WiMAX

WIMAX στην Ελλάδα

Στην Ελλάδα άρχισε να λειτουργεί πιλοτικά το δίκτυο wimax του ΟΤΕ το Σεπτέμβριο του 2008 με δοκιμαστική εκπομπή στο Άγιο Όρος και ακολούθησε το εργαστήριο Ερευνάς και Ανάπτυξης τηλεπικοινωνιακών συστημάτων PASIPHAE τον Οκτώβριο του 2008 με δοκιμαστική πιλοτική εκπομπή για ερευνητικές-εκπαιδευτικές δραστηρίοτητες οι περιοχές καλύψεις είναι όλο το Ηρακλείο Κρήτης.

Πρωτόκολλα

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.

Τεχνικές Πληροφορίες

Το WiMax περιγράφεται και υλοποιείται ενδοτμηματικά με το πρωτόκολλο IEEE 802.16 των ασύρματων δικτύων, όπως και το WiFi υλοποιείται από το πρωτόκολλο IEEE 802.11. Ωστόσο το WiMax λειτουργεί πολύ διαφορετικά από το WiFi.

Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων (MAC layer/ Data Link Layer)

Στο WiFi το ΜAC layer (media access controller) χρησιμοποιεί ανταγωνιστική πρόσβαση, δηλαδή όλοι οι συνδρομητές που επιθυμούν να μεταφέρουν δεδομένα μέσω ενός ασύρματου σημείου πρόσβασης (wireless access point ή AP) συναγωνίζονται συνεχώς για “το ποιος θα τραβήξει την προσοχή του access point”. Αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να γίνει αιτία ώστε ένας απομακρυσμένος χρήστης από το AP να μην μπορεί επανειλημμένα να αποκτήσει πρόσβαση, ή να διακόπτεται διαρκώς η σύνδεση του εξ αιτίας πιο κοντινών στο AP χρήστες. Έτσι μειώνεται σημαντικά η εκπομπή και η μεταφορά δεδομένων. Επομένως η σύνδεση δεν χαρακτηρίζεται από υψηλή ποιότητα, και εφαρμογές που βασίζονται στην ποιότητα δεν μπορούν να εκτελεστούν σωστά. Παραδείγματα τέτοιων εφαρμογών είναι η Voice over IP (VoIP) και η IPTV, για τις οποίες η ποιότητα της σύνδεσης είναι κύριο χαρακτηριστικό και καθορίζει, το ποσοστό των δεδομένων που μεταφέρονται και το αν η μεταφορά θα είναι επιτυχής, συνεχής και δε θα διακόπτεται.
Αντίθετα το 802.16 MAC χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο για τον οποίο ο συνδρομητής «συναγωνίζεται» μια μόνο φορά (με την αρχική εγγραφή του στο δίκτυο). Από εκεί και έπειτα έχει καθοριστεί ο τρόπος σύνδεσης του από το base station πρόσβασης. Ο χρόνος σύνδεσης με τον καιρό μπορεί να ποικίλει, είτε να μεγαλώνει είτε να μικραίνει, ωστόσο η σύνδεση θα πραγματοποιείται. Ο αλγόριθμος του πρωτοκόλλου 802.16 είναι αρκετά σταθερός ακόμα και όταν το δίκτυο είναι υπερφορτωμένο και ο αριθμός των συνδεδεμένων συνδρομητών είναι πολύ μεγάλος(αντίθετα με το 802.11). Επίσης μπορεί να είναι ευρυζωνικώς πιο αποτελεσματικός. Ο αλγόριθμος επίσης επιτρέπει στον base station να ελέγχει την ποιότητα της υπηρεσίας (QoS) κατανέμοντας το χρόνο που χρειάζεται να διαθέσει για τις διάφορες εφαρμογές των συνδρομητών.

Φυσικό επίπεδο

Το αρχικό πρωτόκολλο του WiMax όριζε το WiMax στο εύρος των 10 με 66 GHz. Το πρωτόκολλο 802.16a αναβαθμίστηκε το 2004 σε 802.16-2004 προσθέτοντας προδιαγραφές για το εύρος 2 με 11 GHz. Το 802.16-2004 αναβαθμίστηκε στο 802.16e το 2005 και χρησιμοποιεί τύπο συχνότητας scalable orthogonal frequency-division multiple access (SOFDMA) ο οποίος συγκρούεται με την έκδοση OFDM-256 που χρησιμοποιείται από το 802.16d. Οι πιο εξελιγμένες μορφές πρωτοκόλλων, συμπεριλαμβανομένου και του 802.16e, χρησιμοποιούν Multiple Antenna Support δια μέσω του συστήματος Multiple-input multiple-output (MIMO) το οποίο παραπέμπει στη χρήση Multiple Antenna και από τον πομπό και από τον δέκτη. Αυτό μπορεί να επιφέρει θετικά αποτελέσματα στον τομέα της κάλυψης, της ατομικής εγκατάστασης, της αποτελεσματικής χρήσης και της ευρυζωνικής αποτελεσματικότητας. Το 802.16e προσθέτει την ικανότητα για κάλυψη σε περίπτωση κίνησης του χρήστη.
Οικονομικό και εμπορικό ενδιαφέρον εντοπίζεται στα πρωτόκολλα 802.16d και 802.16e, αφού οι χαμηλότερες συχνότητες όταν χρησιμοποιούνται σε αυτές τις παραλλαγές δεν χαρακτηρίζονται από έμφυτη εξασθένιση του σήματος και γι’ αυτό διαθέτουν βελτιωμένο εύρος και ικανότητα στη διαπερατότητα κτηρίων. Ήδη σήμερα, αρκετά δίκτυα ανά τον κόσμο χρησιμοποιούν για εμπορικούς σκοπούς πιστοποιημένο εξοπλισμό με WiMax, συμβατό με το υποπρωτόκολλο 802.16d.

Ανταγωνιζόμενες Τεχνολογίες

Εντός της σφαίρας του ανταγωνισμού, το WiMax έχει να αντιμετωπίσει κυρίως από τα υπάρχοντα διαδεδομένα αναπτυσσόμενα ασύρματα συστήματα όπως είναι το UMTS και το CDMA 2000 καθώς και ορισμένα συστήματα που “προσανατολίζονται” στον διαδικτυακό χώρο όπως είναι το HIPERMAN και το WiBro.

3G και 4G Τεχνολογίες Κινητής Τηλεφωνίας

Και τα δύο από τα κύρια 3G συστήματα, CDMA 2000 και UMTS, ανταγωνίζονται με το WiMax. Και τα δύο είναι ικανά να προσφέρουν DSL-κλάσης διαδικτυακή πρόσβαση και παράλληλα τηλεφωνικές υπηρεσίες. Μάλιστα το UMTS προκειμένου να συναγωνιστεί την επικείμενη τεχνολογία του WiMax αναβαθμίστηκε άμεσα και φέρει την ονομασία UMTS-TDD. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιεί το ίδιο bandwidth με του WiMax και επιπλέον εξασφαλίζεται στους χρήστες πείρα από προηγούμενη χρήση σε αντίθεση με το WiMax.
Οι 3G τεχνολογίες κινητής τηλεφωνίας συνήθως πλεονεκτούν από τις ήδη οχυρωμένες υποδομές, διότι αναβαθμίζονται με βάση τις παλιότερες τεχνολογίες. Δηλαδή οι χρήστες μπορεί συχνά να υποπίπτουν σε παλιότερες τεχνολογίες, όταν βρίσκονται εκτός εμβέλειας των αναβαθμισμένων εξοπλισμών.
Τα κύρια πρότυπα κινητής τηλεφωνίας έχουν ήδη αναπτυχθεί και αποτελούν την τεχνολογία 4G. Χαρακτηριστικά της είναι το υψηλό εύρος ζώνης (bandwidth), η μικρή καθυστέρηση και το γεγονός ότι όλα τα ΙΡ- δίκτυα με υπηρεσίες ομιλίας θα ενσωματωθούν στην παραπάνω τεχνολογία. Με τις εξελίξεις των διάφορων προτύπων και συστημάτων του χώρου αυτού, όπως το GSM/UMTS για να “εισέλθει“ στο 4G χρησιμοποίησε το 3GPP, έτσι και το CDMA 2000 αναπτύχθηκε σε Ultra Mobile Broadband (το οποίο είναι υπό κατασκευή ακόμη). Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα η διαδικτυακή ταχύτητα να συγκρίνεται και να ξεπερνά ορισμένες φορές αυτή του WiMax.
Τέλος σε μερικές περιοχές του πλανήτη η διαθεσιμότητα του UMTS και η γενική επιθυμία για τυποποίηση ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, δεν επιτρέπουν στο WiMax να έχει κάποιο μερίδιο συχνοτήτων.

WiBro

Η βιομηχανία ηλεκτρονικών και τηλεποικινωνιών της Νότιας Κορέας κάτω από την ηγεσία της Samsung Electronics και ETRI έχει αναπτύξει ένα δικό της πρωτόκολλο το WiBro. Στο τέλος του 2004 η Intel και η LG Electronics συμφώνησαν πως τα πρωτόκολλα WiBro και WiMAX ήταν παρόμοια.
Το WiBro υποστηρίζεται από την κυβέρνηση της Νότιας Κορέας με την απαίτηση να δαπανά για κάθε φορέα πάνω από 1.000.000$ για την ανάπτυξη του. Η Κορέα προσπάθησε να εξελίξει το WiBro σε τοπική και ενδεχομένως και εθνική εναλλακτική επιλογή κυψελωτών συστημάτων στα 3.5 G ή 4 G. Αλλά το WiBro συναντήθηκε με το WiMAX και εναρμονίστηκε με το παρόμοιο του OFDMA 802.16e πρωτόκολλο. Αυτό που κάνει το WiBro να ξεχωρίσει είναι ότι είναι μια κινητή τεχνολογία, πολύ καλά μελετημένη για ασύρματες υπηρεσίες, και το γεγονός ότι η ανάπτυξη του έγινε σε ένα περιβάλλον σύνθετο και ευρυζωνικά κορεσμένο. Έτσι το WiBrο θα αναδυθεί εναντίον τεχνολογιών, όπως το 3G και υψηλής ευρυζωνικότητας καλωδιακές τεχνολογίες. Οπότε θα ενισχυθούν οι επαρχιακές αγορές που πάσχουν από μη ανεπτυγμένες ασύρματες τεχνολογίες, δηλαδή αγορές που θεωρούνται κατάλληλες για εφαρμογή του WiMAX.

Κινητή Ευρυζωνική Ασύρματη Πρόσβαση

Η Κινητή Ευρυζωνική Ασύρματη Πρόσβαση είναι μία τεχνολογία που αναπτύσσεται τον τελευταίο καιρό με βάση το πρωτόκολλο ΙΕΕΕ 802.20. Η τεχνολογία αυτή λόγω της ευρεία κάλυψης που πρόκειται να έχει λέγεται ότι είναι το τελευταίο σκαλοπάτι του παγκόσμιου δικτύου GAN (Global Area Network). Το δίκτυο αυτό θα λειτουργεί παρόμοια με τα σημερινά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, όπου οι χρήστες του θα έχουν την δυνατότητα να ταξιδεύουν ανά τον κόσμο και να εξακολουθούν να έχουν πρόσβαση στο δίκτυο συνεχώς. Το δίκτυο θα έχει αρκετή ευρυζωνικότητα, για να προσφέρει Διαδικτυακή πρόσβαση, συγκρίσιμη με αυτή των υπαρχόντων καλωδιακών δικτύων που χρησιμοποιούν modem, και θα μπορούν να έχουν πρόσβαση τα κινητά τηλέφωνα, τα laptops και κινητές συσκευές επόμενης γενιάς. Τέλος θα μπορεί κανείς να έχει πρόσβαση στο δίκτυο αυτό ακόμη και εάν κινείται με ταχύτητες της τάξεως των 350km/h.

Συστήματα Στραμένα στο Διαδίκτυο

Τα τελευταία ασύρματα πρότυπα στον τομέα του διαδικτύου, όπως αυτό του ευρωπαϊκού HIPERMAN και του Κορεάτικου WiBro, αποτελούν κομμάτι του WiMAX και δεν είναι τόσο ανταγωνιστικά αλλά περισσότερο συμπληρωματικά του.
Λόγω του μικρού πλήθους λύσεων στο κινητό Internet, όπως είναι σε μερικές καφετέριες στα αεροδρόμια κτλ, το γνωστό σύστημα WiFi 802.11 b/g είναι ήδη ανεπτυγμένο και αδύναμο συγχρόνως για περαιτέρω ανάπτυξή του. Έτσι δημιουργείται μία παραπάνω ανάγκη σε αρκετούς χρήστες για μία πιο ευρεία κάλυψη που πιστεύεται ότι μπορεί το WiMax να παρέχει με τις υπηρεσίες του.