WIMAX: технология дальнего действия

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)

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.

WIMAX: технология дальнего действия

Сегодня поговорим о Worldwide Interoperability for Microwave Access, более известной как WIMAX – технологии в области телекоммуникаций.

Ее цель — передача беспроводной связи на длинные дистанции для широкого спектра устройств – настольные и портативные компьютеры, мобильные телефоны.

WIMAX основан на стандарте 802.16 и имеет также и другое название – Wireless MAN, которое будучи менее распространенным, является более правильным, поскольку в действительности WIMAX не технология, а название форума, на котором был согласован стандарт Wireless MAN.

Содержание:

Из-за широкого распространения названия, в рамках статьи мы все же будем использовать – WIMAX.

Общие сведения о WIMAX

Технология WIMAX должна была решить проблему Wi-Fi сетей – относительно низкую скорость передачи данных и невысокий уровень покрытия, вместе с тем сохранив высокую мобильность и скорость развертывания.

На данный момент WIMAX технология может быть использована при построении магистральных каналов, продолжением которых, могут выступать традиционные кабельные (DSL-) и беспроводные локальные сети.

В зависимости от типа решаемых задач (фиксированные или мобильный доступ), есть две отдельные версии стандарта, каждая из которых определяет мощность, ширину полосы пропускания, индивидуальный диапазон частот, методы доступа и передачи данных, а также способы модуляции и кодирования сигнала, пр.

Именно поэтому WIMAX-системы, использующие различные версии стандарта, являются практически несовместимыми.

Спецификация фиксированной версии WIMAX – 802.16d, была утверждена в 2004 году.

В данной версии организована поддержка пользовательских устройств, установленных как внутри, так и снаружи помещений, прямая видимость при этом необязательна.

Оборудование, использует диапазон частот 2 – 11 Ггц.

Спецификация мобильной версии WIMAX – 802.16e, была утверждена год спустя после утверждения фиксированной версии стандарта.

Благодаря применению масштабируемого OFDM-доступа, стала возможной работа устройств в условиях отсутствия прямой видимости.

Оборудование для этой версии использует диапазон частот 2,3 – 13,6 ГГц. Конкурентами мобильной версии WIMAX являются мобильные технологии 3-го поколения (3G).

Сравнение Wi-Fi и WIMAX

Попробуем сравнить между собой более популярную и повсеместно используемую беспроводную технологию Wi-Fi с менее известной для широкого круга потребителей — WIMAX.

Используется абонентами для развертывания собственных беспроводных сетей в пределах места проживания, работы, пр.

Используется на уровне телекоммуникационных провайдеров, для обеспечения подключения к Интернет конечных пользователей (абонентов) в пределах населенных пунктов.

В лицензировании частот из диапазона 2.4 ГГц при условии некоммерческого использования нет необходимости. В некоторых странах это утверждение справедливо и для 5 ГГц диапазона.

Как правило все используемые частоты подлежат лицензированию.

Площадь покрытия устойчивым сигналом составляет несколько десятков квадратных метров. Радиус действия сети до 300м. Требует наличия прямой видимости.

Площадь покрытия устойчивым сигналом может составлять десятки квадратных километров. Радиус действия сети в большинстве случаев не зависит от наличия прямой видимости и составляет, для стандарта 802.16d (фиксированная версия) — 25-80км, для стандарта 802.16е (мобильная версия) — 1-5 км.

Теоретическая скорость передачи данных для стандарта 802.11n до 300 Мбс.

Теоретическая скорость передачи данных для стандарта 802.16d (фиксированная версия) — до 75Мб/с, для стандарта 802.16е (мобильная версия) до 40Мб/с.

Принцип построения WIMAX-сетей очень похож на организацию подключений в GSM-сетях.

Хотя бы одна базовая станция (дале, БС) подключается к провайдерсокй сети с помощью классического проводного подключения.

Следует отметить тот факт, что чем больше базовых станций подключено таким образом, тем выше надежность сети и скорость передачи данных.

Между остальными БС выполняются соединения прямой видимости, которые служат магистральными каналами.

В используемом частотном диапазоне 10-66ГГц, скорость передачи информации между 2 БС может достигать до 140Мб/с.

Для соединения базовой станции со станцией клиента (модемом) используют частотный диапазон 2-11 Ггц, для подключения не требуется прямая видимость, а скорость может достигать до 70Мб/с.

Также стоить упомянуть об отличии принципов работы механизма качества обслуживания Quality of Servis (далее QoS) для Wi-Fi и WIMAX-сетей.

Напомним, что технология QoS подразумевает распределение приоритетов в обслуживании в зависимости от класса трафика.

К примеру, трафику с высокими требованиями к временным задержкам (пакеты IP-телефонии) устанавливается и более высокий приоритет, по сравнению с трафиком, где требования к временным задержкам не так высоки, например, при передаче файлов.

Если человек, использующий IP-телефонию слышит собеседника с запозданием в 20-30 секунд, это более критично, нежели некий файл будет отправлен или получен с задержкой в те же 20-30 секунд.

Принцип работы механизма QoS в Wi-Fi сетях, схож с механизмом используемым в Ethernet и основан на том, что пакеты имеют различный приоритет, следовательно применение такого подхода не гарантирует одинаковый механизм QoS для каждого соединения.

В WiMAX-сетях, параметр QoS гарантирован для каждого соединения, благодаря использованию специального алгоритма планирования, на котором основано каждое соединение.

Характеристики WiMAX

Слухи о высокоскоростном беспроводном интернете ходят уже давно, однако, реальностью такие технологии стали с появлением сетей Wimax.

Как работает технология WiMax

Принцип работы WiMAX сетей.

Компания «WiMAX Forum», основанная в 2001 году, занимается продвижением и развитием технологии WiMAX. В основу этой технологии положен стандарт IEEE 802.16 или Wireless MAN. В WiMax Forum входят такие компании, как Intel, Samsung, Nokia, LG, Motorola.

WiMAX технология позволяет решить ряд задач:

  • соединить точки доступа Wi-Fi между собой и с поставщиком услуг Интернет;
  • обеспечить беспроводный широкополосный доступ, альтернативный DSL и выделенной линии;
  • предоставить высокоскоростной сервис по передаче данных, и по телекоммуникационным услугам;
  • создать точки доступа, которые не привязаны к географическим положениям.

Поиск оптимального решения для фиксированного и мобильного применения не принес результата. Поэтому применяются две отдельные версии стандарта IEEE802.16e и IEEE802.16d, которые характеризуются своими рабочими диапазонами частот, шириной полосы пропуска, мощностью излучений, методом передач и доступов, способами кодировки и модуляции, принципами повторных использований радиочастот. Некоторые базовые показатели совпадают, но эти версии WiMAX-систем являются практически несовместимыми.

WiMAX фиксированный, 802.16-d или -2004, характеризуется диапазоном 3,5 ГГц или 5 ГГц, и использованием OFDM (ортогонального частотного мультиплексирования). Пользовательское устройство — это стационарный модем, который устанавливается внутри помещения или снаружи. Для ноутбука устанавливается PCMCIA-карта. WiMAX мобильный, 802.16-е или -2005, характеризуется несколькими диапазонами частот – это 2,3 ГГц, 2,5 ГГц, 2,7 ГГц, 3,4 ГГц и 3,8 ГГц. Это версия поддерживает похожие функции как для сотовых сетей третьего поколения EVDO или HSDPA — такие как хэндовер, роуминг и idle mode. Здесь используется OFDM масштабируемое или SOFDMA.

Разница между WiMAX и Wi-Fi

Казалось бы, конкурентом WiMAX в беспроводном сегменте является технология Wi-Fi, но при более внимательном рассмотрении можно заметить, что WiMAX и Wi-Fi заняли различные ниши. Если Вы пользуетесь домашним или офисным Wi-Fi роутером то знаете, что точки доступа Wi-Fi способны обеспечить сигнал в пределах всего лишь нескольких сот метров. WiMAX — система дальнего действия, покрывающая километры пространства. Технология WiMAX способна расширить зону действия мобильных устройств до радиуса квартала или даже небольшого города!

Сеть WiMAX

По структуре сети WiMax (стандарт IEEE 802.16) похожи на традиционные сети мобильной связи. Базовые станции, находящиеся в пределах прямой видимости друг от друга (а это при условии установки на высотных объектах до 50 км) связаны между собой постоянным радиоканалом в СВЧ диапазоне. Одна или несколько базовых станций должны иметь подключение к провайдеру сети Интернет. Для соединения базовой станции с пользователем необходимо наличие абонентского оборудования. При наличии в «зоне видимости» нескольких базовых станций WiMAX, программное обеспечение WiMax модема автоматически выбирает станцию с наиболее сильным сигналом.

Принцип работы беспроводной связи по технологии WiMax

В современном мире происходит настоящая информационная революция. Технологии беспроводной связи активно развиваются, постоянно появляются новые виды связи, которые заменяют друг друга. Это объясняется тем, что к технологиям передачи данных выдвигаются определенные требования – высокая скорость передачи данных, надежность и мобильность. Эти требования и заставляют разработчиков постоянно работать, создавая новые виды соединений, превосходящие все старые технологии. На сегодняшний день данным требованиям наилучшим образом соответствует технология WiMax. Но что это такое?

0.1. Схема работы сети WiMax

1. Описание технологии WiMax

Прежде всего, необходимо ответить на вопрос, что это такое? ТехнологияWiMax (от англ.World wide Interoperability for Microwave Access) – это технология беспроводной передачи данных. Главная цель разработки такой технологии заключается в том, чтобы предоставлять пользователям универсальную мобильную связь на достаточно больших расстояниях для наиболее широкого списка устройств – от целых станций и персональных компьютеров, до мобильных телефонов и планшетов.

Технология ВайМакс основывается на протоколе IEEE 802.16, который имеет название Wireless MAN. Современное название технология получила благодаря WIMAX Forum. Это специальная организация, которая была основана именно для продвижения и развития нового вида связи. Форум представляет новый вид мобильной связи WiMax как технологию, предоставляющую высокоскоростной доступ к беспроводным сетям, который является альтернативой выделенным линиям и DSL.

Если говорить просто, то это новый вид мобильной связи, который по скорости и качеству не уступает проверенным кабельным соединениям с выделенными линиями. Более того, новая технология даже превосходит старые.

1.1. Область применения технологии WiMax

Данное соединение открывает перед пользователями новые возможности. Такую технологию можно применять для выполнения следующих задач:

  • Соединение разных точек доступа Wi-Fi меду друг другом и с другими сегментами сети интернет;
  • Предоставление мобильного широкополосного соединения с высокой скорость, как альтернатива выделенным линиям и DSL;
  • Возможность операторам предоставления новых видов услуг, требующих наличие высокоскоростного интернет-подключения;
  • Создание точек доступа к интернету, не привязанных к географическому расположению.

Технология ВайМакс открывает возможность выполнять выход в высокоскоростной интернет. При этом радиус действия таких сетей гораздо больше, чем у технологии Wi-Fi. Это в свою очередь позволяет использовать связь в качестве неких магистральных каналов, которые могут переходить в обычные выделенные и DSL-линии, либо локальные сети. Таким образом, данная технология позволяет создавать целые сети в городских масштабах. При этом пользователи получают высокую скорость передачи данных.

2. Сравнение WiMax и LTE

Для того, чтобы выполнить объективное сравнение этих технологий, необходимо более подробно рассмотреть оба вида соединений. Это позволит наглядно увидеть отличие WiMax от LTE и понять, что лучше, и какая из технологий имеет больше перспектив.

Стоит отметить, что технология WiMax появилась несколько раньше, чем LTE. Изначально она разрабатывалась как альтернатива выделенным линиям, и первым ее применением стали неподвижные терминалы и стационарные модемы. В теории скорость передачи данных в современной беспроводной сети WiMax составляет 1 Гбит/с, однако на практике эта цифра существенно меньше.

Не лучше дела обстоят и с технологией LTE, которая также обещает пользователям высокую скорость соединения, достигающую 1 Гбит/с, но на практике предоставляет максимальную скорость около 20-30 Мбит/с. Это объясняется тем, что обе технологии являются относительно новыми и активно развиваются. Кроме этого мобильные операторы только начинают строить сети четвертого поколения, которым относятся обе технологии.

2.1. Стандарт WiMax

Технология ВайМакс также известна как IEEE-стандарт 802.16 – беспроводная широкополосная связь. Можно сказать, что WiMax является неким расширением всем известной технологии Wi-Fi, которое ориентировано на рынки мобильных коммуникаций. Кроме этого WiMax поддерживает технологию Multiple Input/Multiple Output (MIMO), что крайне важно для возможности одновременной работы множества пользователей.

Данная технология позволяет сотням пользователей подключаться к одной базовой станции, что обеспечивает отличную мобильность пользователям, переключаясь с одной станции, на другую в одном коммуникационном цикле. Помимо этого радиус действия каждой станции достигает нескольких километров.

2.1.1. Отличие Wi-Fi от WiMax

Технологии WiMax и Wi-Fi сопоставляются достаточно часто. Возможно это потому, что их названия созвучны, а также схожи названия стандартов, которые являются основой эти технологий – оба они начинаются с «802». Кроме этого оба вида связи используются для выхода в интернет. Однако, несмотря на схожесть, данные технологии имеют различия и направлены на выполнения разных задач.

WiMax – это технология дальнего действия, которая способна покрывать целые километры. Для работы WiMax использует исключительно лицензированные частоты. Также существуют разные стандарты семейства 802.16, которые способны предоставлять разные виды доступа – от мобильного, схожего с технологиями передачи данных с мобильных телефонов, до фиксированного, выполняющего роль альтернативы обычным выделенным линиям.

В свою очередь технология Wi-Fi является системой малого радиуса действия. Как правило, такая сеть способна покрыть до нескольких сотен (чаще десятков) метров. Для работы такой сети используются нелицензированные спектры частот. В подавляющем большинстве случаев Wi-Fi используется для создания частной локальной сети, к примеру, в домашних условиях или в офисах. Такая сеть может работать как автономно (без подключения к глобальной сети), так и с выходом в интернет.

Если сравнивать WiMax и Wi-Fi, то первую технологию можно сравнить с мобильной связью, а вторую – с обычным стационарным беспроводным телефоном, который используется только в пределах дома или квартиры. Эти технологии имеют различный принцип Quality of Service (QoS). К примеру, WiMax работает по принципу, основанному на установлении соединения между базовой станцией и мобильным устройством пользователя. Каждое такое соединение основывается на специальном алгоритме планирования, который гарантирует параметр QoS. То есть каждое соединение получает одинаковый приоритет, и, как следствие, одинаковую стабильную скорость передачи данных.

В свою очередь технология Wi-Fi основывается на механизме QoS, который подобен тому, что используется в Enternet. То есть пакеты получают различный приоритет. Это означает, что при таком соединении нет гарантий одинакового QoS для каждого соединения.

Благодаря дешевизне технологии и простоте установки Wi-Fi роутера такое соединение часто используется в кафе и других общественных заведениях, а также в частных целях (для создания домашней сети). WiMax в свою очередь является более глобальной технологией, которая используется мобильными операторами.

3. Mobile WiMAX от YOTA: Видео

3.1. Стандарт LTE

Технология LTE, так же как и WiMax предоставляет беспроводной широкополосный выход в интернет, отличающийся высокой скоростью. И хотя он поддерживается сетями третьего поколения (3G), он все же отвечает всем требованиям четвертого поколения связи. Построена эта технология на базе IP-технологий, что и обеспечивает повышенную скорость передачи информации.

Технология LTE уже сегодня активно внедряется в действующие сети. Именно она имеет наибольшие перспективы. Однако это всего лишь переходная технология, которая позволяет плавно и незаметно для потребителей перейти к сетям четвертого поколения (4G).

3.2. Отличие WiMax от LTE

Итак, в чем же заключаются отличия этих технологий? Стоит отметить, что изначально технология WiMax внедрялась с целью плавного перехода от 3G к LTE. Однако на сегодняшний день, несмотря на активную интеграцию технологии LTE, WiMax также продолжает использоваться и развиваться.

Главное различие между технологиями заключается в скорости передачи данных, а также в стоимости тарификации. К примеру, нынешние тарифы в сетях LTE обеспечивают скорость передачи данных от 500 Кбит/с до 20 Мбит/с, при этом стоимость услуг колеблется соответственно от 400, до 1400 рублей.

Для сравнения тарифы в сетях WiMax предоставляют выбор скорости от 284 Кбит/с, до 10 Мбит/с, стоимость услуг соответственно от 500, до 1400 рублей. Кроме этого отличие WiMax от LTE заключается в используемых частотах. Таким образом, мобильные телефоны, которые поддерживают WiMax не смогут работать в сетях LTE.

Это интересно!

СОВРЕМЕННЫЕ КОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ. ТЕХНОЛОГИИ И ИНТЕРФЕЙСЫ. Часть 2. Стандарты и технологии широкополосной беспроводной связи

В последние годы прогресс в области систем беспроводной связи достиг впечатляющих высот. Из дорогостоящих узкоспециализированных приложений беспроводные решения превратились в массовую альтернативу проводным системам связи. Наиболее интенсивно развиваются системы беспроводной передачи данных, голоса и видео — от небольших персональных беспроводных систем до беспроводных сетей масштаба города.

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ ZigBee

В статье описаны основные методы тестирования передатчиков и приемников сетей ZigBee в частотной и временной областях. Перечислены параметры, подлежащие проверке. Кратко описываются стек протоколов и структура кадра ZigBee.

ОСОБЕННОСТИ НОВОЙ СПЕЦИФИКАЦИИ ZigBee PRO FEATURE SET

Беспроводные системы сбора данных, использующие технологию ZigBee, начали вводиться в эксплуатацию около двух лет назад. Первый опыт реального применения, с одной стороны, подтвердил жизнеспособность новой технологии, а с другой, — показал пути дальнейшего совершенствования. В течение прошлого года члены альянса ZigBee были сосредоточены на поиске решений двух основных задач: добиться совместимости устройств ZigBee различных производителей и обеспечить возможность создания беспроводных сетей больших размеров. Результатом усилий большого количества компаний стала новая спецификация ZigBee Pro Feature Set, принятая альянсом ZigBee в октябре 2007 г.

7 апреля

Руководство разработчика по технологии WiMAX, стандартам и реализации сети

Этот справочный материал полезен не только для новичков, но и для опытных разработчиков беспроводных сетей, поскольку в нем излагаются основы технологии WiMAX: архитектура сетей, основные стандарты и общие принципы функционирования. В статье также рассматриваются такие более глубокие аспекты технологии WiMAX, как стек протокола, генератор случайных чисел, кодер/декодер Рида-Соломона, сверточное кодирование, перемежитель, QPSK-модуляция и коллективный доступ OFDMA.

о мере того как возрастает длина коммуникаций, становится экономически невыгодным использовать в качестве средств связи коаксиальные и оптоволоконные кабели. Однако беспроводные технологии могут обеспечить экономичный доступ к удаленным или труднодоступным районам.
Технология WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) — или IEE 802.16, или Wireless MAN (Wireless Metropolitan Area Network — беспроводная сеть для городских районов) — обеспечивает широкополосный беспроводной доступ на большей площади, чем 802.11 (Wireless LAN), и на высокой скорости.

Основные черты технологии WiMAX

Существуют следующие четыре определяющих элемента, которые отличают WiMAX от других беспроводных технологий:
– WiMAX — метод широкополосного беспроводного доступа, позволяющий устанавливать высокоскоростную связь на больших расстояниях. Эта технология основана на стандарте для оборудования IEEE 802.16/ETSI HiperMAN, который обеспечивает требования по совместимости, установленные Форумом WiMAX Forum. (В этот Форум входят лидеры отрасли, придерживающиеся принципа открытой совместимости всех продуктов, используемых для широкополосного беспроводного доступа).
– Технологию, составляющую основу этого стандарта, часто называют беспроводной технологией организации абонентского доступа (Wireless Local Loop), или WiMAX.
– Основной аспект технологии WiMAX — совместимость между продуктами различных поставщиков.
– На разных расстояниях WiMAX использует разные схемы модуляции между клиентом и базовой станцией (БС).

Архитектура WiMAX

Рабочая группа 16-го комитета IEEE определила два варианта доступа к сети WiMAX: фиксированный (IEEE 802.16TM- 2004) и мобильный (IEEE 802.16eTM). Фиксированный доступ осуществляется с помощью стационарной антенны, как в случае со спутниковой ТВ-антенной абонентского терминала. В мобильном варианте доступа абонентский терминал очень похож на Wi-Fi-терминал IEEE 802.11.
Для соединения внутри ячеистых Wi-Fi-сетей с помощью ячеек, работающих в режимах Wi-Fi и WiMAX, используется протокол «Точка-точка».
Кроме того, с помощью этого протокола обеспечивается доступ к фиксированным абонентским терминалам в топологии «Точка-многоточка». «Ячейка» используется в в том случае, когда невозможно установить связь с пользователем иначе как с помощью БС. В ближайшее время будут поддерживаться мобильные абонентские пункты.
Архитектура WiMAX зависит от топологии и внутренних Wi-Fi-соединений. Сети WiMAX, которые появятся в ближайшее время, будут учитывать пре­имущества как технологии Wi-Fi, так и WiMAX. Наладится такое непрерывное взаимодействие между ячейками WiMAX и Wi-Fi, когда при максимальной пропускной способности сети будет выбираться оптимальный путь.
С появлением пяти следующих факторов этот сценарий станет все более сложным:
– PHY-радиоинтерфейс;
– метод дуплексной передачи (Frequency Division Duplexing — дуплексная связь с частотным разделением каналов) и (Time Division Duplexing — дуплексная связь с временным разделением каналов);
– режим передачи (полудуплексный/дуплексный);
– способ работы (по лицензии или без лицензии);
– адаптивные пакетные профили.

Стандарты WiMAX

В течение ряда лет предлагались различные стандарты WiMAX, причем каждый из них отвечал определенным целям (см. таблицу 1).

WiMAX — ТЕХНОЛОГИЯ БУДУЩЕГО

Сравнение WiMAX и Wi-Fi

беспроводное соединение кодирование доступ

Сопоставления WiMAX и Wi-Fi далеко не редкость — 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.

Таблица 1.1 Сравнительная таблица Wi-Fi и WiMAX.

до 450 Мбит/с (в перспективе до 600 Мбит/с)

2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц

WMAN, Mobile WMAN

до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN)

н/д (стандарт в разработке)

н/д (стандарт в разработке)

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 (Качество обслуживания) (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 Интернет, 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.

В общем виде WIMAX сети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой, с поставщиком сервисов и с Интернетом.

Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приемником.

Как уже говорилось выше, WIMAX применяется как для решения проблемы «последней мили», так и для предоставления доступа в сеть офисным и районным сетям.

Между базовыми станциями устанавливаются соединения (прямой видимости), использующие диапазон частот от 10 до 66 ГГЦ, скорость обмена данными может достигать 140 Мбит/c. При этом, по крайней мере одна базовая станция подключается к сети провайдера с использованием классических проводных соединений. Однако, чем большее число БС подключено к сетям провайдера, тем выше скорость передачи данных и надежность сети в целом.

Структура сетей семейства стандартов IEEE 802.16 схожа с традиционными GSM сетями (базовые станции действуют на расстояниях до десятков километров, для их установки не обязательно строить вышки — допускается установка на крышах домов при соблюдении условия прямой видимости между станциями).

Рис.1.1. Схема сети WiMAX

Небольшие пояснения к схеме:

CPE=Customer Premises Equipment (потребительское оборудование)

BS=Base Station (базовая станция)

ASN=Access Service Network (служба доступа)

ASN-GW=Access Service Network Gateway (шлюз сети службы доступа)

CSN=Connection Service Network (сервисная сеть)

AAA=Authentification, Autorization, Accounting (авторизация)

Для сети WiMAX вводится понятие следующих интерфейсов:

R1 — интерфейс между CPE и BS

R2 — виртуальный интерфейс между CPE и CSN

R3 — интерфейс между ASN-GW и CSN

R6 — интерфейс между BS и ASN-GW

Принцип работы приблизительно таков: абонентское устройство, настроенное на сеть оператора отправляет БС запрос на выделение радиоресурсов, при успешном завершении на ASN-GW отправляется запрос на аутентификацию. Он в свою очередь по имени домена в параметре login (логин) определяет, куда следует перенаправить запрос. Далее нужный ААА-сервер дает Accept (доступ) или Reject (отклонение) устройству. Если аутентификация прошла успешно, модему назначается IP-адрес, QoS, режим работы и другие параметры. Все. Устройство готово к работе.

Применение технологии WiMAX в военных целях

В этом году проходил практику в одном из Московских н.и.и., сейчас наткнулся на отчет, что и побудило написать пост.
Я думаю многих интересует будущее WiMAX технологии, я расскажу о том как она применяется в военных целях.

WiMAX это система дальнего действия, покрывающая километры пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот (хотя возможно и использование нелицензированных частот) для предоставления соединения с Internet типа точка-точка провайдером конечному пользователю. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают разные виды доступа, от мобильного до фиксированного.

Задача технологии WiMAX заключается в предоставлении универсального беспроводного доступа для широкого спектра устройств (рабочих станций, бытовой техники «умного дома», портативных устройств и мобильных телефонов) и их логического объединения — локальных сетей.

Я использовал WiMIC-2000B — Базовую станцию широкополосного беспроводного доступа.

Конструкция WiMIC-2000B

Станция WIMIC-2000B является аппаратурой широкополосного беспроводного доступа и предназначена для подключения локальных вычислительных сетей и отдельных компьютеров к сетям передачи данных по радиоканалу.
Изделие обеспечивает построение беспроводных сетей типа «точка – много точек» с количеством абонентских станций до 100 и суммарной скоростью передачи данных до 37,67 Мбит/с на одну базовую станцию. WiMIC-2000B основан на технологии WiMAX.

Типовые области применения станции

— Формирование и предоставление универсальных услуг связи (мульти сервисных услуг) должностным лицам по обеспечению автоматизированного (неавтоматизированного) обмена информацией, в том числе организация видеонаблюдения и услуг телефонии (на основе VoIP).

— Развертывание временных беспроводных сетей для полевых подвижных пунктов управления.
Принцип работы основан на рекомендации IEEE 802.16 – 2004. Изделие работает в диапазоне частот от 2000 до 2100 МГц.
Зона покрытия определяется условиями распространения сигнала на конкретной местности. При наличии прямой радиовидимости (полностью открытая 1-я зона Френеля) и в условиях частично затенённых интервалов (просвет не менее 10 метров между линией визирования и профилем рельефа местности) обеспечивается дальность связи до 5 км.
Зона покрытия аппаратуры широкополосного беспроводного доступа WIMIC-2000 определяется высотой установки базовой станции, характером местности, плотностью застройки (для города) и погодными условиями.
С увеличением расстояния или с ухудшением условий приёма происходит адаптивное понижение метода модуляции от QAM-64 до BPSK с соответствующим уменьшением пропускной способности.
Для передачи данных используется множественный доступ с временным разделением абонентских каналов (TDMA), исключающий появление коллизий и способствующий сохранению высокой пропускной способности системы.
Для передачи информации в изделии используются современные виды модуляции и кодирования. Благодаря этому система отличается высокой эффективностью использования радиочастотного спектра (до 5 бит/с/Гц) и высокой пропускной способностью (до 37,7 Мбит/с в полосе частот 10МГц).
Использование в изделии помехоустойчивого кодирования с различными скоростями повышает помехоустойчивость приёма.
При формировании сигнала используется технология частотного ортогонального мультиплексирования (OFDM) с 256 поднесущими (OFDM-256). Радиосигнал с OFDM-256 обеспечивает надёжную связь в случаях ограниченной радиовидимости или её отсутствии (NLOS, работа на отражениях), что повышает устойчивость связи при многолучевом распространении сигналов.

Напишу вкратце о том, где к примеру используется выше упомянутый (для большего понимания данного поста) WiMIC-2000B, только не буду упоминать название военной установки, дабы не приехали завтра за мной люди в черных комбинезонах.

Рассмотрим базовый комплекс аппаратных связи и аппаратных управления связью интегрированной цифровой полевой системы связи

Установка обеспечивает

— создание узлов связи полевых подвижных пунктов управления модульного типа и транспортной сети интегрированной цифровой полевой системы связи на базе разрабатываемых комплексных аппаратных связи, обеспечивающих образование цифровых каналов и трактов со скоростями передачи 1.2 – 9.6, 16, 32, 48, 64, 480, 2048, 34348 и 155520 Кбит/с;

— предоставление комплекса инфокоммуникационных услуг на основе интеграции перспективных систем и комплексов телекоммуникаций, создания единой транспортной среды, унификации технических решений и применения современных технологий;

— взаимодействие с унаследованными системами боевого управления: стратегической разведки, системой обмена данными *** ***;

— автоматизированное оперативно-техническое и технологическое управление полевым узлом связи в процессе планирования, развертывания (свертывания), функционирования и восстановления (реконфигурации);

— автоматизированное управление системой безопасности связи и защиты информации на ***** *******;

— ********** предназначен для создания узлов связи полевых подвижных пунктов управления модульного типа.

Блок «WiMIC-2000B», установленный в изделии **********, предназначен для передачи данных по широкополосному радио каналу.

Конфигурирование и сетевое управление изделия основано на протоколе SNMP, для мониторинга и управления можно использовать встроенную систему управления, или программу управления (ПУ) «Мастер 4.x».

Ссылка на основную публикацию