0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Становление мобильного WiMAX

История и развитие WiMAX

Первая версия стандарта IEEE 802.16-2001 была принята в декабре 2001 года, в стандарте изначально была отведена рабочая полоса 10-66 ГГц. Стандарт IEEE 802.16 описывал архитектуру широкополосной беспроводной связи, организованной по топологии «точка-многоточка» и ориентировался на создание стационарных беспроводных сетей масштаба города (WirelessMAN). Так как в стандарте IEEE 802.16-2001 на физическом уровне предполагалось использование всего одной несущей частоты, назван он был — WirelessMAN-SC (Single Carrier).

Для частот в диапазоне 10-66 ГГц характерно быстрое затухание сигнала и работа возможна только в зоне прямой видимости между передатчиком и приемником. Зато решается одна из главных проблем радиосвязи — многолучевое распространение сигнала. В Стандарте было рекомендовано использовать модуляцию типа QPSK, 16-QAM или 64-QAM. В радиоканалах шириной 20, 25 и 28 МГц скорость передачи данных достигала 32-134 Мбит/с и дальность передачи составляла 2.5 км. Позже, в 2002 году в стандарте 802.16-2001 были выявлены погрешности, и появилось приложение 802.16с-2002, которое расширяло профили и корректировало их.

Из-за трудностей построения беспроводной сети в зоне прямой видимости устройства стандарта 802.16 так и не получили широкого распространения и уже в январе 2003 года выпустили расширение 802.16а-2003, которое описывало использование частотного диапазона от 2 до 11 ГГц. В этом стандарте предусматривалось создание фиксированных беспроводных сетей масштаба мегаполиса и планировалось, что в дальнейшем он станет альтернативой наземным решениям широкополосного доступа для организации «последней мили» взамен xDSL, кабельных модемов и каналов T1/E1. Кроме того, предполагалось, что для формирования глобальной сети беспроводного доступа в Интернет к базовой сети стандарта 802.16а смогут подключаться точки доступа стандарта 802.11a/b/g.

Основное отличие стандарта 802.16а — это работа в частотном диапазоне 2-11 ГГц, для которого не требуется наличие прямой видимости между приемником и передатчиком. В виду этого зона покрытия беспроводных сетей 802-16a значительно шире, чем у сетей стандарта 802.16. Использование частотного диапазона 2-11 ГГц потребовало и существенного пересмотра техники кодирования и модуляции сигнала на физическом уровне. Оборудование 802.16а должно было работать с модуляцией QPSK, 16QAM, 64QAM и 256QAM, поддерживать скорость передачи информации 1-75 Мбит/с на сектор одной базовой станции на расстоянии 6-9 км в радиоканалах с изменяемой полосой пропускания от 1.5 до 20 МГц. Типовая базовая станции имела от 4 до 6 секторов.

В стандарте 802.16a сохранили режим работы на одной несущей, который позволял работать как в условиях прямой видимости (LOS), так и вне ее (NLOS). Но основным здесь стала возможность работы с сигналом на основе технологии OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)- ортогонального частотного мультиплексирования с 256-ю поднесущими и режим OFDMА ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access) — технология многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением каналов с 2048 поднесущими сразу с несколькими абонентами в режиме OFDM. Таким образом, при стандартном количестве поднесущих в 256 обеспечивалась одновременная работа 8 абонентов.

В июле 2004 года был принят стандарт IEEE 802.16-2004, известный также как 802.16d или фиксированный WiMAX, который и объединил все эти нововведения. Но говорить в то время о полной совместимости оборудования не представлялось возможным. Из-за наличия разных режимов мультиплексирования SC, OFDM и OFDMА с разной шириной радиоканалов, а также временного и частотного режима дуплексирования FDD и TDD и ряда других требований оборудование каждого производителя так и осталось уникальным, а стоимость абонентских устройств была очень высокой. В силу этих обстоятельств оборудование фиксированного доступа стандарта IEEE 802.16-2004 используется в нишевом применение, там, где традиционные методы построения сетей абонентского доступа не эффективны или попросту невозможны.

В конце 2005 года был принят стандарт IEEE 802.16е, известный так же как IEEE 802.16-2005 или мобильный WiMAX. Это был новый шаг в эволюции развития беспроводного широкополосного доступа в интернет Основное внимание здесь уделено вопросам поддержки мобильных абонентов, и в частности хендоверу, и роумингу между сетями, построенными на различных беспроводных стандартах. Роуминг позволяет при передвижении абонента на скорости до 120 км/ч «бесшовно» переключаться между базовыми станциями (точно так же как это происходит в сетях сотовой связи). В мобильном WiMAX применяется Scalable OFDMA — масштабируемый OFDM-доступ и возможна работа как в условиях прямой видимости так в ее отсутствие. Для сетей Mobile WiMAX выделяются частотные диапазоны: 2,3–2,5; 2,5–2,7; 3,4–3,8 ГГц.

На сегодняшний день в мире реализованы и успешно функционируют беспроводные широкополосные сети на основе Mobile WiMAX, в том числе первыми в России свои сети развернули компании «Скартел» — бренд Yota (сети построены в Москве, Санкт-Петербурге, Уфе, Краснодаре, Сочи, Никарагуа) и Комстар OTC (сеть в Москве). Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения 3G, например, EV-DO. И если стандарт IEEE 802.16d является протоколом операторского класса, то мобильный WiMAX ориентирован на конечных пользователей, и в данном случае он представляет собой альтернативу стандартам 802.11 a/b/g. Имея ноутбук или КПК со встроенным WiMAX модемом, и подключившись к сети, пользователь сможет постоянно оставаться на связи в любой точке города, где обеспечивается зона покрытия WiMAX сети. Базовая станция Mobile WiMAX способна поддерживать до 1000 абонентов одновременно!

Схема развития технологии WiMax

В дополнение к основным стандартам, рабочая группа IEEE 802.16 разработала ряд других документов, где рассматриваются другие весьма важные вопросы. Это такие дополнения, как:

  • 802.16f-2005 — Информационная база управления (Management Information Base);
  • 802.16g-2007 — Процедуры и сервисы уровня управления (Management Plane Procedures and Services);
  • 802.16k-2007 — Поправки к 802.16 (Bridging of 802.16)

В стадии разработки находятся:

  • 802.16h — Улучшенный механизм сосуществования при безлицензионной работе (Improved Coexistence Mechanisms for License-Exempt Operation);
  • 802.16i — Информационная база управления для мобильных сетей (Mobile Management Information Base);
  • 802.16j — Спецификация многопролетных ретрансляционных систем (Mul-tihop Relay Specification);
  • 802.16m — Улучшенный беспроводной интерфейс (Advanced Air Interface)

Часто, говоря о стандарте IEEE 802.16, подразумевают WiMAX. Аббревиатура WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) расшифровывается как: протокол всемирной сети широкополосной радиосвязи. Название придумано в международной организации WiMAX-форум, в ряды которой входят ведущие телекоммуникационные компании и производители оборудования, такие как: Alvarion, Cisco, Intel, Airspan Networks, Fujitsu, Samsung, Huawei, Proxim Corporation и др.). Однако не следует забывать, что на самом деле WiMAX, рассматривает только часть режимов стандарта IEEE 802.16.

WiMAX-форум был основан 11 апреля 2003 года с целью содействия разработке беспроводного оборудования, используемого в широкополосных сетях и скорейшему развертыванию этих сетей во всем мире. WiMAX-форум отвечает за сертификацию оборудования стандарта IEEE 802.16, а также за подготовку и разработку спецификаций, призванных обеспечить совместимость оборудования разных производителей. Такие крупнейшие поставщики элементной полупроводниковой базы, как Intel, Fujitsu, и др. ведут ее разработку для всех производителей оборудования, а те в свою очередь концентрируют свои усилия на производстве оборудования со стандартной элементной базой. По данным аналитических изданий, сегодня члены WiMAX-форума представляют собой более 80% рынка среди производителей оборудования для ШБД.

В июне 2008 года было объявлено о создании нового стратегического консорциума — Open Patent Alliance (ОРА), в который вошли такие гиганты широкополосной индустрии, как: Cisco, Alcatel-Lucent, Intel, Clearwire, Samsung и Sprint. Цель создания альянса – продвижение дальнейшей стандартизации в области технологий WiMAX, снижения стоимости на услуги и оборудование, а также расширение их многообразия. Немного позже к ним присоединились Alvarion и Huawei. За это время был создан так называемый патентный пул —соглашение о взаимном использовании межу участниками патентов, которыми сможет воспользоваться любой из членов альянса по предсказуемой цене.

Сегодня WiMAX-форум насчитывает более 500 членов, 17 из них из России и стран СНГ.

Первый в мире WiMAX-телефон создали для России

В ходе выставки ITU Telecom World в Женеве гендиректор оператора мобильного WiMAX «Скартел» (торговая марка Yota) Денис Свердлов представил прототип нового телефона, способного работать как в сотовых сетях GSM, так и в сетях WiMAX. Это первый в мире телефон, который способен осуществлять звонки по сети WiMAX с использованием интернет-телефонии (VoIP).

Производитель телефона на выставке не раскрывался, но, как отмечает издание NetworkWorld, у представленного устройства MAC-адрес – 00:1B:98, который характерен для устройств от Samsung. Сеть «Скартела» построена как раз на оборудовании Samsung, он же является поставщиком модемов для Yota. Представитель «Скартела» Наталья Царевская-Дякина не стала опровергать информацию о Samsung, добавив, что рабочее название аппарата – Cosmos.

«Скартел» создаст для своих абонентов SIP-сеть, пользователи которой смогут бесплатно звонить друг другу по специальным идентификаторам. Звонки можно будет осуществлять как с помощью нового телефона, так и с компьютера с установленным SIP-клиентом. Встроенный в телефон клиент будет показывать доступность абонентов Yota, аппарат также будет снабжен кнопкой для включения/отключения режима интернет-звонков.

С 2006 г. IP-телефония в России находится под законодательными ограничениями – в случае, если IP-оператор предоставляет абонентам возможность выхода в обычные телефонные сети, он должен получать такие же лицензии, как и у телефонных операторов. По этой причине, например, британскому IP-оператору Truphone несколько лет назад было отказано в получении российских телефонных номеров. «Скартел» лицензиями на телефонную связь не обладает, но обладатели Cosmos смогут звонить и на стационарные, и мобильные телефоны. Для этого «Скартел» договорился с компанией-партнером, название которой не разглашается – она станет осуществлять функцию «приземления» вызова на телефонные сети.

Читать еще:  Представлен OpenCL 3.0: без прошлого нет будущего

Cosmos можно будет использовать в качестве модема для выхода в интернет, а также пользоваться с его помощью бесплатным музыкальным каталогом Yota Media. Тестирование аппарата начнется в декабре, в продаже он появится в начале 2010 г. Стоимость Cosmos не превысит 10 тыс. руб. В прошлом году Yota уже представила первый в мире WiMAX-коммуникатор — HTC Max 4G – стоимостью 26 тыс. руб. Он поддерживает работу в сетях GSM, а вот встроенной функции для VoIP-звонков через WiMAX-сеть в нем нет. Впрочем, Царевская обещает, что для него «Скартел» также выпустит версию своего VoIP-клиента.

Использование IP-телефонии позволит сэкономить на междугородних и международных звонках, но покупкой WiMAX-телефона заинтересуются только технически продвинутые пользователи, предполагает гендиректор аналитического агентства Sotaweek Денис Кусков. Причина, по его мнению, кроется в высокой цене на телефон, в то время как цена телефона с поддержкой 3G начинается от $200. «Чтобы продвинуть Cosmos в широкие массы, «Скартелу» следует разработать программу субсидирования аппарата», — резюмирует Кусков.

Современные технологии и характеристики мобильного WiMAX

9.2. Параметры системы «мобильный WiMAX»

Поскольку мобильный WiMAX основан на наращиваемом OFDMA, он может гибко создавать конфигурации, которые приспособленные для работы с системами, имеющими различные пропускные способности, благодаря настройке системных параметров. Приводимые ниже характеристики можно рассматривать как некоторый пример для оценки рабочих характеристик. Приведенные ниже таблицы содержат следующие сведения: табл. 9.3 — рабочие характеристики системы, табл. 9.4 является итогом рассмотрения параметров OFDMA и табл. 9.5 показывает модель распространения, применяемую для оценки параметров мобильноого WiMAX .

2 или 4 передающих антенны

2 принимающие антенны

COST — Cooperation in field Of Scientific and Technical Research (Европейское сотрудничество в области научно-технических исследований). COST 231 Suburban — математическая модель распространения радиосигналов [63].

9.3. Архитектура мобильного WiMAX

IEEE в стандарте 802.16 определил только физический уровень и уровень доступа к среде ( MAC — Media Access Control ). Такой подход удовлетворял технологии беспроводных Ethernet , которые использовали протоколы IETF ( Internet Engineering Task Force ) — такие как наборы протоколов верхнего уровня, например, TCP/IP , SIP , VoIP . Для беспроводной связи применяются другие протоколы, например, набор протоколов 3GPP , поддерживающие широкий диапазон интерфейсов и протоколов. Они касаются не только радиотракта, но также взаимодействия между сетями, между оборудованием различных производителей для проведения роуминга и взаимных расчетов между компаниями, предоставляющими услуги беспроводной связи. Производители, осознав эти потребности, сформировали дополнительные рабочие группы по разработке стандартов сети и эталонных моделей для открытых межсетевых интерфейсов.

Две из них сосредоточились на исследовании вопросов создания спецификаций для создания сетей с различным видом доступа [4]:

  • фиксированный доступ (fixed access);
  • сеансовый доступ (nomadic access);
  • доступ в режиме транспортировки (portable access);
  • упрощенный мобильный доступ (simple mobile access);
  • полнофункциональный доступ (full mobile access).

Первые два вида связи подразумевают, что пользователь находится в фиксированной и ограниченной зоне. В первом случае он связывается с одной и той же базовой станцией.

Во втором случае подразумевается, что пользователь может связываться с различными базовыми станциями, но оставаться в этой зоне на время сеанса.

Доступ во время транспортировки допускает перемещение с ограниченной скоростью в пределах ограниченного числа зон и перемещения в каждом местоположении. При этом возможно ограничение видов сервиса, предоставляемых непрерывно при перемещении.

При упрощенном и полнофункциональном мобильном доступе пользователь может перемещаться по всем сотам сети с высокой скоростью.

Упрощенный мобильный доступ гарантирует непрерывность для некоторого набора услуг, а полнофункциональный мобильный доступ обеспечивает ее для всех видов услуг.

Рабочие группы, которые называются WiMAX Forum ‘s Network Working Group (сетевая рабочая группа ) и Service Provider Working Group (рабочая группа поставщиков услуг), определили требования и расставили приоритеты по разработке стандартов сети.

Архитектура мобильного WiMAX построена на платформе «Все — IP» (All-IP).

Принятая технология основана на передаче и коммутации пакетов без использования каналов традиционной телефонии. Такой подход предполагает, что будут уменьшены затраты на всех «этапах жизненного цикла » (проектирование, развертывание и эксплуатация ) сети. Использование принципа «Все — IP » означает, что общее ядро сети может не поддерживать обе известные технологии — коммутацию пакетов и сетей — со всеми задачами, которые влечет поддержка обеих технологий. Дальнейшие преимущества принципа «Все — IP » основаны на прогнозах роста сети. Их часто называют законом Мура («Moore’s Law «). Он утверждает, что развитие обработки информации на основе компьютерных технологий происходит быстрее, чем средств телекоммуникации . Причина в том, что обработка информации не ограничена установкой и модернизацией аппаратуры, как это происходит в сетях с коммутацией каналов .

Выбор принципа базовой технологии пакетной коммутации предполагает низкую стоимость , высокую степень наращиваемости, быстрое развитие функциональных возможностей, т. е. все преимущества систем, основанных на использовании программного обеспечения.

Для того чтобы успешно развивать коммерческие системы, были разработаны спецификации физического уровня и доступа к среде (802.16- PHY / MAC ) для радиоинтерфейса. Они обеспечивают с помощью системной архитектуры поддержку базовой сетью набора необходимых функций.

Прежде чем вдаваться в детали архитектуры, рассмотрим несколько основных принципов.

  1. Архитектура базируется на структуре, принятой в пакетной коммутации и процедурах, которые основаны на стандарте IEEE 802.16 и поправках к нему в соответствии со стандартами IETF ( Internet Engineering Task Force ).
  2. Архитектура позволяет отделить архитектуру системы доступа от услуг IP-связи.
  3. Архитектура обеспечивает модульность и гибкость, для создания множества вариантов сети, таких как:
    • с изменением шага наращивания от маленького до очень большого (от редкого до самого плотного радиопокрытия) сетей WiMAX ;
    • использование радиосред распространения, которые работают в лицензированных или освобождаемых диапазонах в городских, пригородных и сельских районов
    • применяющие различного вида топологии (иерархические , без узлов и с узлами);
    • поддерживающими все виды доступа , упомянутого ранее.

Поддержка услуг и приложений. Архитектура включает поддержку:

  • а) речи, услуг мультимедиа или других принятых официально услуг, таких как экстренная помощь и законный перехват информации (система оперативно-розыскных мероприятий);
  • б) доступ к различным прикладным услугам поставщика, например Интернету;
  • в) мобильная телефонная связь с использованием VoIP ;
  • г) поддержка взаимодействия и шлюзов, позволяющих доставку общепринятых (традиционных) услуг, передаваемых через IP (службы коротких сообщений SMS, службы доступа к приложениям беспроводной связи — WAP ), к сети WiMAX ;
  • д) поддержка групповой и широковещательной доставки информации IP через сеть WiMAX .

Взаимодействие и роуминг. Это также ключевые моменты архитектуры сети мобильного WiMAX , от которых зависит множество сценариев. В частности, будут поддерживаться:

  • а) произвольная архитектура взаимодействия с существующими беспроводными сетями, такими как 3GPP , DSL и MSO (мультисервисный оператор, имеющий возможность совмещать услуги телефонии, мультимедиа, кабельного телевидения и т. п.), системами, базирующимися на наборе протоколов Интернета;
  • б) глобальный роуминг между операторами WiMAX , включая обеспечение повторного использования частот, последовательное использование системы опознавания установление подлинности и ведение учета (AAA — Authentication, Authorization and Accounting), составление индивидуальных и общих счетов и урегулирование претензий;
  • в) использование различных платежных механизмов, таких как сообщение имени и пароля пользователя, цифровая подпись, модуль абонентской идентификации (SIM — Subscriber Identity Module), универсальный модуль SIM (USIM — Universal SIM) и сменный модуль идентификации пользователя (RUIM — Removable User Identity Module).

Участники WiMAX Forum создали эталонную модель сети WiMAX — NRM ( Network Reference Model ), которая представляет собой логическую архитектуру сети. NRM определяет функциональные объекты и эталонные точки, через которые взаимодействуют между собой эти функциональные объекты. Архитектура разработана с целью унификации поддержки, необходимой для всего диапазона развития сети и используемых сценариев (например, от фиксированной сети к сеансовой — транспортирующей — простой мобильной и далее к полнофункциональной мобильной сети).

Рис. 9.5 иллюстрирует NRM , состоящий из следующих логических объектов: мобильной станции (MS), сети доступа к услуге ( ASN — Access Service Network ), сети взаимодействия с услугой (CSN — Connectivity Service Network ) и выделенных эталонных точек для взаимодействия между логическими объектами. Рис. 9.5 дает ключевые нормативные точки R1–R5. Каждый объект представляет группу других функциональных объектов. Эти функции могут быть реализованы отдельным физическим устройством или распределены по многим физическим устройствам.

Группировка и распределение функций по физическим устройствам функциональных объектов (таких как ASN ) улучшает выбор их реализации; изготовитель может выбрать любую физическую реализацию функций, либо индивидуальную, либо комбинированную, удовлетворяющую функциональным требованиям и требованиям по взаимодействию.

Цель NRM состоит в том, чтобы допустить множество путей реализации функциональных объектов и достичь взаимодействия между различными реализациями. Взаимодействие основано на определении протоколов связи и реализации процессов обработки между функциональными объектами, чтобы достигнуть выполнения в полном объеме функций, например, безопасности или управления и администрирования.

Таким образом, эталонная точка является набором функций управления и средств их выполнения.

Логический объект — сеть доступа к услугам ( ASN ) — определяет логическую границу и предоставляет удобный способ описать совокупность функциональных объектов, которые связаны единой задачей, и соответствуют потокам сообщений, связанных с выполнением услуг доступа.

Что такое WiMAX: простое описание технологии

В этом обзоре мы поговорим про WiMAX – расскажем, что это такое и какими характеристиками обладает. Поговорим о принципе работы, области использования и обсудим разницу между беспроводными сетями. Информация будет интересна любому современному пользователю, понимающему, что такое выход в интернет.

Определение и характеристики

Что такое WiMAX в ноутбуке — это международное взаимодействия для микроволнового доступа – технология предоставления беспроводной связи для различных типов устройств, базирующаяся на стандарте IEEE 802.16. (от англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access)

Читать еще:  Forza Horizon — праздник жизни

Рассмотрим основные характеристики:

  • Для соединения используются две антенны;
  • Базовая и клиентская станции соединяются на частотах от 2 до 11 ГГц;
  • Рабочий диапазон частот – от 10 до 66 ГГц;
  • Скорость обмена данными – до 120 Мбит/сек.

Сеть WiMAX в России работает в диапазоне от 2,5 до 2,7 ГГц со скоростью от 64 Кбит/сек . до 1,3 Мбит в секунду . Покрытие предоставляется такими компаниями, как Yota и Мегафон, большая часть технологий в России поставляется от Ростелеком.

Выделяются такие области использования:

  • Как альтернатива выделенным линиям;
  • Для передачи данных и доступа в интернет;
  • Соединение существующих точек доступа и создание новых;
  • Создание мониторинговых систем.

Принцип работы технологии

Поговорим немного о принципе работы. WiMAX оборудование работает по аналогии с традиционной сетью мобильной связи:

  • Происходит установка базовых станций;
  • Образуется покрытие беспроводной сети;
  • Покрытие обеспечивает передачу радиоканала в СВЧ-диапазоне на определенной территории;
  • Устройство (модем, роутер, ноутбук, телефон) принимает сигнал.

Интернет WiMAX 4G поставляется как на стационарные, так и на мобильные устройства.

Каково будущее технологии? На данный момент пользователи уже получили возможность работать со скоростью до 10 Мбит в секунду – в дальнейшем показатели будут неуклонно расти. Высокая скорость сочетается с надежностью соединения и качеством оказания услуги – это универсальный беспроводной доступ для всех устройств. Сейчас технология обладает определенными недостатками – не хватает частот, возникают сложности в настройке, но в скором времени абоненты всех провайдеров оценят преимущества стандарта.

Отличия технологий

В этой части обзора мы рассмотрим сходство Wi-Fi и WiMAX и основные отличия технологий связи.

Они имеют много общего:

  • В основе лежит сходный принцип работы – передача данных на большие расстояния без использования стационарных проводов и кабелей;
  • Использование частот радиоканалов;
  • Простота использования и легкость в развертывании.

Несмотря на наличие определенного сходства, существуют и отличия. Разберем основные параметры, отличающие беспроводной стандарт передачи данных WiMAX:

  • Имеет большую скорость доступа, нежели конкурент;
  • Увеличенная площадь покрытия, как следствие использование в качестве магистрального канала для развертывания масштабируемой городской сети;
  • Необходимость построения мощной инфраструктуры для корректной работы;
  • Радиус действия (5-10 км) значительно превышает радиус действия вай-фая (20-30 метров с препятствиями);
  • Возможность создания региональных сетей.

Разумеется, это не аналоги, ведь технология WiMAX – это стандарт 802.16, а стандарт Wi-Fi – 802.11.

Мы поговорили о принципе работы WiMAX, обсудили основные характеристики стандарта и его особенности – внимательно прочтите наш обзор, чтобы узнать разницу между беспроводными сетями и научиться использовать наилучший вариант соединения.

Mobile WIMAX

Стандарт WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) – это технология высокоскоростной беспроводной передачи данных, которая в настоящее время нашла широкое распространение в качестве способа предоставления широкополосного абонентского доступа. Разработкой этого стандарта занимается WIMAX Forum, а релизы публикуются со следующей нумерацией: «802.16x», где «x» – это буквенное обозначение версии. Они отличаются друг от друга, в первую очередь, способами модуляции и кодирования сигнала на радио-интерфейсе. Кроме того, стандарты с индексами «e» и «m» относятся к мобильным технологиям. Главное их отличие от предыдущих релизов заключатся в возможности хэндовера между двумя сотами.

Споры о том, относятся ли 802.16e и 802.16m к стандартам сотовой связи ведутся уже давно. С одной стороны они разработаны на основе немобильных стандартов. Но с другой стороны эти стандарты имеют много внешних признаков сотовых систем связи. Главным из таких признаков является ячеистая структура радиопокрытия с возможностью переиспользования частот в другой географической зоне. Кроме того, Mobile WIMAX предоставляет возможность хэндовераа между сотами, т.е. соединение установленное в области покрытия одной базовой станции может быть без разрыва передано в соседнюю соту. Также стандарты 802.16e и 802.16m позволяют пользоваться услугами сети во время движения, что является также схожим признаком с сотовыми системами связи. В заключении необходимо отметить большой радиус покрытия одной базовой станции (до 50 км), что в отличии от сетей стандарта WI-FI также позволяет отнести Mobile WIMAX к сетям сотовой мобильной связи.

Если стандарты 802.16e и 802.16m относятся к сотовым системам связи, то возникает следующий вопрос: к какому поколению они относятся? Их классификацию можно сделать на основе двух отличительных признаков: Во-первых, эти стандарты поддерживают скорости передачи данных в несколько сотен мегабит в секунду, что дает право поставить их в один ряд со стандартом LTE, т.е. отнести их к стандартам 4G,. Во-вторых, Mobile WIMAX не предоставляют услугу голосовой передачи данных по коммутируемым соединениям. Этот сервис реализован в оконечных абонентских устройствах на программном уровне, а передача и коммутация осуществляется на основе IP-технологии, т.е. в Mobile WIMAX реализована поддержка технологии Voice over IP (VoIP). Этот факт также является отличительной чертой стандартов четвертого поколения.

Стандарты Mobile WIMAX

Рассмотрим основные отличия стандартов 802.16e и 802.16m. Первый релиз 802.16e появился еще в 2005 году. Он предусматривает скорость передачи данных до 37 Мбит/сек в downlink (от базовой станции) и 17 Мбит/сек в uplink. Уже тогда была предусмотрена возможность хэндоверов между соседними базовыми станциями, а также роуминга, в том числе и международного в сетях других операторов. Максимально на одной несущей (10 МГц) может быть до 30 VoIP соединений.

В релизе 802.16e 2009 года были введены ряд новшеств: полоса одного канала расширена до 20 МГц. Кроме того, теперь возможно использование до 2-х частотных каналов для одного соединения. Это позволило увеличить максимальную скорость передачи данных в downlink до 141 Мбит/сек, а uplink – до 138 Мбит/сек. Теперь может быть до 43 одновременно установленных голосовых соединений на одной несущей.

Стандарт 802.16m появился в начале 2010 года. Он предусматривает ряд изменений, которые позволяют более эффективно использовать частотный диапазон: несколько механизмов управления мощностью и смягчения интерференции на краю соты, 4×4 MIMO, улучшенная система автоматического перезапроса ошибочных сообщений HARQ и некоторые другие. Все эти нововведения дают возможность передачи данных в downlink до 365 Мбит/сек, а uplink – до 376 Мбит/сек. На одной полосе 20 МГц теперь могут одновременно поддерживаться до 80 VoIP соединений. Стандарт 802.16m также включает улучшенный сервис определения местоположения по базовым станциям, расширенные возможности рассылки широковещательных сообщений, более строгие меры безопасности. Теперь услуги Mobile WIMAX можно получить на скоростях до 350 км/час, а в некоторых случая (в зависимости от частотного диапазона) до 500 км/час.

Структура сети Mobile WIMAX

Структура сети связи стандарта WIMAX

Сеть Mobile WIMAX состоит из 2-х основных подсистем: ASN (Access Service Network) – сеть доступа и CSN (Connectivity Service Network) – сеть обеспечения услуг.

Согласно спецификациям WIMAX Forum определяется как набор функций, предоставляющих абонентам сети функции соединений.

К основным функциям CSN относятся:

В сеть СSN могут входить такие элементы как роутеры, AAA сервер, базы данных абонентов, устройства преобразования сигнализации.

AAA (Authentication, Authorization, Accounting) сервер – устройство обеспечения авторизации, аутентификации и аудита пользователей сети. Служит для контроля доступа абонентов в сеть, назначения ключей шифрования, регистрации параметров соединений. Кроме того, хранит профили качества обслуживания абонентов

PF (Policy Function) – база данных содержащая сценарии выполнения приложений для различных услуг, предоставляемых сетью WIMAX.

HA (Home Agent) – элемент сети отвечающий за возможность роуминга. Отвечает за обмен данными между сетями разных операторов.

Сеть ASN – это набор сетевых элементов, предназначенных для организации доступа абонентов WIMAX в сеть.

ASN выполняет следующие основные функции:

  • Доступ абонентов в сеть по радиосоединению
  • Передача ААА-сообщений между CSN и абонентским оборудованием для обеспечения функций аутентификации, авторизации и аудита соединений.
  • Установление сигнальных соединений между и абонентским оборудованием
  • Управление радиоресурсами
  • Пейджинг, т.е. поиск абонентов в сети при поступлении входящего соединения
  • Мобильность абонентов (управление хэндоверами)
  • Туннелирование между сетями ASN-CSN

    В состав сети ASN входят 2 основных элемента:

    BS (Base Station) – базовая станция. Основной задачей является установление, поддержание и разъединение радиосоединений. Кроме того, выполняет обработку сигнализации, распределения ресурсов среди абонентов. В отличии от сетей LTE, UMTS и GSM базовая станция сети WIMAX берет на себя большую часть функций сети абонентского доступа.

    ASN Gateway – предназначен для объединения трафика и сообщений сигнализации от базовых станций и дальнейшей их передачи в сеть CSN. В одной ASN может быть несколько ASN Gateway. Причем к разным ASN Gateway могут быть подключены одни и те же BS для распределения нагрузки. ASN Gateway – это, по-сути, агрегатор нагрузки сети доступа.

    Также неотъемлемым элементом сети Mobile WIMAX является абонентское оборудование. В качестве такового могут выступать мобильный телефон, КПК, ноутбук/стационарный компьютер с встроенным или внешним адаптером и мн. др.

    Таким образом, сеть Mobile WIMAX является полноценным представителем сетей сотовой связи, предоставляющая большие возможности, высокое качество и безопасность соединений. Это дает возможность предсказывать дальнейшее развитие этого стандарта и широкое распространение на практике.

    Wimax – жив или мертв? 74

    Некоторое время назад технология Wimax была весьма популярной темой для обсуждения на страницах телекоммуникационных ресурсов. Чуть ли не каждый день выходили свежие новости то восхвалявшие Wimax, то предрекающие ему скорое забвение. Что же теперь происходит с этой перспективной технологией?

    Краткий исторический экскурс.

    Изначально Wimax подразделялся на два основных направления — мобильное и фиксированное.

    802.16-2004 (известен также как 802.16d и фиксированный WiMAX). 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. Многими расценивалась как альтернатива медным линиям связи.

    Читать еще:  UBS: спрос на смартфоны неизбежно вырастет в следующем году

    802.16-2005 (известен также как 802.16e и мобильный WiMAX). Оптимизированная для поддержки мобильных пользователей версия поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер, idle mode 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.

    WiMAX против LTE

    Это война. Две технологии, обещающие пользователям значительное ускорение мобильного интернета. И обе на острие атаки — появление и распространение смартфонов, а затем планшетников в разы повысило требование к сетям мобильного интернета. Масла в огонь общественных дебатов подлило заключение Международного Телекоммуникационного Союза (International Telecommunications Union), официально признавшего две технологии отвечающие стандартам 4G. В 2010 году эта уважаемая организация признала LTE-Advanced1 (на основе сотового стандарта LTE) и WirelessMAN-Advanced2 (на основе WiMAX 802.16m). С тех пор в интернете не стихали словесные баталии на тему Wimax vs LTE.

    Изначально WiMAX имел преимущества перед своим конкурентом. Первая версия стандарта IEEE 802.16–2001 была принята в декабре 2001 года. И хотя эта версия оказалась не совсем удачной, но начало было положено. Гораздо раньше, чем появилась аббревиатура LTE. Работа над LTE фактически началась только в ноябре 2004 года, в июле того же года был принят стандарт 802.16d — фиксированный WiMAX.

    Затем в 2005 году появляется стандарт 802.16e — мобильный Wimax. По всему интернету звучат торжественные оды новому стандарту!:

    Новая революционная технология беспроводной связи под названием WiMAX за последнее время привлекла к себе определенное внимание. По мнению многих стратегов в области маркетинга, она сможет стать ключом к созданию универсального широкополосного и даже мобильного беспроводного доступа и затмить уже существующие решения, такие как беспроводная LAN (Wi-Fi) или UMTS.

    Длительное время между сторонниками WiMAX и LTE шли нестихающие споры. WiMAX появился раньше и некоторое вендоры (например, Samsung и Nokia) уже успели начать выпуск пользовательских устройств, рассчитанных на работу в сетях WiMAX.

    Однако потом появился LTE, чье главное преимущество заключалось в том, что для внедрения этой технологии сеть мобильного оператора не нуждается в серьезных изменениях. Позиции WiMAX изрядно пошатнулись.

    Результат этой борьбы мы сегодня видим на примере российского рынка связи — победу одержал LTE. Правда сдается мне, что победа эта во многом скорее маркетинговая, а не технологическая. Просто в мире очень много крупных сотовых компаний, которым для привлечения внимания абонентов позарез нужна была новая «фишка». Хотя как это частенько бывает, рекламщики несколько преувеличили функциональные возможности LTE и те скорости, которые она может предоставить своим абонентам. Но лобби крупных корпораций — великая сила.

    К тому же не будем забывать о том, что период спада темпов роста WiMAX приходится на 2007-2009 годы, когда по причине мирового финансового кризиса операторы связи зачастую просто не имели возможности строить сети нового поколения. Этот период сожрал значительную часть того временного преимущества, который WiMAX имел перед LTE. Этими обстоятельствами можно так же объяснить малую активность вендеров по части внедрения линеек пользовательских устройств с поддержкой WiMAX. Когда мировая экономика пытается сорваться в тартарары, как-то предприятия предпочитают сильно не рисковать с внедрением инновационных решений, полагаясь на проверенные и экономичные.

    Если говорить о других причинах поражения мобильной версии Wimax, то одной из них можно указать увеличение популярности Wi-Fi. Дело в том, что LTE, несмотря на все претенциозные заявления о том, что этот стандарт сможет конкурировать в скоростях с проводными сетями, на самом деле является строго нишевым проектом. Он представляет собой следующий шаг в развитии сетей мобильных операторов связи и будет ими же внедряться как замена 3G. Что же касается традиционных провайдеров, то они спокойно используют дешевый и привычный Wi-Fi, продвигая эту технологию для своих абонентов. Другими словами WiMAX в своем мобильном варианте оказался попросту не нужен большинству пользователей. Подтверждение этой истины мы находим в том, что российские операторы Wimax, получая частоты под строительство LTE, сворачивают свои WiMAX сети. Вслед за Yota, считавшейся у нас одно время оплотом российского WiMAX и отказавшегося от этой технологии в пользу LTE, о подобном решении заявили представители Комстар. С первого сентября этого года Комстар прекращает работу сетей WiMAX и предлагает абонентам этих сетей переход на LTE.

    Таким образом в стране не осталось крупных операторов, намереных развивать мобильный WiMAX . И боюсь, что теперь в России мобильный WiMAX если и не умрет окончательно, то будет предан забвению на определенный срок.

    А ведь за границей на мобильном WiMAX не спешат ставить крест.

    А не спеши ты нас хоронить.

    Стоит отметить, что за пределами нашей страны WiMAX внедряется вполне активно. И, несмотря на некоторое снижение темпа роста и даже отказ некоторых крупных операторов от проектов связанных с WiMAX, эта технология эксплуатируется и развивается.

    Например, в развивающихся странах, таких как страны Ближнего Востока, где фиксированный WiMAX пытаются применять в качестве технологии последней мили. Конечно, во многом это объясняется нестабильностью ситуации в этих странах — в частности, ненадежным электроснабжением и общей слаборазвитостью телекоммуникационной инфраструктуры. В таких условиях WiMAX предпочтительней благодаря тому, что не требует прокладки кабельной инфраструктуры. А тамошние абоненты не избалованы высокими скоростями. Правда сейчас в этом регионе наблюдается снижение темпов развития WiMAX, связанное, в первую очередь, с оттоком инвестиций, но никто не спешит отказываться от этой технологии. Стоит отметить, что некоторые российские операторы применяют то же решение вопроса «последней мили» для корпоративных клиентов, а также для удаленных районов.

    Кроме стран со слабо развитой инфраструктурой, WiMAX так же удается держать свои позиции в Европе и США, благодаря поддержке таких крупных операторов как AT& T, Deutsche Breitband и некоторых других.

    Появляются даже виртуальные операторы связи, которые предлагают своим абонентам использование устройств, поддерживающим сразу две технологии — LTE и WiMAX. FreedomPop уже анонсировал версию IPoD модифицированный под такую модель работы.

    Хотя стоит признать, что и в США есть компании готовые отказаться от WiMAX в пользу LTE. Пожалуй, самый яркий пример тому — Sprint, крупнейший акционер концерна Clearwire. Напомню, что именно Clearwire представила первую в мире сеть 4G, построенную по технологии WiMAX. В прошлом году Sprint объявил о намерении развернуть собственные сети LTE, обещав при этом не сворачивать WiMAX. Однако не разбив яиц яичницу не приготовишь и сейчас абоненты WiMAX от Sprint уже испытали некоторые проблемы, связанные с переходом компании на новую технологию.

    Так что WiMAX все еще на плаву, но очень медленно погружается в бездну. Не так быстро как об этом кричат сторонники LTE, но все же неуклонно. Спасти его может только чудо, которое призван сотворить WiMAX 2.

    WiMAX 2 – последняя надежда

    Теоретически помочь WiMAX может появление и широкое внедрение WiMAX 2 – стандарт 802.16m, тот самый, что утвержден в качестве официальной технологии 4G. Остается только дождаться ее широкого коммерческого внедрения. Осенью 2010 компания Samsung показала экспериментальную систему WiMAX второго поколения, обеспечивающую скорость передачи данных в 330 Мбит/с. Отметим, что данный стандарт был окончательно утвержден только в прошлом году.

    В этом году, по мнению аналитиков GIA (Global Industry Analysts, Inc), нас ждет рост доступности этого стандарта. Дело в том, что для работы в сетях Wimax 2 подходят абонентские устройства стандарта 802.16e. Проще говоря, любой смартфон или планшетник, поддерживающие WiMAX, должны спокойно работать в сетях WiMAX 2. Получается, что пользователи WiMAX в теории еще до конца года должны получить массу преимуществ, которые, в первую очередь, относятся к скорости передачи любых видов данных.

    Сейчас над внедрением WiMAX 2 работают такие операторы как AT& T, Deutsche Breitband Dienste (DBD) GmbH, iBurst (Pty) Ltd., Mobile TeleSystems OJSC MTS, и VMAX Telecom. Устройства, поддерживающие мобильный WIMAX, выпускают такие вендоры как Airspan Networks Inc.,Alcatel-Lucent,Alvarion Ltd., Aperto Networks, Cisco Systems Inc., EION Wireless,Huawei Technologies Co., Ltd.,Motorola Solutions Inc., NEC Corporation, NewNet Communication Technologies, Redline Communications Inc.,Runcom Technologies Ltd., Samsung Electronics Co., Ltd.,SOMA Networks Inc., Tellabs, ZTE Corporation, ZyXEL Communications Inc.

    Другими словами в настоящее время достаточно большое количество серьезных операторов и вендоров все еще верят в WiMAX. И если нам, россиянам, глядя на Yota и Комстар, может показаться, что WiMAX умер, то впечатление это ошибочное. Пока еще нет. По сравнению с такими гигантами связи как АТ&T, Комстар и Yota выглядит, мягко говоря, несерьезно. И даже отказ от этой технологии такого крупного оператора как Sprint еще не означает забвения для WiMAX. Конечно, сейчас эта технология переживает не лучшие времена, но через такое проходили многие новаторские идеи, ставшие впоследствии трендами.

    Как показывают отзывы, распиаренный LTE кое в чем разочаровал своих пользователей. Если WiMAX операторы смогут учесть ошибки тех, кто впопыхах внедрял LTE, и предоставят абонентам по настоящему новый уровень скоростей беспроводного доступа, то возможно, что WiMAX еще себя проявит.

    Постскриптум

    Подводя итог всему написанному, хочу выразить мнение. Личное, чисто субъективное мнение человека, ежедневно имеющего дела с разного рода статьями на телекоммуникационную тематику. На мой взгляд, кажущаяся победа в LTE в поединке с WiMAX в значительной степени маркетинговая, а не технологическая. Среди сторонников LTE оказалось куда больше толковых пиарщиков, тогда как реальные сравнительные испытания показывают, что WiMAX, как минимум, не хуже LTE. И будет очень обидно если эта интересная и во многом перспективная технология канет в безызвестность так и не получив возможность всерьез посостязаться с LTE.

  • Ссылка на основную публикацию
    Статьи c упоминанием слов:
    Adblock
    detector