Введение англ

метки: Технология, Доступ, Станция, Предоставление, Связь, Мобильный, Mobile, Service

) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов).

Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN (WiMAX следует считать жаргонным названием, так как это не технология, а названия форума, на котором Wireless MAN и был согласован).

Название «WiMAX» было создано WiMAX Forum — организацией, которая была основана в июне 2001 года с целью продвижения и развития технологии WiMAX. Форум описывает WiMAX как «основанную на стандарте технологию, предоставляющую высокоскоростной беспроводной доступ к сети, альтернативный выделенным линиям и DSL». Максимальная скорость — до 1 Гбит/сек на ячейку.

1. Область использования

WiMAX подходит для решения следующих задач:

• Соединения точек доступа Wi-Fi друг с другом и другими сегментами Интернета.
• Обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.
• Предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.
• Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.
• Создания систем удалённого мониторинга (monitoring системы), как это имеет место в системе SCADA.

WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi-сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в рамках городов.

2. Целесообразность использования WiMAX как технологии доступа

Проблема последней мили всегда была актуальной задачей для связистов. К настоящему времени появилось множество технологий последней мили, и перед любым оператором связи стоит задача выбора технологии, оптимально решающей задачу доставки любого вида трафика своим абонентам. Универсального решения этой задачи не существует, у каждой технологии есть своя область применения, свои преимущества и недостатки. На выбор того или иного технологического решения влияет ряд факторов, в том числе:

• стратегия оператора, целевая аудитория, предлагаемые в настоящее время и планируемые к предоставлению услуги,
• размер инвестиций в развитие сети и срок их окупаемости,
• уже имеющаяся сетевая инфраструктура, ресурсы для её поддержания в работоспособном состоянии,
• время, необходимое для запуска сети и начала оказания услуг.

У каждого из этих факторов есть свой вес, и выбор той или иной технологии принимается с учётом всех их в совокупности. Простая и эффективная модель, позволяющая быстро оценить экономические параметры применения технологии WiMAX, описана здесь.

Разработка инфокоммуникационной сети с использованием технологий ...

... WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) — дословно «глобальная совместимость для микроволнового доступа» — технология беспроводных территориально распределенных сетей широкополосного доступа. Разработаны стандарты этой технологии ... того, микросхема получит встроенную систему защиты информации, а также ... о совместных работах. ZTE будет разрабатывать инфраструктуру и производить ...

2.1. Фиксированный и мобильный вариант WiMAX

Набор преимуществ присущ всему семейству WiMAX, однако его версии существенно отличаются друг от друга. Разработчики стандарта искали оптимальные решения как для фиксированного, так и для мобильного применения, но совместить все требования в рамках одного стандарта не удалось. Хотя ряд базовых требований совпадает, нацеленность технологий на разные рыночные ниши привела к созданию двух отдельных версий стандарта (вернее, их можно считать двумя разными стандартами).

Каждая из спецификаций WiMAX определяет свои рабочие диапазоны частот, ширину полосы пропускания, мощность излучения, методы передачи и доступа, способы кодирования и модуляции сигнала, принципы повторного использования радиочастот и прочие показатели. А потому WiMAX-системы, основанные на версиях стандарта IEEE 802.16 e и d, практически несовместимы. Краткие характеристики каждой из версий приведены ниже.

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

• 802.16-2005 (известен также как 802.16e и мобильный WiMAX). Спецификация утверждена в 2005 году. Это — новый виток развития технологии фиксированного доступа (802.16d).

  Оптимизированная для поддержки мобильных пользователей версия поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер, 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. В мире реализованы несколько пилотных проектов, в том числе первым в России свою сеть развернул «Скартел». Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, EV-DO, HSDPA).

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

В частном случае мобильный WiMAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей ^[1] .

2.2. Широкополосный доступ

Многие телекоммуникационные компании делают большие ставки на использование WiMAX для предоставления услуг высокоскоростной связи. И тому есть несколько причин.

Во-первых, технологии семейства 802.16 позволят экономически более эффективно (по сравнению с проводными технологиями) не только предоставлять доступ в сеть новым клиентам, но и расширять спектр услуг и охватывать новые труднодоступные территории.

Во-вторых, беспроводные технологии многим более просты в использовании, чем традиционные проводные каналы. WiMAX и Wi-Fi сети просты в развёртывании и по мере необходимости легко масштабируемы. Этот фактор оказывается очень полезным, когда необходимо развернуть большую сеть в кратчайшие сроки. К примеру, WiMAX был использован для того чтобы предоставить доступ в Сеть выжившим после цунами, произошедшего в декабре 2004 года в Индонезии (Aceh).

Вся коммуникационная инфраструктура области была выведена из строя и требовалось оперативное восстановление услуг связи для всего региона.

В сумме все эти преимущества позволят снизить цены на предоставление услуг высокоскоростного доступа в Интернет как для бизнес структур, так и для частных лиц.

2.2.1. Пользовательское оборудование

Оборудование для использования сетей WiMAX поставляется несколькими производителями и может быть установлено как в помещении (устройства размером с обычный DSL-модем), так и вне него. Следует заметить что оборудование, рассчитанное на размещение внутри помещений и не требующее профессиональных навыков при установке, конечно, более удобно, однако способно работать на значительно меньших расстояниях от базовой станции, чем профессионально установленные внешние устройства. Поэтому оборудование, установленное внутри помещений требует намного больших инвестиций в развитие инфраструктуры сети, так как подразумевает использование намного большего числа точек доступа.

С изобретением мобильного WiMAX все больший акцент делается на разработке мобильных устройств. В том числе специальных телефонных трубок (похожи на обычный мобильный смартфон), и компьютерной периферии (USB радио модулей и PC card).

2.3. Wi-Fi и WiMAX

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.

Сравнительная таблица стандартов беспроводной связи

Технология	Стандарт	Использование	Пропускная способность	Радиус действия	Частоты
Wi-Fi	802.11a	WLAN	до 54 Мбит/с	до 300 метров	5,0 ГГц
Wi-Fi	802.11b	WLAN	до 11 Мбит/с	до 300 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11g	WLAN	до 54 Мбит/с	до 300 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11n	WLAN	до 300 Мбит/с (в перспективе до 450, а затем до 600 Мбит/с)	до 300 метров	2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц
WiMax	802.16d	WMAN	до 75 Мбит/с	25-80 км	1,5-11 ГГц
WiMax	802.16e	Mobile WMAN	до 40 Мбит/с	1-5 км	2.3-13.6 ГГц
WiMax	802.16m	WMAN, Mobile WMAN	до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN)	н/д (стандарт в разработке)	н/д (стандарт в разработке)
Bluetooth v. 1.1.	802.15.1	WPAN	до 1 Мбит/с	до 10 метров	2,4 ГГц
Bluetooth v. 1.3.	802.15.3	WPAN	от 11 до 55 Мбит/с	до 100 метров	2,4 ГГц
Bluetooth v. 3.0	802.11	WPAN	от 3 Мбит/с до 24 Мбит/с	до 100 метров	2,4 ГГц
UWB	802.15.3a	WPAN	110-480 Мбит/с	до 10 метров	7,5 ГГц
ZigBee	802.15.4	WPAN	от 20 до 250 Кбит/с	1-100 м	2,4 ГГц (16 каналов), 915 МГц (10 каналов), 868 МГц (один канал)
Инфракрасный порт	IrDa	WPAN	до 16 Мбит/с	от 5 до 50 сантиметров, односторонняя связь — до 10 метров

• WiMAX это система дальнего действия, покрывающая километры пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот (хотя возможно и использование нелицензированных частот) для предоставления соединения с интернетом типа точка-точка провайдером конечному пользователю. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают разные виды доступа, от мобильного (схож с передачей данных с мобильных телефонов) до фиксированного (альтернатива проводному доступу, при котором беспроводное оборудование пользователя привязано к местоположению).

• Wi-Fi это система более короткого действия, обычно покрывающая десятки метров, которая использует нелицензированные диапазоны частот для обеспечения доступа к сети. Обычно Wi-Fi используется пользователями для доступа к их собственной локальной сети, которая может быть и не подключена к Интернету. Если WiMAX можно сравнить с мобильной связью, то Wi-Fi скорее похож на стационарный беспроводной телефон.
• WiMAX и Wi-Fi имеют совершенно разный механизм Quality of Service (QoS).

  WiMAX использует механизм, основанный на установлении соединения между базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметр QoS для каждого соединения. Wi-Fi, в свою очередь, использует механизм QoS подобный тому, что используется в Ethernet, при котором пакеты получают различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковый QoS для каждого соединения.

Из-за дешевизны и простоты установки, Wi-Fi часто используется для предоставления клиентам быстрого доступа в Интернет различными организациями. Например, в некоторых кафе, отелях, вокзалах и аэропортах можно обнаружить бесплатную точку доступа Wi-Fi.

3. Принцип работы

3.1. Основные понятия

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 приёмником.

Как уже говорилось выше, WiMAX применяется как для решения проблемы «последней мили», так и для предоставления доступа в сеть офисным и районным сетям ^[2] .

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 надёжность 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) ^[2] .

3.2. Режимы работы , 3.3. MAC / канальный уровень

В Wi-Fi сетях все пользовательские станции, которые хотят передать информацию через точку доступа (АР), соревнуются за «внимание» последней. Такой подход может вызвать ситуацию, при которой связь для более удалённых станций будет постоянно обрываться в пользу более близких станций. Подобное положение вещей делает затруднительным использование таких сервисов как Voice over IP (VoIP), которые очень сильно зависят от непрерывного соединения.

Что же касается сетей 802.16, в них MAC использует алгоритм планирования. Любой пользовательской станции стоит лишь подключиться к точке доступа, для неё будет создан выделенный слот на точке доступа, недоступный другим пользователям.

3.4. Архитектура

WiMAX Forum разработал архитектуру, которая определяет множество аспектов работы WiMAX сетей: взаимодействия с другими сетями, распределение сетевых адресов, аутентификация и многое другое. Приведённая иллюстрация даёт некоторое представление об архитектуре сетей WiMAX.

• SS/MS: (the Subscriber Station/Mobile Station)
• ASN: (the Access Service Network) ^[3]
• BS: (Base station), базовая станция, часть ASN
• ASN-GW: (the ASN Gateway), шлюз, часть ASN
• CSN: (the Connectivity Service Network)
• HA: (Home Agent, часть CSN)
• NAP:(a Network Access Provider)
• NSP: (a Network Service Provider)

ASN (Access Service Network) — сеть доступа.

ASN Gateway — предназначен для объединения трафика и сообщений сигнализации от базовых станций и дальнейшей их передачи в сеть CSN.

BS (Base Station) — базовая станция. Основной задачей является установление, поддержание и разъединение радио соединений. Кроме того, выполняет обработку сигнализации, а также распределение ресурсов среди абонентов.

CSN (Connectivity Service Network) — сеть обеспечения услуг.

HA (Home Agent) — элемент сети, отвечающий за возможность роуминга. Кроме того, обеспечивает обмен данными между сетями различных операторов. ^[4]

Следует заметить, что архитектура сетей WiMax не привязана к какой-либо определённой конфигурации, обладает высокой гибкостью и масштабируемостью.

4. WiMAX в СНГ

4.1. Россия

Сети мобильного и фиксированного WiMAX в России строят:

• Компания «Престиж-интернет» под торговой маркой «Энфорта»(более 200 крупных городов России)
• Компания «Скартел» под торговой маркой «Yota» (Москва, Санкт-Петербург, Уфа, Краснодар, Сочи, Самара, Казань, Челябинск)
• Комстар
• Синтерра^[5]
• «НТК» (Владивосток)
• «Новые телекоммуникации» под торговыми марками «WiTe» и «NEX3» ^[6]
• «Интерпроект» под торговой маркой «Freshtel» ^[7] (Тула, Новомосковск, Чехов, Серпухов)
• «Тривон Нетворкс» под торговой маркой «Virgin Connect»,
• компания ЗАО МедиаСети под торговой маркой «UnitLine»
• Совтест(Курск)
• DARS TELECOM (Ульяновск)
• ГЛОБАЛФОН (Иваново, Сочи, Кузнецк)
• АТЭКС ПЛЮС (Рыбинск)
• НьюКом (Тюмень)
• Элоун Связь (Рязань)
• СкайТ, ООО» Скай Тел» (Тульская область)
• Интерсвязь (Челябинск)^[8]
• а также более 20 региональных интернет-провайдеров^[9] .

4.2. Беларусь

• Компания «Скартел» под торговой маркой «Yota-Бел» развёртывает сеть в г. Гродно
• РУП «Белтелеком» в г. Минск ввела в действие сеть WiMAX

Национальный оператор «Белтелеком» открыл в Белоруссии сеть WiMAX 31 марта 2010. РУП «Белтелеком» выделен диапазон 3,5 ГГц для развёртывания WiMAX. Кроме Минска и пригорода в 2010 году оператор собирается покрыть WiMAX «как минимум» все областные центры. На стартовом этапе сеть WiMAX «Белтелеком» насчитывает несколько десятков базовых станций в Минске с дальнейшим расширением до трех сотен по итогам года. Абонентам с самого начала работы WiMAX-сети предложено несколько тарифных планов, в том числе — без ограничений по трафику. Для доступа к сети абонентам предложат USB-модемы производства Huawei.

Помимо «Белтелекома», сеть WiMAX в Белоруссии будет строить и российский оператор Yota (2,6 ГГц) — во второй половине года компания готовится запустить сегмент WiMAX-сети в Гродно, с дальнейшим покрытием всей страны.

4.3. Украина

• Компания «Украинские новейшие технологии» под торговой маркой «Freshtel» в сентябре 2009 года ввела в действие сеть WiMax в Киеве. Фиксированая сеть WiMax «Украинские новейшие технологии» работает на Украине под брендом «Альтернет» с 2005 года^[10] .
• 17 мая в 2010 году на рынок вышел второй оператор, компания Intellecom из арабского телеком-холдинга Vtel, предоставляя услуги WiMAX на Украине в частотном диапазоне 2,3 — 2,4 Ггц по лицензии выданой НКРС Украины № 5792 от 24.04.2009^{[11] [12] [13]}
• Телерадиокомпания «Краевид» (г. Николаев) с октября 2010 года предоставляет фиксированный WiMax доступ абонентам в пригороде на скорости до 2 Мб/с^[14]

4.4. Казахстан

• ТОО «АВ» с торговой маркой AERO.(Караганда, Темиртау, Пришахтинск)
• ТОО «Digital TV» (дочерняя компания ТОО «Alem Communications Holding») с торговой маркой DIGIMax (Алматы, Актау, Астана).

• Ducat (Алматы, Астана, Атырау, Аксай)
• АО «KazTransCom» (Астана, Атырау, Караганда, Алматы, Чимкент, Уральск, Аксай, Актау, Актобе).

• ТОО «Мастер Интернета» с торговой маркой Aperto (Алматы).

4.5. Таджикистан

• Компания ООО «Вавилон-Т» в 2008 году запустила первую сеть мобильного WiMAX в регионе, в городе Душанбе.

На данный момент сеть охватывает все основные города Республики, сеть работает на частоте 2,3 ghz. Коммерческая скорость предоставления услуг передачи данных до 18 мб/с.

4.6. Узбекистан

• Компания «SuperImax» под торговой маркой «EVO» развернула сети во всех областных центрах республики (Ташкент, Самарканд, Бухара, Навои, Джизак, Сурхандарья, Фергана и т. д.).

• Компания «Lit-Tel» под торговой маркой «Skyline» развернула сеть на территории Ташкента, на скорости до 3мБ/с

4.7. Азербайджан

Компания «AzQtel» под торговой маркой «SAZZ» — скорость до 10 Мбит/с, траффик безлимитный, абонентская плата 25 AZN в месяц

Delta Telecom: — Wimax ^] — скорость до 10 Мбит/c — стоимость 150 AZN при скорости 1 Mб/с

5. WiMAX в Прибалтике

5.1. Литва

• Компания «Lietuvos radijo ir televizijos centras» 2 февраля 2009 года под торговой маркой «MEZON» развёртывает в Литве сеть WiMax. К концу 2009 года, зона покрытия «MEZON» насчитывает 21 город.

Сеть WiMAX работает в таких городах как: Вильнюс, Каунас, Клайпеда, Шяуляй, Паневежис, Алитус, Электренай, Кедайняй, Лентварис, Мариямполе, Мажейкяй, Неменчине, Нида, Паланга, Плунге, Расейняй, lt:Šventoji, Таураге, Тельшяй, Утена, Вевис ^[15] . Для доступа к сети абонентам предлагаются USB-модемы производства Samsung. Существует несколько тарифных планов, все — без ограничений по трафику, скорость до 10 Мбит/с.

5.2. Латвия

• Компании Lattelecom, Unistars, Telecentrs предлагают своим клиентам WiMAX. Целевая аудитория — небольшие предприятия и поселки Латвии, у которых проблемы с качественным интернетом^[16] .

5.3. Эстония

6. WiMAX в Америке

6.1. США

• Сеть «Clearwire» (оператор «Sprint») развертывается в Балтиморе и Портланде

Владельцы: оператор Clearwire, оператор Sprint, Intel (через венчурный фонд), Google и другие компании.

Покрытие: Abilene, TX, Amarillo, TX, Atlanta, GA, Bellingham, WA, Boise, ID, Corpus Christi, TX, Killeen, TX, Las Vegas, NV, Lubbock, TX, Midland/Odessa, TX, Milledgeville, GA, Philadelphia, PA, Portland, OR, Salem, OR, Waco, TX, Wichita Falls, TX ^]

6.2. Никарагуа

• Компания «Скартел» под торговой маркой «Yota» запустила сеть в г. Манагуа.^[17]

Примечания

1. Многообразие в единстве — www.osp.ru/nets/2006/17/3607303/
2. ↑ ^{1 2} Сразу 4G — www.chaskor.ru/p.php?id=1107. Частный Корреспондент. chaskor.ru (17 ноября 2008).
3. The Access Service Network in WiMAX: The Role of ASN-GW — www.mustafaergen.com/asn-gw.pdf . mustafaergen.com.
4. Mobile WIMAX — celnet.ru/WIMAX.php.
5. «Синтерра» развернула сеть WiMax в Подмосковье — lenta.ru/news/2009/01/21/wimax1/
6. «Новые телекоммуникации» освоят Сибирь — www.comnews.ru/index.cfm?id=45855
7. В 2010 году в России появится новый WiMAX — www.lenta.ru/news/2009/11/24/freshtel/
8. Компания Интерсвязь, Челябинск — Твой шаг в будущее — is74.ru
9. Каталог WiMax-провайдеров России — wimax.livebusiness.ru.
10. Історія компанії — Компанiя Alternet — Alternet — alternet.com.ua/about/history.html
11. Мобильный 4G WiMAX на Украине — наконец от Intellecom — itc.ua/node/46162/
12. На Украине начал работу WiMAX-оператор Intellecom — kommersant.ua/doc.html ?DocID=1371074&IssueId=7000458/
13. О компании Intellecom — ru.intellecom.ua/pages/about/
14. Стоимость услуг — www.kraevid.com.ua/stoimost_uslug.php
15. Новости WiMax-провайдера в Литве — www.mezon.lt/kur_veikia/.
16. Новости WiMax-провайдеров СНГ — wimax.livebusiness.ru/news/504/.
17. Официальный запуск сети Yota в Никарагуа — www.yota.ru/ru/info/news/details/?ID=235618

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/wimax-tehnologiya/

• В.Вишневский, С.Портной, И.Шахнович — Энциклопедия WiMax. Путь 4G

Данный реферат составлен на основе .