Технологія WiMAX

Офіційний логотип WiMax

WiMAX Стандарт IEEE 802.16 — стандарт безпровідного зв'язку, що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями.

Назву «WiMAX» було створено WiMAX Forum — організацією, яку засновано в червні 2001 року з метою просування і розвитку WiMAX. Форум описує WiMAX як «засновану на стандарті технологію, яка надає високошвидкісний бездротовий доступ до мережі, альтернативній виділеним лініям і DSL»;

Область використання

WiMAX підходить для вирішення наступних завдань:

• З'єднання точок доступу Wi-Fi одна з одною та іншими сегментами Інтернету.
• Забезпечення бездротового широкосмугового доступу як альтернативи виділеним лініям і DSL.
• Надання високошвидкісних сервісів передачі даних (до 3мб/с) і телекомунікаційних послуг.
• Створення точок доступу, не прив'язаних до географічного положення.

WiMAX дозволяє здійснювати доступ в Інтернет на високих швидкостях, з набагато більшим покриттям, ніж у Wi-Fi мережі. Це дозволяє використовувати технологію в якості «магістральних каналів», продовженням яких виступають традиційні DSL-і виділені лінії, а також локальні мережі. В результаті подібний підхід дозволяє створювати високошвидкісні мережі в масштабах цілих міст.

Фіксований і мобільний варіант WiMAX

Набір переваг притаманний всьому сімейству WiMAX, однак його версії істотно відрізняються одна від одної. Розробники стандарту шукали оптимальні рішення як для фіксованого, так і для мобільного застосування, але поєднати всі вимоги в рамках одного стандарту не вдалося. Хоча ряд базових вимог збігається, націленість технологій на різні ринкові ніші призвела до створення двох окремих версій стандарту (вірніше, їх можна вважати двома різними стандартами). Кожна зі специфікацій WiMAX визначає свої робочі діапазони частот, ширину смуги пропускання, потужність випромінювання, методи передачі і доступу, способи кодування і модуляції сигналу, принципи повторного використання радіочастот та інші показники. А тому WiMAX-системи, засновані на версіях стандарту IEEE 802.16 e і d, практично несумісні. Короткі характеристики кожної з версій наведені нижче.

802.16-2004 (відомий також як 802.16d та фіксований WiMAX). Специфікація затверджена в 2004 році. Використовується ортогональне частотне мультиплексування (OFDM), підтримується фіксований доступ в зонах з наявністю або відсутністю прямої видимості. Користувацькі пристрої являють собою стаціонарні модеми для встановлення поза і всередині приміщень, а також PCMCIA-карти для ноутбуків. У більшості країн під цю технологію відведені діапазони 3,5 і 5 ГГц. За відомостями WiMAX Forum, налічується вже близько 175 впроваджень фіксованої версії. Багато аналітиків бачать в ній конкурентну або взаємодоповнюючу технологію проводового широкосмугового доступу DSL.

802.16-2005 (відомий також як 802.16e і мобільний WiMAX). Специфікація затверджена в 2005 році. Це — новий виток розвитку технології фіксованого доступу (802.16d). Оптимізована для підтримки мобільних користувачів версія підтримує ряд специфічних функцій, таких як хендовер, «idle mode» та роумінг. Застосовується масштабований OFDM-доступ (SOFDMA), можлива робота при наявності або відсутності прямої видимості. Плановані частотні діапазони для мереж Mobile WiMAX такі: 2,3; 2,5; 3,4-3,8 ГГц. У світі реалізовані кілька пілотних проектів, а нещодавно оператор Sprint анонсував старт проекту національного масштабу. Конкурентами 802.16e є всі мобільні технології третього покоління (наприклад, EV-DO, HSXPA).

Основна відмінність двох технологій полягає в тому, що фіксований WiMAX дозволяє обслуговувати тільки «статичних» абонентів, а мобільний орієнтований на роботу з користувачами, що пересуваються зі швидкістю до 120 км / год. Мобільність означає наявність функцій роумінгу і «безшовного» перемикання між базовими станціями при пересуванні абонента (як відбувається в мережах стільникового зв'язку). У окремих випадках мобільний WiMAX може застосовуватися і для обслуговування фіксованих користувачів.

Широкосмуговий доступ

Багато телекомунікаційних компаній роблять великі ставки на використання WiMAX для надання послуг високошвидкісного зв'язку. І тому є кілька причин. По-перше, технології сімейства 802.16 дозволяють економічно більш ефективно (у порівнянні з провідниковими технологіями) не тільки надавати доступ в мережу новим клієнтам, але й розширювати спектр послуг і охоплювати нові важкодоступні території. По-друге, бездротові технології для багатьох більш прості у використанні, ніж традиційні дротові канали. WiMAX і Wi-Fi мережі прості в розгортанні і по мірі необхідності легко масштабуються. Цей фактор виявляється дуже корисним, коли необхідно розгорнути велику мережу в найкоротші терміни. Наприклад, WiMAX був використаний для того, щоб надати доступ в мережу тим, хто вижив після цунамі, що сталось у грудні 2004 року в Індонезії (Aceh). Вся комунікаційна інфраструктура області була виведена з ладу і було потрібно оперативне відновлення послуг зв'язку для всього регіону.

В сумі всі ці переваги дозволять знизити ціни на надання послуг високошвидкісного доступу в Інтернет як для бізнес-структур, так і для приватних осіб.

Обладнання користувача

Обладнання для використання мереж WiMAX поставляється кількома виробниками і може бути встановлено як у приміщенні (пристрої розміром із звичайний DSL модем), так і поза ним (пристрої розміром із ноутбук). Слід зазначити, що обладнання, яке розраховане на розміщення усередині приміщень і не потребує професійних навичок при установці, що звичайно, більш зручно, здатне працювати на значно менших відстанях від базової станції, ніж професійно встановлені зовнішні пристрої. Тому обладнання, встановлене всередині приміщень вимагає набагато більших інвестицій в розвиток інфраструктури мережі, так як передбачає використання набагато більшого числа точок доступу.

З винаходом мобільного WiMAX все більший акцент робиться на розробці мобільних пристроїв. У тому числі спеціальних телефонних трубок (схожі на звичайний мобільний смартфон), і комп'ютерної периферії (USB радіо модулів і PC card).

Принцип роботи

Основні поняття

У загальному вигляді WiMAX мережі складаються з наступних основних частин — базових і абонентських станцій, а також обладнання, що зв'язує базові станції між собою, з постачальником сервісів і з Інтернетом.

Для з'єднання базової станції з абонентською використовується високочастотний діапазон радіохвиль від 1,5 до 11 ГГц. В ідеальних умовах швидкість обміну даними може досягати 70 Мбіт / с, при цьому не вимагається забезпечення прямої видимості між базовою станцією і приймачем.

Як вже говорилося вище, WiMAX застосовується як для вирішення проблеми «останньої милі», так і для надання доступу в мережу офісним та районним мережам.

Між базовими станціями встановлюються з'єднання (прямої видимості), що використовують діапазон частот від 10 до 66 ГГц, швидкість обміну даними може досягати 120 Мбіт / c. При цьому, принаймні одна базова станція підключається до мережі провайдера з використанням класичних дротових з’єднань. Однак, чим більше число БС підключено до мереж провайдера, тим вища швидкість передачі даних і надійність мережі в цілому.

Структура мереж сімейства стандартів IEEE 802.16 схожа із традиційними GSM мережами (базові станції діють на відстанях до десятків кілометрів, для їх встановлення не обов'язково будувати вежі — допускається установка на дахах будинків при дотриманні умови прямої видимості між станціями)

Порівняння WiMAX і Wi-Fi

Зіставлення WiMAX і Технологія Wi-Fi далеко не рідкість, можливо, тому, що співзвучне звучання термінів, схожі назви стандартів, на яких ґрунтуються ці технології (стандарти IEEE, обидва починаються з «802.»), а також обидві технології використовують бездротове з'єднання та використовуються для підключення до інтернету (каналу обміну даними). Але незважаючи на це, ці технології спрямовані на вирішення абсолютно різних завдань.

WiMAX — це система далекої дії, що покриває кілометри простору, яка зазвичай використовує ліцензовані спектри частот (хоча можливо і використання неліцензованих частот) для надання з'єднання із інтернетом типу точка-точка провайдером кінцевому користувачеві. Різні стандарти сімейства 802.16 забезпечують різні види доступу, від мобільного (схожий з передачею даних із мобільних телефонів) до фіксованого (альтернатива провідникового доступу, при якому бездротове обладнання користувача прив'язане до розташування)

Технологія Wi-Fi — це система більш короткої дії, що зазвичай покриває сотні метрів, яка використовує неліцензовані діапазони частот для забезпечення доступу до мережі. Зазвичай Wi-Fi використовується користувачами для доступу до їх власної локальної мережі, яка може бути не підключена до Інтернету. Якщо WiMAX можна порівняти з мобільним зв'язком, то Wi-Fi швидше схожий на стаціонарний бездротовий телефон.

WiMAX і Wi-Fi мають зовсім різний механізм Quality of Service (QoS). WiMAX використовує механізм, заснований на встановленні з'єднання між базовою станцією та пристроєм користувача. Кожне з'єднання базується на спеціальному алгоритмі планування, який може гарантувати параметр QoS для кожного з'єднання. Wi-Fi, в свою чергу, використовує механізм QoS подібний тому, що використовується в Ethernet, при якому пакети отримують різний пріоритет. Такий підхід не гарантує однаковий QoS для кожного з'єднання.

Через дешевизну і простоту установки, Технологія Wi-Fi часто використовується для надання клієнтам швидкого доступу в Інтернет різними організаціями. Наприклад, у більшості кафе, готелів, вокзалів та аеропортів можна виявити безкоштовну точку доступу Wi-Fi.

Ринок

Згідно з даними консалтингової компанії J'son & Partners, представленими за результатами дослідження світового ринку WiMAX, у 2008 році сумарна кількість фіксованих і мобільних абонентів наблизилося до 4 млн, а приріст з кінця 2007 р. склав 120%.

Основна тенденція на світовому ринку бездротового широкосмугового доступу в 2008 р. — це його підготовка до появи WiMAX-мереж із наданням мобільних послуг для великої кількості користувачів. Основні проекти WiMAX зосереджені у великих містах США, Мексиці та країнах Центральної Європи, які мають високу щільність населення. З урахуванням порівняно невеликих вкладень у розгортання повноцінних мереж у містах-мільйонниках, наявності в них розвиненої канальної інфраструктури та зростаючого попиту на доступ в інтернет, більшість проектів WiMAX стартує з великих міст, однак ситуація поступово змінюється.

Багато виробників обладнання відмовляються або вже відмовилися від розробки і виробництва систем 802.16d на користь мобільної версії стандарту. У зв'язку з цим майбутнє фіксованого WiMAX не цілком зрозуміле.

Лідируючу позицію з виручки від продажу обладнання для мобільного WiMAX за 2008 р. займає Alcatel-Lucent, що залишив позаду Motorola, Alvarion і Samsung. У 2009 р. звання лідерів за кількістю проданого обладнання мають можливість оскаржити компанії Huawei та Cisco Systems, кожна з яких в кінці 2008 р. сертифікувала по три пристрої з підтримкою мобільного доступу до технології WiMAX.

За станом на березень 2009 р. міжнародним WiMAX Forum'ом сертифіковано 44 моделі базових станцій і 47 моделей абонентських терміналів. Ці значення майже в півтори рази перевищують кількість сертифікованих пристроїв з підтримкою WiMAX на кінець першого півріччя 2008 р. — 18 базових станцій і 20 абонентських пристроїв. Кількість виробників сертифікованого обладнання за останні вісім місяців збільшилася більш ніж у два рази і становить 33 компанії.

WiMAX в Україні

Перший WiMAX-оператор в Україні — Альтернет (Українські новітні технології).

У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила компанія «ММДС-Україна», асоційована з СКМ Ріната Ахметова і Turkcell (торгова марка life:)).

9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX Freshtel - проект компанії «Українські новітні технології». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва.

17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві від оператора Intellecom. Після запуску мережі в Києві Intellecom планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.

Структура мережі на основі технологій WiMAX.