Wimax texnologiyasi haqida umumiy tushunchalar. Wimax tizimlarining tarqalishi va qo‘llanish sohalari. Arxitekturasi va asosiy xarakteristiklari. Reja

WIMAX TEXNOLOGIYASI HAQIDA UMUMIY TUSHUNCHALAR. WIMAX TIZIMLARINING TARQALISHI VA QO‘LLANISH SOHALARI. ARXITEKTURASI VA ASOSIY XARAKTERISTIKLARI.
Reja:

1. Wimax tizimlarining ishlash prinsipi

2. Wimax tizimlarining arxetekturasi

3. Wimax tarmog‘ining ishlash rejimlari

4 Wimax tarmog‘ini tashkil etishning o‘ziga xos xususiyatlari

Wimax tizimining arxetekturasiga nisbatan IEEE instituti PHY fizik va MAC darajalardagi asosiy talablarni aniqladi. O‘z vaqtida bunday yondashuv ethernet va WI-FI texnologiyalarga qo‘llanishda o‘z samaradorligini ko‘rsatdi. Ularda TCP/IP, SIP,VoIP va IP-SEC turdagi yuqori darajalardagi protokollar va boshqa sohaviy tuzilmalar, bu holda IETF (ingl. Internet engineering Task Forse – Internet tarmog‘ini loyihalashtirish bo‘yicha maqsadli guruh) guruhi tomonidan qabul qilingan. Lekin, PHY va MAC darajalarda radiointerfeysga umumiy talablar ishlanmasidan tashqari, xalqaro darajada moslashtirish zarur bo‘lgan masofalar to‘plami mavjud. Xususan, turli xil bir jinsli, ham “turli jinsli”(ya’ni boshqa texnologiyalarga kiradigan) tarmoqlar bilan WIMAX tizimlarining o‘zaro ta’sirlashishini ta’minlash bo‘yicha talablarni aniqlash zarur. Misol uchun mobil aloqalar uchun bu masalalar bilan 3GPP va 3GPP-2 dasturlari shug‘ullanadi. Ular interfeyslar va protokollar keng to‘plam bo‘yicha standartlarni o‘rnatadi.CHunki bu faqat umumiy radiointerfeys bo‘yicha o‘zaro ta’sirlashish uchun emas, balki turli ishlab chiqaruvchilar jihozlarida qurilgan turli tarmoqlar orasida o‘zaro ta’sirlashish va rouming uchun zarur bo‘ladi. SHunga o‘xshash IEEE 802.16 oilasidagi standartlar uchun protokollar va interfeyslarni ishlab chiqish bilan WIMAX forumi shug‘ullanadi. Xususan, forum doirasida ikki ishchi guruh tashkil etildi. Statsionar, ko‘chma, portativ va mobil ish rejimlari uchun yuqori darajalar spetsifikatsiyalarini tayyorlash maxsuslashtirilgan tarmoqlarni tashkil etish bo‘yicha guruh (ingl. Network Working Group) tarmoqqa ulanishni taqdim etish bo‘yicha talablarni aniqlagan va ularni ishlatishga tarmoqlarni tashkil etish bo‘yicha guruhga yordam bergan xizmatlarni tashkil etish bo‘yicha guruh (ingl. Service Network Working Group) tashkil etildi. Bu guruhlar o‘z ishida quyidagi asosiy tarmoqlarni qurish prinsiplariga asoslandi [8]:

1. 
   WIMAX tizimi arxitekturasi bevosita IEEE 802.16 standarti, shuningdek, IETF va ethernet standartlari aniqlagan kommutatsiya protsedurasi qo‘shilganda paketni kommutatsiya asosida qurilishi kerak.
   
2. 
   Arxitektura kommutatsiya darajasidan ulanish darajasini ajratish kerak. YA’ni, tarmoqning kommutatsiya darajasi elementlari IEEE standartlarining qo‘llanilgan radioulanish texnologiyalariga bog‘liq bo‘lmasligi kerak.
   
3. 
   Tizimning arxitekturasi tarmoqlarni qurish va kengaytirishning turli variantlarini qo‘llab-quvvatlash uchun modulli va ixcham bo‘lishi kerak. Xususan, ularga quyidagilar kiradi:
   

• 
  Kichik o‘lchamlardagi tarmoqlardan katta o‘lchamli tarmoqlarga o‘tish;
  
• 
  SHahar, shahar atrofi va qishloq sharoitlaridagi radioto‘lqinlarni tarqalishida ishlash;
  
• 
  Litsenziyalangan hamda litsenziyalanmagan ishchi chastotalardan foydalanish;
  
• 
  Ierarxik, bir darajali va o‘zi shakllanadigan tarmoqlar topologiyalari va ularning kombinatsiyalari;
  
• 
  Qayd etilgan ko‘chma, portativ va mobil terminallarda birgalikda ishlash.
  

WIMAX Forumi qatnashchilari tizim arxitekturasining mantiqiy taqdim etilishi hisoblangan NRM (ingl. Network Reference Model) WIMAX tarmog‘ining tayanch modelini aniqladi [10]. NRM modeli funksional tizimlar orasida o‘zaro ta’sirlashishi amalga oshiriladigan va tayanch nuqtalar (ingl. Reference Points) deyiladigan tarmoqning funksional tugunlarini tavsiflaydi. WIMAX tarmog‘ining tayanch modeli umumiy ko‘rinishda 3.3-rasmda keltirilgan.

3.3- rasm. WIMAX tarmog‘ining tayanch modeli (NRM)

Tizimning bunday arxitekturasi turli tarmoqlarni qurish modullarini va terminallarning ish rejimlarini qoniqtiradigan funksionallikni ta’minlash maqsadida taklif etilgan. WIMAX Forumi WIMAX tarmoqlar ishlashining ko‘plab aspektlarini aniqlaydigan arxitekturani ishlab chiqdi:

• 
  Boshqa tarmoqlar bilan o‘zaro ta’sirlashish;
  
• 
  Tarmoq manzillarini taqsimlash;
  
• 
  Mobillikni boshqarish;
  
• 
  Autentifikatsiya va ko‘plab boshqalar.
  

WIMAX tarmog‘i arxitekturasining bosh o‘ziga xos xususiyati shundan iboratki, u qandaydir ma’lum konfiguratsiya bog‘lanmagan va yuqori ko‘lamlikka va ixchamlikka ega. Masalan, WIMAX tarmog‘i turli funksional imkoniyati AQ larni va mikrosotalarni va makrosotalardan boshlangan hamda pikosotalar va femsotalarda tugagan o‘zgaruvchan qamrash hududli BS larni qo‘llab-quvvatlashi mumkin.

WIMAX Forumi R1-R5 (asosiy) va R6-R8 (yordamchi) belgilanishlarni olgan tayanch nuqtalari bo‘lgan bir necha tugunlararo ulanishlar bilan birga tarmoqning tugunlar tarkibini aniqladi.

3.3- rasmdan ko‘rinib turibdiki, WIMAX tarmog‘ining asosiy tugunlari quyidagilar hisoblanadi:

- SS/MS (ingl. Subccriber Station/Mobile Station) – abonent qurilmasi/mobil stansiya;

- ASN (ingl. Access Service Network)-ulanishni taqdim etish;

- BS (ingl. Base Station)-bazaviy stansiya (ya’ni “ulanish nuqtasi nomiga ega”), ASN tuzilmasiga kiradi;

- ASN-GW (ingl. ASN Geteway)- ASN shlyuzi, u ham ASN tuzilmasiga kiradi;

- CSN (ingl. Connectivity Service Network)-kommutatsiya tarmog‘i;

- HA (ingl. Home Agent)-uy agenti, CSN tuzilmasiga kiradi;

- AAA Server (ingl. Authentication,Authorization and Accounting Server)-Autentifikatsiyalashtirish, mualliflashtirish va qayd etish serveri, u ham GSN tarkibiga kiradi;

- NAP (ingl. Network Access Provider)-tarmoqqa ulanish provayderi;

- NSR (ingl. Network Service Provider)- tarmoq xizmatlari provayderi.

Tarmoq tugunlariga bo‘lish mantiqiy darajada va har bir mantiqiy tugunlarda amalga oshirilgan. MS, ASN va CSN guruhli funksionalllikdan iborat bo‘lishi mumkin. Bunda tarmoq funksiyalari funksiyalar bo‘lingan ham bir, ham bir necha apparatlarida ishlatilishi mumkin. Uskunada funksiyalarni bo‘lish yoki birlashtirish tizimni integratsiya modeli bilan aniqlanadigan yoki tizimning xarakteristikalariga qo‘yiladigan talablarni tanlash hisoblanadi. Tizim ichida o‘zaro ta’sirlashish tarmoqning funksional tugunlari orasidagi o‘zaro ta’sirlashish protokollarini aniqlashda quriladi.

Abonent qurilmalari

Abonent qurilmalari WIMAX tarmog‘iga va tashqi IP-tarmoqlarga bazaviy stansiyalarga radiokanal bo‘yicha ulanish orqali ulana oladi. Ular statsionar, ko‘chma va mobil rejimlarda ishlatilishi mumkin va mos ravishda ham bino ichida, ham bino tashqarisida ishlatish uchun mo‘ljallangan. Bino ichida foydalanishga mo‘ljallangan AQlar tashqi qurilmalarga qaraganda BS dan sezilarli kichik masofalarda ishlashga qodir va shuning uchun tarmoq infratuzilmasida ko‘p sonli BSlardan foydalanishni ko‘zda tutadi. Mobil WIMAX paydo bo‘lishi bilan yo‘nalish (urg‘u) mobil smartfonlar, USB-modullar va PC-kartalar ko‘rinishida mobil AQlarni ishlab chiqarishga qaratiladi.

ASN ruxsat olishni taqdim etish tarmog‘i

ASN tuguni kommutatsiya darajasi va ulanishni taqdim etish darajasini mantiqiy chegarasini aniqlaydi va ulanishni taqdim etishga javob beradigan funksional tugunlar orasida o‘zaro ta’sirlashish va xabarlarni almashtirishning qulay usulini taklif qiladi. ASN bir yoki bir necha mijozlar bilan bir yoki bir necha BS lardan iborat. ASN mijozlar CSN kommutatsiya tarmog‘i bilan u orqali boshqa transport IP-tarmoqlar bilan aloqani ta’minlaydi. Faktik bu tugun IEEE 802.16 radio ulanish tarmog‘ini tashqi IP-tarmoqlar bilan bog‘laydi. NRM modelida o‘rnatilishlarga muvofiq ASN tarmoqlari chegaralarida funksional va mantiqiy kommutatsiya turli usullarda amalga oshirilishi mumkin. Xususan ASN - shlyuz bir necha BS lar ishini boshqarishi mumkin, lekin har bir BS ham bir emas, bir necha ASN-shlyuzlarga bog‘langan bo‘lishi mumkin.

Bundan tashqari, BS ham, ASN–shlyuzlar ham to‘g‘ridan-to‘g‘ri bir-birlariga bog‘langan bo‘lishi mumkin. WIMAX Forumi ishlab chiqaruvchilar jihozlarning xilma-xilligini qo‘llab-quvvatlash va ularni o‘zaro ta’sirlashish imkoniyatlarini hisobga olganda tarmoqning spetsifikatsiyasini aniqlaydi. ASN tuzilmasi 3.4-rasmda keltirilgan.

ASN tuguni AQlari bilan ulanish uchun R1 tayanch nuqtasidan, CSN tugun bilan ulanish uchun R3 tayanch nuqtasidan,boshqa ASN tugunlar bilan ulanish uchun R4 tayanch nuqtasidan foydalanadi. Bevosita ASN tuguni BS lar va ularga ulangan ASN–shlyuzlardan iborat (3.5-rasm).

3.4- rasm. ASN tuzilmasi

ASN tuguni elementlarining o‘zaro ta’sirlashishi R6, R7, va R8 maxsus interfeyslarini tayanch nuqtalarini sifatida ishlatishi hisobiga amalga oshiriladi. Agar ASN tuguni bir necha ASN – shlyuzlarni ishlatgan holda, unda boshqarish signallarini almashtirish R4 tayanch nuqtasidan orqali amalga oshiriladi.

BS IEEE spetsifikatsiyalarida aniqlangan parametrlar bo‘yicha mos hisoblanadigan abonent qurilmalariga Internetga simsiz ruxsat etishni ta’minlaydi. BS AQ va Internet tarmog‘i orasida IP-trafikni WIMAX standarti radiointerfeysli orqali marshrutlashtiradi.