Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti r. R. Ibraimov, D. А. Davronbekov, M. O. Sultonova, E. B. Tashmanov, U. T. Aliyev «simsiz aloqa tizimlari va dasturlari»

WiMAX (IEEE 802.16) standarti

IEEE 802.16 standarti arxitekturasi. 96 ta kompaniyalar tomonidan tashkil etilgan xalqaro sohaviy WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) Konsorsiumi keng polosali simsiz ulanish (KPSU) uchun qo‘llaniladigan barcha qurilmalarni moslashuvchanligiga erishishga ko‘pmaklashishni maqsad qilib qo‘ygan. Konsorsium tomonidan ishlab chiqilgan birinchi IEEE
802.16 standarti keng polosali simsiz ulanish (Broadband Wireless Access) hududiy taqsimlangan tarmoqlarni shahar ko‘lamlarida (Wireless MAN) yaratish uchun mo‘ljallangan. Standartda KPSU tizimi uchun 2-11 GGs va 10-66 GGs chastotalar diapazonlarida ishlaydigan va o‘nlab kilometrlardagi masofalarda aloqani amalga oshiradigan “nuqta-ko‘p nuqta” interfeysi tavsiflanadi [2,19,20].
WiMAX deganda bugungi kunda aholiga multiservisli KPSU yuqori sifatli xizmatlarini taqdim etish bo‘yicha muqobilga deyarli ega bo‘lmagan operatorlik sinfidagi texnologiya tushuniladi.
Aynan multiservislik va natijada keng polosalik simsiz ulanishni rivojlanishining zamonaviy an’analarini xarakterlaydi. Ideal holda zamonaviy foydalanuvchi hozirgi kunda kabelli bog‘lanish orqali mumkin bo‘lgan SDH yoki Ethernet kabi istalgan xizmatlar turlariga cheklashlarni boshidan kechirmasligi kerak. WiMAX sertifikatsiyali eng yangi tizimlar keng polosali ulanish tarmoqlari operatorlariga
nafaqat foydalanuvchilarga xilma-xil ham IP, ham E1 xizmatlar turlarini taqdim etish, balki umuman ADSL-ulanish infratuzilmasini va ajratilgan liniyalarni almashtirish ko‘zda tutiladi.
Dastlab yangi IEEE bo‘linmasining urinishlari 28 va 30 GGs chastotalar diapazonlariga yo‘naltirildi, lekin keyin uning tarkibida 2,5 GGs diapazon bilan shug‘ullanadigan yangi nimguruh shakllantirildi. Spektrning bu “past chastotali” qismi sun’iy yo‘ldoshli televidenie bilan muvaffaqiyatsiz raqobatlashaayotgan simsiz kabelli video xizmatlariga ajratilgan. U Internetga ulanish ilovalari uchun ham, yana raqamli video uchun ham juda yaraydi. Binobarin, MMDS tarmog‘ining ishlash zonasi radiusi taxminan 50 kmga teng, uncha katta bo‘lmagan antennalar sonini o‘rnatish bilan yirik shaharning hududini qamrab olish mumkin.
802.16 asosida keskin rivojlanayotgan faoliyat yo‘nalishlaridan biri spektrning litsenziyalanmaydigan sohalariga ulanish uchun foydalanish maqsadiga yo‘naltirilgan. Bu holda gap 5 va 6 Gs sohasidagi chastotalar haqida bormoqda va bu yerda 802.16 guruhi IEEEning boshqa 802.11 bo‘linmalari bilan aktiv hamkorlik qilmoqda.
802.16 ishchi guruhining vazifasi simsiz (so‘nggi milyani) tashkil etish uchun zarur bo‘ladigan radiointerfeyslar va qo‘shimcha funksiyalarni standartlashtirish hisoblanadi. Unda shakllantirilgan uchta nimguruhlar quyidagi standartlarni ishlab chiqishmoqda:

• 
  
  IEEE 802.16.1, u 10 dan 66 Gsgacha chastotalarda ishlaydigan tizimlar uchun radiointerfeysni aniqlaydi;
  
• 
  
  IEEE 802.16.2, u keng polosali simsiz ulanish turli tizimlarining moslashuvchanlik masalalarini belgilaydi;
  
• 
  
  IEEE 802.16.3, u 1 11 dan Gsgacha litsenziyalanadigan diapazonlarda ishlaydigan tizimlar uchun radiointerfeysni aniqlaydi.
  

Hozirgi vaqtga kelib eng katta rivojlanish birinchi nimguruh faoliyatida kuzatilmoqda, u opreatorlarda katta qiziqish uyg‘otmoqda, chunki uning natijalari xozircha band bo‘lmagan chastotalar diapazonlariga kiradi.
Barcha uchta spetsifikatsiyalar abstrakt tizim etalon modeliga tayanadi. Bo‘lajak 802.16 standartlarga mos servis tarmoq (lokal muassasaviy telefon tarmog‘i yoki IP-telefoniya tarmog‘i), va UFTT yoki Internet tarmog‘i – magistral tarmog‘i bittalik qurilmasi bo‘lishi mumkin bo‘lgan abonentlar qurilmalari orasidagi aloqani ta’minlaydi.
802.16 arxitekturasi to‘rtta darajalar protokollarini aniqlaydi. Ikkita pastki daraja OSI etalon modelining bitta fizik darajasiga mos keladi. Aynan bu yerda signallarni kodlash va dekodlash, paketlar sarlavhalarini generatsiyalash va o‘chirish (sinxronlashtirish maqsadlari uchun), alohida bitlarni uzatish va qabul qilish kabi operatsiyalar bajariladi.
802.16 standartida fizik daraja tavsifiga uzatish muhiti parametrlariga va ishlatiladigan chastotalar diapazoniga spetsifikatsiya ham kiradi.
Fizik daraja ostida obunachilarga xizmatlarni taqdim etilishiga javob beradigan protokollar joylashgan. Bu yerga ma’lumotlar paketlarini (kadrlarini) uzatish va ajratiladigan uzatish muhitiga ulanishni nazorat qilish (Media Access Control, MAC) kiradi.
802.16 MAC protokoli abonent yoki bazaviy stansiya tomonidan radiokanal bo‘yicha uzatishni initsializatsiyalash protsedurasini aniqlaydi. Binobarin, ayrim yuqorida turadigan darajalar (ATM kabi) ma’lum servis sifatini (QoS) ta’minlanishini talab qiladi, MAS protokoli orqali anaiq bir xizmatlarga radiokanalning yig‘indi sig‘imidan ma’lum qism ajratilishi ko‘zda tutilgan bo‘lishi kerak. Chiquvchi yo‘nalishda (bazaviy stansiyadan abonentga) trafikni tashishda faqat bitta uzatish stansiyasi mavjud bo‘ladi va MAC protokoli darajasida QoSni ta’minlanishini amalga oshirish oddiy bo‘ladi. Kiruvchi yo‘nalishda trafikni tashishda bir necha abonentlar qurilmalari orasida uzatish muhitiga ulanishga raqobat vujudga keladi, bu MAC protokolini sezilarli murakkablashtiradi.
MASdarajasining ustida konvergensiyalash darajasi joylashgan bo‘lib, uning funksiyasi taqdim etiladigan servisning xarakteriga bog‘liq bo‘ladi. Unga, xususan, yuqoriroq darjalar kadrlarini yoki ma’lumotlarini 802.16 MAC/PHY kadrlariga inkapsulyasiyalash, manzillar va QoSni aniqlaydigan parametrlarni 802.16 formatiga o‘zgartirish, yuqorida turadigan darajalar trafigining vaqt xarakteristiklarini MAS-daraja ekvivalent servislariga moslashtirish yuklanishi mumkin.
Alohida hollarda, masalan, raqamli audio- yoki videotrafik bilan ishlashda konvergensiyalash darajasisiz mos oqimlarni to‘g‘ridan- to‘g‘ri transport darajasiga qayta ishlashga uzatish bilan chetlab o‘tish mumkin. Lekin PDU tuzilmani ishlatadigan yuqori darajalar xizmatlari konvergensiyalash darajasi protokollarining bo‘lishini talab qiladi.
802.16 spetsifikatsiyalari aniq bir qurilmalariga qo‘yadigan talablar keng polosali servislar qo‘llaydigan atamalarda tariflanadi.
802.16 interfeysi ATM yoki IP tarmoqlarida ko‘zda tutilgan uzatish tezliklari va QoS darajalarini ta’minlashi yoki ovoz yoki videoni uzatish uchun zarur bo‘ladigan o‘tkazish qobiliyati va kechikish qiymatini ta’minlashi kerak.
Keng polosali xizmatlarga maxsus talablar 802.16.1 spetsifikatsiyalarda ifodalangan. Bu yerda uchta turdagi kanallarni, o‘zgaruvchan uzunlikdagi paketlarni va qayd etilgan uzunlikdagi paketlar/yacheykalarni kommutatsiyalashga asoslangan xizmatlar turlari ko‘zda tutilgan. Birinchi turdagi xizmatlarning o‘ziga xosligi nomidan ma’lum. O‘zgaruvchan uzunlikdagi paketlarli xizmatlar IP, frame relay va MPEG-4 trafik bilan ishlashga mo‘ljallangan. Uchinchi xizmatlar turi ATM tarmoqlari bilan moslashuvchanligi ko‘zda tutilgan. Keng polosali xizmatlarni tavsiflashda asosiy parametrlar qo‘llanadigan ma’lumotlarni uzatish tezligi, uzatish xatoliklari chastotasi va bir tomonlama uzatishning maksimal kechikishi hisoblanadi.
802.16 radiointerfeysi orqali uzatiladigan ma’lumotlar MAC kadrlar ketma-ketligi hisoblanadi. Ularni har biri ma’lum abonentga ajratilgan vaqt slotlari to‘plamidan tashkil topgan TDMA (Time Division Multiple Access) kadrlari bilan aralashtirish kerak emas. TDMA vaqt sloti aniq bitta MAC kadri, bir necha bunday kadrlar yoki aksincha kadrning ulushiga ega bo‘lishi kerak. Bir necha ketma-ket TDMA kadrlarida joylashgan va bu abonentga tegishli bo‘lgan vaqt slotlari mantiqiy kanalni tashkil etadi, bu kanal bo‘yicha MAC-kadrlar uzatiladi.
802.11 MAC protokoli bog‘anishlarni o‘rnatilishi uchun mo‘ljallangan. Har bir MAC-kadr bog‘lanish identifikatoriga ega bo‘lib, u bo‘yicha MAC protokol ma’lumotlarni manzilga yetkazadi. Bundan tashqari, bog‘lanish identifikatori va servis oqimi orasida o‘zaro bir xil moslik ko‘zda tutilgan. Servis oqimi QoS (uzatishning maksimal kechikishi, kechikishning nostabilligi, minimal o‘tkazish qobiliyati) parametrlarini aniqlaydi, ularni almashlash bu bog‘lanishi bo‘yicha amalga oshiriladi.
Servis oqimi konsepsiyasi MAC protokolining ishlashi nuqtai nazaridan asosiy hisoblanadi, chunki aynan servis oqimlari kiruvchi va chiquvchi uzatishlar uchun QoSni nazorat qilish mexanizmi
hisoblanadi, xususan, ular bazaviy stansiya alohida servislarga o‘tkazish polosasining ulushlarini ajratishi jarayonida ishlatiladi.