Технология



Технология WiMAX

    WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) - это коммерческое название международного стандарта беспроводной широкополосной передачи данных 802.16, разработанного Институтом инженеров в области электроники и электротехники (IEEE).
    Он был принят в январе 2003 г. сообществом WiMAX Forum, некоммерческой организацией, членами которой являются около двухсот передовых телекоммуникационных компаний мира. Цель работы WiMAX Forum - способствовать разработке беспроводного оборудования для доступа к широкополосным сетям, быстрое развитие сетей во всем мире и сертификация оборудования стандарта 802.16.
    Сети WiMAX основаны на тех же принципах, что и сети для сотовых телефонов. Но, в отличие от них, базовые станции WiMAX обеспечивают широкополосную связь на площади радиусом больше чем 30 км с пропускной способностью, которую можно сравнить с кабельным соединением - до 75 Мбит/с.
    WiMAX - не просто технология высокоскоростного доступа в Интернет. Она позволяет осуществлять передачу различных данных, в том числе голоса, видео и пр., тем самым обеспечивая возможность быстро организовать корпоративные сети, качественные видео-трансляции и IP-телефонию.
    Значительные трудности испытывают клиенты, арендующие помещения с устаревшей инфраструктурой, физически не позволяющей создать каналы с высокой пропускной способностью. Прокладка собственных кабельных линий порой невозможна в силу объективных ограничений, порой экономически нецелесообразна. WiMAX буквально развязывает руки, обеспечивая надежный широкополосный доступ в Интернет.


WiMAX подходит для решения следующих задач:
  • Соединения точек доступа Wi-Fi друг с другом и другими сегментами Интернета.
  • Обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.
  • Предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.
  • Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.
    WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в рамках городов.
    Технология WiMAX дает возможность решить, пожалуй, одну из самых серьезных проблем доступа к Интернету - проблему "последней мили". На сегодняшний день Украина располагает внешними каналами связи с достаточной пропускной способностью, практически в каждом населенном пункте есть провайдеры услуг доступа в Интернет, однако соединение между ними и конечным потребителем до сих пор осуществляется в основном либо по коммутируемым, либо по выделенным линиям. Как результат - низкая скорость обмена информацией, ненадежность соединения, ограниченные возможности подключения.


Технология WiMAX имеет ряд преимуществ:
  1. По сравнению с проводными (xDSL, T1), беспроводными или спутниковыми системами сети WiMAX должны позволить операторам и сервис-провайдерам экономически эффективно охватить не только новых потенциальных пользователей, но и расширить спектр информационных и коммуникационных технологий для пользователей, уже имеющих фиксированный (стационарный) доступ.
  2. Стандарт объединяет в себя технологии уровня оператора связи (для объединения многих подсетей и предоставления им доступа к Интернет), а также технологии "последней мили" (конечного отрезка от точки входа в сеть провайдера до компьютера пользователя), что создает универсальность и, как следствие, повышает надёжность системы.
  3. Беспроводные технологии более гибки и, как следствие, более просты в развёртывании, так как по мере необходимости могут масштабироваться.
  4. Простота установки как фактор уменьшения затрат на развертывание сетей в развивающихся странах, малонаселённых или удалённых районах.
  5. Дальность охвата является существенным показателем системы радиосвязи. На данный момент большинство беспроводных технологий широкополосной передачи данных требуют наличия прямой видимости между объектами сети. WiMAX благодаря использованию технологии OFDM создает зоны покрытия в условиях отсутствия прямой видимости от клиентского оборудования до базовой станции, при этом расстояния исчисляются километрами.
  6. Технология WiMAX изначально содержит в себе протокол IP, что позволяет легко и прозрачно интегрировать её в локальные сети.
  7. Технология WiMAX подходит для фиксированных, перемещаемых и подвижных объектов сетей на единой инфраструктуре.


Фиксированный и мобильный вариант WiMAX

    Набор преимуществ присущ всему семейству WiMAX, однако его версии существенно отличаются друг от друга. Разработчики стандарта искали оптимальные решения как для фиксированного, так и для мобильного применения, но совместить все требования в рамках одного стандарта не удалось. Хотя ряд базовых требований совпадает, нацеленность технологий на разные рыночные ниши привела к созданию двух отдельных версий стандарта (вернее, их можно считать двумя разными стандартами). Каждая из спецификаций WiMAX определяет свои рабочие диапазоны частот, ширину полосы пропускания, мощность излучения, методы передачи и доступа, способы кодирования и модуляции сигнала, принципы повторного использования радиочастот и прочие показатели. А потому WiMAX-системы, основанные на версиях стандарта IEEE 802.16 e и d, практически несовместимы. Краткие характеристики каждой из версий приведены ниже.

802.16-2004 (известен также как 802.16d и фиксированный WiMAX). Спецификация утверждена в 2004 году. Используется ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM), поддерживается фиксированный доступ в зонах с наличием либо отсутствием прямой видимости. Пользовательские устройства представляют собой стационарные модемы для установки вне и внутри помещений, а также PCMCIA-карты для ноутбуков. В большинстве стран под эту технологию отведены диапазоны 3,5 и 5 ГГц. По сведениям WiMAX Forum, насчитывается уже порядка 175 внедрений фиксированной версии. Многие аналитики видят в ней конкурирующую или взаимодополняющую технологию проводного широкополосного доступа DSL.

802.16-2005 (известен также как 802.16e и мобильный WiMAX). Спецификация утверждена в 2005 году. Это — новый виток развития технологии фиксированного доступа (802.16d). Оптимизированная для поддержки мобильных пользователей версия поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер и роуминг. Применяется масштабируемый OFDM-доступ (SOFDMA), возможна работа при наличии либо отсутствии прямой видимости. Планируемые частотные диапазоны для сетей Mobile WiMAX таковы: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 ГГц. В мире реализованы несколько пилотных проектов, в том числе первым в России свою сеть развернул «Скартел». Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, EV-DO, HSDPA).

    Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMAX позволяет обслуживать только «статичных» абонентов, а мобильный ориентирован на работу с пользователями, передвигающимися со скоростью до 120 км/ч. Мобильность означает наличие функций роуминга и «бесшовного» переключения между базовыми станциями при передвижении абонента (как происходит в сетях сотовой связи). В частном случае мобильный WiMAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей.


Широкополосный доступ

    Многие телекоммуникационные компании делают большие ставки на использование WiMAX для предоставления услуг высокоскоростной связи. И тому есть несколько причин.
    Во-первых, технологии семейства 802.16 позволят экономически более эффективно (по сравнению с проводными технологиями) не только предоставлять доступ в сеть новым клиентам, но и расширять спектр услуг и охватывать новые труднодоступные территории.
    Во-вторых, беспроводные технологии многим более просты в использовании, чем традиционные проводные каналы. WiMAX и Wi-Fi сети просты в развёртывании и по мере необходимости легко масштабируемы. Этот фактор оказывается очень полезным, когда необходимо развернуть большую сеть в кратчайшие сроки. К примеру, WiMAX был использован для того чтобы предоставить доступ в Сеть выжившим после цунами, произошедшего в декабре 2004 года в Индонезии (Aceh). Вся коммуникационная инфраструктура области была выведена из строя и требовалось оперативное восстановление услуг связи для всего региона.
    В сумме все эти преимущества позволят снизить цены на предоставление услуг высокоскоростного доступа в Интернет как для бизнес структур, так и для частных лиц.


Сопоставления WiMAX и Wi-Fi

    Сопоставления WiMAX и Wi-Fi далеко не редкость, возможно, потому, что эти термины созвучны, название стандартов, на которых основаны эти технологии, похожи (стандарты разработаны IEEE, оба начинаются с «802.»), а также обе технологии используют беспроводное соединение и используются для подключения к интернету (каналу обмена данными). Но несмотря на это, эти технологии направлены на решение совершенно различных задач.

Сравнительная таблица стандартов беспроводной связи

ТехнологияСтандратИспользованиеПропускная способностьРадиус действияЧастоты
Wi-Fi802.11a WLAN до 54 Мбит/с до 100 м 5,0 ГГц 
Wi-Fi802.11b WLANдо 11 Мбит/с до 100 м 2,4 ГГц 
Wi-Fi 802.11g WLAN до 108 Мбит/с до 100 м 2,4 ГГц 
Wi-Fi 802.11n WLAN до 300 Мбит/с до 100 м 2,4/2,5 ГГц 
WiMax 802.11d WMAN до 75 Мбит/с 6-10 км 1,5-11 ГГц 
WiMax 802.16e Mobile WMAN до 40 Мбит/с 1-5 км 2,3-13,6 ГГц 
WiMax 802.16m Mobile WMAN  до 1 Гбит/с н/дн/д 

  • WiMAX это система дальнего действия, покрывающая километры пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот (хотя возможно и использование нелицензированных частот) для предоставления соединения с интернетом типа точка-точка провайдером конечному пользователю. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают разные виды доступа, от мобильного (схож с передачей данных с мобильных телефонов) до фиксированного (альтернатива проводному доступу, при котором беспроводное оборудование пользователя привязано к местоположению).
  • Wi-Fi это система более короткого действия, обычно покрывающая десятки метров, которая использует нелицензированные диапазоны частот для обеспечения доступа к сети. Обычно Wi-Fi используется пользователями для доступа к их собственной локальной сети, которая может быть и не подключена к Интернету. Если WiMAX можно сравнить с мобильной связью, то Wi-Fi скорее похож на стационарный беспроводной телефон.
  • WiMAX и Wi-Fi имеют совершенно разный механизм Quality of Service (QoS). WiMAX использует механизм, основанный на установлении соединения между базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметр QoS для каждого соединения. Wi-Fi, в свою очередь, использует механизм QoS подобный тому, что используется в Ethernet, при котором пакеты получают различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковый QoS для каждого соединения.
    Из-за дешевизны и простоты установки, Wi-Fi часто используется для предоставления клиентам быстрого доступа в Интернет различными организациями. Например, в некоторых кафе, отелях, вокзалах и аэропортах можно обнаружить бесплатную точку доступа Wi-Fi.