WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)

Kablosuz Şehir Alan Ağı

WMAN

• Bir anakent şehri kapsayacak şekilde yapılandırılmış iletişim ağlarına veya birbirinden uzak yerlerdeki yerel bilgisayar ağlarının birbirleri ile uydu veya RF iletişimi teknolojileri kullanılarak bağlanmasıyla oluşturulan ağlara kablosuz metropol alan ağları denilmektedir. Bu gruptaki teknolojiler: WiMAX,

Mobil WiMAX (Wibro),

Hiperman.

BWA(Broadband wireless access) (Geniş Bant Kablosuz Erişim)

BWA endüstri standardı:WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)

(Mikrodalga Erişimi için Evrensel Uyumluluk)

WiMax logosu

WiMAX

• WiMAX teknolojisi sabit istasyonlar için yaklaşık 50 km, mobil istasyonlar için yaklaşık 15 km çapında bir alanda etkili ve 70 Mbps hızında kablosuz internet erişimi sağlayan, daha verimli bir bant genişliği kullanımına olanak getiren, uzun mesafelerde daha fazla veri iletimini amaçlayan ve girişimlerden kaçınan ikinci nesil (second-generation) bir protokoldür.

WiMAX

• WiMAX ip tabanlı geniş band iletişim teknolojisidir. 802.11/Wi-fi standartında bir performans sağlarken kapsama alanı ve servis kalitesi GSM networkleri ile benzerlik gösterir.

• WiMAX, Dijital kablosuz iletişim sistemidir.IEEE 802.16 olarak bilinen MAN (Metropolitan Area Networks) bu terim için de kullanılmaktadır.

• WiMAX sistemlerinde sabit ve mobil olmak üzere iki tip istasyon vardır. Sabit istasyonlar 50km’ye kadar geniş band kablosuz erişim sağlarken, mobil istasyonlarda bu mesafe 5-15 km arasında değişmektedir.

WiMAX

• WiMAX IEEE 802.16 standartlarını kullanan aletler için bir sertifika işaretidir.

• IEEE 802.16 kablosuz hızlı internet erişimi için öngörülmüştür.

• WiMAX mimarisi 2 model üzerine kurulmuştur:

• 1-Sabit WiMAX (Fixed WiMAX)

• 2-Taşınabilir WiMAX (Mobile WiMAX)

WiMAX

• Bir alanda bilgisayar ağlarının yanı sıra cep telefonları için baz istasyonları, geniş bant internet ve telefon şebekesi de kendi başlarına birer yapıya sahiptirler. WiMax teknolojisiyle birlikte gelişen metropol ağ bağlantısı, bu hizmetlerin hepsi tek bir ağ üzerinden yapılabilmektedir. WiMAX kullanılarak aynı hat üzerinden hem telefon, hem internet, hem de televizyon altyapısı kurmak çalışmaları hızlandırmaktadır.

WiMAX

• WiMAX lisanslı ve lisanssız bandlarda çalışabilmektedir. Bu sayede farklı ekonomik modeller kurgulanabilmektedir. Günümüzde WiMAX‘in ağırlıklı olarak alışveriş merkezlerinin, büyük sitelerin ya da toplu kullanım alanlarının kapsamasında kullanıldığını görüyoruz.

• Pratik olarak 5-10 km’de birer baz istasyonu gerektirir • Aynı şekilde dağınık bir yerleşim planına sahip ancak

altyapının olmadığı yerlerde uydu internet sistemlerinin devamı olarak kullanıldığını söyleyebiliriz. Uydu aracılığı ile bir merkeze indirilen internet, WiMAX ile son kullanıcılara ulaştırılmaktadır. Her bir kullanıcı için katlanılmak zorunda olan uydu kapasite ve kurulum masrafları daha ekonomik seviyelere çekilebilmektedir.

WiMAX

• En hızlı WiMAX bağlantısı saniyede 70 megabit iletim hızına ulaşabilmektedir. 70 megabit birkaç düzine işyeri ya da yüzlerce ev kullanıcı arasında dağıtılsa bile, WiMAX kablo modemin her bir kullanıcıya sağladığı en küçük transfer hızlarına eşit bir hız sağlayacaktır. WiMAX’ın Wi-Fi’den en büyük farkı hız değil kapsama alanıdır. WiMAX Wi-Fi’den çok daha geniş bir mesafeye iletim yapabilmektedir. WiMAX kablosuz erişim ile teorik olarak 50 km yarıçapında bir kapsamaya sahiptir.

WiMAX

• Günümüzde kullanılan kablosuz internet erişimini sağlayan Wi-Fi teknolojisi, yaklaşık olarak 30 m-150 m mesafesinde internet erişimi sağlayıp IEEE 802.11 standardını kullanırken; Wi-Fi ‘ye göre daha gelişmiş bir sistem olan WiMAX, IEEE 802.16 standardını kullanmaktadır. Bir noktadan birden fazla noktaya geniş bant kablosuz internet erişimi standartlarının kod numarası 802 ‘dir.

802.16

• Başlangıçta 10–66 Ghz frekans aralığında hizmet vermek amacıyla tasarlanmış olan WİMAX, bu haliyle görüş açısı hattı, LOS (Line of Sight) gerektirmektedir. İlk sürümü Ekim 2001’de tamamlanan IEEE 802.16 standardı, WMAN teknolojisi olarak, kullanıcılara kablosuz ortamda ses ve yüksek hızda veri sağlamak amacıyla bir hava arayüzü ve Ortam Erişim Kontrolü (Media Access Control / MAC) sağlamaktadır. IEEE 802.16 standardı PMP mimarisinde çalışan kablosuz genişbant erişim sistemlerinin modern sürümüdür.

802.16a

• IEEE 802.16a standardı ile daha sonra 2–11 Ghz ‘a kadar olan frekans aralığı da eklenmiştir. Eklenen bu frekanslar ve görüş açısı bulunmayan hat, NLOS (None Line of Sight), performansı sayesinde WiMAX istasyonlarının yüksek yapılar veya kuleler yerine bina üstlerine kurulabilir olması da aynı zamanda kablolu internetin sağlamadığı rahatlığı sağlamaktadır.

• Daha sonra geliştirilen 802.16a/d sürümleri örülü ağ (Mesh Network) şebeke mimarisini de desteklemektedir. Başlangıç sürümü 10–66 GHz arasında çok sayıda çalışan kablosuz genişbant erişim sistemlerin yayılım ihtiyacını karşılamak amacıyla geliştirilmiştir. Sonraki sürümlerin 2–11 GHz ve bunun ardından da 2-6 GHz arasında çalışan sistemler standartlaştırılmıştır.

802.16d (sabit)

• Omurga şebeke olarak kullanılmanın yanı sıra, bakır kablonun olmadığı ya da kablo döşemenin ekonomik olmadığı yerlerde ses ve genişbant hizmetleri sağlamak veya mevcut DSL ve Kablo Modem gibi genişbant teknolojilerle rekabet etmek amacıyla geliştirilmiş sabit ve göçebe uygulamaları sağlayabilen bir kablosuz genişbant standardıdır. 802.16d standardı ile lisanslı ve lisanssız 2–11 GHz bantlarında IP tabanlı şebekeler üzerinden noktadan noktaya ve noktadan çok noktaya LOS (Line of Sight) ve/veya kapsama alanı içerisinde herhangi bir noktaya NLOS ses, veri ve görüntünün iletimini yapmak mümkündür. Teorik olarak 50 km’ye kadar 70 Mbps’lik iletim hızını mümkün kılmaktadır.

802.16e (mobil)

• Ses ve genişbant hizmetleri sağlamak amacıyla 802.16d standardının temel özellikleri arasında bulunmayan taşınabilirlik ve nihayetinde tam mobiliteyi amaçlayan bir mobil kablosuz genişbant standardıdır.

WiMAX’in Avantajları

• Geniş alan kablosuz bağlantı. • Geniş bir frekans çeşitliliği • Yönetim kolaylığı. • Servis sağlayıcıların IP temelli ağlar üzerinde

ses,veri ve video taşımasını destekler. • GSM şebekesine göre videokonferans, VoIP,IPTV,

online oyun gibi servisleri verebilme kabiliyeti daha yüksek.

• Mesafeyi ve kapasiteyi artırmak için gelişmiş anten teknik desteği .

WiMAX’in Avantajları

• Zaman bölmeli çift yönlü, TDD (Time Division Duplex), ve Frekans bölmeli çift yönlü, FDD (Frequency Division Duplex) tekniği birlikte kullanılabilmektedir.

• Kişisel güvenlik şifreleme kullanımı.

• İleri seviyede hata düzeltme özelliği.

• OFDM :dikey frekans bölmeli çoklayıcı, ve OFDMA: dikey frekans bölmeli çoklayıcı erişim modülasyon teknikleri kullanılmaktadır.

Wi-Max Dezavantajları

• Wimax için kullanılan bandın lisanslamaya tabi olması sebebiyle ekstra kurulum ve işletim maliyeti getirmesi.

• Kullanıcı açısından düşünüldüğünde Wimax'ın avantajlarından yararlanmak isteyen kullanıcılar ek bir donanım almak zorundadır.

• 802.11 a/b/g/n kartlar günümüzde yaygın olarak bulunabilmekte ve fiyatları uygun seviyelerdedir. Artık yeni çıkan diz üstü bilgisayarların çoğunda bu ağ kartları otomatik olarak gelmektedir. Wimax açısından düşünüldüğünde piyasada henüz Wimax özellikli cihazlar ve dizüstü bilgisayarların satışı yaygınlaşmamıştır.

2009 itibariyle dünyada wimax kullanımı

WIMAX Uygulamaları

• Fiber optik kablonun son kilometre dağılımı WİMAX ile yapılabilir.

• WiMAX teknolojisi sayesinde daha kaliteli bir şekilde ses iletimi gerçekleştirilebilmektedir.

• Bugüne kadar sadece lisanslı spektrumun erişim imkanı olan WiMAX tabanlı teknolojiye, 3.65GHz bant genişliğinin getirdiği avantajla kablosuz bağlantı operatörleri de erişebilmektedir.

• Talebe bağlı geniş bant (Broadband on-demand) kullanılabilir.

• WIMAX dağıtımları sadece konutsal ve kurumsal kullanıcılara değil, aynı zamanda kablosuz bağlantı noktaları ya da 3.nesil GSM hizmetleri hücresel kuleleri için de bir omurga olarak dağıtılabilir. Buna hücresel toplayıcı omurga (Cellular Backhaul) da denir.

WIMAX Uygulamaları

• WiMAX sistemi VOIP (Voice Over Internet Protocol), video konferans, interaktif oyun, çoklu ortam duraksız işlem (multimedia streaming) gibi yüksek veri hızlı uygulamaların gereksinimlerini karşılar.

• MOBESE gibi sistemler için ideal.

• Bazı ağlarda WiMAX baz istasyonlarından çekirdek ağa doğru oluşan trafiği kontrol etmek amacıyla WiMAX uyumlu bağlantılar kullanılır.

• WiMAX uyumlu ürünler, gelişmiş ağlarda ip bağlantılarını ve bir ağdan başka bir ağa köprüleme çözümlerini sağlama görevlerini üstlenirler.

WiMAX – Wi-Fi Arasındaki Benzerlikler ve Farklar

• WiMAX, Wi-Fi ve Ethernet teknolojileri ile aynı mantıksal bağlantı kontrol, LLC (Logical Link Control), katmanını kullanır. Bu sayede hem geniş alan ağı, WAN (Wide Area Network), hem de yerel ağ bağlantısı, LAN (Local Area Network), WIMAX ‘a köprülenebilir. Bu, WiMAX ‘ın son kullanıcıya özgü olmasından daha çok altyapı için kullanılmasına olanak sağlamasının yanında, uyumluluk açısından avantajlar sağlamaktadır. Wi-Fi teknolojisinde kullanıcılar bir erişim noktasına aynı anda ve bir bakıma birbirleriyle yarışarak istek gönderirler. Gönderilen bu istekler rastgele bir biçimde sıralandığından dolayı, erişim noktasından uzakta yer alan kullanıcılar, bağlantının mevcut olmadığını düşünüp tekrar tekrar bağlantıyı sonlandırabilirler.

WiMAX – Wi-Fi Arasındaki Benzerlikler ve Farklar

• WiMAX teknolojisinde bundan farklı olarak, bağlantı noktasına erişmek isteyen kullanıcılar belirli bir istek gönderdiklerinde istemcinin uzaklığına göre de belirli bir zaman için erişim hakkı verilir. Bu şekilde yapılan uygulamalarla bant genişliğinin çok daha verimli bir şekilde kullanılması fırsatı doğar. Ayrıca Wi-Fi ‘den farklı olarak WiMAX teknolojisi; herhangi bir ağa erişmek için lisanslı spektrum kullanma ve daha fazla bant genişliği sunma gibi olanakları sunmaktadır.

22.09.2006

Telekomünikasyon Kurumu

HIZ, MESAFE VE FREKANSA GÖRE TELSİZ İLETİŞİM TEKNOLOJİLERİ

Teknoloji Standart Kullanımı Hız (Mbps) Mesafe Frekans

UWB 802.15.3a WPAN 110-480 10 m 7.5 GHz

WiFi 802.11a WLAN Max. 54 100 m 5 GHz

WiFi 802.11b WLAN Max. 11 100 m 2.4 GHz

WiFi 802.11g WLAN Max. 54 100 m 2.4 GHz

WiMAX 802.16d WMAN Max. 75 (20 MHz

Bant Genişliğinde)

6.5-10

km

<11 GHz

WiMAX 802.16e Mobil

WMAN

Max. 30 (10 MHz

Bant Genişliğinde)

1.5-5 km 2-6 GHz

WCDMA/

UMTS

3G WWAN Max. 2 (HSDPA ile

Max. 10)

1.5-8 km 1800, 1900,

2100 MHz

CDMA2000

1xEV-DO

3G WWAN Max. 2.4 (tipik 300-

600 Kbps)

1.5-8 km 400, 800, 900,

1700, 1800,

1900, 2100 MHz

EDGE 2.5 G WWAN 348 Kbps 1.5-8 km 900, 1800,

1900 MHz

WiBro

• İlk ticari WiBro servisi 2006 yılının Haziran ayında Güney Kore'li iki telekom şirketi KT ve SKT tarafından hizmete sunulmuştur.

• WiBro, günümüzde pek çok sabit, kablosuz ya da mobil servis sağlayıcı şirketin gelecek planlarında ana eleman olarak yerini almıştır.

• WiBro,günümüzdeki haliyle 3. ve 4. nesil sistemler arasında yer almaktadır.

WiBro

• İnsanların hareket halindeyken de kesintisiz ve hızlı olarak kablosuz ağdan faydalanabilmesi için WiBro geliştirilmiştir.

• WiBro, Mobile Wimax ile tamamen aynı standartlara, aynı sisteme, aynı sertifikasyon işlemlerine ve profillerine sahiptir.

• WiBro, Mobile Wimax teknolojisinin Kore'deki servis adıdır. Bu nedenle, WiBro, Mobile Wimax'ın bir alt kümesi olarak tanımlanabilir.

WiBro

Günümüzde kablosuz internet araçların için bazı kısıtlamalar mevcuttur. Örneğin; cep telefonu sistemleri veri aktarımı için hem yavaş hem de pahalıdır.

Kablosuz LAN ise hem dar kapsama alanına sahiptir hem de “mobility” özelliği yoktur.

WiBro

WiBro'da veri aktarımı hızı 1 ila 3 Mb/sec tır.

Bu hıza mobilite de eklendiğinde saatte 120 km gibi yüksek hızlarla seyahat ederken bile, internet üzerinden bir film izlemek ya da video görüşmesi yapmak mümkün olacaktır.

WiBro'nun genel özellikleri

WiBro

WiBro sadece ses iletimi değil veri iletimi üzerine kurulu bir sistemdir.

Wibro ses iletiminde sesi veri paketlerine bölerek iletmek üzerine kurulu olan VoIP (Voice over IP) teknolojisi sayesinde WiBro'da mümkün olmaktadır.

35

WiBro’nun Teknik Özellikleri

Wimax teknolojisi IEEE 802.16 2004 Hava

Arayüzü Standartını temel alır.

Sabit Wimax teknolojisinin mobiliteyi de

desteklemesi gerekliliği doğduğundan

802.16e 2005 standartında Mobile Wimax

(WiBro) tanımlanmıştır.

36

WiBro hava arayüzü, görüş alanında olmayan ortamlarda geliştirilmiş çok yollu (multipath) performans için “Orthogonal Frequency Division Multiple Access” (OFDMA) kullanır.

WiMAX Forum dahilindeki “The Mobile Technical

Group” (MTG), WiBro sistem profillerini

geliştirmektedir.

WiBro

37

WLAN, WiBro ve mobil telefonların karşılaştırılması

38

WiBro Uygulamaları

WiBro, eğlence sektöründen finans sektörüne

kadar oldukça geniş bir alanda uygulamalara

sahip bir teknoloji olarak karşımıza çıkmaktadır.

3 boyutlu oyunlar, gerçek zamanlı yayınların

takibi, görüntülü mesajlaşma gibi uygulamalar,

internette dolaşmak, dosya transferleri,

uzaktan eğitim, ev ağları, bankacılık işlemleri

bu uygulamalardan bazılarıdır.

Mobil WiMAX Avantajları • Yüksek kalitede performans İstasyonlar arası hızlı geçiş yöntemleri Güç tasarruflu QoS(öncelikleme) ve düşük gecikmeli Güvenlik • Esneklik IP tabanlı Üretici bağımsız Servis sağlayıcılar arası gezinti kolaylığı Çoklu frekans aralıkları ve kanal aralıkları

• Gelişmiş IP tabanlı mimari • Ekonomik çekicilik –kazançlı Açık standartlı tasarım Wi-Fi ve WiMAX entegre çip olanağı

HiperMAN

• HIPERMAN; “High Performance Radio Metropolitan Area Network”ın baş harflerini simgelemektedir.

• ETSI (European Telecommunications Standards Institute:Avrupa Telekominikasyon Standartları Enstitüsü) standartlarını uygulayan Avrupa ve diğer ülkelerde 2–11 GHz bantları içinde kablosuz bir şebeke iletişimi sağlamak için ETSI BRAN (Broadband Radio Access Networks :Geniş bant Radyo Erişim Ağları) grubu tarafından ortaya konulan bir standarttır.

• HIPERMAN, WiMAX’a alternatif bir Avrupa standardıdır.

• Pek çok açıdan WiMAX ile aynıdır.

WIMAX – HiperMAN Arasındaki Benzerlikler ve Farklar

• HiperMAN standardı 802.16 ile benzer şekilde; bütün bir hizmet kalitesi, hızlı bağlantı kontrol yönetimi, güçlü güvenlik, kodlamaya hızlı uyum, modülasyon ve iletim gücü, görüş hattında olmayan performansı, hem FDD(frekans bölmeli çoklama) hem de TDD(zaman bölmeli çoklama) desteği gibi çeşitli hizmet kategorilerini sunmaktadır. Hizmet planlaması ve katman yakınsamaları IEEE 802.16 ile aynıdır. WiMAX teknolojisiyle benzerlik gösterir ve onun kapsamında olduğu için onunla birlikte gelişir. HiperMAN, IEEE 802.16 standardına benzer şekilde WiMAX ın sağladığı pek çok desteği de sağlamaktadır.