Wi-MAX технологиясы

КІРІСПЕ

 

Бүгінгі күнде жергілікті сымсыз жүйелер желілі жүйелерге бәсеке емес толықтырма болып пайдалануда. Бірақта жергілікті сымсыз жүйелерге көзқарас әр уақытта осындай болған жоқ, токсаныншы жылдардың ортасында барлық жергілікті сымды жүйелер сымсыз жүйелерге алмасады деген пікір әйгілі болады.

Жергілікті сымсыз желілердің артықшылығы айқын, өйткені олар оңай және арзан қолданылып сонымен қатар модификацияланады, сондықтан көлемі үлкен сымды инфро жүйе кей кезде қажетсіз. Тағы бір артықшылығы пайдаланушыларға мобильдікті қамтамасыз етеді. Бірақ сымсыз жүйелердің артықшылығымен қатар кемшіліктері деп толы, оның себебі тұрақсыздық.

Көп жағдайларда сымсыз жүйелерде сымды жүйелерді пайдалану қиын немесе пайдалану мүлдем жарамсыз кезде іске асырылады. Сымсыз жергілікті жүйелердің негізгі пайдалану облыстары төменде келтіріледі.

Көп пәтерлі үйлерде тұратын пайдаланушыларда сымды жүйе болмағандықтан байланыс операторлары резиденттік қол жеткізуді сымсыз желі арқылы іске асырады.

Аэропорт, теміржол т.б. көшпелі деп саналатын қол жеткізу.

Тарихи маңызды ғимараттарды қазіргі кезеңдегі сымды жүйелерді пайдалана алмағандықтан.

Жергілікті желілерді уақытша ұйымдастыру мысалы конференция жасағанда, әр түрлі көрмелерде және т.б.

Жергілікті желілерді кеңейткенде. Цехтар, лабораториялар қаланың шетінде орналасқандықтан, оларға сымды желіні тарту өту қиын және қымбат болады.

Егер пайдаланушы желі қызметін орын ауыстырып пайдаланса, яғни бөлмеден бөлмеге немесе бір ғимараттан екінші ғимаратқа онда жергілікті сымсыз жүйесін еш нәрсе алмастыра алмайды.

Кең жолақты желіні талап ету. Бірлескен желіні Т1-ге қол жеткізу арқылы ұйымдастыру үш айға дейін немесе одан да көп уақытты талап ету мүмкін. Кең жолақты сымсыз технологиялар 802.16 стандарты негізінде желі жылдамдығын қамтамасыз ету барысында сымды кең жолақты шешімдерге ұқсас, сонымен қатар бұл желінің етек алуын белгілі бір мезгілде бірнеше күнге қысқаруға мүмкіндік берсе, ал оның бағасы бірнеше есе төмендейді. Провайдерлердің жоғары жылдамдық нүктелерін қосу құралдарын пайдалану мүмкіндігіне ие бола алады. IEEE 802.16e IEEE 802.16a-ға көлем алу қолданушылардың провайдерге қосылуына мүмкіндік береді (WISP – Wireless Internet Serves Provaider), сонымен қатар қолданушылар үйде болмаған жағдайда, кеңседен немесе басқа қалаға сапар барысында өзінің WISP-пін ие болу мүмкіндігі бар.

 

Wi-MAX технологиясы

 

Wi-MAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), кең  жолақты сымсыз байланыс IEEE институтымен  стандартталған технологиясы, DSL толықтырушы қосымша сымдар және кәбільдік технологиялар толықтырушы ретінде кең арақашықтықтағы «соңғы миль» мәселелерін шешу болып табылады. Wi-MAX технологиясы «соңғы мильге» қосу және кең жолақты қосылғыштардың орындалуы үшін қолдануға болады, сондай-ақ сымсыз желі нүктелерді, ұйымдардың және компаниялар бөлімдерінің аралық байланыстары және басқа ұқсас мақсаттарындағы шешімдерді өте жоғары жылдамдықтағы байланыстарын жетілдірумен ерекшеленеді. Wi-MAX терминін сөзбе-сөз аударсақ «микротолынды пайдалануға арналған сыйысымдылық» деген мағынаға ие болады. Халықаралық салалық консорциум дәл осылай аталады, жабдықтардың барлығының сыйысымдылығының жетістігіне жағдай жасауы, кең жолақты сымсыз желі ретіне қолданылады. Бұл белгілермен кең танымал чипсет өндірушілері кіреді, солардың ішінде Intel, Fujitsu және Nokia, сонымен қатар белгілілер Ресей саудасында Asiros, Airspan, Alvarion,ZyXEL, Aperto, Proxim және Wi-LAN болып табылады. Бүгін де Wi-MAX консорциумы 96 компания басын қосады. Wi-MAX компаниялар алдында тұрған негізгі мәселелерді шешу, интернетті пайдалануға мүмкіндік туғызады: дүниежүзілік желілерді жылдам қосумен қамтамасыз етсе, көшелер мен тротуарлардағы қираған оптикалық-талшықты кабель жөндеумен де айналысады. Кейбір техникалық қиындықтар кездесіп те қалады, бірақ Wi-MAX шешімі болашақта оң шешім дәрежесіне жетуіне әбден сенімді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wi-MAX эволюциясы

 

2001 жылы желтоқсан айында қабылданған  қосымша қабылданған 802.16 а, 2-11 ГГц  диапозонды қалалық желілерге  арналған кең жолақты сымсыз  қатынас құру (СҚҚ) жабдығына есептелген. Сонымен қатар, басқа модуляциялардан бөлек көбірек қолданыстағы күрделі түрінің бірі – ортогональды жиілікті мультиплексациялау болып табылады (Orthologonal Freyquency Multiplexing, OFDM). 802.16 а жабдығы ADSL және кабельді модемдермен табысты бәсекелестікке түсе алады. Сондай жүйелердің арзан болуын сымдар қажеттілігінің төмендеуіне алып келеді.

802.16 стандартының жаңа болжамасы 2004 жылдың 24 маусымында қабылданды. Олар өзіне алдынғы болжамдарды  таңдай отырып, 802.16 IEEE 2004 жыл жарияланады. өңдеу барысында 802.16 е IEEE толықтырулар енгізілуі мобильді құрылғыларды стандартты 802.16 жабдығымен қамтамасыз етумен ерекшеленеді. Стандарт желілері 802.16 е 3G желісіне ұялы абоненттерінің өтуінен гөрі, мобильді пайдалануға мүмкіндік туғызуға уәде береді.

1.1 сурет – Wi-MAX эволюциясы

 

Wi-MAX технологиясының болжымды нұсқасы  жабдық көмегімен қызметті қамтамасыз  етуі, Wi-MAX технологиясымен сай келуін  стандартталған тестілеумен шектелмейді. Провайдерлердің бірнеше қызметі  болжамды ақппарат шешімдерін осы уақытқа дейін әлемнің түпкір-түпкіріндегі Wi-MAX жобаларын қолдану үшін пайдаланады. Бұл жүйелердің сыйысымдылығының тестілеуі Wi-MAX технологиясымен орындалғаннан кейін, Wi-MAX соңғы стандартының талаптарымен сай келе отырып, бағдарламалық түрде модернизациялау болып табылады.

Салалық стандартқа негізделген Wi-MAX кең жолақты сымсыз технологиясы тұрғын үйлерге, кәсіпорындар және қала, ауылдық аймақтардағы мобильді сымсыз желілердің жылдамдық байланысын қамтамассыз етуге арналаған. Анықталмаған назар салсаңыз, Wi-MAX жергілікті «Wi-Fi магистральді әрекетіне «орын алдын ала ескерілген» деген мағынаға ие болып отыр.

Бүгін Wi-MAX IEEE 802.16-2004 болжамасында – сымсыз байланыс стандарты салыстармалы түрде кабельдік қосулар – 10 Мбит/с одан да жоғары 30 км мүмкіндіктерімен радиусқа кең ауқымды байланысты қамтамассыз етеді. Wi-MAX технологиясы - әр түрлі жағдайлардағы жұмыс істеп отырып, соның ішінде, қала салудың тығыздығы, байланыстың жоғарғы сапасы мәліметтерді жеткізу жылдамжығында қамтамасыз етеді.

1.2 сурет – Wi-MAX стандартының негізінде базаны ұйымдастыру.

 

Wi-MAX желісінің жабдығы 10 МГц арна  көлемінің 2 ГГц-11ГГц диапазонында  жұмыс жасайды. Жиілік диапазонының  әр түрлі елге таратылуы Wi-MAX әр  түрлі аудандарда жұмыс істеуіне  мүмкіндік туғызады. Диапазондардың кең таратылуы әлемнің бірнеше елдерінің ерекшелігіне негізделген. Дәл осындай Солтүстік Америкада Wi-MAX үшін аудандар 2,5 және 5 ГГц диапазонында, Орталық және Оңтүстік Америкада – 2,5, 3,5 және 5 ГГц, Таяу Шығыс, Африка, Батыс және Шығыс Еуропада – 3,5 және 5 ГГц, Азия-Тынық мұхит аймағында 2, 3, 3,5 және 5 ГГц қолданылады.

10 және одан да жоғары километрді  радиуста коммутацияларды қамти  отырып, Wi-MAX нүктелері бірнеше аудандарды  жабдықтайды, сондай-ақ «соңғы миль  байланыстары» қамтамасыз ету  үшін провайдерлерге талаптар қойылады.

Жалпы 802.16 стандартының негізгі мінездемесі 50 километр қашықтыққа дейінгі әрекеті, көрінбейтін аймақтарды жұмыспен қамтамасыз ету, негізгі стансаларда 70 Мбит/с дейін айырбастау жылдамдығын қарастырады, соның ішінде 6 сектор негізгі стансаға ие болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Wi-MAX технологиясының артықшылықтары

 

Wi-MAX технологиясы бірқатар артықшылықтарға ие.Олар:

1. Сымды (xDSL, T1) сымсыз және спутниктік жүйелерге қарағанда Wi-MAX желісі жаңа тұтынушыларға экономикалық жағынан тиімді түрде қызмет көрсету және олардың мүмкіндіктерін арттыру;

2. Стандарт байланыс операторының  технологиясы деңгейлерін біріктіреді (кішкене желілерді біріктіріп, оларға  Интернетке қатынас құруға мүмкіндік беру үшін), сондай-ақ, «соңғы миля» технологиясын да біріктіреді («соңғы миля» технологиясы – провайдер желісіне кіру нүктесі мен тұтынушы компьтер арасындағы бөлік). Ол біріктіру универсалдық пен сенімділікті арттырады;

3. Сымсыз технологиялар пайдалану, оны эксплуатациялау және орнату кезінде өте қарапайым. Оған жаңа тұтынушыларды қосу оңайырақ және қосымша қаражатты, қосымша жұмыс күштерін қажет етпейді. Себебі: ол керек кезде масштабталу қасиетіне ие;

4. Дамушы және алыс, қиындықтар туғызатын аймақтарда сымсыз технологияны орнату қарапайымдылығы;

5. Қызмет көрсету қашықтығы радиобайланыстың  негізгі параметрлері болып саналады. Қазіргі уақытта кең жолақты сымсыз технологиялар желі объектілері арасындағы тікелей көрінушілікті қажет етеді. Wi-MAX OFDM технологиясының арқасында тікелей көрінушілік жоқ объектілер арасында арасында байланысты қамтамасыз етуге қабілетті және бұл кездегі арақашықтық километрлермен өлшенеді;

6. Wi-MAX технологиясы алғашқыдан IP протоколын иеленген және соған байланысты жергілікті желілерді оңай интеграциялауға мүмкіндік береді;

7. Wi-MAX технологиясы бір орында орналасатын (фиксирленген), орын ауыстыратын, үнемі қозғалыста болатын объектілерге бір инфраструктурада жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wi-MAX технологиясы  аясындағы қатынас құру түрлері

 

Wi-MAX Forum Wi-MAX -қа қатынас құрудың  төрт түрін анықтады.

Фиксирленген қатынас құру (fixed access). Бұл қатынас құру кезінде тұтынушылық құрылғы қызмет көрсету контракты бойынша келісілген уақыт бойы, яғни, контракт біткенше орын ауыстырмауы тиіс. Қызмет көрсету кезінде тұтынушы қалаған уақытында желіге кіре немесе одан шыға алады, сондай-ақ, өзінің қалауы бойынша «ең жақсы» деген базалық станцияны таңдауына мүмкіндігі бар. Ал, қарапайым жағдайда тұтынушылық құрылғы тек бір ғана базалық станцияның секторымен немесе ұясымен қатынас жасайды. Ол істен шыққан немесе онымен байланысу қиыншылығы туындаған кезде басқа базалық станцияға ауысу процесі автоматты түрде орындалады.

Әр түрлі орындардан қатынас құру (nomadic access). Бұл қатынас құру түрінде тұтынушылық құрылғы бір сеанс біткенше бір жерде тұрақтауы тиіс. Ал, егер де ол сол сымсыз желінің басқа жеріне орын ауыстырса, онда желі оның жазылуының атрибуттарын анықтайды және өзге сессия орнатылады. Бірақ, бұл кезде алдынғы пунктте айтылған мүмкіндіктер сақталады.

Ауысу режиміндегі қатынас құру (portable access). Бұл қатынас құру кезінде тутынушылық құрылғы сымсыз желімен шектелген аймақта жаяу жүріс жылдамдығымен жүрген кезде байланыс жасауға мүмкіндік алады. Сессия кезінде байланыс желісінің бір ұяшығынан немесе оның бір секторынан екіншісіне ауысқан кезде басқарудың барлық мүмкіндіктері берілмейді. Яғни, желі мүмкіндіктері шектеулі болып қалады.

Қарапайымдалған мобильді қатынас құру (simple mobile access). Бұл қатынас құру кезінде сымсыз желі шекарасының ішінде көлік жылдамдығымен қозғалып келе жатқан құрылғыға шынайы уақытты қажет етпейтін қосымшалар сессиясын тоқтатпауға мүмкіндік береді. Секторлар мен ұяшықтардың арасында орын ауыстыру кезінде басқаруды беру сеансты жоғарыда көрсетілген типті приложениелер үшін үзіліссіз қылады.

Толық мобильді қатынас құру (full mobile access). Бұл қатынас құру түрі сымсыз байланыс аясындағы территорияда тұтынушылық құрылғы өте үлкен жылдамдықпен қозғалған кезде байланысты қамтамасыз етуге мүмкіндігі бар. Гарант түріндегі басқаруды беру базалық станса секторларын немесе ұяларды ауыстырған кезде барлық қосымшаларға үздіксіз жұмыс жасауға мүмкіндік береді.

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

Барлық сымсыз технологиялардың дамуы жоғарыда айтылған – позитивті жағы. Бірақ мамандарда сымсыз желілермен және Wi-MAX стандартына сұрақтар көптеп туындайды, сонымен қатар стандарттың ақпараттық қауіпсіздігіне. Өйткені сымсыз желілерінде кең аумақты пайдалануы мен қатар қаскүнемдердің көпшілігін шапшаң тартады.

Мамандар айтуы бойынша сымсыз желілерде қауіпсіздігі сымды желілерге қарағанда деңгейі төмен емес дейді. Өйткені оған көптеген аспаптармен қол жеткізеді. Мысалы: бірегей идинтификатор жасауға болады (Service Set Identifier) және шифрлеу тәртібі қосып (Wired Equivalent Privacy) оған тағыда 802.1х ең жаңа стандартты пайдаланып, қауіпсіздік қамтамасыз етунің жақсарған механизмдермен иеленген, WEP технологияларынан басқа да технологиялар толы, оларды пайдалану WEP-тің «үстінен» қауіпсіздігінің қосымша деңгейлерін жасайды (жеке желілер немесе IPSec). Виртуалды жеке желілердің (VPN) аудентификацияға арналған қуатты құралдар және шифрлеулерді қосады, динамикалық шифрлеу кілттерімен айырбастау негізінде жасалған. Алысталған пайдаланушылармен мәліметтермен айырбасқа арналған қорғалған туннельдерді қалыптастырып, дәл осылай кәсіпорының ішінде де.

802.16 стандартында әрбір абоненттік  кешен Х.509 сандық сертификат енгізілген, бұл сертификат құрылғыны өндірушісімен  тігілген және сертификатты өзгертуге  тиім салынады, тіпті сертификаттың уақытты яғни 10 жыл өтсе де тиім салынады. Базалық стансасында абоненттік жиынтықтың сандық жазу негізінде аудентификация болады, сол кезде базалық және абоненттік стансалар шифрланған кілттермен ауысады және шифрланған қауіпсіздікті қондырады. Шифрлеуге арналған кілттердің жиынтығын және сол алгоритм – 3-DES – ұстап алған жағдайда да, шифрді ашу қиындығын қамсыздандырады. Әрбір ауаны қосуға арналған кілттермен екілік бір уақытта тарифті шифрлеу механизмі жұмыс істейді, десте жоғалту мүмкіндіктерімен ортада синхронизациямен қамтиды, кілттердің уақыт өмірін жоятын – байланыстың сенімділігі. Сымсыз технологиялардың негізгі есептелуі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ӘДІБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 

1. Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд.  – СПб.: Питер, 2005. – 992 с.
2. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 958 с. 
3. Рошан П., Лиэри Д. Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11.: Пер. с. англ. – М.: Издательский дом «Вильяме», 2004. – 304 с.
4. Тұрым А.Ш. Есептеу жүйелері және желілері: Оқулық. – Алматы, ҚазҰТУ, 2006. – 331 бет.
5. Рутгайзер О.З. Выпускная работа на соискание степени бакалавра. Методические указания к выполнению. – Алматы: АИЭС, 2007. – 6 с.
6. Джангозин А.Д. Фирменный стандарт. Работы учебные. Общие требования к оформлению текстового и графического материала. – Алматы: АИЭС, 2002. – 34 с.