Wi-MAX технологиясы

Wi-MAX сымсыз  рұқсат технологиясын қолдану  аймағы:

• DSL сымды желісі бойынша қосылудығы техникалық мүмкіндіктерінің болмауы;
• Абоненттік желілердің техникалық параметрлерінің сәйкес келмейі қыздырылған телефон, жоғары ұзақтығы, шуланған желі, ауалық желі, PCM қысымды аппаратурасын қолдану;
• Желі бойынша экономикалық қосу;
• Потенциалды абоненттердің жедел қамтылуы;
• Тарату мәліметтерінің жорағы жылдамдығын қамтамасыз ету (10 Мбит/с жоғары);
• Қамту аймағында орналасқан қала шетіндегі пунктілерді телефонизациялау мүмкіндігі;

Жорамал анализ сымды  желісінің DSL ұйымының Wi-MAX потенциалды тұтынушыларға дейінгі құны радиорұқсатты желінің ұйымдастырылуымен байланысты шығындарды арттырады. ЖКЖ-ге кететін шығындар АТС-ке абоненттің жекешелердірілуінің артуымен өсе түседі. Wi-MAX бойынша шығындар осындай нұсқада өзгеріссіз болып қалады.

Ең басты артықшылықтарының  бірі қызметті қолдануда ыңғайлы  болуы, орын ауыстыру кезінде құрылғыны жаңа орынға ауыстыру қажет емес, ең маңыздысы ол қызметтерді қамту аймағында, яғни БС әрекеттің радиусында орналасады.

2.3 Қарағанды қаласының құрылыстық ерекшеліктері

Қарағанды қаласында «Қазақтелеком» АҚ-ның сымсыз желісін орнату үшін Wi-MAX технологиясы таңдалды. Қарағанды қаласының тығыз қалалық құрылыс жағдайында, биіктігі үлкен емес ғиматтардының осындай қысқа мерзімде желіні жаюды орындайтын бұл технологияның артықшылығы болып келеді. Кәбілдік желіні қала ішінде тарту үшін көп қиындық туғызады, бұндай жұмысқа лицензия және көп мөлшерлі шығын кетеді.

Қала орталығы және басқа да аудандары биік ғимараттармен салынған, соның ішіндегі ең биік ғимараттар салынып бітірілген. Wi-MAX базалық стансаларды үшін осындай ғимараттар антенна орналастыруға ыңғайлы болып келеді.

Тығыз қалалық құрылыс  жағдайында Wi-MAX желісін жаюға дәл келеді және сигналдың ғимараттан аудару технологиясы да қарастырылады.

2.4 Желіні жобалау

Қарастырып отырған  жобаның концепциясы белгілі  бір аудан, қалада Wi-MAX технологиясы кезінде желіні құру. Оның мақсаты Интернет-қызметерді жеке тұлғалар үшін ұсыну. Біздің жылдықтан алыс құрылғы ретінде Alvarion компаниясынан алу шешімі қабылданды. Себебі бұл шешім біздің мақсаттрымызға сәйкес келеді. Желі салыстырмалы кішігірім тұтынушылар саны үшін және желінің кеңейтілуі үшін потенциалды мүмкін болатындай құрылады.

Қарастырылып отырған  желі артықшылықтары:

• OFDM радиотехнологиясы, ол тура көріністі толығымен жоқ болған шарттарда тұрақты жұмыс жасауға мүмкіндік береді (Non-Line-of-Site, NLOS);
• Шынайы уақыттағы қателерді динамикалық түзетумен мәліметтре дестелерін бөліктеп беру үшін модуляцияның адаптивті блогы (burst-by-burst) алгоритмі.

2.4.1 Жиілік диапазонын таңдау

Қазақстанда радиожиіліктік спектр тональді ресурстен шектелген, жойылған. Дербес жағдайларда сымсыз қатынаудың 2,4 ГГц, 3,5 ГГц, 5,8 ГГц диапазондары толығымен дерлік тарқатылып берілген. Дегенмен түрлі себептермен бұл жолақтар толық көлемде қолданылмайды.

Осыдан кейін лицензияланған немесе лицензияланбаған жиілікті пайдалану  сұрағы туындайды. Бар қиындық жиіліктік  жолақтардың жетіспегенінен келіп туындайды. Белгілі бір жиілікті қолдануға лицензия электромагниттік жағдайын реттеу негізінде беріледі. Және тек қана осыған ұқсас немесе басқа жүйелердің, яғни осы жолақты жұмыс істейтін кедергі әсері, болмаған кезде беріледі. Бұл көптеген айларға созылатын процедура және айтарлықтай қымбат жұмыс.

Сонымен жобаның алдынғы кезеңдерінде айтылып кеткендей лицензияланбаған жиілік жолағын қолдану шешілді, және ақырындап жиіліктің лицензияланған саласында жұмыс жасау құқын алу шешілді. Қарастырылып отырған нұсқа телекоммуникациялық қызметтреді ұсыну нарығына кіруді жылдамдатуды қамтамасыз етеді. Ол үшін келесі факторлар ескерілуі тиіс:

• Желіні жалдам кеңейту және байланыс қызметтренің нарығына ену, өйткені лицензияны алуға уақыт кетірудің қажеттілігі жоқ.;
• Салыстырмалы жоғары емес алғашқы шығындар;
• Қажетті жиілік спектрін толығымен қолданумүмкіндігі.

Біздің ақиқатымызға қарай жобаның алғашқы кезеңдерінде лицензияланбаған жиілік жолағын қолдану, абоненттер саны айтарлықтай көп емес кезде, беру сапасының жоғары болмауына рұқсат етілуі. Дегенмен келешекте лицензияланған жиіліктер жолағын қолдану құқын алу өте маңызды. Интерфейсті және басқа да бөгеулердің төмен деңгейі сияқты лицензияланған жиіліктер жолағынның артықшылықтарын ескерек отырып, жоғары сапалы қамтамасыз ету және жоғары жылдамдықтарды қамтамасыз ету және жоғары жылдамдықтарды ұстану мүмкіндігі тауды [13,24].

2.4.2 Желі құрылымы

2.1-сурет – BreezMAX негізіндегі базалық желі құрылымы

 

Базалық станса BreezMAX базалық стансасының екі элементінен, бір ішкі радиожиілікті модульден (BSR), ол ғимарат сыртында орнатылады, және екінші ішкі тарау блогынан тұрады. Сонымен қатар желі құрамына IP-бағдарлауышы, ip-телефоны үшін шлюз және желінің АТС кіреді. Бір радиожиілікті BSR модулі максимум 256 абонентті ұстана алады. Сонымен қатар BreezMAX жиіліктік спектрін максималды қолданған кезде 12 BSR модуліне дейін қоса алады. Қарастырылып отырған базалық стансада IEEE 802.16 барлық QoS іске асырылған, ол сонымен бірге 802.1q/p VLAN ұстанылады. Қызметтерді ұсыну 5725-5850 МГц жиілік диапозоныңда жүзеге асырылады..

Қалалық масштабындағы  желі ұялы желіге ұқсас құрылады. Қала бойынша базалық стансалардың (BS) желісі орнатылады. әрбір базалық станса «нүкте – нүкте» сұлбасы бойынша жан-жаққа бағытталған антенналар көмегімен ұяшықтарға ұқсас аумақты құра отырып өзінің ғимараттар тобын 5-8 км радиусында қызмет көрсете алады. Алыстатылған қышықтықтағы ұяшықтар арасында байланыстың қажет болған кезінде базалық стансаларда бағытталған антенналар болуы мүмкін және олар 50 км қашықтықтағы радиоарна арқылы «нүкте – нүкте» сұлбасы сұлбасы бойынша ретрансляторлардың қызметін атқарады. Ретронсляторлардың көмегімен жергілікті желілердің құрылықтарынан құралған аумақтық желілерді құруға болады. Ғаламдық желілерге қатынау әрбір негізігі стансаның немесе біреуінің, яғни ретронслятор немес бағытталған антенналар көмегімен қалғандары сымсыз қосылумен немесе магистральді желіге оптоталшықпен қосылу арқылы қамтамасыз етіледі. Мұндай базалық стансаны Backhaul магистраліне қатынау нүктесі деп атайды. Негізігі стансалардың антенналарын тек мачталарға ғана емес, биік ғимараттардың шатырына да орнатуға болады.

Бірінші кезеңде қызмет көрсетілетін ғимараттарда тіркелеген сыртқы антенналар орынатылады, олар трансивер  болагына клиенттер стансасына (SS) қосылады, ол станса ғимарат ішінде орналасады. Ішкі желіге шығуды ұйымдастыру үшін түрлі құрылғылар тұтынушыларының трафигі мультиплексор көмегімен біріктіріледі, оның шығысы клиенттердің трансивер блогына қосылады және ары қарай Wi-MAX желісі арқылы беріледі. Базалық стансалардан трафик қалалық магистраль желісіне оптикалық желі бойынша қосылады.

Мүмкін болатын беру жылдамдықтарының орта мәніне бағыттала  отырып қызмет көрсету аймағының  ұсынылатын радиусы мөлшері 8 км құрайды [15,19].

2.5 Кең жолақты қатынас құрудың құрылғысы

Қазіргі уақытта WLL жүйесі .үшін құрылғыны өндірумен әлемде көптеген компаниялар айналысады. Сымсыз құрылғыға үлкен ұсыныс және жаңа технологияның дамуы өзінің құны бойынша шешілуге арналған тапсырмалар бойынша ерекшелінетін құрылғының кеңейтілген спектрінің пайда болуына әкеп соғады. Сондықтан құрылғыны таңдауда Alvarion компанияcының сымсыз қатынас құруын қарастырамыз.

2.5.1 Alvarion компаниясының сымсыз BreezeMAX

Өзінің құрылу басында Alvarion компаниясының мәліметтерді сымсыз тарату құрылғысының өндіруші ретінде қазіргі уақытқа дейін қымбат емес альтернативті радиожелілік стансалардың BreezeLINK сымсыз модемдердің жоғары жылдамдықты өндірілуімен бастады. Жаңа технологиялардың дамуы және мәліметтерді таратудың сымсыз желілерін құруға арналған құрылғыға қойылатын сұраныс BreezeNET құрылғының құрылуына әкеп соғады. Бастапқыда бұл құрылғы ішкі құрылғыларды ғана қолдануға есептелген еді.

Бірақ сымсыз байланыстарда  қолданылатын құрылғыға қойылатын  сұраныстар жоғарылады және олар сыртқы қосымшаларда да қолданыла алатын болды. Бастапқыда бұл ішкі қосымшаларда қолданылатын құрылғылармен бірдей болады, бірақ ішкі қосымшаларда қолданған кезде термоконтейнерлерге ауыстырылды немесе ұзын радиокәбілдер мен ішкі антенналарды қолданды. Соңғы жылдардағы өсіп келе жатқан интренетке жету ұсыныстары, әр түрлі мультимедиялық ақпаратты тарату және абоненттерді әр түрлі қызметтермен қамтамасыз ету талаптары BreezeMAX™ құрылғысының жаңа типінің пайда болуына әкеп соқты.

Alvarion компаниясының жаңа өнімі BreezeMAX™ жүйесі Wi-MAX таратушы платформаны қолдады. OFDM жаңа технологияны және адаптивті модуляцияны (64QAM дейін) қолдана отырып жүйе тура көріністердің болмауына жақын шарттарда жұмыс істейді. BreezeMAX™ жүйенің жоғары спектралді тиімділігі операторларға біріннен бастап Wi-MAX желісін құруды бастапқызады. BreezeMAX™ 3,5 ГГц жиілік диапазонында жұмыс істей отырып Wi-MAX стандарттарын орындауды қамтамасыз ететін жүйенің рентабельді BWA кезенінің келесі талаптарын орындайды: IEEE 802.16 және HiperMAN.

BreezeMAX жүйесінің ерекшеліктері (2.2-сурет):

2.2-сурет – Кең жолақты сымсыз рұқсат

 

- IEEE 802.16 және ETSI HiperMAN - Wi-MAX сәулеттері;

- әр түрлі нарыққа арналған – үй желілерінің сымсыз қосымша ұйымдары мен Backhauls ыстық нүктелерінің, MDU/MTU бизнес қолданушыларына, тұру аймағындағы қолданушыларға қызмет етуді жатқызуға болады;

- өзіндік құнның төмендігі - өсу мөлшері бойынша төмендегі және қарапайым инсталяциясын қолдайды;

- операторлық класс жүйесі – жоғары өнімділік және рұқсаттылық, жиындардың пайдалылығы желіні басқару жүйесі;

- базалық станса құрылғысының масштабталатын конфигурациясы шасси (High density) негізіндегі базалық станса қаланың шетіндегі және қаладағы ірі масштабталған аймақтарда қолданылған жөн. Кіші базалық станса ауыл аралық жерлерде немесе халқы аз аудандарда ең ыңғайлы шешім болып келеді;

- жоғары өнімділігі мен өткізу қабілеттілігі – базалық стансалардың жартылай дуплексті және көпканалды функционалды мүмкіндіктері бір базалық стансаларға абонентердің көп санын ұстануға мүмкіндік береді;

- NLOS қамтуы - OFDM модуляциясы тура көріністердің жоқтығына жақын шарттардағы өнімділікті арттыруы;

- AlvariSTAR – басқару жүйесі толық функционалды мүмкіндіктері бар операторлық кластың NMS платформасы

2.6 BreezeMAX құрылғысының негізгі принциптерімен ерекшеліктері

Wi-MAX негізгі сәулеті - IEEE 802.16 және ETSI HiperMAN. Ол әр түрлі нарыққа арналған – тұрғын секторлардағы қолданушылары, MDU/MTU, бизнес қолданушыларына, Backhauls ұйымдарына қызмет көрсетуге арналған (2.3-сурет).

2.3-сурет– Wi-MAX желісін ұйымдастыру

 

Өзіндік құны төмен, өсу мөлшері бойынша төлемдерді және қарапайым инстоляциясын қолдайды.

Базалық станса құрылғысының масштабталатын конфигурациясы - шасси (High density) негіздегі базалық станса қала шетіндегі және қаладағы ірі масштабталған аймақтарда қолданылады. Кіші базалық станса ауыл аралық жерлерде немесе халқы аз аудандарда ең ыңғайлы шешім болып келеді.

Жоғары өнімділігі мен  өткізу қабілеттілігі – базалық  стансалардың жартылай дуплексті және көп каналды функциялды мүмкіндіктері  бір базалық стансаға абонентердің көбіне ұстануға мүмкіндік береді.

NLOS қамтуы - OFDM модуляциясы тура көріністердің жоқтығына жақын шарттардағы өнімділікті арттырады.

Адаптивті модуляция  технологиясы. AlvariSTAR басқару жүйесі толық функционалды мүмкіндіктері бар операторлық кластың - NMS платформасы.

BreezeMAX базалық станса құрылғысы екі негізгі конфигурацияларда жеткілікті. High Density базалық стансасы қалаларда және қала шетіндегі аймақтарда ірі масштабы және ауыл аралық аймақтарында кіші базалық стансаны құрады.

 

2.1-кесте – Базалық станса құраушылары

Өнім түрі	Өнім атты	Өнімді сипаттау
Ірі масштабталған аймақтар үшін (қала, қала шеті)	BMAX-BST-SH BMAX-BST-NPU	BreezeMAX 3500 base station shelf BreezeMAX 3500 base station network processor unit
	BMAX-BST-AU-IDU-2CH	BreezeMAX 3500 base station access unit interface module
	BMAX-BST-PSU	BreezeMAX 3500 base station power supply unit
	BMAX-BST-PIU	BreezeMAX 3500 base station power interface unit
Кіші база стансалар (ауыл аймақтары)	BMAX-MBST-IDU-2CH-AC	BreezeMAX 3500 micro base station indoor unit, AC power
	BMAX-MBST-IDU-2CH-DC	BreezeMAX 3500 micro base station indoor unit, DC power

 

BreezeMAX платформасы соңғы қолдынушының құрылғысының құны бойынша, тұрғын және бизнес секторларына қызмет көрсетуде операторларды білгішдікпен қамтамасыз ету үшін бірнеше типті ұсынады (кесте 2.2).

 

2.2-кесте – Абоненттік станса құраушылары

Өнім	Өнім атты	Өнімді сипаттау
CPE Indoor (ішкі)	BMAX-CPE-IDU-1D	BreezeMAX 3500 broadband data CPE indoor module with one 10/100 BaseT
	BMAX-CPE-IDU-VG-1D1V	BreezeMAX 3500 broadband voice gateway CPE indoor module with one 10/100 BaseT data port + one RJ11
	BMAX-CPE-IDU-VG-4D2V	BreezeMAX 3500 broadband voice gateway CPE indoor module with four 10/100 BaseT data ports + two RJ11
	BMAX-CPE-IDU-NG-4D1WLAN	BreezeMAX 3500 networking gateway CPE indoor module with four 10/100 BaseT data ports + one 802.11b/g
2.2-кесте жалғасы
CPE Outdoor (сыртқы)	BMAX-CPE-ODU-AV-3.5	BreezeMAX 3500 subscriber outdoor radio unit with integrated vertical antenna, frequency band 3.5a+b
	BMAX-CPE-ODU-AH-3.5	BreezeMAX 3500 subscriber outdoor radio unit with integrated horizontal antenna, frequency band 3.5a+b
	BMAX-CPE-ODU-E-3.5	BreezeMAX 3500 subscriber outdoor radio unit with connnector for external antenna,