Introduzione al WiMAX (Standard IEEE 802.16)
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In questo articolo verrà data una panoramica, abbastanza approfondita, sullo standard IEEE 802.16 WiMAX. Verranno trattati gli argomenti più interessanti dello standard: struttura della pila protocollare, descrizione dei vari layer, come viene affettata l'autenticazione di un client e molto altro.
Iniziamo dicendo che WiMAX è l'acronimo di Worldwide Interoperability for Microwave Access ed è uno standard facente parte della famiglia degli standard IEEE 802.
Il termine WiMAX è stato coniato dal WiMAX Forum, un'associazione formata da un gruppo di aziende di settore, che definisce gli standard e cooperano per immettere sul mercato dispositivi compatibili e interoperabili. Il WiMAX Forum svolge un altro compito importante, ovvero quello di certificare i dispositivi proposti rilasciando una sorta di marchio WiMAX Forum Certified per i dispositivi approvati. Solo i dispositivi che hanno questa certificazione sono compatibili, per la loro totalità, allo standard 802.16.
WiMAX è una tecnologia di trasmissione senza fili (wireless) d'accesso a banda larga e ha la possibilità, al pari di altre tecnologie wireless, di essere utilizzata su molti tipi di territorio (si possono utilizzare sistemi WiMAX in ambienti dall’'urbano al rurale). Principalmente nasce per cercare di aumentare la velocità d'accesso (data rate nominale) consentita dalle reti Wi-Fi e vuole estendere il raggio di copertura dell'area di servizio. E’ anche nato per migliorare alcuni aspetti critici del Wi-Fi e in particolare modo:
- Consentire la gestione della qualità di servizio (QoS).
- Aumentare la sicurezza della rete cioè aumentare la confidenzialità delle informazioni scambiate.
La banda di lavoro del WiMAX è a frequenze più alte rispetto a quelle del Wi-Fi e ciò porta ad un miglior utilizzo della rete, ma come inconveniente ha il fatto di diminuire la mobilità degli utenti. Sostanzialmente nasce per servire aree metropolitane ed è spesso indicato come wireless residenziale.
Struttura di una rete WiMAX
Per capire meglio il funzionamento di una rete WiMAX facciamo adesso una rapida panoramica su i principali dispositivi che la compongono. I dispositivi che andremo ad analizzare bervemente sono sostanzialmente due: la Base Station (BS) e le Subscriber Station (SS).
Se volessimo fare un parallelismo con una rete LAN di computer, per quanto riguarda il ruolo ricoperto dai dispositivi, potremo certamente associare il ruolo di router alla Base Statione il ruolo dei vari terminali connessi alle Subscriber Station.
Il ruolo principale svolto dalla Base Station è quello di allocare la banda necessaria alle varie Subscriber Station, ricevere i segnali inviati dalle Subscriber Station connesse, rigenerare il segnale ricevuto e ritrasmetterlo verso la destinazione. Una Base Station quindi avrà un numero variabile di Subscriber Station connesse e sarà a sua volta connessa ad altre Base Station che gestiscono aree diverse.
Quindi, come è intuitivo pensare, collegando più Base Station si possono ottenere reti anche di grosse dimensioni e, dato che una Base Station gestirà solo una parte della rete, in caso di malfuzionamenti o guasti rimarrà isolata solo una parte della rete e non la rete nella sua totalità.
Pila protocollare WiMAX
Analizziamo adesso la pila protocollare implementata dal WiMAX visionabile nello schema sottostante:
- il QPSK trasmette 2 bit
- il 16-QAM trasmette 4 bit
- il 64-QAM trasmette 8 bit
Nella trattazione di quest'articolo, volutamente, non verranno descritti i "livelli superiori" perchè di scarso interesse didattico. Andiamo adesso ad analizzare il livello fisico, il livello MAC e il livello di convergenza al servizio in maniera più approfondita.
