IEEE 802.22
IEEE 802.22، ٹیلی ویژن (ٹی وی) فریکوئنسی سپیکٹرم میں سفید جگہوں کا استعمال کرتے ہوئے وائرلیس ریجنل ایریا نیٹ ورک (WRAN) کے لیے ایک معیار ہے۔ آئی ای ای ای 802.22 ڈبلیو آر اے این معیار کی ترقی کا مقصد علمی ریڈیو (سی آر) تکنیکوں کا استعمال کرنا ہے تاکہ ٹیلی ویژن براڈکاسٹ سروس کے لیے مختص جغرافیائی طور پر غیر استعمال شدہ سپیکٹرم کو غیر مداخلت کی بنیاد پر شیئر کرنے کی اجازت دی جا سکے، تاکہ دیہی ماحول کے مخصوص، مشکل سے پہنچنے والے، کم آبادی والے علاقوں تک براڈ بینڈ تک رسائی حاصل کی جا سکے، اور اس لیے یہ بروقت ہے اور دنیا بھر میں وسیع پیمانے پر لاگو ہونے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ غیر مداخلت کی بنیاد پر ٹی وی بینڈ کے موقع پرست استعمال کے لیے سی آر تکنیکوں پر مبنی معیاری ایئر انٹرفیس کی وضاحت کرنے کی یہ پہلی عالمی کوشش ہے۔ IEEE 802.22 WRANs کو ٹی وی براڈکاسٹ بینڈ میں کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جبکہ یہ یقین دلاتے ہوئے کہ موجودہ آپریشن میں کوئی نقصان دہ مداخلت نہیں ہوتی: ڈیجیٹل ٹی وی اور اینالاگ ٹی وی براڈکاسٹنگ، اور کم طاقت والے لائسنس یافتہ آلات جیسے وائرلیس مائکروفون۔ توقع کی جارہی تھی کہ اس معیار کو 2010 کی پہلی سہ ماہی میں حتمی شکل دی جائے گی، لیکن آخر کار اسے جولائی 2011 میں شائع کیا گیا۔ IEEE P 802.22.1 ایک متعلقہ معیار ہے جو ٹی وی براڈکاسٹ بینڈ میں کام کرنے والے کم طاقت والے لائسنس یافتہ آلات کے لیے نقصان دہ مداخلت کے تحفظ کو بڑھانے کے لیے تیار کیا جا رہا ہے۔ IEEE P802.22.2 IEEE 802.22 سسٹمز کی تنصیب اور تعیناتی کے لیے ایک تجویز کردہ عمل ہے۔ IEEE 802.22 WG IEEE 802 LAN/MAN معیارات کمیٹی کا ایک ورکنگ گروپ ہے جسے 802.22 معیار لکھنے کے لیے چارٹر کیا گیا تھا۔ دو 802.22 ٹاسک گروپس (TG1 اور TG2) بالترتیب 802.22.1 اور 802.22.2 لکھ رہے ہیں۔ ٹیکنالوجی مئی 2004 میں یو ایس فیڈرل کمیونیکیشن کمیشن (ایف سی سی) کے جاری کردہ مجوزہ رول میکنگ (این پی آر ایم) کے نوٹس کے جواب میں، وائرلیس ریجنل ایریا نیٹ ورکس پر آئی ای ای ای 802.22 ورکنگ گروپ اکتوبر 2004 میں تشکیل دیا گیا تھا۔ اس کا پروجیکٹ، جسے باضابطہ طور پر سٹینڈرڈ فار وائرلیس ریجنل ایریا نیٹ ورکس (ڈبلیو آر اے این) کہا جاتا ہے-مخصوص تقاضے-حصہ 22: علمی وائرلیس آر اے این میڈیم ایکسیس کنٹرول (ایم اے سی) اور فزیکل لیئر (پی ایچ وائی) وضاحتیں: ٹی وی بینڈ میں کام کرنے کے لیے پالیسیاں اور طریقہ کار ایک مستقل، قومی فکسڈ پوائنٹ ٹو ملٹی پوائنٹ ڈبلیو آر اے این کی تعمیر پر مرکوز ہیں جو 54 اور 862 میگاہرٹز کے درمیان یو ایچ ایف/وی ایچ ایف ٹی وی بینڈ استعمال کرے گا۔ آئی ای ای ای 802.22 میں مواصلات کے لیے مخصوص ٹی وی چینلز کے ساتھ ساتھ ان چینلز کے گارڈ بینڈ استعمال کرنے کا منصوبہ بنایا گیا ہے۔ انسٹی ٹیوٹ آف الیکٹریکل اینڈ الیکٹرانکس انجینئرز (آئی ای ای ای) نے ایف سی سی کے ساتھ مل کر دستیاب سپیکٹرم کی دریافت کے لیے ایک مرکزی نقطہ نظر اختیار کیا۔ خاص طور پر ہر بیس اسٹیشن (بی ایس) ایک جی پی ایس رسیور سے لیس ہوگا جو اس کی پوزیشن کی اطلاع دینے کی اجازت دے گا۔ یہ معلومات مرکزی سرورز کو واپس بھیجی جائیں گی (امریکہ میں ان کا انتظام ایف سی سی کے ذریعے کیا جائے گا)، جو بی ایس کے علاقے میں دستیاب مفت ٹی وی چینلز اور گارڈ بینڈ کے بارے میں معلومات کے ساتھ جواب دیں گے۔ دیگر تجاویز صرف مقامی سپیکٹرم سینسنگ کی اجازت دیں گی، جہاں بی ایس خود فیصلہ کرے گا کہ مواصلات کے لیے کون سے چینل دستیاب ہیں۔ ان دونوں طریقوں کے امتزاج کا بھی تصور کیا گیا ہے۔ ٹی وی وائٹ اسپیس بینڈ (ٹی وی ڈبلیو ایس) میں کام کرنے والے آلات بنیادی طور پر دو قسم کے ہوں گے: فکسڈ اور پرسنل/پورٹیبل۔ فکسڈ ڈیوائسز میں سرایت شدہ جی پی ایس ڈیوائس کے ساتھ جغرافیائی محل وقوع کی صلاحیت ہوگی۔ ٹی وی ڈبلیو ایس میں کام کرنے والے علاقے میں دوسرے ٹرانسمیٹرز کی شناخت کے لیے فکسڈ ڈیوائسز مرکزی ڈیٹا بیس کے ساتھ بھی بات چیت کرتے ہیں۔ مداخلت سے بچنے کے لیے ایف سی سی اور آئی ای ای ای کی طرف سے تجویز کردہ دیگر اقدامات میں متحرک سپیکٹرم سینسنگ اور متحرک پاور کنٹرول شامل ہیں۔ ڈبلیو آر اے این ٹوپولوجی کا جائزہ 802.22 معیار کے ابتدائی مسودے اس بات کی وضاحت کرتے ہیں کہ نیٹ ورک کو پوائنٹ ٹو ملٹی پوائنٹ بیس (پی 2 ایم پی) میں کام کرنا چاہیے۔ یہ نظام بیس اسٹیشنوں (بی ایس) اور کسٹمر پریمیسیس آلات (سی پی ای) کے ذریعے تشکیل دیا جائے گا۔ سی پی ایز کو وائرلیس لنک کے ذریعے بی ایس سے منسلک کیا جائے گا۔ بی ایس اس سے منسلک تمام سی پی ایز کے لیے درمیانے درجے کی رسائی کو کنٹرول کریں گے۔ ڈبلیو آر اے این بیس اسٹیشنوں کی ایک اہم خصوصیت یہ ہے کہ وہ علمی سینسنگ انجام دینے کے قابل ہوں گے۔ یہ ہے کہ سی پی ای سپیکٹرم کو محسوس کریں گے اور بی ایس کو وقتا فوقتا رپورٹیں بھیجیں گے جس میں انہیں بتایا جائے گا کہ وہ کیا سمجھتے ہیں۔ بی ایس، جمع کی گئی معلومات کے ساتھ، اس بات کا جائزہ لے گا کہ آیا استعمال شدہ چینل میں تبدیلی ضروری ہے، یا اس کے برعکس، اگر اسے اسی چینل میں منتقل اور وصول کرتے رہنا چاہیے۔ پی ایچ وائی پرت کے لیے ایک نقطہ نظر پی ایچ وائی پرت کو مختلف حالات کے مطابق ڈھالنے کے قابل ہونا چاہیے اور ٹرانسمیشن یا کلائنٹس (سی پی ای) کو کھونے میں غلطیوں کے بغیر ایک چینل سے دوسرے چینل پر کودنے کے لیے لچکدار ہونے کی بھی ضرورت ہے۔ یہ لچک بینڈوڈتھ، ماڈیولیشن اور کوڈنگ اسکیموں کو متحرک طور پر ایڈجسٹ کرنے کے قابل ہونے کے لیے بھی ضروری ہے۔ او ایف ڈی ایم اے اپ اور ڈاؤن لنکس میں ٹرانسمیشن کے لیے ماڈیولیشن اسکیم ہوگی۔ او ایف ڈی ایم اے کے ساتھ بی ایس اور سی پی ای کے لیے درکار اس تیز رفتار موافقت کو حاصل کرنا ممکن ہوگا۔ صرف ایک ٹی وی چینل استعمال کرنے سے (ایک ٹی وی چینل کی بینڈوتھ 6 میگاہرٹز ہوتی ہے ؛ کچھ ممالک میں وہ 7 یا 8 میگاہرٹز کی ہو سکتی ہے) 30 کلومیٹر کے فاصلے پر زیادہ سے زیادہ بٹ کی شرح تقریبا 19 میگابٹ/سیکنڈ ہوتی ہے۔ حاصل کردہ رفتار اور فاصلہ معیار کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کافی نہیں ہے۔ فیچر چینل بانڈنگ اس مسئلے سے نمٹتا ہے۔ چینل بانڈنگ Tx/Rx کے لیے ایک سے زیادہ چینل استعمال کرنے پر مشتمل ہے۔ یہ نظام کو زیادہ بینڈوتھ رکھنے کی اجازت دیتا ہے جو نظام کی بہتر کارکردگی میں ظاہر ہوگا۔ میک پرت کے لیے ایک نقطہ نظر یہ پرت علمی ریڈیو ٹیکنالوجی پر مبنی ہوگی۔ اسے سپیکٹرم کو محسوس کرکے ماحول میں ہونے والی تبدیلیوں کے مطابق متحرک طور پر ڈھالنے کے قابل ہونے کی بھی ضرورت ہے۔ میک پرت دو ڈھانچوں پر مشتمل ہوگی: فریم اور سپر فریم۔ ایک سپر فریم کئی فریموں سے تشکیل پائے گا۔ سپر فریم میں ایک سپر فریم کنٹرول ہیڈر (ایس سی ایچ) اور ایک پریامبل ہوگا۔ یہ بی ایس کے ذریعے ہر چینل میں بھیجے جائیں گے کہ یہ منتقل کرنا ممکن ہے اور مداخلت کا سبب نہیں بنتا ہے۔ جب سی پی ای آن کیا جاتا ہے، تو یہ سپیکٹرم کو محسوس کرے گا، یہ معلوم کرے گا کہ کون سے چینل دستیاب ہیں اور بی ایس سے منسلک کرنے کے لیے تمام ضروری معلومات حاصل کرے گا۔ سی پی ای کے ذریعے دو مختلف قسم کے سپیکٹرم کی پیمائش کی جائے گی: ان بینڈ اور آؤٹ آف بینڈ۔ بینڈ میں پیمائش اصل چینل کو محسوس کرنے پر مشتمل ہوتی ہے جو بی ایس اور سی پی ای کے ذریعے استعمال کیا جا رہا ہے۔ آؤٹ آف بینڈ پیمائش باقی چینلز کو سینس کرنے پر مشتمل ہوگی۔ ایم اے سی پرت بینڈ کے اندر یا بینڈ سے باہر کی پیمائش میں دو مختلف قسم کے سینسنگ انجام دے گی: فاسٹ سینسنگ اور فائن سینسنگ۔ فاسٹ سینسنگ فی چینل 1 ایم ایس سے کم کی رفتار سے سینسنگ پر مشتمل ہوگی۔ یہ سینسنگ سی پی ای کے ذریعے کی جاتی ہے اور بی ایس اور بی ایس تمام معلومات اکٹھا کریں گے اور فیصلہ کریں گے کہ کیا کچھ نیا کرنا ہے۔ فائن سینسنگ میں زیادہ وقت لگتا ہے (تقریبا 25 ایم ایس فی چینل یا اس سے زیادہ) اور یہ پچھلے فاسٹ سینسنگ میکانزم کے نتائج کی بنیاد پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ سینسنگ میکانزم بنیادی طور پر اس بات کی نشاندہی کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں کہ آیا کوئی موجودہ ترسیل ہے، اور اگر اس میں مداخلت سے بچنے کی ضرورت ہے۔ قابل اعتماد سینسنگ انجام دینے کے لیے، ایک فریکوئنسی بینڈ پر بنیادی آپریشن موڈ میں جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے ("سننے سے پہلے بات کرنے کا موڈ") کسی کو خاموش اوقات مختص کرنا پڑتا ہے، جس میں ڈیٹا ٹرانسمیشن کی اجازت نہیں ہے۔ ڈیٹا ٹرانسمیشن کی اس طرح کی وقتا فوقتا رکاوٹ علمی ریڈیو سسٹمز کے کیو او ایس کو خراب کر سکتی ہے۔ اس مسئلے کو آئی ای ای ای 802.22 میں تجویز کردہ ایک متبادل آپریشن موڈ کے ذریعے حل کیا جاتا ہے جسے ڈائنامک فریکوئنسی ہوپنگ (ڈی ایف ایچ) کہا جاتا ہے جہاں ڈبلیو آر اے این سسٹمز کا ڈیٹا ٹرانسمیشن بغیر کسی رکاوٹ کے سپیکٹرم سینسنگ کے متوازی انجام دیا جاتا ہے۔ خفیہ کاری، تصدیق، اور اجازت صرف ای ای ایس-جی سی ایم تصدیق شدہ خفیہ کاری سائفر الگورتھم کی حمایت کرتا ہے۔ تصدیق اور خفیہ کاری کلیدی مشتق کے لیے EAP-TLS یا EAP-TTLS کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ آئی ای ای ای 802.22 ایک X.509v3 سرٹیفکیٹ پروفائل کی وضاحت کرتا ہے جو ڈیوائس بنانے والے، ایم اے سی ایڈریس، اور ایف سی سی آئی ڈی (بالترتیب مینوفیکچرر/سروس پرووائڈر سرٹیفکیٹ، سی پی ای سرٹیفکیٹ، اور بی ایس سرٹیفکیٹ) جیسی معلومات کی بنیاد پر آلات کی تصدیق اور اجازت کے لیے ایکسٹینشنز کا استعمال کرتا ہے۔ یہ ایک قسم کے کسٹمر لاک ان کی اجازت دے سکتا ہے جہاں نیٹ ورک فراہم کنندگان ان آلات تک نیٹ ورک تک رسائی سے انکار کرتے ہیں جن کی نیٹ ورک فراہم کنندگان کی پسند کے مینوفیکچررز نے جانچ نہیں کی ہے (یعنی۔ ڈیوائس کے پاس X.509 سرٹیفکیٹ کی نجی کلید ہونی چاہیے جس کے ساتھ مینوفیکچرر سرٹیفکیٹ اتھارٹی (CA) پر اعتماد کا سلسلہ ہونا چاہیے جسے نیٹ ورک فراہم کنندہ قبول کرے گا)، جدید سیلولر نیٹ ورک میں سم لاک اور کیبل نیٹ ورک میں DOCSIS "سرٹیفیکیشن ٹیسٹرز" کے برعکس نہیں۔ 802.11af کے ساتھ موازنہ 802.22 کے علاوہ، IEEE نے ایک اور وائٹ اسپیس علمی ریڈیو معیار، 802.11af کو معیاری بنایا ہے۔ جبکہ 802.22 ایک وائرلیس ریجنل ایریا نیٹ ورک (WRAN) معیار ہے، 100 کلومیٹر تک کی حدود کے لیے، 802.11af ایک وائرلیس LAN معیار ہے جو 1 کلومیٹر تک کی حدود کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ 802.22 اور 802.11af معیارات کے درمیان بقائے باہمی کو مرکزی یا تقسیم شدہ انداز میں اور بقائے باہمی کی مختلف تکنیکوں کی بنیاد پر نافذ کیا جا سکتا ہے۔ آئی ای ای ای 802.11af بھی دیکھیں، جو ٹی وی وائٹ اسپیس میں وائرلیس لین کے لیے ایک معیار ہے۔ جیو لوکیشن ڈیٹا بیس سپیکٹرم سینسنگ کیسے کی جاتی ہے حوالہ جات آئی ای ای ای 802 وائرلیس نیٹ ورکنگ معیارات