Sakarya Üniversitesi Bilgisayar Mühendisli i Bölümü Yrd.Doç.Dr. Murat SKEF YEL 1

Transkript

1 IEEE WiMAX 1 Wimax Nedir? Worldwide interoperability for Microwave Access in k saltmas d r. Kablosuz geni bant eri im (BWA) imkan n yüksek h zlarda ve uzak mesafede sa layan IEEE ile standardize edilmi haberle me protokolüdür y l ndan itibaren birçok versiyonu mevcuttur. 2

2 WiMAX Geli imi Worldwide interoperability for Microwave Access k saltmas IEEE çal ma grubu,10 66 GHz spektrum band nda i letmeyi düzenleyen standard n Nisan 2002 de yay mlam t r GHz aral nda iletim için görü hatt (LOS) gerekti inden görü hatt nda olmayan ihtiyaçlara cevap veren a standard ise Nisan 2003 te yay mlanm t r. Bu standart 2 11 GHz aral ndaki frekansta lisansl ve lisanstan muaf çal may düzenlemektedir a da oldukça geli en NLOS performans sayesinde Wimax istasyonlar n n yüksek yerlere kurulan kuleler yerine bina üstlerine kurulabilir olmas da kabloda mümkün olmayan esnekli i e sa lamaktad r. a a IEEE de Sabit Wimax için halihaz rda kullan lan standart, Haziran 2004 de onaylanan ve eklinde de bilinen d versiyonudur. 3 Standard n Geli imi 4

3 A Yap lar IEEE WWAN 3GPP IEEE WMAN ETSI WirelessMAN HiperMAN IEEE WLAN ETSI WirelessLAN HiperLAN IEEE WPAN ETSI HiperPAN 5 WiMAX Genel Yap 6

4 HIZ, MESAFE VE FREKANSA GÖRE TELS Z LET M TEKNOLOJ LER Teknoloji Standart Kullan m H z (Mbps) Mesafe Frekans UWB a WPAN m 7.5 GHz WiFi a WLAN Max m 5 GHz WiFi b WLAN Max m GHz WiFi g WLAN Max m 2.4 GHz WiMAX d WMAN Max. 75 (20 MHz Bant Geni li inde) WiMAX e Mobil WMAN Max. 30 (10 MHz Bant Geni li inde) km <11 GHz km 2-6 GHz WCDMA/ 3G WWAN Max. 2 (HSDPA ile 158km , 1900, UMTS Max. 10) 2100 MHz CDMA2000 1xEV-DO 3G WWAN Max. 2.4 (tipik Kbps) km 400, 800, 900, 1700, 1800, 1900, 2100 MHz EDGE 2.5 G WWAN 348 Kbps km 900, 1800, 1900 MHz Sakarya Üniversitesi Bilgisayar Mühendisli i Bölümü 7 WiMAX ve Mobilite Wimax teknolojisine mobilite özelli ini kazand ran ve Aral k 2005 de onaylanarak yay mland için e 2005 olarak da an lan e versiyonu ile, 120 km/s h za kadar mobilitenin desteklenmesi ve bina içi kapsaman n da çok daha iyi olmas hedeflenmektedir. Mobil hizmetlerin, geni alanda kapsamay sa lamas için lisansl frekanslara gereksinimi vard r. Ayr ca abone ekipmanlar n n fiyat n n, daha geni bir pazar hedeflendi i için ün abone ekipman fiyatlar ndan daha dü ük olmas beklenmektedir. lk mobil Wimax uygulamas, Kore de WiBro (Wireless Broadband) ismiyle ve 2.3 GHz band nda kar m za ç kmaktad r. ubat 2002 de Kore hükümetinin 100 MHz bant geni li i tahsis etmesi üzerine geli tirilmeye ba lanm ve 2004 sonunda standartla t r lm t r. Kullan c ba na ula labilecek maksimum h z ise 3 Mbps DL, 1 Mbps UL olarak anons edilmektedir. 8

5 ETSI de WiMAX ETSI ise 2 11 GHz spektrum band için kablosuz MAN standard n olu turarak Kas m 2003 te yay nlam t r. ETSI, IEEE grubu ile yak n çal makta ve HiperMAN standard asl nda y izleyerek Avrupa için 2 11 GHz bantlar nda kablosuz ebeke ileti imini tan mlamaktad r. HiperMAN standard ile benzer ekilde; bütün bir hizmet kalitesi, h zl ba lant kontrol yönetimi, güçlü güvenlik, kodlamaya h zl uyum, propagasyon ko ullar nda modülasyon ve iletim gücü, görü hatt nda olmayan performans, hem FDD hem de TDD deste i gibi çe itli hizmet kategorilerini sunmaktad r. Hizmet planlamas ve katman yak nsamalar IEEE ile ayn d r. 9 WiMAX Özellikleri 11 GHz alt ndaki lisansl ve lisanstan muaf bant i lemleri deste i, Yüksek spektral verimlilik, Daha güvenli iletim için ileri hata düzeltme, Ki isel güvenlik ve ifreleme özellikleri ile güvenli iletim, Mesafeyi ve kapasiteyi art rmak için geli mi anten teknikleri deste i, Uzak mesafelere ula mak için bant geni li inden feragat edilmesine izin verebilen uyarlanabilir modülasyon deste i, Geleneksel TDM ses trafi i veya Voice over IP ile video da ideal ta ma ve veri trafi inin önceli i gibi gecikme duyarl kl hizmetler için dü ük gecikme süresi sa lama, Hem TDD hem de FDD tekniklerini kullanabilme, OFDM ve OFDMA modülasyon teknikleri. 10

6 Wimax PDU Ba l a. Genel b. Bandgeni li i stek 11 Sertifikasyon Profilleri Sertifikasyon, hem sabit hem de ta nabilir / mobil platformlar adreslemektedir. Sabit için sertifikasyon i lemi Temmuz 2005 de ba lam t r e sertifikasyonunda ba lang ç için seçilen sertifikasyon profili anons edilmi tir çin Wimax Forum Taraf ndan Seçilen Ba lang ç Sertifikasyon Profili Frekans Çiftleme Kanallar (MHz) (Dublexing) (MHz) TDD FDD TDD FDD TDD e-2005 çin Wimax Forum Taraf ndan Anons Edilen Ba lang ç Sertifikasyon Profili Frekans Çiftleme Kanallar (MHz) (Dublexing) (MHz) TDD 5, 8.75, TDD 5, TDD 5, TDD 5, 7, TDD 5, 7, 10 12

7 Sabit, Göçebe, Ta nabilir ve Mobil WiMAX Eri im Türü Cihazlar Lokasyon/H z Hücreler Aras Geçi Bina d ve bina içi AE ler Bina içi AE ler, PCMCIA kartlar e Sabit Bina d ve Tek/Sabit Hay r Evet Evet Göçebe Ta nabilir Laptop PCMCIA veya mini kartlar Basit Mobilite Laptop PCMCIA veya mini kartlar, PDA lar veya smartphone lar Tam Mobil Laptop PCMCIA veya mini kartlar, PDA lar veya smartphone lar Çoklu/Sabit Hay r Evet Evet Çoklu/Yürüme h z Çoklu/Dü ük araç h z Çoklu/Yüksek araç h z Sert Geçi (Hard Handoff) Sert Geçi (Hard Handoff) Yumu ak geçi (Soft Handoff) Hay r Hay r Hay r Evet Evet Evet 13 WiMAX Frekanslar Ülke/Co rafik Bölge Kuzey Amerika, Meksika Orta ve Güney Amerika Do u ve Bat Avrupa** Ortado u ve Afrika Asya Pasifik* Kullan lan Frekans Band 2.5 GHz ve 5.8 GHz 2.5 GHz, 3.5 GHz ve 5.8 GHz 3.5 GHz ve 5.8 GHz 3.5 GHz ve 5.8 GHz 3.5 GHz ve 5.8 GHz * : Yeni Zelanda, Güney Kore ve Avustralya da 2.3 GHz **: ngiltere de 2.5 GHz 14

8 15 Türkiye de WiMAX tarihinden ba lamak üzere birçok firma test için Telekominikasyon Kurulundan izin alm t r. stanbul, Ankara, Eski ehir, Gebze, Konya, Tekirda, Yozgat (TT) gibi ehirlerde test çal malar ba lam t r. 16

9 Test Lisans Alan Firmalar Türkiye de Wimax için test lisans alan firmalar, ald klar süre, test alan ekteki tablodad r. 17 Frekans Aç s ndan Türkiye 2.5 GHz, 3.5 GHz ve 5.8 GHz frekanslar aç s ndan ülkemizdeki durum u ekilde özetlenebilir: Ülkemizde MHz band IMT 2000 kullan m na ayr lm ve henüz kullan lmamaktad r. 5.8 GHz ( MHz) frekans band ise halihaz rda Milli Frekans plan nda askeri sistemlere tahsisli görülmektedir. 3.5 GHz band n n tamam ( MHz) ise mülga Telsiz Genel Müdürlü ü taraf ndan hem k rsal hem de kentsel alanda kullan lmak üzere tarihinde Türk Telekomünikasyon A.. ye (TTA ) tahsis edilmi durumdad r. Ancak 2006 y l sonuna kadar band n bo alt lmas na ili kin hukuki süreç sonunda TK band devralm t r. 18

10 WiMAX Uygulamalar Hücresel Toplay c Omurga (Cellular Backhaul) Talebe Ba l Geni bant (Broadband on on demand) demand) Konutlarda Geni bant; Kablo ve DSL Kapsamalar nda Bo luklar Doldurma Hizmet Gitmemi Alanlar Fiber Optik Kablonun Son Kilometre Da t m Ses letimi i Karasal Say sal Yay nc l k Kamu Güvenlik Hizmetleri ve Özel ebekeler 19 Uygulama Hücresel Toplay c Omurga 20

11 Uygulama Kablosuz Servis Sa lay c Toplay c Omurga 21 Uygulama Banka A lar 22

12 Uygulama E itim A lar 23 Uygulama Kamu Güvenli i 24

13 Uygulama K y dan Uzak A lar 25 Uygulama Kampüs Ba lant lar 26

14 Uygulama Geçici antiye Ba lant lar 27 Dünya da WiMAX Uygulamalar Amerikan Ordusu Gezgin (Mobile) WiMAX için çal malara ba lad. Rusya da Ambulans uygulamas deneniyor. Kore de WiMAX Otobüsü uygulamas mevcut. Avrupa da birçok ehirde internet, video konferans uygulamalar mevcut. 28

15 Türkiye de WiMAX Uygulamalar Ankara Numune Hastanesi, ambulanstan hastaneye hasta verilerini iletmek için deneme uygulamas na ba lam t r. Birçok servis sa lay c firman n test lisans alarak çal malar devam etmektedir. 29 WiMAX Ürünler 1 Alvarion's BreezeMAX PRO S CPE d cihaz Hem LOS hem de NLOS uyumlu GHz frequency bands, utilizes the Intel PRO/Wireless 5116 broadband interface chip chip and supports dual mode FDD and TDD duplex. 30

16 WiMAX Ürünler 2 Alvarion's BreezeMAX Si indoor WIMAX CPE modem GHz frequency band, utilizes the Intel PRO/Wireless 5116 broadband interface chip and supports dual mode FDD and TDD duplex Servis S n flar 32

17 QoS Yap s IEEE QoS mimarisi 33 ASK dan OFDM e Geçi 34

18 Uyarlamal Modulasyon ve Kodlama AMC Adaptive Modulation and Coding WiMAX; robust (sa lam, güçlü) bir ba lant hizmeti bir ba lant verebilmek için AMC kullan yor. AMC; Fiziksel katmanda say sal verinin analog sinyale dönü türülürken kullan lan bir yap. Amaç: Kanaldaki SNR yüksekse, yüksek h zda; dü ükse, dü ük h zda veri iletimi. iletimi. Modulasyonun türü h z ile do ru orant l Modulasyon ve Kodlama Profilleri CC Convolutional Code CTC Con. Turbo Code BTC Block Turbo Code LDPC Low Density Parity Code 36

19 Çe itli Kodlamalardaki Veri H zlar (Mbps) 37 AMC Blok Diyagram r T ( 1 BLER ) r log 2 ( M ) P r t r : : Pt : bps/hz Received SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio Kanal SINR letilen Güç (Transmit Power) Sakarya Üniversitesi Bilgisayar Mühendisli i Bölümü 38

20 Modulasyon Türünün Verime (Throughput) Etkisi letim h z (modulasyon) Kodlama Oran letim Gücü 39 AMC Mesafe Kavram 40

21 Ba lant Kurma 41