IEEE 802.16 Сымсыз Желі Стандарттары Тізімі

Кіріспе

IEEE 802.16 – Электр және электроника инженерлері институты (IEEE) жазған сымсыз кең жолақты стандарттар сериясы. IEEE Стандарттар кеңесі 1999 жылы сымсыз қалалық желілерге арналған кең жолақты стандарттарды әзірлеу үшін жұмыс тобын құрды. Бұл жұмыс тобы IEEE 802 жергілікті және қалалық желілер стандарттар комитетінің бөлімшесі болып табылады. 802.16 стандарттар отбасы IEEE-де ресми түрде WirelessMAN деп аталғанымен, WiMAX Forum өнеркәсіптік альянсы оны "WiMAX" ("Микротолқынды қолжетімділік үшін бүкіл әлемдік үйлесімділік") деген атпен коммерцияландырды. Форум IEEE 802.16 стандарттары негізіндегі өнімдердің үйлесімділігін және өзара іс-қимылын ынталандырады және сертификаттайды. 802.16e 2005 түзетуі әлем бойынша енгізіліп, қолданысқа қойылды. IEEE 802.16 2009 нұсқасы IEEE 802.16j 2009 арқылы толықтырылды.

Стандарттар

Жобалар жобалық және ұсынылатын стандарттарды "P" әрпімен белгілеп жариялайды. Стандарт мақұлданғаннан және жарияланғаннан кейін, ол "P" әрпі алынып тасталып, оның орнына жариялану жылымен аяқталатын сызықша қойылады.

Жобалар

Стандарттық сипаттамаСтатус802.16Қатты кең жолақты сымсыз қолжетімділік (10–66 ГГц) Ескірген802.16.2Қосылу үшін ұсынылатын тәжірибеЕскірген802.16c10–66 ГГц жүйелік профильдерЕскірген802.16a2–10 ГГц физикалық қабат және MAC анықтамаларыЕскіргенP802.16bЛицензияланбаған жиіліктер (Жоба тоқтатылды)ТоқтатылдыP802.16d2–11 ГГц техникалық қызмет көрсету және жүйелік профильдер (Жоба 802.16 2004-ке біріктірілді)Біріктірілді802.16Қатты кең жолақты сымсыз қолжетімділік жүйесі үшін әуе интерфейсі (802.16–2001, 802.16a, 802.16c және P802.16d жиынтығы)ЕскіргенP802.16.2a2–11 ГГц және 23.5–43.5 ГГц арасындағы қосылу (Жоба 802.16.2 2004-ке біріктірілді)Біріктірілді802.16.2Жергілікті және қалалық желілер үшін IEEE ұсынылатын тәжірибесі. Қатты кең жолақты сымсыз қолжетімділік жүйелерінің қосылуы (802.16.2–2001 және P802.16.2a жиынтығын күзеу және біріктіру)2004 жылғы 17 наурызда жарияланды. Қолданыста802.16f802.16 2004 үшін басқару ақпараттық базасы (MIB)Ескірген802.16 2004/Cor 1–2005Қатты операцияларға түзетулер (802.16e 2005-пен бірге жарияланды)Ескірген802.16eҰялы кең жолақты сымсыз қолжетімділік жүйесіЕскірген802.16kЖергілікті және қалалық желілерге арналған IEEE стандарты: Медиа қолжетімділігін басқару (MAC) көпірлеріҚолданыста802.16gБасқару процедуралары және қызметтеріЕскіргенP802.16iҰялы басқару ақпараттық базасы (Жоба 802.16 2009-ға біріктірілді)Біріктірілді802.16 2009Қатты және ұялы кең жолақты сымсыз қолжетімділік жүйесі үшін әуе интерфейсі (802.16–2004, 802.16 2004/Cor 1, 802.16e, 802.16f, 802.16g және P802.16i жиынтығы)Ескірген802.16jКөп реттік релеЕскірген802.16hЛицензияланбаған операция үшін жақсартылған қосылу механизмдеріЕскірген802.16m100 Мбит/с жылдамдықпен ұялы және 1 Гбит/с жылдамдықпен қатты деректерді беру жылдамдығымен жетілдірілген әуе интерфейсі. Сондай-ақ Mobile WiMAX Release 2 немесе WirelessMAN Advanced деп те аталады. 4G жүйелері үшін ITU R IMT Advanced талаптарын орындауға бағытталған. 802.16 2012 IEEE кең жолақты сымсыз қолжетімділік жүйелері үшін әуе интерфейсі стандарты. Бұл 802.16h, 802.16j және Std 802.16m жиынтығы (бірақ WirelessMAN Advanced радио интерфейсін қоспағанда, IEEE Std 802.16.1 стандартына көшірілді). 2012 жылғы 17 тамызда жарияланды. 802.16.1 IEEE стандартымен алмастырылды.802.16.1Кең жолақты сымсыз жүйелерге арналған WirelessMAN Advanced әуе интерфейсі стандарты. 2012 жылғы 7 қыркүйекте жарияланды. Қолданыста802.16pКең жолақты сымсыз қолжетімділік жүйелері үшін әуе интерфейсі стандарты. 1-қосымша: Машинадан машинаға қолданбаларды қолдау үшін жақсартулар. 2012 жылғы 8 қазанда жарияланды. Қолданыста802.16.1bКең жолақты сымсыз жүйелерге арналған WirelessMAN Advanced әуе интерфейсі стандарты. 1-қосымша: Машинадан машинаға қолданбаларды қолдау үшін жақсартулар. 2012 жылғы 10 қазанда жарияланды. Қолданыста802.16nКең жолақты сымсыз қолжетімділік жүйелері үшін әуе интерфейсі стандарты. 2-қосымша: Жоғары сенімді желілер. 2013 жылғы 6 наурызда мақұлданды. Қолданыста802.16.1aКең жолақты сымсыз жүйелерге арналған WirelessMAN Advanced әуе интерфейсі стандарты. 2-қосымша: Жоғары сенімді желілер. 2013 жылғы 6 наурызда мақұлданды. Қолданыста802.16 2017Кең жолақты сымсыз қолжетімділік жүйелері үшін әуе интерфейсі стандарты. Бұл 802.16p, 802.16n, 802.16q (көп деңгейлі желілер) және Std 802.16s (лицензияланған спектр, жолақты ені 0.1–1.25 МГц) жиынтығы. 2017 жылғы қыркүйекте жарияланды. Қолданыста802.16tТүзету. Тар жолақты арналардағы қатты және ұялы сымсыз қолжетімділік, лицензияланған спектрді пайдалану үшін 5–100 кГц жолақты ені бар жаңа PHY. 2020 жылғы 3 желтоқсанда мақұлданды. Қолданыста

StandardDescriptionStatus802.16Fixed Broadband Wireless Access (10–66 GHz)Superseded802.16.2Recommended practice for coexistenceSuperseded802.16cSystem profiles for 10–66 GHzSuperseded802.16aPhysical layer and MAC definitions for 2–10 GHzSupersededP802.16bLicense exempt frequencies(Project withdrawn)WithdrawnP802.16dMaintenance and System profiles for 2–11 GHz(Project merged into 802.16 2004)Merged802.16Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access System(rollup of 802.16–2001, 802.16a, 802.16c and P802.16d)SupersededP802.16.2aCoexistence with 2–11 GHz and 23.5–43.5 GHz(Project merged into 802.16.2 2004)Merged802.16.2IEEE Recommended Practice for Local and metropolitan area networksCoexistence of Fixed Broadband Wireless Access Systems(Maintenance and rollup of 802.16.2–2001 and P802.16.2a)Released on 2004 March 17. Existing802.16fManagement Information Base (MIB) for 802.16 2004Superseded802.16 2004/Cor 1–2005Corrections for fixed operations(co published with 802.16e 2005)Superseded802.16eMobile Broadband Wireless Access SystemSuperseded802.16kIEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Media Access Control (MAC) BridgesAmendment 2: Bridging of IEEE 802.16(An amendment to IEEE 802.1D)Released on 2007 August 14. Existing802.16gManagement Plane Procedures and ServicesSupersededP802.16iMobile Management Information Base(Project merged into 802.16 2009)Merged802.16 2009Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access System(rollup of 802.16–2004, 802.16 2004/Cor 1, 802.16e, 802.16f, 802.16g and P802.16i)Superseded802.16jMultihop relaySuperseded802.16hImproved Coexistence Mechanisms for License Exempt OperationSuperseded 802.16mAdvanced Air Interface with data rates of 100 Mbit/s mobile and 1 Gbit/s fixed. Also known as Mobile WiMAX Release 2 or WirelessMAN Advanced. Aiming at fulfilling the ITU R IMT Advanced requirements on 4G systems. Superseded802.16 2012IEEE Standard for Air Interface for Broadband Wireless Access SystemsIt is a rollup of 802.16h, 802.16j and Std 802.16m(but excluding the WirelessMAN Advanced radio interface, which was moved to IEEE Std 802.16.1). Released on 2012 August 17. Superseded802.16.1IEEE Standard for WirelessMAN Advanced Air Interface for Broadband Wireless Access SystemsReleased on 2012 September 07. Existing802.16pIEEE Standard for Air Interface for Broadband Wireless Access SystemsAmendment 1: Enhancements to Support Machine to Machine ApplicationsReleased on 2012 October 08. Existing802.16.1bIEEE Standard for WirelessMAN Advanced Air Interface for Broadband Wireless Access SystemsAmendment 1: Enhancements to Support Machine to Machine ApplicationsReleased on 2012 October 10. Existing802.16nIEEE Standard for Air Interface for Broadband Wireless Access SystemsAmendment 2: Higher Reliability NetworksApproved on 2013 March 06. Existing802.16.1aIEEE Standard for WirelessMAN Advanced Air Interface for Broadband Wireless Access SystemsAmendment 2: Higher Reliability NetworksApproved on 2013 March 06. Existing802.16 2017IEEE Standard for Air Interface for Broadband Wireless Access SystemsIt is a rollup of 802.16p, 802.16n, 802.16q (Multi tier Networks) and Std 802.16s (licensed spectrum, bandwidth 0.1–1.25 MHz)Released on 2017 September. Existing802.16tAmendment Fixed and Mobile Wireless Access in Narrowband Channels, a new PHY for licensed spectrum operation with bandwidths of 5–100 KHz. Approved 2020 12 03. Existing

802.16e-2005 Технология

802.16 стандарты негізінен ауа интерфейсінің екі жағын – физикалық қабатты (PHY) және медиаға қолжетімділікті басқару қабатын (MAC) стандарттайды. Осы бөлімде мобильді 802.16e спецификациясында осы екі қабатта қолданылатын технологиялар туралы жалпы мәлімет берілген.

PHY

802.16e деректерді тасымалдау үшін масштабталатын OFDMA қолданады, 1,25 МГц-ден 20 МГц-ге дейінгі арна енін қолдайды және 2048-ге дейін субтасымалдаушыларды қамтиды. Ол адаптивті модуляция мен кодтауды қолдайды, сондықтан сигнал жақсы болғанда жоғары тиімді 64 QAM схемасы қолданылады, ал сигнал нашар болғанда, сенімдірек BPSK кодтау механизмі қолданылады. Орташа жағдайларда 16 QAM және QPSK та қолданылуы мүмкін. Басқа PHY мүмкіндіктеріне көріс сызығынан тыс таралудың (NLOS) жақсы сипаттамаларын (немесе жоғары өткізу қабілетін) қамтамасыз ету үшін көп кіріс-көп шығыс (MIMO) антенналарын қолдау, сондай-ақ қателерді жақсы түзету үшін гибридті автоматты қайта сұрау (HARQ) кіреді. Стандарттар 2-ден 66 ГГц-ке дейінгі кез келген жиілік диапазонында жұмыс істеуге мүмкіндік берсе де, мобильдік жұмыс үшін төменгі жиілік диапазондары қолайлырақ, бірақ олар ең көп қолданылатындықтан, сонымен қатар ең қымбат.

MAC

802.16 MAC конвергенттік субқабаттарының бірнешеуін сипаттайды, олар Ethernet, Асинхронды беру режимі (ATM) және Интернет протоколы (IP) сияқты сымдық технологиялардың радио интерфейсінде қалай енгізілгенін, деректердің қалай жіктелетінін және т.б. түсіндіреді. Сондай-ақ, аутентификация кезіндегі қауіпсіз кілт алмасу арқылы және деректерді беру кезінде Advanced Encryption Standard (AES) немесе Data Encryption Standard (DES) шифрлау арқылы қамтамасыз етілген қауіпсіз байланыс амалдары да сипатталады. MAC қабатының басқа да мүмкіндіктеріне қуатты үнемдеу механизмдері (ұйықтау режимі және бос жүріс режимі) және қолдау беру (handover) механизмдері кіреді. 802.16 технологиясының ерекшелігі – бұл қосылысқа бағытталған технология. Абоненттік станция (SS) базалық станция (BS) арнасын бөлгенге дейін деректерді жібере алмайды. Бұл 802.16e-ге қызмет сапасын (QoS) жоғары деңгейде қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

QoS

802.16e-дегі қызмет сапасы (QoS) SS мен BS арасындағы әрбір байланысты (802.16 терминологиясында қызмет ағыны деп аталады) белгілі бір QoS класына бөлу арқылы қолдайды. 802.16e-де 5 QoS кластары бар:

+ 802.16e 2005 QoS кластары | Service | Abbrev | Definition | Typical Applications
---|---|---|---|---
Unsolicited Grant Service | UGS | Нақты уақыт дерек ағыны, белгілі бір өлшемдегі дерек пакеттерінен тұрады, мерзімді интервалдармен жіберіледі | T1/E1 transport
Extended Real time Polling Service | ertPS | Нақты уақыт қызмет ағыны, өзгермелі өлшемдегі дерек пакеттерін мерзімді түрде жасайды | VoIP
Real time Polling Service | rtPS | Өзгермелі өлшемдегі дерек пакеттерінен тұратын нақты уақыт дерек ағыны, мерзімді интервалдармен жіберіледі | MPEG Video
Non real time Polling Service | nrtPS | Кешігуге төзімді дерек ағыны, өзгермелі өлшемдегі дерек пакеттерінен тұрады, оған ең төменгі дерек жылдамдығы талап етіледі | FTP кепілдік берілген ең төменгі өткізу қабілетімен
Best Effort | BE | Ең төменгі қызмет деңгейі талап етілмейтін дерек ағыны, сондықтан қолданылатын ресурстарға байланысты өңделеді | HTTP

BS және SS тиісті QoS класын (сондай-ақ, ені және кешігу сияқты басқа параметрлермен бірге) қызмет ағынымен пайдаланады, бұл қосымша деректерге қосымшаға сәйкес QoS қарастыруын қамтамасыз етеді.

Сертификаттау

IEEE техникалық ерекшеліктерді ғана белгілейді, бірақ оларға жабдықтардың сәйкес келуін тексермейді. Сондықтан WiMAX Форумы мүшелері сертификаттау үшін төлем жасайтын сертификаттау бағдарламасын іске асырады. Осы ұйымның WiMAX сертификаты стандартқа сәйкестікті және басқа өндірушілердің жабдықтарымен өзара үйлесімділікті кепілдеуге бағытталған. Форумның мақсаты – кеңжолақты сымсыз өнімдердің үйлесімділігі мен өзара іс-қимылын ілгерілету және сертификаттау.