Akademik Bilişim '10 10 - 12 Şubat 2010 Muğla

Erişim Ağlarında WIMAX’ın Optik Ağlarla KullanımıM. Erkan Yüksel, Selçuk Sevgenverdiğinden sistemin kapasitesi de belirgin birşekilde artmaktadır. OFDM tabanlı WIMAXkapalı görüş alanlarında çalışmaya olanak sağlamaktadır[1, 3].Ölçeklenebilir bant genişliği ve veri hızı desteği:WIMAX mimarisinin fiziksel katmanımevcut kanal genişliğine bağlı olarak veri hızınıölçekleyebilmektedir. Farklı bant genişliğinesahip ağlar arasında dolaşan bir kullanıcı için buölçekleme dinamik olarak yapılabilmektedir.Her kullanıcı için dinamik kaynak tahsisi:Baz istasyonundaki bir zamanlayıcı indirme vegönderme işlemleri için kaynak tahsisini ayarlar.Kullanıcılar çoğuşmalı TDM kullanaraktaleplerine göre kanalı paylaşırlar. OFDMA-PHY standardı kullanıldığında bant genişliğizaman ve frekansa göre ayarlanır. Bu standartile ayrıca kaynak tahsisi bilgisi her çerçevedeiletilir [1, 2, 3].Servis kalitesi (QoS) desteği: WIMAX standardıçeşitli trafik tiplerine göre tasarlanmıştır.802.16, VoIP, ses/görüntü aktarımı ve IPTVgibi yüksek iletim hızına ihtiyaç duyan servislerinyanı sıra düşük iletim hızlı servislere dedestek verebilmektedir. Yoğun miktarda veriyiaynı anda taşıyabilmektedir [1, 8].Şekil 2. 802.16 QoS mimarisi [3].92WIMAX sinyal ve bant genişliği tahsis algoritmalarıher kanalda yüzlerce bağlantı gerçekleştirecekşekilde tasarlanmışlardır. Bu algoritmalarçeşitli QoS gereksinimlerini sağlar;son kullanıcı uygulamaları, bant genişliği vegecikme gereksinimlerine bağlı olarak çeşitlilikgösterirler. Dolayısıyla 802.16, farklı trafikmodellerine uygulanabilecek şekilde esnek veetkin olmalıdır [8].WIMAX PHY katmanı, QoS sağlamaya yardımedebilecek birkaç QoS mekanizması içerir.Bunlar TDD, FDD ve QFDM’dir.Çok yüksek veri hızları: WIMAX çok yüksekveri hızlarını sağlama kapasitesine sahiptir.Gelişmiş anten teknikleri desteği: WIMAX’ınsahip olduğu gelişmiş anten çözümü, “beamforming”,“space-time coding” ve “spatialmultiplexing” gibi çoklu anten tekniklerininkullanımına olanak verir. Bu özellikler vericiya da alıcıdaki antenlerin yerleşimlerine bağlıolarak tüm sistemin kapasitesini ve spektral etkiyiarttırır [3, 6].Gelişmiş güvenlik: WIMAX, AES kullanarakgüçlü şifrelemeyi destekler. Ayrıca genişletilebilirEAP’e dayanan esnek bir kimlik denetimimimarisi sunar.Taşınabilirlik desteği: 802.16e standardı,VOIP, IPTV ve diğer multimedya servisleriniiçeren gecikme toleranslı uygulamalar içingüvenli sınırsız geçişleri destekleyen mekanizmalarasahiptir. Taşınabilir cihazların pil ömrünüarttıracak güç koruması mekanizmalarını dadestekler [3, 4].IP tabanlı mimari: WIMAX, IP platformunadayanan bir referans ağ mimarisine sahiptir. IPmimarisi sayesinde güvenlik, uçtan uca iletim,oturum yönetimi ve taşınabilirlik üzerine kuruluuçtan uca servisleri sunar.Ekonomik avantajlar: Kablosuz teknolojilerservis sağlayıcılar için etkin bir maliyet çözümüsunar. Birçok işletme fiber optik altyapıya sahipolmadığından geniş bant veri hizmetlerindenfaydalanamamaktadır. Ayrıca başka şahıs ya dakuruluşların arazisinden geçen kablolar için izinalınması gerekir. WMAX kullanımı bu sorunlarınaşılmasında uygun bir çözümdür [3, 6].4. Erişim Ağlarında WIMAXMimarisinin Tasarım İlkeleriErişim ağlarında, Optik Ağlar ve WIMAX birlikteliğininilkeleri aşağıda sunulmuştur.Fonksiyonel ayrışma: Tasarlanan mimari,fonksiyonel ayrışma ilkelerine dayanmaktadır.Bu, gerekli özelliklerin fonksiyonel yapılaraayrılmasıdır. Mimari, farklı hizmet sağlayıcılararasındaki ortak çalışmayı sağlamak için farklıfonksiyonel yapılar arasında açık ve iyi tanımlanmışreferans noktaları ortaya koyar [3].Yerleşimin modülerliği ve esnekliği: Ağ mimarisi,geniş çaplı gerçekleme ve yerleşimi sağlayacakkadar modüler ve esnek olmalıdır. Örneğin,yerleşim, merkezi, tam dağıtılmış veyahibrid mimariye sahip olabilir. Mimari, tek bazistasyonuna sahip, tek operatörlü basit bir örnektenoperatörler arası dolaşıma izin veren büyükölçekli bir yerleşime kadar ölçeklenebilir.Kullanım modellerinin çeşitlilik desteği:Mimari, sabit ve taşınabilir modelleri bir aradadesteklemelidir. Sabit modelden taşınabilirmodele geçerken QoS ve güvenlik desteğinieksiksiz sağlayabilmelidir. Hem Ethernet hemde IP hizmetlerini desteklemelidir [3].Çeşitli iş modelleri desteği: Ağ mimarisi, ağpaylaşımını ve çeşitli iş modellerini desteklemelidir.Ağ erişim sağlayıcısı (NAP), Ağ servissağlayıcısı (NSP), Uygulama hizmet sağlayıcıları(ASP) vb. servis ve hizmetler arasındamantıksal bir ayrım yapabilmelidir:IETF protokollerinin kapsamlı kullanımı:Kullanılan ağ katmanı prosedürleri ve protokolleriuygun IETF RFC’lerine dayanmalıdır.Uçtan uca güvenlik, QoS, taşınabilirlik, şifreleme,kimlik denetimi, yönetim ve diğer fonksiyonlarmümkün olduğunca mevcut IETF protokollerinidesteklemelidir.Akademik Bilişim’10 - XII. Akademik Bilişim Konferansı Bildirileri10 - 12 Şubat 2010 Muğla Üniversitesi935. Erişim Ağlarında WIMAX veOptik Ağ Mimarilerinin Birlikte Kullanımıİletim teknolojilerindeki büyük ilerlemelerleberaber, hem kablolu optik bağlantılar hem dekablosuz kanallar geniş bant uygulamaları içinerişim olanakları sağlar. Fiber Optik bağlantılar,yeniden yapılandırma ve bakım; kablosuzkanallar ise yüksek miktarda veri kaybı, hatalıiletim ve kısıtlı bant genişliği konularında sorunlarçıkarmaktadırlar. Etkili kablosuz bağlantıve düşük maliyetli yüksek bant genişliği gereksinimleriiçin WIMAX ile optik ağların birlikteliğiiyi bir yöntemdir. Altyapı ağı dağıtım ağınaetkin bir şekilde genişletilerek son kullanıcılarayüksek veri iletim hızları sunulabilir. Aynı zamanda,kablosuz ve optik ara yüz boyunca QoSdevamlılığı kolaylaştırılır [1, 3, 8].Şekil 3. WIMAX-Optik Ağ MimarisiŞekil 3, heterojen bir ağ mimarisini göstermektedir.Tasarlanan mimaride B/G/GE-PONve IEEE 802.16d/e standartları bir arada kullanılmıştır.Bu birleşik sistem, “metro core”ağlarını POS, RPR ve 10GbE üzerinden bağlayabilir.PON ağlarındaki OLT ile WIMAXbaz istasyonlarının ana işlem birimleri kenardüğümlerde birleştirilir. Uzak mesafelerdekiWIMAX düğümler ile WIMAX merkez bazistasyonları, kablosuz olarak, radyo frekansişleme kapasiteleri ve çeşitli fonksiyonelliklerdikkate alınarak birleştirilir [3].Bu heterojen ağın faydaları aşağıda sıralanmıştır:1.2.Ara yüzler ve düğümler arasındaki işbirliğisayesinde ağın etkin kullanılabilirliğive kontrolü.Ağ bileşenlerinin azalmasıyla gerçekleşen