Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Разработчикам сетей 802.16 не нравились схемы работы стандартов GSM и DAMPS: и там, и там для нисходящего и восходящего трафика используются эквивалентные по ширине полосы частот. Таким образом, они неявно предполагают, что нисходящего трафика столько же, сколько восходящего. Голосовая связь действительно в основном симметрична, но для доступа в Интернет (и, разумеется, веб-серфинга) обычно нисходящий трафик превосходит восходящий. Соотношение составляет 2:1, 3:1 или еще больше.

Поэтому разработчики выбрали гибкую схему деления канала между станциями, называемую OFDMA( Orthogonal Frequency Division Multiple Access— множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов). С OFDMA

различные наборы поднесущих могут быть назначены на различные станции, так чтобы больше чем одна станция могла послать или получать одновременно. Если бы это был стандарт 802.11, то все поднесущие в любой данный момент использовались бы одной станцией. Дополнительная гибкость такого метода назначения полосы пропускания может увеличить производительность, потому что данная поднесущая могла быть утрачена в одном приемнике из-за многолучевых эффектов, но быть чистой в другом. Поднесущие могут быть назначены станциям, которые могут использовать их лучше всего.

Имея асимметричный трафик, станции обычно чередуют передачу и прием. Этот метод называют TDD( Time Division Duplex— дуплекс с временным разделением).

Альтернативный метод, при котором станция посылает и получает данные в то же самое время (на различных поднесущих частотах), называют FDD( Frequency Division

Duplex— дуплекс с частотным разделением). WiMAX допускает оба метода, но пред-почителен TDD, потому что он более гибкий и его легче осуществить.

На рис. 4.29 показан пример структуры кадра, которая повторяется в течение долгого времени. Она начинается с преамбулы для синхронизации всех станций, затем следует нисходящая передача от базовой станции. Сначала базовая станция посылает карты, которые говорят всем станциям, как нисходящие и восходящие поднесущие назначены кадру. Базовая станция управляет картами, таким образом, она может выделять различную часть полосы пропускания станциям от кадра к кадру, в зависимости от потребностей каждой станции.

Рис. 4.29. Структура кадра для OFDMA и дуплекса с временным разделением

Затем базовая станция посылает пакет трафика абонентским и мобильным станциям на поднесущих в соответствии с временем, указанным в карте. Передачи нисходящего трафика заканчиваются защитным интервалом, позволяющим станциям переключиться с режима приема на передачу.

Наконец, абонентские и мобильные станции посылают свои пакеты трафика к базовой станции в восходящих позициях, которые были выделены для них в карте. Один из этих восходящих пакетов зарезервирован для масштабирования( ranging) — это процесс, при котором новые станции корректируют свою синхронизацию и запрашивают начальную полосу пропускания, чтобы соединиться с базовой станцией. Так как никакое соединение на данном этапе не установлено, новые станции только осуществляют передачу и надеются, что коллизий нет.

4.5.4. Стандарт 802.16: протокол подуровня MAC

Итак, уровень передачи данных разделен на три подуровня, как показано на рис. 2.28. Поскольку мы не будем вплоть до главы 8 касаться принципов криптографии, то сейчас нет смысла пояснять работу подуровня защиты информации. Достаточно сказать, что для сокрытия передаваемых данных применяется шифрование, причем шифруются только сами данные, а заголовки не шифруются. Это означает, что злоумышленник может узнать, кто с кем разговаривает, но не может подслушать содержание разговора.

Если вы уже знакомы с криптографией, то ниже приводится один абзац, из которого вы поймете, какие именно принципы применяются подуровнем защиты информации. В противном случае, в следующем абзаце вы найдете мало знакомых слов. Лучше перечитать его после ознакомления с главой 8.

Когда абонент соединяется с базовой станцией, выполняется взаимная идентификация с использованием алгоритма RSA с открытым ключом (сертификат X.509). Сама передаваемая информация шифруется с помощью симметричного криптографического ключа: или AES (Rijndael), или DES со сцеплением зашифрованных блоков (cipher block chaining). Целостность данных проверяется алгоритмом SHA-1. Ну что, не очень страшный абзац получился?