W A WiMAX és a jövő szélessávú i
vezeték nélküli hálózatai
M A
Korsós András műszaki igazgató
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Bevezető
W i M A X
Tartalom •Vezetéknélküli hálózatok szabványai •WiMAX fórum •Technológiai alapok •Alvarion BreezeMAX implementációja •Fejlesztési tervek •Összefoglalás
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
A szélessávú hozzáférési hálózatok
W i M A X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Szabványok áttekintése (1)
W WAN
i M
802.16
A
802.11 802.15
X WWW.SCINETWORK.HU
MAN LAN PAN PAN: Private Area Network MAN: Metropolitan Area Network LAN: Local Area Network WAN: Wide Area Network ©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Szabványok áttekintése (2) - 2.4GHz
W i M A X
IEEE 802.11 - Wireless LAN IEEEE 802.11 - FHSS (Frekvencia ugratásos szórt spektrumú) - DSSS (Direkt szekvenciás szórt spektrumú) - 1-2-3 Mbps IEEE 802.11b (Wi-Fi) - High Speed Wireless LAN - DSSS, 11 Mbps IEEE 802.11g - Very High Speed WLAN - OFDM (Orthogonális frekvencia osztásos multiplex) - 54 Mbps Bluetooth - Personal Area Network - FHSS 1 Mbps HomeRF - Home Networking - FHSS 1.6 - 10 Mbps
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Szabványok áttekintése (3) - 5Ghz
W i M A X
IEEE 802.11a - High Speed Wireless LAN - OFDM (64 FFT - 52 alvivő) - 54 Mbps IEEE 802.16b - Wireless MAN - OFDM (256, 2k FFT), SC - TDM és QoS támogatás ETSI HIPERLAN/2 - Public/Private Mobile Networks - Under ETSI BRAN (Broadband Radio Access Networks) - OFDM alapú (64 FFT - 52 alvivő) - Cella alapú protokoll, QoS támogatással
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
WiMAX fórum (1)
W i
A WiMAX fórum célja egy olyan átfogó szabvány megalkotása, amely elősegíti a szélessávú vezeték nélküli hálózatok és technológiák gyors elterjedését. Kiemelt területek:
M A X
- A teszt specifikációk rögzítése - A teszt laboratóriumok minősítése - A termékminősítések koordinálása
A legfontosabb terület a különböző gyártók termékei együttműködésének minősítése WiMAX a WiFi-t követő forradalmian új technológia!
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
A IEEE 802.16a/d/e, ETSI - HIPERMAN szabványok és a WiMAX
W i M
•
IEEE 802.16a – Fixed Wireless Access szabvány – PtMP MAC réteg, három fizikai réteg: OFDM, OFDMA és Single Carrier IEEE 802.16d – a 802.16a PHY szabványt adaptálja a mobil hálózatok számára IEEE 802.16e – a mobil hálózatokon belüli forgalomátadás és powersave mechanizmusok teljes támogatása
• •
•
HIPERMAN – párhuzamos ETSI törekvés • megegyezik a 802.16a és 802.16d szabványokkal • Csak OFDM PHY réteget támogat
A •
X
WiMAX Fórum – a gyártók által létrhozott szervezet az IEEE 802.16 and ETSI HiperMAN szabványok bevezetésére • csak az OFDM 256 modulációs eljárásra fókuszál • a különböző termékek együttműködését ellenőrzi és minősíti
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
WiMAX fórum (2) A WiMAX technológia kulcselemei •
W i M A X
WiMAX a hangsúlyt oda helyezi, ahol a 802.16a/d és ETSI HiperMAN nem tudott megegyezni, hogy: – a gyártók elkerüljék a különböző termékek együttműködési problémái miatti kellemetlenségeket, – globális szabvány jöjjön létre. IEEE 802.16RevD (802.16d)
ETSI-HiperMAN
Single Carrier
OFDM (FFT 256). Optional OFDMA on Uplink
OFDM (FFT 256). Optional OFDMA on Uplink OFDMA (FFT 2K). OFDMA both on Downlink & Uplink
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
WiMAX fórum (3) A WiMAX technológia előnyei
W i M A X
• Alkatrész gyártók: • A chip gyártók számára nagy volument jelent. • Berendezés gyártók: • az end-to-end egyedi megoldások helyett szabványos termék • az innovatív megoldások gyors piacra kerülése • Szolgáltatók • Több beszállító, alacsonyabb árak = alacsonyabb beruházási kockázat • Szélessávú szolgáltatások megnyitása, újabb bevételek • A szélessávú szolgáltatások ügyféloldali gyors bevezetése, alkalmazása • Felhasználók • Fix, hordozható vagy mobil szélessávú elérési lehetőség választékának növekedése, alacsonyabb végfelhasználói árak
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
WiMAX fórum (4) Technologiai specifikáció
W i M A X
• A WiMAX az IEEE 802.16 és az ETSI HiperMAN szabványok közös metszetére, a 256FFT OFDM technológiára támaszkodik • Csak a Wireless MAN (Metropolitan Access Network) megoldásokra fókuszál a 2-11 GHz-es sávban
Kiemelt jellemzők: • Max. 50 km-es lefedési terület • Direkt rálátást nem igénylő (NLOS) működés • QoS beállítási lehetőség a voice/video alkalmazásokra • Nagyon magas spektrumkihasználás: 3.8 bit/Hz • Max. 280 Mbps bázisállomás kapacitás • Valódi hordozható, ill. mobil végfelhasználók • IEEE 802.16e szabványon alapuló mobil laptop-ok/PDA-k alaplapra integrált WiMAX technológiával
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
WiMAX fórum (5) A technologia prognosztizált fejlődése
W
A Wireless LAN-októl a hozzáférési hálózati megoldásokig• A gyártóspecifikus megoldásoktól a szabványos megoldásokig•
i M A X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
WiMAX fórum (6) A WiMAX alkalmazások várható fejlődése
W i M A X
2004
2006
Fixed Outdoor A megoldás jellemzői • Fix helyszínek • Épületen kívüli installálást is igényel • Viszonylag körülményes üzembehelyezés Alkalmazások • E1 szintű szolgáltatás csak a nagy üzleti előfizetőknek • Hot-spot-ok bekötése • Az SMB ügyfeleknél frakcionális E1 szolgáltatás
WWW.SCINETWORK.HU
2007
Fixed Indoor & Portable
Mobile
A megoldás jellemzői • Consumer típusú – az intallálást a felhasználó végzi • Hordozhatóság – a szolgáltatási területen belül Alkalmazások • “Last Mile” szélessávú hozzáférés • Hordozható szélessávú hozzáférés
A megoldás jellemzői • CPE nélküli mobil PC • Roaming-olási lehetőség a szolgáltatási területen belül • Always Best Connected (Simplified Network Selection) Alkalmazások • “Mobil” szélessávú hozzáférés
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
WiMAX fórum (7) WiMAX alapító tagok
W i
•
Korábbi sáv: 10-66 GHz – Nokia – Ensemble – Hughes Network Systems
M A
•
Jelenlegi sáv: 2-11 GHz: – Alvarion – Airspan – Aperto – Fujitsu – Intel – OFDM Forum – Proxim – Telnecity – WiLAN – Remec
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
WiMAX fórum (8) Új WiMAX tagok
W i M A X
• Siemens Mobile • Alcatel • Cisco • Nortel • Motorola • Navini • Next Net • Redline Comm • ZTE
WWW.SCINETWORK.HU
• British Telecom • France Telecom • Deutsche Telekom • EIRCOM • Qwest • Reliance • Telenor • Unwired Australia • AT&T Labs Research • Altitude
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
WiMAX fórum (9) WiMAX stratégiai együttműködések
W i M A
• Intel - Alvarion WiMAX rendszerkooperáció – Stratégiai együttműködés a piacvezető chip gyártó (Intel) és a berendezésgyártó (Alvarion) között – Intel a DSP chipjét az Alvarionnal közösen fejleszti (rendszertervezés és fejlesztés) – Teljes controll a chip felett – Alvarion hagyja jóvá az Intel chipjét • Alvarion az elsők között lesz, aki szabványos WiMAX-alapú berendezéssel fog rendelkezni
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Technológiai alapok (1) Mi is az az OFDM?
W i M A X
Tisztán szinuszos jel spektruma. Klasszikus frekvencia osztásos multiplex (FDM) jel spektruma. Ortogonális frekvencia osztásos multiplex (OFDM) jel spektruma.
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Technológiai alapok (2) Ortogonalitás
W
Az egyes alvivők középfrekvenciáján a többi jel nulla értéket vesz fel.
i
Ezeket az (F0+n/T) frekvenciákat hívják ortogonális frekvenciáknak.
M A X WWW.SCINETWORK.HU
Frekvencia
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Technológiai alapok (3) Az OFDM berendezések elvi felépítése ADÓ
W i M A
VEVŐ
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Technológiai alapok (4) AZ OFDM technológia előnyei
W i M
• 6 - 54Mbps átviteli sebesség • Hatékony spektrum kihasználás • Érzéketlen a többutas terjedésből (multi path) adódó zavarokra és a szimbólumok közti interferenciára (ISI) • Non-line-of sight (közvetlen rálátást nem igénylő) működés
A X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Technológiai alapok (5) OFDM technológia hátrányai
W i M A
• Bonyolult és költséges technológia • Érzékeny a fázis hibákra • Ortogonalitás megszűnéséből adódó vivők közti interferencia (ICI) - Frekvencia offset miatt - Késleltetések miatt
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Alvarion BreezeMAX (1) Rendszer architektura
W i M A X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Alvarion BreezeMAX (2) Fejlesztési irányelvek
W
•
Megfelelés a 802.16a/d/e/HIPERMAN (WiMAX)
i
•
M
•
Nagy kapacitás, skálázható bázisállomás konfiguráció
•
Többszörös szolgáltatói platform:
rádiós protokoll szabványoknak Nagy területi lefedés, magas rendelkezésre állás (NLOS, OFDM/A, Smart Antenna)
A
– Egyéni & üzleti
X
– Voice, data, video, E1
– Nagy portsűrűség, fix konfigurációjú stand-alone megoldások
•
Magas szintű hálózatmenedzsment
WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Alvarion BreezeMAX (3) Bázisállomás architektura
W
Bázisállomás típusok: •
– 21”-os rack kivitel, nagy portsűrűség
i M A
Nagy portsűrűségű bázisállomás
– Városi környezetre optimalizált megoldás
•
Mikro bárisállomás – Egy szektoros kivitel, kompakt, költséghatékony – Vidéki környezetre optimalizált megoldás
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Alvarion BreezeMAX (4) CPE konfigurációk
W
•
Beltéri egység data/voice alkalmazások
•
Kültéri rádió integrált antennával vagy külső antennával
i
•
IDU-ODU kommunikáció CAT5-ös kábelen keresztül
•
LED kijelzők:
M
– Tápegység, rádiós & Eth link – RSSI LED kijelzés
A X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Alvarion BreezeMAX (5) CPE típusok és interfészek (1)
W
•
– 1 adat (10/100BaseT) port – CPE nettó kapacitás: 10 Mbps (@ 3.5 MHz)
i M A
Szélessávú bridge
•
Voice Gateway – 4 adat port (10/100BaseT) + 2 voice (RJ11) port – SIP támogatás, H.323
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Alvarion BreezeMAX (6) CPE típusok és interfészek (2) •
W i M
Networking Gateway : – Magasszintű IP kiszolgálás: Routing, Firewall, NAT, DHCP kliens/szerver, PPPoE kliens – 4 port 10/100 Switch with 802.11b/g interfész – Ideális megoldás az otthoni alkalmazások és Hotspot elérések számára
A X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Alvarion BreezeMAX (7) Összefoglaló rendszerjellemző
W
•
i
•
M A
Szolgáltatói berendezéskategória Æ magas rendelkezésreállás, megbízható szolgáltatás QoS támogatás, többszörös szolgáltatási platform Æ voice, bérelt vonal, VPN-ek & adat szolgáltatások
•
Nagy kapacitás Æ Max. 10 Mbps per CPE
•
Hatékony spektrumkihasználás Æ Max. 72Mbps per BST radió
•
Közvetlen rálátást nem igénylő működés
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Alvarion BreezeMAX (8) Összefoglaló rendszerjellemző
W i M
• Fejlődési irány Æ 802.16e szabvány • Költséghatékony CPE-k
Æ WiMAX gazdaságos kihasználása • WiMAX integrált chipset a Centrino™ mobil technológiában
A
Æ ingyenes CPE-k
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Alvarion WiMAX fejlesztési tervek
W i M A X
2006 - 2008
2004 - 2006
Fixed BWA
Mobile & Portable BWA
•ISM és díjköteles sávok: • 3.5GHz • 5GHz
• WiMAX 802.16e, mobil előfizetők • Előfizető által installált
• más sávok
• PCMCIA kártyák
• WiMAX 802.16d, fix előfizetők
• Alaplapra integrált WiMAX chip (Notebook-ok, PDA-k)
• Nemzeti szolgáltatók, alternatívok és ISP-k.
• Nemzeti szolgáltatók, Alternatívok
• Megcélzott előfizetők:
• Megcélzott előfizetők:
• Egyéni
• Egyéni
• Vállalati • Voice, data & bérelt vonali szolgáltatások
WWW.SCINETWORK.HU
• Csak díjköteles sáv
• Üzleti • Voice & Data Szolgáltatások
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
Összegzés
W
WiMAX ⇒ A “jövőálló” technológia
i
Szélessávú, mobil elérés ⇒ WiMAX
M A
Alapra integrált „CPE”-k ⇒ WiMAX Direkt rálátást nem igénylő (NLOS) működés ⇒ WiMAX
X WWW.SCINETWORK.HU
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
W
Köszönöm a figyelmüket!
i M A X WWW.SCINETWORK.HU
[email protected]
©SCI-Network Rt. – 2004. november 23.
