Usługi WiMAX będą wymagały od sieci szkieletowej przepustowości rzędu kilku GB/s dla wielu skalowalnych sektorów w ramach dziesiątek stacji bazowych.

Sieci WiMAX realizują zadania związane z dostępem do infrastruktury. Następna generacja usług biznesowych oraz domowych będzie wymagała dużej przepustowości sieci IP. Stosunkowo niewielka przepustowość uzyskiwana z pojedynczego sektora stacji bazowej WiMAX rekompensowana jest zwielokrotnieniem sektorów. Taka konfiguracja wymaga wydajnej sieci szkieletowej, najczęściej zrealizowanej w technologii bezprzewodowej.

Wybór skutecznego rozwiązania sieci szkieletowej dla WiMAX będzie zależny od wielu elementów. Planując rozwiązanie należy brać po uwagę m.in. zasięg i przepustowość rozwiązania, bezpieczeństwo, częstotliwość pracy, możliwość zarządzania jakością transferu - QoS (Quality of Service). Z pewnością wybór rozwiązania sieci szkieletowej obsługiwanego przez platformę WiMAX nie jest łatwy.

Jakie wymagania?

Wymagające usługi stawiają kilka podstawowych zadań przed siecią szkieletową: wysoką przepustowość, centralizację danych, zdolność do transmisji głosu i danych. Ponieważ WiMAX stanowi nową architekturę wprowadzającą innowacyjne usługi, oczekiwana przepustowość będzie rosła bardzo szybko, stawiając wyzwanie elastycznej infrastrukturze szkieletu. Zapewnienie poprawnej pracy aplikacji takich jak głos i obraz wymaga, aby szkielet dostarczał niskich opóźnień oraz małej zmienności opóźnień. Czego więc oczekujemy od takiej sieci?

1. Wysokiej przepustowości dla wymagających usług szerokopasmowych.
2. Dostępności na poziomie 99,999%.
3. Wysokiej skalowalności.
4. Niskich opóźnień oraz małej zmienności opóźnień wymaganych przez usługi głosowe i wideo.
5. Kompatybilności z istniejącymi punktami styku sieci WiMAX.

Aby sprostać tym wymaganiom, nowa architektura szkieletu musi zostać zmodyfikowana. Idealnym rozwiązaniem jest architektura światłowodowa, ale koszt i czas wdrożenia takiego szkieletu jest czynnikiem ograniczającym. Zamiennikiem infrastruktury światłowodowej jest szkielet bezprzewodowy. Bezprzewodowość stawia jednak wymagania:

1. Licencjonowane pasmo pracy, które zapewnia wysoką dostępność sieci i przewidywalność usług.
2. Architektura pierścienia lub mesh, która pozwala na osiągnięcie dostępności na poziomie 99,999%.
3. Możliwość instalacji zewnętrznej urządzeń.

Spełniając przedstawione wymagania, można utworzyć wydajny i bezpieczny szkielet bezprzewodowy dla nowoczesnych sieci WiMAX. Powstaje pytanie dotyczące metodyki takich wdrożeń oraz sprzętu wykorzystywanego do tego typu realizacji.

Architektura sieci szkieletowej i dostępowej WiMAX

Sieć szkieletowa jest używana do szybkiego transportu danych z łączy światłowodowych do stacji bazowych. Jak wspomniano, taki szkielet może być utworzony za pomocą przewodowych i bezprzewodowych technologii. Preferowana jest bezprzewodowość - z powodu wysokich kosztów budowy infrastruktury światłowodowej. Koszt dzierżawy światłowodów również jest zbyt wysoki. Zakładając łatwości instalacji i skalowalność, bezprzewodowy szkielet jest naturalnym wyborem dla sieci dostępowych WiMAX. Przy wyborze sprzętu do takiej architektury należy podjąć kilka decyzji. Podstawowe pytania dotyczą częstotliwości, wydajności i niezawodności elementów szkieletu. Równie istotnym elementem jest bezpieczeństwo oraz praca w licencjonowanym pasmie.

Typowa architektura WiMAX składa się z trzech bloków funkcjonalnych.

Węzeł światłowodowy dostarcza połączenie do sieci WAN oraz istniejącej infrastruktury internetowej. Wymagania stawiane dla tego elementu to przepustowość rzędu gigabitów na sekundę. Dostawcy przeważnie korzystają z istniejącej już infrastruktury, co znacznie obniża koszty budowy sieci WiMAX.

Kolejnym elementem są wysokiej przepustowości przewodowy lub bezprzewodowy szkielet - często określany jako sieć transportowa lub szkieletowa. Pozwala on uzyskać dużą przepływność do każdej stacji bazowej WiMAX w lokalizacjach bliskich końcowego użytkownika. Wymagania dotyczące przepustowości dla tego elementu to 100-1000 Mb/s. Kluczowym zagadnieniem tworzenia bezprzewodowego szkieletu jest dostępność. Niedostępność sprzętu może zostać wyeliminowana przez użycie wspomnianych architektur pierścienia lub mesh, które zapewniają rezerwowe ścieżki. Obie konfiguracje zapewniają naturalną redundancję i odpowiednią skalowalność. W przypadku pierścienia nawet jeżeli jeden z punktów pierścienia ulegnie przerwaniu, pakiety są trasowane w drugą stronę, zapewniając ciągłość transmisji. Zapewnienie dobrej struktury sieci, połączone z licencjonowanym pasmem, umożliwia osiągnięcie efektywnej dostępności na poziomie 99,999%. Przepustowość pierścienia szkieletu powinna być skalowana do prędkości kilku Gb/s w przypadku licencjonowanych systemów. Jeżeli skala przedsięwzięcia będzie tego wymagała, pierścień może zostać zdublowany lub zagregowany, zwiększając dostępną pojemność.

Ostatnim elementem struktury WiMAX jest system dostępowy pracujący w topologii punkt-wielopunkt, dostarczający dane do stacji klienckich CPE w każdej lokalizacji. Liczba wdrożonych łączy zależy od użytego sprzętu, terenu do pokrycia, lokalizacji geograficznej oraz topologii sieci. Niezbędna przepustowość dostarczana do tego elementu sieci mieści się w granicach 100 Mb/s. W typowej warstwie dostępowej stacji bazowej WiMAX potrzeba przepustowości rzędu 10-20 Mb/s do 100 Mb/s.