Rețele WiMAX

1. Vedere de ansamblu

Reţelele de tip wireless au cunoscut o dezvoltare semnificativă pe plan mondial, ele reprezentând o soluţie alternativă legăturilor terestre.

Mai multe companii românesti de operatori de comunicaţii ofera deja furnizorilor de servicii solutii de conectivitate wireless dintre cele mai performante.

Furnizorii de servicii Internet sunt si ei interesaţi in migrarea unor servicii adiacente către tehnologia wireless.

În prezent există mai multe moduri de a capta datele din eter: Wi-Fi, Bluetooth, GPRS, 3G. Dar acestora li se adaugă o nouă tehnologie care poate capta datele de şapte ori mai repede şi de o mie de ori mai departe decît populara tehno-logie Wireless Fidelity, sau Wi-Fi. În timp ce Wi-Fi are o rază de acţiune de aproximativ 30 m, WiMax utilizează o tehnologie de microunde radio care creşte distanţa la aproximativ 50 km. Aceasta înseamnă că ar putea fi folosită ca o alternativă la firele de cupru şi cablul coaxial pentru conectarea la Internet. Accesul la informaţia globală constituie o sursă de bogăţie la scară locală, prin creşterea productivităţii muncii bazate pe accesul la cvasitotalitatea informaţiilor disponibile în lume în legătură cu activitatea prestată. Totodată, reţeaua devine mai valoroasă pe măsură ce tot mai mulţi oameni se leagă la ea.

2. Comunicaţii fără fir – concept şi standarde

Ceea ce odată se referea la noţiunea de „Internet”, astăzi putem spune că s-a transformat într-o adevărată industrie, tehnologia informaţiei. Ca şi în alte domenii, în industria tehnologiilor continuă să se petreacă schimbări într-un ritm alert, tinzând către utilizarea echipamentelor cu uşurinţă, cu o viteză şi o siguranţă de conectare cât mai mari.

Termenul de „wireless” folosit în telecomunicaţii se referă la transportul informaţiei prin intermediul undelor radio, infraroşii şi microundelor, concretizându-se în conectarea echipamentelor de comunicaflie cum ar fi: telefoane mobile, laptopuri, pagere, pda-uri sau diferite echipamente de reţea. Pentru a putea fi transmisă, informaţia va fi ataşată undei radio

(purtătoare) printr-un proces numit modulare. Folosirea acestui tip de transport îşi găseşte aplicabilitate în majoritatea domeniilor de activitate: educaţie, telecomunicaţii, industrie, comerţ etc.

Echipamentele wireless – rezultatul dezvoltării telecomunicaţiilor - pot fi sisteme fixe, portabile sau sisteme IR. Antenele fac parte din sistemele fixe care utilizează frecvenţele radio.

Existenţa acestora suplineşte cu succes absenţa cablurilor cu menţiunea că antenele vor trebui amplasate în locuri „aerisite”, fără obturaţii sau obstacole, pentru a se realiza conexiunile în parametri optimi. Noile descoperiri în domeniul telecomunicaţiilor au dus la posibilitatea transmiterii unui volum mare de informaţii cu antene mai mici care să opereze cu frecvenţe radio înalte. Sistemele portabile, după cum le zice şi numele, sunt echipamente mobile, care asigură interfaţa directă cu utilizatorul.

Sistemele IR transportă informaţia cu ajutorul radiaţiilor infraroşii pe o rază limitată de acţiune: telecomanda de la televizor, DVD, diverse alte kituri wireless. Privind din punctul de vedere al utilizatorului, am putea împărţi comunicaţiile wireless în funcţie de aplicabilitatea lor. Cele mai rspândite tehnologii sunt: reţelele de calculatoare wireless, reţelele de telefonie mobilă şi Bluetooth. Dacă luăm în considerare standardele elaborate, reţelele se împart în: WLANS (Wireless Local Area Networks); WPANS (Wireless Personal Area Networks); WMANS (Wireless Metropolitan Area Networks) şi WWANS (Wireless Wide Area Networks). Ultimul tip oferă cea mai mare acoperire - undeva la 10.000 m - şi este folosit în telefonia mobilă.

Una dintre cele mai folosite tehnologii wireless din Europa - în domeniul telefoniei mobile - este GSM-ul (Global System for Mobile Communications) şi este reprezentat prin standardul elaborat de European Telecommunications Standards Institute (ETSI) pentru telefoanele mobile digitale. Fiind răspândită în peste 175 de ţări, reţeaua GSM este cunoscută şi sub numele de tehnologia de comunicaţii mobile de a doua generaţie sau, mai simplu, 2G.

Operând la frecvenţe de 900 MHz si 1.800 MHz, GSM-ul oferă posibilitatea unui transfer de date nu prea rapid: 9,6 kbps. Astfel a fost necesară dezvoltarea de tehnologii care să mărească această viteză de la 9,6 kbps la 28,8 kbps prin combinarea a două canale GSM: HSCSD (High Speed Circuit Switched Data). Trecerea către a treia generaţie (3G) de sisteme de comunicaţii se face prin intermediul a două tehnologii noi: GPRS (General Packet Radio Service, numită şi 2,5G) şi EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution).

Cu ajutorul TDMA (Time Division Multiple Access), GSM-ul dă posibilitatea ca opt utilizatori să folosească un singur canal radio în acelaşi timp. Astfel, cu GPRS, se ajunge la o viteză de 14,4 kbps pe fiecare slot şi 115 kbps pe canal. Totuşi, în practică, se ajunge doar până la 57,6 kbps. De asemenea, GPRS suportă protocolul IP, având astfel posibilitatea să ne conectăm la reţele care folosesc protocoalele X25 şi TCP/IP. Cu EDGE se atinge o viteză teoretică de până la 384 kbps. În practică, marile companii prefer să sară peste implementarea tehnologiei EDGE direct la cea de a treia generaţie.

3. Echipamente wireless

Echipamentele de transmisie/recepţie wireless sunt de obicei de două tipuri: - Staţii bază (Base Stations) - Staţii client (Subscriber Units) Staţiile bază au deschiderea antenei de obicei de la 60 pînă la 360 de grade şi asigură conectivitatea clienţilor pe o anumită arie. Ele pot fi legate la o reţea cablată prin fibră optică, cabluri sau chiar relee radio. Staţiile client au antene cu deschidere mult mai mică şi trebuie orientate spre BS-uri. Subnivelul MAC are următoarele facilităţi:

a. Pentru staţiile client: - Autentificare (înregistrare în condiţii sigure) - Deautentificare (dezînregistrare în condiţii sigure) - Transmisie în condiţii de siguranţă - Livrare MSDU (MAC Service Data Units) între echipamentele wireless

b. Pentru staţiile bază: - Asociere (înregistrare) - Deasociere (dezînregistrare) - Distribuţie cadre MAC - Integrare (reţeaua existentă wireless poate comunica cu reţele bazate pe alt tip de tehnologie wireless) - Reasociere (suportă cedarea dinamică a clienţilor unui alt BS, precum şi comuni-carea cu alte BS).

Am făcut, puţin mai devreme în acest paragraf, referiri la antenele staţiilor bază şi la antenele staţiilor client. În general, pentru orice echipament wireless, fie acesta o staţie bază – fie o staţie client , antenele sînt cele care oferă robusteţe şi flexibilita-te. Chiar dacă sînt abia amintite în discuţiile pe marginea reţelelor fără fir, antenele sunt cele care optimizează anumite aplicaţii, cum ar fi legătura între mai multe clădiri. Întrucât mediul fără fir este unul foarte dinamic, prin folosirea unor antene direcţionale se poate influenţa modalitatea de propagare a semnalului radio. Astfel, energia şi caracteristica unui semnal pot fi direcţionate de-a lungul unui culoar îngust în loc să se lovească de pereţi, ceea ce ar duce la o risipă de energie sau poate cauza interferenţe nedorite.