'єднується від мережі.

Коли мобільний користувач посилає дані, вузол SGSN направляє пакети на відповідний вузол GGSN. GGSN потім направляє дані відповідно з поточним "контекстом", встановлюваним для даної сесії. У зворотному напрямку, пакети, призначені для користувача, направляються в GGSN, асоційований з IP адресою користувача. Вузол GGSN перевіряє отримані пакети відповідно з поточним контекстом, ідентифікує SGSN, обслуговуючий даного користувача і направляє рух у відповідному напрямку. Вузол SGSN потім пересилає пакети на базову станцію, де перебуває користувач.

Загалом, GPRS забезпечує більш високі швидкості передачі даних, постійне з'єднання, стійкість, широку підтримку додатків і сильні механізми безпеки.

1.1.9 EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution - поліпшені швидкості передачі даних для еволюції GSM-стандарту), технологія, яка забезпечує більш високу пропускну здатність для передачі і прийому даних, служить ще одним кроком на шляху від GSM до UMTS.

Вперше EDGE була представлена ??ETSI (Європейський інститут стандартизації електрозв'язку) на початку 1997 року в якості еволюції існуючого стандарту GSM. EDGE використовує ту ж смугу пропускання і структуру тимчасових слотів, що і GSM. Таким чином оператор може продовжувати використовувати вже наявні діапазони частот по 200 кГц, структуру каналів і частотні плани, при цьому пропонуючи своїм абонентам ряд послуг третього покоління. Більше того, що використовується в EDGE формат пакета повністю ідентичний аналогічного пакету в TDMA або GSM. Він включає тестову послідовність з 26 символів в центрі пакета, дві хвостові послідовності з трьох символів з кожного кінця пакету, дві послідовності з даними по 58 символів і контрольну послідовність з 8.25 символів.

Технологія EDGE може впроваджуватися двома різними способами: як розширення GPRS, в цьому випадку її слід називати EGPRS (enhanced GPRS) або як розширення CSD (ECSD). Враховуючи, що GPRS поширена набагато ширше, ніж HSCSD, зупинимося на розгляді EGPRS.

EDGE не є новим стандартом стільникового зв'язку, однак, EDGE має на увазі додатковий фізичний рівень, який може бути використаний для збільшення пропускної здатності сервісів GPRS або HSCSD. При цьому, самі сервіси надаються точно так само, як і раніше. Теоретично, сервіс GPRS здатний забезпечувати пропускну здатність до 160Кбіт/с на фізичному рівні, а EGPRS - до 384-473,6Кбіт/с.

EDGE, по суті, є "надбудовою" (вірніше, підстроюванням, якщо вважати, що фізичний рівень знаходиться нижче інших) до GPRS і не може існувати окремо від GPRS. EDGE, як уже було сказано вище, має на увазі використання інших модуляційних і кодових схем, зберігаючи сумісність з CSD-сервісом голосового зв'язку.

Крім збільшення пропускної здатності для передачі даних, впровадження EDGE збільшує ємність мережі стільникового зв'язку: в один і той же тайм-слот можна вмістити більшу кількість користувачів.

1.1.10 IMT-DS, більш відома як Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), та IMT-MС (або CDMA 2000) - це стандарти третього покоління стільникових мереж 3G. Принципова відмінність технологій третього покоління від попередніх - можливість забезпечити широкий спектр сучасних послуг (передачу мови, Інтернет-трафіку, симетричну і асиметричну передачу інформації з високою якістю зв'язку) і в той же час гарантувати сумісність з існуючими системами. Послуги мереж третього покоління прийнято ділити на 2 групи: немультимедійні (вузькосмугова передача мови, низькошвидкісна передача даних, мережевий трафік) і мультимедійні (асиметричні й інтерактивні). Для забезпечення якісного надання таких послуг концепцією International Mobile Telecommunication 2000 (IMT-2000) до мереж 3G пред'являються такі вимоги по пропускній здатності: до 2,048Мбіт/с при низькій мобільності (швидкість руху клієнтського пристрою менше 3 км /год.) і локальній зоні покриття і до 144 кбіт/с при високій мобільності (до 120 км/год.) і широкій зоні покриття. Обидві системи призначені для роботи в діапазоні близько 2 ГГц.

UMTS (англ. Universal Mobile Telecommunications System - Універсальна Мобільна Телекомунікаційна Система) - технологія стільникового зв'язку, розроблена Європейським Інститутом Стандартів Телекомунікацій (ETSI) для впровадження 3G в Європі. В якості способу передачі даних через повітряний простір використовується технологія W-CDMA, стандартизована у відповідності з проектом 3GPP - розробкою європейських вчених і виробників на вимогу IMT-2000, опубліковане Міжнародним союзом електрозв'язку як набір мінімальних критеріїв мережі стільникового зв'язку третього покоління.

UMTS, використовуючи розробки W-CDMA, дозволяє підтримувати швидкість передачі інформації на теоретичному рівні до 21 Мбіт/с (при використанні HSPA +). На даний момент найвищими швидкостями вважаються 384 Кбіт/с для мобільних станцій технології R99 і 7,2 Мбіт/с для станцій HSDPA в режимі передачі даних від базової станції до мобільного терміналу. Це є стрибком в порівнянні із значенням в 9,6 Кбіт/с при передачі даних по каналу GSM або використанням у відповідності з технологією HSCSD декількох каналів 9,6 Кбіт/с, і, поряд з іншими технологіями бездротової передачі даних (CDMA2000, PHS, WLAN) дозволяє отримати доступ до Інтернет та інших сервісів за допомогою використання мобільних станцій.

Починаючи з 2006 року, на мережах UMTS повсюдно поширюється технологія високошвидкісної пакетної передачі даних від базової станції до мобільного терміналу HSDPA, яку прийнято відносити до мереж покоління 3,5G. До початку 2008 року HSDPA підтримувала швидкість передачі даних в режимі «від базової станції до мобільного терміналу» до 7,2 Мбіт/с. Також ведуться розробки щодо підвищення швидкості передачі даних в режимі від мобільного терміналу до базової станції HSUPA. У довгостроковій перспективі, згідно з проектами 3GPP, планується еволюція UMTS в мережі четвертого покоління 4G, що дозволяють базовим станціям передавати і приймати інформацію на швидкостях 100 Мбіт/с і 50 Мбіт/с відповідно, завдяки вдосконаленому використанню повітряного середовища за допомогою мультиплексування з ортогональним частотним поділом сигналів OFDM.

UMTS дозволяє користувачам проводити сеанси відеоконференцій за допомогою мобільного терміналу, проте досвід роботи операторів зв'язку Японії та деяких інших країн показав невисокий інтерес абонентів до даної послуги. Набагато більш перспективним видається розвиток сервісів, що пропонують завантаження музичного та відео контенту: високий попит на послуги такого роду був продемонстрований в мережах 2,5G.

UMTS розгортається шляхом впровадження технологій радіо-інтерфейсу W-CDMA, TD-CDMA, або TD-SCDMA на «ядро» GSM. На даний момент більшість операторів, що працюють як на мережах UMTS, так і інших стандартів типу FOMA, вибирають як технології повітряного інтерфейсу W-CDMA.

Радіо-інтерфейс UMTS використовує у своїй роботі пару каналів з шириною смуги 5 МГц. Для порівняння, конкуруючий стандарт CDMA2000 використовує один або кілька каналів із смугою частот 1,25 МГц для кожного з'єднання. Тут же криється і недолік мереж зв'язку, які використовують W-CDMA: неекономічна експлуатація спектру і необхідність звільнення вже зайнятих під інші служби частот, що уповільнює розгортання мереж, як, наприклад, в США.

Згідно специфікаціям стандарту, UMTS використовує наступний спектр частот: 1885 МГц - 2025 МГц для передачі даних в режимі «від мобільного терміналу до базової станції» і 2110 МГц - 2200 МГц для передачі даних в режимі «від станції до терміналу». У США через зайнятість спектру частот у 1900 МГц мережами GSM виділені діапазони 1710 МГц - 1755 МГц і 2110 МГц - 2155 МГц відповідно. Крім того, оператори деяких країн додатково експлуатують смуги частот 850 МГц і 1900 МГц.

Для операторів зв'язку, що вже надають послуги у форматі GSM, перехід у формат UMTS представляється легким з технічної точки зору і значно витратним одночасно: при створенні мереж нового рівня зберігається значна частина колишньої інфраструктури, але разом з тим отримання ліцензій та придбання нового обладнання для базових станцій вимагає значних капітальних вкладень.

Основною відмінністю UMTS від GSM є побудова повітряного середовища передачі даних на принципах мережі загального радіодоступу GeRAN. Це дозволяє здійснювати стики UMTS з цифровими мережами інтегрованого обслуговування ISDN, мережею Internet, мережами GSM або іншими мережами UMTS. Мережа загального радіодоступу GeRAN включає три нижніх рівні моделі OSI (Open Systems Interconnection Model - модель взаємодії відкритих систем), верхній з яких (третій, мережевий рівень) складають протоколи, що утворюють системний рівень управління радіоресурсами (протокол RRM). Цей рівень відповідальний за управління каналами між мобільними терміналами та мережею базових станцій (у тому числі передача обслуговування терміналу між базовими станціями).

UMTS і GSM задіюють різні механізми на рівні повітряного інтерфейсу, і тому не є сумісними. Однак останні розробки в області мобільних пристроїв і карт доступу UMTS дозволяють працювати в мережах обох стандартів. Якщо абонент UMTS виходить із зони дії UMTS, його термінал автоматично перемикається на прийом і посилку сигналів у форматі GSM (навіть якщо мережі обслуговуються різними операторами зв'язку). Разом з тим, мобільні термінали стандарту GSM не можуть використовуватися в мережах UMTS.

У Європі процес видачі ліцензій припав на час підвищеного попиту на акції технологічних компаній, і в таких країнах як Великобританія і Німеччина вартість ліцензій була на думку багатьох фахівців невиправдано завищена. У Німеччині покупці виклали в сумі більше 50 мільярдів євро за шість ліцензій, дві з яких пізніше були анульовані без відшкодування вартості (компанії Mobilcom і консорціуму фінської Sonera та іспанської Telefonica). Крім оплати вартості ліцензії, оператори брали на себе тягар досить високих податкових виплат протягом наступних десяти років, що, за прогнозами фінансистів, не могло окупити витрат учасників та призвело б до банкрутства (у числі найбільш ризикованих гравців виявилася нідерландська KPN). Через кілька років частина операторів віддала перевагу частково або повністю відмовитися від отриманих ліцензій.

Спектр частот, відведений під використання UMTS в Європі, є вже зайнятим під надання інших послуг на території США: частота в 1900 МГц відведена під Personal Communications Service (PCS) стандарту 2G, частота 2100 МГц використовується для супутникового зв'язку. Проте, за рішенням державних органів США частина діапазону 2100 МГц звільняється під послуги 3G, також як і частина діапазону 1700 МГц (для передачі даних в режимі «від мобільного терміналу до базової станції»).

Незважаючи на те що UMTS реалізує останні розробки в галузі використання повітряного інтерфейсу, конкурентними стосовно цієї технології вважаються мережі FOMA, CDMA2000 і TD-SCDMA. З перерахованих тільки FOMA передбачає використання W-CDMA.

В принципі, конкуруючий стандарт визначається виходячи з конфігурації самої UMTS. Якщо UMTS націлена на передачу даних, то тут конкуруючими вважаються технології WiMAX, Flash-OFDM і LTE.

У деяких країнах (у тому числі США і Японії) порядок розподілу радіочастотного спектру не відповідає рекомендаціям Міжнародного союзу електрозв'язку, і в результаті UMTS не може бути розгорнута в спектрі, призначеному розробниками. Це вимагає нового підходу до обладнання мережі зв'язку, і перед виробниками ставиться завдання розробки нових технологічних рішень.

На початку ери UMTS основними недоліками технології були відносно висока вага мобільних пристроїв поряд з низькою ємністю акумуляторних батарей, технологічні складнощі сумісності між мережами UMTS і GSM, малий радіус покриття (для повноцінного надання послуг він становить 1-1,5 км). В даний час однієї з основних проблем залишається підвищене енергоспоживання в режимі UMTS в порівнянні з режимом GSM.

1.1.11 Стандарт CDMA2000 є подальшим розвитком стандарту другого покоління CDMAOne. Подальшим розвитком CDMAOne мав стати IS-95c, і саме це позначення дуже часто використовується виробниками.

Офіційним оновленням стандарту, розробленим компанією Qualcomm і затвердженим Міжнародним союзом електрозв'язку, є CDMA2000. У документах Lucent Technologies зустрічається позначення IS-2000. Нарешті, міжнародний союз електрозв'язку відібрав з десяти запропонованих проектів п'ять радіоінтерфейсів третього покоління IMT-2000, в їх числі - IMT-MC (Multi Carrier), який представляє собою модифікацію многочастотной системи CDMA2000, в якій забезпечується зворотна сумісність з устаткуванням стандарту CDMAOne (IS-95).

Проте, варто зазначити, що реалізована фаза CDMA2000 1X все ж не є повноцінним 3G, бо не дотягує до обов'язкової пропускної здатності в розмірі двох мегабіт. Тому її частіше називають 2.5G.

Спочатку CDMA2000 розділили на дві фази - 1X і 3X. Саме до першої фази застосовується назва IS-95C. А другу пізніше назвали 1X-EV (evolution), розділивши її на дві фази - CDMA2000 1X EV-DO (data only) і CDMA2000 1X EV-DV (data & voice).

І саме стандарт CDMA2000 1X EV-DO мається на увазі під 3G IMT-MC. Стандарт 1x-EV-DO був прийнятий TIA у жовтні 2000 року і передбачає наступну схему функціонування: апарат одночасно здійснює пошук мережі 1x і 1xEV, передачу даних здійснює за допомогою 1xEV, голоси - за допомогою 1x.

Стандарт 1xEV-DV повністю відповідає всім вимогам 3G. Слід зазначити, що стандарти сімейства CDMA2000 не вимагають організації окремої смуги частот і в ході їх еволюційного розвитку від CDMAOne можуть бути реалізовані у всіх частотних діапазонах використовуваних системами стільникового рухомого зв'язку (450, 700, 800, 900, 1700, 1800, 1900, 2100 МГц ).

1.1.12 Стандарт IEEE 802.11 (WLAN) був прийнятий як додаткова технологія до швидкодіючому стандарту IEEE 802. 3 (Ethernet) для портативних і мобільних пристроїв. Архітектура Точка-Клієнт є типовою для WLAN. Більш детально про стандарти безпроводових мереж Wi-Fi описано у розділі «Стандарти IEEE 802.11» даної роботи.

1.1.13 Стандарт IEEE 802.16 (WMAN), або WiMAX, розроблений Інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE) і являє собою розраховану на впровадження в міських бездротових мережах технологію, завданням якого є забезпечення мережевого рівня між локальними мережами (IEEE 802.11) і регіональними мережами (WAN), де планується застосування розроблюваного стандарту IEEE802. 20. Ці стандарти спільно зі стандартом IEEE 802.15 (PAN - Personal Area Network - Bluetooth) і 802.17 (мости рівня МАС) утворюють взаємоузгоджену ієрархію протоколів безпроводового зв'язку.

Пропускна здатність у мережі WiMAX складає до 135 Мбіт/с при смузі несучої 28 МГц, використовується модуляція 64-QAM. Залежно від стандарту мережі (IEEE 802.16, IEEE 802.16а, IEEE 802.16е), діапазон частот лежить в межах 10-66 ГГц 2-11 ГГц 2-6 ГГц. Стандарт 802.16е призначено для мобільних систем. Безпека в мережі забезпечується на рівні протоколу 3-DES.

Технічні характеристики стандарту 802.16a, що передбачають роботу устаткування в діапазоні від 2 до 11 ГГц, є розширеним варіантом технічних характеристик стандарту IEEE 802.16, затверджених в грудні 2001 р. Широкий діапазон частот, що передбачається стандартом 802.16, дозволяє розгортати канали передачі даних з високою пропускною спроможністю з використанням передавачів, що встановлюються на щоглах мереж стільникового зв'язку та висотних будівлях. Приймає і передає обладнання, що працює за цим стандартом, може знаходитися тільки в зоні прямої видимості.

Характеристики стандарту 802.16a:

Дальність дії: до 50 кілометрів.

Покриття: розширені можливості роботи поза прямої видимості дозволяють поліпшити якість покриття обслуговується зони;

Частота: від 2 ГГц до 11 ГГц.;

Спектральна ефективність: до 5 біт/сек/Гц.;

Максимальна швидкість передачі даних на сектор: до 70 Мбіт/с на сектор однієї базової станції. Типова базова станція має до 6 секторів;

Якість обслуговування: якість обслуговування контролюється на рівні управління доступом до середовища, що дозволяє використовувати диференційовані рівні обслуговування. Це дає можливість надавати комерційним підприємствам обслуговування типу T1, а домашнім користувачам - типу DSL, а також здійснювати передачу голосу і відео.

Даний стандарт надає широкі можливості для масштабування, необхідного для забезпечення підтримки сотень тисяч користувачів силами однієї базової станції, і дозволяє диференціювати рівні надаваних послуг. Один сектор однієї базової станції здатний забезпечити швидкість передачі даних, достатню для одночасного обслуговування понад 60 підприємств, підключених по каналах типу T1, і сотні житлових будинків, підключених по каналах типу DSL. Типова базова станція має до 6 секторів. Стандарт несе в собі для постачальників послуг менший ризик неокупності інвестицій порівняно з унікальними рішеннями з організації широкосмугового доступу, проектованими на замовлення. Сумісність обладнання, здатного працювати в цьому стандарті, дозволяє оператору скоротити витрати на кінцеве клієнтське обладнання і одночасно використовувати обладнання різних виробників. Обслуговування клієнтів і управління цим обслуговуванням можна здійснювати віддалено, що дозволяє скоротити поточні витрати. Можливість роботи поза зоною прямої видимості дозволяє поліпшити якість покриття обслуговується зони, а це означає, що більша кількість кінцевих користувачів зможе отримувати високошвидкісний доступ до Інтернету.

Рівень безпеки описує алгоритми шифрування на ділянці між базовою станцією і абонентом. Рівень безпеки включає два протоколи:

Стандартом також рекомендуються смуги частот і відповідні швидкості передачі при різних видах модуляції. Максимальна швидкість передачі, передбачена в стандарті - 134,4 Мбіт / с при смузі 28 МГц і модуляції 64QAM.

У першій версії стандарту передбачалося використання діапазону частот 10-66 ГГц для якого рекомендувався режим передачі на одній несучої - single-carrier (SC). Особливості поширення радіохвиль цього діапазону обмежують можливості роботи умовами прямої видимості. У типових міських умовах це дозволяє підключити близько 50% абонентів, що знаходяться в межах робочої дальності від базової станції. До решти 50% прямої видимості, як правило, немає. Тому в процесі роботи над стандартом діапазон частот був розширений включенням смуги 2-11 ГГц.

У стандарті також описані моделі середовищ поширення радіохвиль і на цій основі сформульовані вимоги до параметрів радіопристроїв. Передбачені можливості автоматичного регулювання посилення, динамічного вибору частоти в неліцензованих діапазонах. Крім топології точка-багатоточка стандартом опціонально передбачена повнозв'язна топологія - Mesh Mode, що дозволяє забезпечити прямий зв'язок між абонентськими пристроями, подолати перешкоди, характерні для безліцензійних діапазонів, за рахунок вибору напрямку прийому, вільного від них, створювати добре масштабовані мережі і працювати поза межами прямої видимості.

Мета технології WiMAX полягає в тому, щоб надати універсальний бездротовий доступ для широкого спектру пристроїв (робочих станцій, побутової техніки "розумного будинку", портативних пристроїв і мобільних телефонів) та їх логічного об'єднання - локальних мереж. Треба відзначити, що дана технологія має ряд переваг:

Бездротові технології більш гнучкі і, як наслідок, простіше в розгортанні, так як у міру необхідності можуть масштабуватися.

Простота установки як фактор зменшення витрат на розгортання мереж у країнах, що розвиваються, малонаселених або віддалених районах.

Дальність охоплення є суттєвим показником системи радіозв'язку. На даний момент більшість безпроводових технологій широкосмугової передачі даних вимагають наявності прямої видимості між об'єктами мережі. WiMAX завдяки використанню технології OFDM створює зони покриття в умовах відсутності прямої видимості від клієнтського обладнання до базової станції, при цьому відстані обчислюються кілометрами.

...