Παροχή QoS (Quality of Service) σε ασύρματα μητροπολιτικά δίκτυα WMAN-802.16 (WiMAX)

Abstract

Η τεχνολογική αιχμή που χαρακτηρίζει την εποχή μας και το πλήθος των εφαρμογών που αυτή συνεπάγεται καθιστούν επιτακτική την ανάγκη για ψηφιακή μετάδοση μεγάλων αποστάσεων με υψηλή ποιότητα υπηρεσίας, μικρή πολυπλοκότητα υλοποίησης, εξοικονόμηση φάσματος, ταχύτερες μεταδόσεις και πρωτίστως με μικρό κόστος. Μια κατηγορία δικτύων με αυτά τα χαρακτηριστικά είναι τα ασύρματα ευρυζωνικά δίκτυα. Γίνεται αναφορά στα ασύρματα ευρυζωνικά δίκτυα που έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια παγκοσμίως και στην ανάπτυξή τους που είναι μεγάλη και ταχύτατη. Η WiMAX (worldwide interoperability for microwave access) τεχνολογία είναι σχεδιασμένη να υλοποιεί fixed και mobile εφαρμογές μαζί. Ανήκει στα IEEE 802.16 πρότυπα και συγκεκριμένα αυτή η εργασία ασχολείται με τα πρότυπα IEEE 802.16e-2005 και IEEE 802.16-2004 για mobile και fixed εφαρμογές του WiMAX αντίστοιχα. Τις βελτιώσεις και τις προσθήκες δηλαδή που έγιναν στο 802.16e-2005 σε σχέση με το IEEE 802.16-2004. Μερικές από τις βασικές τεχνικές προκλήσεις που αντιμετωπίζει το WiMAX ώστε να γίνει μια πρωτοπόρα, αξιόπιστη, πιο γρήγορη και φτηνή λύση. Για παράδειγμα: υψηλή φασματική απόδοση και κάλυψη, προκειμένου να παραδοθούν οι ευρυζωνικές υπηρεσίες σε έναν μεγάλο αριθμό χρηστών, που χρησιμοποιούν περιορισμένο διαθέσιμο φάσμα, υποστηρικτικές, αποδοτικές και πολυσύνθετες υπηρεσίες με ποικίλες QoS (throughput, delay, jitter etc.) απαιτήσεις, υποστήριξη της κινητικότητας, προσαρμογή των IP-based πρωτοκόλλων και αρχιτεκτονικής για το ασύρματο περιβάλλον ώστε να επιτύχει χαμηλότερο κόστος κ.λπ. Μία από τις πιο μεγάλες και πιο επίπονες προκλήσεις του WiMAX αλλά και κάθε ασύρματου ευρυζωνικού δικτύου είναι η όσο το δυνατόν καλύτερη και πιο αξιόπιστη παροχή ποιότητας υπηρεσίας QoS( Quality of Service) στους χρήστες. Σε αυτήν την εργασία γίνεται μια ανάλυση και των δύο ειδών του WiMAX QoS: Α) Το QoS του MAC στρώματος (MAC QoS) και β) End-to-end IP-based QoS. Αναλύονται οι μηχανισμοί, οι κλάσεις και οι απαιτήσεις του QoS ώστε να είναι καλή και αξιόπιστη η παροχή του στους χρήστες. Επίσης παρουσιάζεται η Reference αρχιτεκτονική του δικτύου και γίνεται αναφορά στο WiMAX Forum και τις λειτουργίες του. Τέλος γίνεται μια επικύρωση-validation του WiMAX QoS μέσω της προσομοίωσης που πραγματοποιήθηκε και της ανάλυσης των αποτελεσμάτων.