Описание технологии WIMAX. WiMAX – что это такое, и какие преимущества имеет данная технология

Подключить беспроводной интернет по технологии WiMax в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Вы хотите подключить беспроводной интернет в Санкт-Петербурге или Ленинградской области. Возможностей произвести проводное подключение к интернету в Санкт-Петербурге достаточно — большое количество домов и офисных зданий в Санкт-Петербурге уже подключены к сети интернет на высокой скорости.

В случае, если подключение к беспроводному интернету по Вашему адресу пока не возможно, всегда можно воспользоваться ADSL-подключением к интернет.

Но, к сожалению, во многих случаях проводное подключение к интернету не имеет возможности покрыть весь спектр потребностей многих пользователей Санкт-Петербурга, например, Вам может потребоваться подключение к интернету вне помещения , запасной беспроводной канал или же, например,единое подключение к интернету для офиса и дома .

А как же быть жителям Ленинградской области, если доступ через мобильный телефон GPRS-интернет не устраивает из-за низкой скорости и качества передачи данных? Как подключиться к интернету в Ленинградской области , где отсутствует отсутствует техническая возможность ?

Существует два варианта решения этого вопроса:

Первый — Мобильный Интернет SkyLink — это подключение к Интернету с помощью абонентского терминала (телефон или модем).

Второй — широкополосный — оптимальное решение для загородного дома или коттеджа в поселках и населенных пунктах Ленинградской области, где отсутствует техническая возможность подключить проводной интернет .

Одним словом потребностей в беспроводном варианте подключения к интернет предостаточно. А спрос, как известно, рождает предложение.

Подключить беспроводной интернет по технологии Wimax в Санкт-Петербурге или Ленинградской области.

Компания «Гарант — Компьютерный Сервис-центр» заключает договора с юридическими и физическими лицами на предоставление услуг по подключению кбеспроводному интернету по технологии WiMAX и Mobile WiMax . Компания является официальным партнером национальных операторов связи, являющихся безусловными лидерами российского рынка широкополосного беспроводного доступа в Интернет .

Беспроводное подключение к интернету оптимально для юридических и физических лиц, чьи офисы, дома расположены в районах города Санкт — Петербурга и Ленинградской области, в которых отсутствуют свободнае проводные линии связи или их подключение экономически невыгодно.

Кроме того, технология WiMAX актуальна для компаний, которым необходимо сохранить услуги связи без изменений при переезде. Услуги предоставляемые компанией «Гарант-Компьютерный Сервис-Центр» позволяют использовать те же телефонные номера и настройки связи в любой части города Санкт — Петербурга и Ленинградской области, в зоне действия сети. Если компания уже имеет телефонные линии и доступ в Интернет, то технология позволит быстро и экономично создать резервный канал связи .

Технология WiMAX актуальна для физических лиц, которые хотят произвестиподключение беспроводного Интернета и телефона в коттедж или загородный дом в Ленинградской области.

Беспроводной скоростной Интернет и телефон от компании «Гарант-Компьютерный Сервис-Центр» — доступное и оптимальное решение .

Наши преимущества:

• Срок подключения беспроводного интернета «под ключ» — 3 дня ;
• Скорость получения данных из сети Интернет, достаточная для уверенной и комфортной работы (от 10 Мбит/с );
• Оптимальные цены при соотношении цена/качество/скорость интернета;
• Разнообразные тарифные планы для любых потребностей;
• Полный набор услуг связи от одного оператора — Интернет, телефония, частная сеть, системные решения, электронная почта, защита информации и многое другое;
• Защита от вирусов и спама;
• Обеспечение информационной конфиденциальности — специальная кодировка сигнала;
• Не используется телефонная линия или кабель : нет проводов — нет проблем!;
• Мобильность — возможность сохранения привычных услуг, телефонных номеров и линий при переезде;
• Услуги «под ключ» — клиенту не требуется иметь технических знаний и навыков —бесплатное предоставление оборудования в пользование на весь срок действия договора. А значит, клиенту не требуется приобретать оборудование или беспокоиться о его рабочем состоянии. Если оборудование вышло из строя — специалисты компании «Гарант — Компьютерный Сервис — Центр» оперативно заменят его на рабочий комплект.

Стратегия компании «Гарант — Компьютерный Сервис-Центр» направлена наразвитие сетей на базе технологии WiMAX и Mobile WiMax . Данная технология позволяет быстро развернуть сети в масштабах Санкт-Петербурга и Ленинградской области и обеспечить качественный, беспроводной широкополосный доступ к сети интернет в тех районах Санкт-Петербурга и Ленинградской области, где плохо развита или вообще отсутствует проводная инфраструктура.

Перед подключением, необходимо проверить техническую возможность подключения . Узнайте, доступна ли услуга в Вашем населенном пункте по телефону в Санкт-Петербурге: +7 (812) 973−72−03 . Инженеры компаниипроконсультируют Вас по телефону о способах подключения к интернет в Вашем конкретном случае, произведут расчет стоимости работ по подключению к интернет, срокам их выполнения, произведут все согласования с провайдером, как в Санкт-Петербурге, так и в Ленинградской области. При наличии технической возможности подключения произведут все необходимые работы по подключению.

Технология WiMAX

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) — это технология предоставления беспроводного широкополосного доступа в интернет .
Основой системы широкополосного доступа WiMAX является протокол IEEE 802.16 , который в отличие от других технологий радиодоступа, обеспечивает высокоскоростные соединения на больших расстояниях и позволяет предоставлять услуги телефонии, доступа в Интернет и передачи данных без использования кабельных линий даже при отсутствии прямой видимости объекта .

Сети WiMAX могут работать в двух вариантах доступа: фиксированном WiMax и мобильном Mobile WiMax .

Разработчики стандарта WiMAX 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.

Стандарт 802.16 — фиксированный WiMAX.

Стандарт 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. Эта технология является конкурирующей или взаимодополняющей технологией проводного широкополосного доступа DSL.

Стандарт 802.16 — мобильный WiMAX.

Стандарт 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 . Данная технология оптимизирована для поддержки мобильных пользователей. 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; 3,4−3,8 ГГц. Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, EV-DO , HSXPA).

Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMAX позволяет обслуживать только стационарных абонентов, а мобильный ориентирован на работу с пользователями, которые имеют возможность передвигаться со скоростью до 120 км/ч .

В частном случае, мобильный WiMAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей. Мобильность достигается наличием функций роуминга и возможностью бесперебойного переключения между базовыми станциями при передвижении абонента (как происходит в сетях сотовой связи).

В настоящее время WiMAX представляет собой одну из самых перспективных технологий беспроводного широкополосного доступа , сочетая в себе целый ряд преимуществ, как для операторов, так и для абонентов. WiMAX может использоваться, например, как альтернатива или дополнение к проводному доступу и DSL, позволяет организовать доставку широкополосных услуг фиксированным и подвижным абонентам.

В отличие от большинства существующих сейчас беспроводных технологий широкополосной передачи данных , требующих наличия прямой видимости между объектами сети, WiMAX дает возможность создавать зоны покрытия в условиях отсутствия прямой видимости между клиентским оборудованием и базовой станцией .

Мобильность, большой радиус действия, универсальность и конвергентность системы, ее высокая максимальная пропускная способность создают новые, уникальные возможности для реализации различных бизнес приложений. Большое значение имеет тот факт, что WiMAX изначально основан на технологии IP, что существенно сокращает затраты на построение и эксплуатацию сети, повышает ее гибкость и масштабируемость.

- рынка в стране оценку его текущего состояния можно свести к фразе «пока не очень, но ситуация выправляется». Ни у кого уже не осталось сомнений, что именно этот стандарт беспроводной связи будет ведущим в течении следующего технологического цикла. Если, конечно, срочно не потребуется внедрять какое-нибудь 5,5 G.

Однако, так было не всегда. В 2008 году, когда во многих регионах страны не было даже 3 G, на роль «следующего поколения беспроводной связи» претендовал WiMax. В то далёкое время стандарт оказался единственным, способным обеспечить скорость мобильного доступа в несколько мегабит и реализованным в железе. Надо отметить, что тогда ситуация со скоростным интернетом (и с интернетом вообще) была довольно-таки печальна. При этом печальна она была не только в сотовом сегменте, но и в проводном. Никаких 50 мегабит/с за 600 рублей не было и в помине, за эти деньги можно было приобрести гораздо меньше. На этом фоне предложения от Yota (ООО «Скартел») казались невероятными: скорости до 10 Мбит/с, отсутствие порога трафика, абонентская плата менее тысячи рублей, возможность использования в любой точке покрытия, отсутствие роуминга…

После отличного старта Йоты потянулись операторы второго эшелона: Комстар, Фрештел, Союз-Телеком, WiTe. Каждый пытался приобщиться к WiMax и урвать абонентскую базу у сотовиков. Когда же «локомотив» в лице Йоты анонсировал собственный телефон «Yota Cosmos» с безлимитными звонками внутри сети и доступной ценой, мобильным операторам и вовсе поплохело. Неудивительно - значительную часть выручки они делают на столичных рынках, как самых ёмких и платёжеспособных. Потерять их означало встать в один ряд с Tele 2.

Однако, планам Yota было не суждено сбыться. Через некоторое время было заявлено об остановке проекта по внедрению нативной голосовой связи. Официальной причиной называлась невозможность обеспечить приемлемое качество, что содержит в себе долю лукавства - голос требует заметно меньше полосы, чем данные. Как бы то ни было, проект был свёрнут, и возродиться ему не удалось. Приблизительно тогда же триумфальное шествие WiMax -операторов сбилось с темпа, а ранее бодрые игроки потеряли крылья и спустились на грешную землю.

Почему не вышло у Yota и почти у всех остальных ?

Причин неудачи стандарта в целом (и Скартела в частности) несколько.

Во-первых, компания слишком распылялась. Вместо сосредоточения исключительно на российском рынке, она решила стать международной и занялась строительством сетей в Никарагуа и Беларуси. Через непродолжительное время оттуда пришлось уйти. Тоже самое относится и к телефону Cosmos и «первой в России сети LTE» - все наработки просто выкинули. Сеть LTE в Казани вообще стояла пустой, так как у Скартела не было соответствующих лицензий. Одним из результатов такой политики было недофинансирование и задержка строительства/модернизации сетей в России.

Во-вторых, негибкая ценовая политика. На момент запуска предлагалось всего лишь два тарифа: дневной (50, а затем 90 рублей) и месячный (900 рублей в месяц). Скорость на тарифах была максимальной, поэтому те, кому нужен был недорогой, не слишком быстрый, но стабильный интернет оказались не охваченными предложением.

В-третьих, сети компании были сильно перегружены. Это явилось следствием ценовой политики, которая не подразумевала каких-либо ограничений по трафику или по скорости. В результате абоненты бросились качать торренты и смотреть видео, чем «положили» значительно число базовых станций. Слухи «об отвратительно работающем интернете» сразу же расползлись по сети.

Наконец, в-четвёртых, странная политика покрытия. Абонентами сети являлись жители многоэтажных домов крупнейших городов. Хотя, как мы упоминали выше, проводной интернет тогда был не слишком развит, провайдеры не стояли на месте. Росли скорости, падала цена, покупались Wi-Fi -роутеры. Как итог, Скартел перестал быть «оператором для всех» и был вытеснен из квартир как основной канал. Частный же сектор и города в областях (Московской и Ленинградской) маркетологи старательно не замечали, руководствуясь поговоркой «За КАДами жизни нет». А ведь именно там доступ к сети гораздо нужнее, чем в столицах, ибо в те времена даже в многоэтажках всё было очень плохо. Жители областей с удовольствием бы воспользовались Йотой как стационарным каналом даже с сильным ограничением по скорости (2 или даже 1 Мбит/с), потому как и в конце 2013 года с интернетом в частном секторе не всё в порядке.

У остальных провайдеров причины сворачивания несколько другие. Например, «Комстар» через «МГТС» был куплен «МТС» и закрыт, чтобы не создавать конкуренцию технологии LTE. Другим операторам банально не хватило денег, чтобы выйти хотя бы на операционную окупаемость. Кто-то же вовсе не пошёл дальше, ограничившись парой городов, так как не видел себя в роли конкурента «большой тройке». В общем, причины были разные, результат же один - свёртывание или замораживание почти всех проектов.

Мы решили провести обзор предложений WiMax в стране, заодно посмотрев, как в настоящий момент чувствуют себя операторы.

Yota

О ней мы достаточно много рассказали в предыдущем пункте. К сказанному следует добавить, что ничего не осталось не только от изначальных планов, но и от самой компании: её Мегафон. В общем, компания полностью оправдала свой логотип в виде стоящего вверх ногами человечка.

Официальный сайт пока действует и предлагает подключиться, но вряд ли это будет продолжаться долго. Ценовая политика у «Скартела» и «Мегафона» в корне различна.

Комстар

Ещё один оператор, павший под натиском конкурентов из мира сотовой связи. В 2011 году МТС присоединила «КОМСТАР–Объединенные ТелеСистемы», а в конце лета 2012 года сеть WiMax была окончательно закрыта. Всех клиентов перенаправили в сети LTE:

В отличии от сайта Yota, на котором не осталось никакого упоминания о технологии, на сайте Комстара всё сохранилось в первозданном виде (без функций подключения и покупки, конечно) и можно посмотреть «как оно было». Например, вот такие вот тарифы:

Оператор ввёл тарифы с ограничением трафика, но с приемлемыми ценами на перерасход. Видимо, к такому решению подтолкнул опыт Йоты.

Союз-Телеком

Первый действующий оператор в нашем обзоре, хотя действующим его можно назвать только с большой натяжкой. Самые свежие новости датированы 2011 годом, карта покрытия отсутствует, а отзывы пользователей крайне негативны. Абоненты жалуются на регулярно отсутствующие услуги, невменяемую техподдержку, отсутствие какой-либо информации и длительное время ремонта оборудования:

Впрочем, проблемы не только у абонентов, но и официальных дилеров, которые также не знают, что им делать:

На текущий момент обсуждение провайдера практически прекратилось (все активные пользователи так или иначе переключились). Ходили слухи о продаже оборудования и переводе клиентов к новым операторам, но официальной информации по этому поводу нет.

Самого оператора надзорный орган не раз и не два привлекал к ответственности за невыполнение лицензионных условий и работе без необходимых документов. Например, в марте 2012 года была проведена внеплановая проверка Управлением Роскомнадзора по Республике Алтай, в результате которой было выписано несколько протоколов об административном нарушении. У компании были проблемы с вводом в эксплуатацию СОРМ, работе без регистрации РЭС и разрешений на радиочастоты. В ноябре 2012 года жители г. Чусово Пермского края жаловались на отсутствие услуги. Жалобу признали законной, оштрафовали оператора на 30 тысяч рублей и направили возбуждённое административное дело в Арбитражный суд Москвы. Помимо описанных случаев было ещё несколько нарушений, за которые оператору выписывались штрафы и предупреждения.

В чём же проблема провайдера? На наш взгляд, она заключалась в попытке охватить всё и сразу. Компания получила огромное количество (47 штук) лицензий, которые требовалось реализовать:

При этом реализовывать их требовалось почти на всей территории страны. «Союз-Телеком» с гордостью заявлял, что « Компания имеет 47 лицензий на осуществление деятельности в области оказания 5 услуг связи на территории 80 регионов России, включая «Услуги связи по передаче данных для целей передачи голосовой информации», «Услуги связи по передаче данных за исключением услуг передачи данных для целей передачи голосовой информации», «Телематические услуги связи», «Услуги связи по предоставлению каналов связи» и «Услуги местной телефонной связи за исключением услуг местной телефонной связи с использованием таксофонов и средств коллективного доступа». Конечно же, без миллионов долларов инвестиций этим планам не суждено было сбыться. Скорее всего, стратегия компании предполагала быстро набрать минимальное число клиентов, которое бы окупало текущую деятельность. Расчёт не оправдался, денежный поток оказался меньше, чем требовалось и оператор начал тонуть. В общем, ещё один пример того, что нужно откусывать столько, сколько сможешь прожевать.

Тариф был всего один, но с возможность заплатить за несколько месяцев и получить скидку:

WiTe

Ещё один оператор с наполеоновскими планами, которым не суждено было сбыться. В 2009 году было обещано в течении двух лет запустить сети в 25 городах шести федеральных округов. Однако планам было не суждено сбыться, и в итоге сеть заработала всего в двух городах: Кемерово и Топки. Скорее всего, компании просто не хватило денег - те 25 миллионов долларов, которые планировалось направить на покрытие регионов, были слишком маленькой суммой. Несмотря на проигрышную стратегию «всё и сразу», компания избежала участи «Союз-Телекома». Сумев не ввязаться в гонку наращивания присутствия, провайдер сосредоточился в одном месте и сумел дожить до сегодняшнего времени.

Хотя заявлена работа в двух городах, карта покрытия приведена лишь для одного:

А вот с тарифами у компании всё в порядке. Оператор не погнался за никому не нужной унификацией и минимализмом, а представил целую линейку:

В линейке есть тарифы как с ограничением трафика, так и без. Кроме того, доступны суточные тарифы: ВАЙТ DAY за 50 рублей и ВАЙТ EXPRESS за 75 рублей. Всем желающим предоставляется 2 дня для тестирования сети. Если результат не обрадует, несостоявшийся абонент может возвратить уплаченные авансом средства, вернув оборудование.

Для города Топки тарифов гораздо меньше:

Особенностью тарифов являются условия использования. Дело в то, что тарифы привязаны к типу оборудования, причём название оборудования вводят в заблуждение. К примеру, тариф «Вайт Фикс» доступен для оборудования, названного «Модем», хотя под ним подразумевается как USB- модем, так и роутер. А вот оборудование, названное «Роутер» подразумевает под собой внешнюю антенну и высокопроизводительный роутер. Дело скорее всего в том, что «роутеры» обладают гораздо более чувствительной антенной. Так как при большой антенне сигнал становится стабильней, а скорость доступа возрастает, тарифы пришлось корректировать в сторону уменьшения порога трафика или увеличения абонентской платы. Иначе стационарные абоненты создадут большую нагрузку на базовую станцию.

Устройств предлагается по одной модели на тип: модем, роутер (мобильный и стационарный), стационарная станция и внешняя антенна:

Набор устройств для работы в сети WiTe

Отзывы о провайдере различны. Чаще, конечно же ругают, но само по себе это не показатель - ругают люди гораздо охотней, чем хвалят. Жалуются люди на маленькую скорость, нестабильность подключения, недоступную техподдержку. Часть жалоб действительно обоснована - скорость менее 1 Мбит/с можно считать проблемой, но попадаются и жалобы вида «не могу посмотреть фильмы онлайн». К сожалению, не все люди понимают, что смотреть фильмы онлайн по беспроводной связи без всяких ограничений на сегодняшний момент возможно только при большой удаче.

FRESHTEL

Единственный провайдер, который оказывает услуги в нескольких городах и хоть как-то развивается, а не находится на грани банкротства. В зоне действия сети находятся несколько десятков городов в 12 регионах страны, при этом большинство из них расположены в Центральном федеральном округе. Видимо, в компании внимательно следили за развитием (точнее, за тем, как они загибаются) конкурентов и учились на их ошибках. Поэтому «Фрештел» не только осваивает рядом расположенные регионы, но и не пытается тягаться с провайдерами проводного доступа в многоэтажках, концентрируясь на частном секторе. Например, вот так выглядит зона покрытия в городе Шахты:

Если увеличить карту, будет видно, что в основном услуги будут предоставляться жителям частного сектора. Многоквартирные дома в зоне также есть, но они малоэтажны, поэтому услуги беспроводного интернета там также будут востребованы. Осваивает оператор не только маленькие города, но и областные центры. К примеру, в Самаре также присутствует сеть. Увы, далеко не во всех районах:

Полный список присутствия насчитывает 37 городов:

Часть городов были запущены уже довольно давно, а часть совсем недавно. Последние города - Самара и Тольятти, были подключены осенью уходящего года.

Тарифов у оператора два: с лимитом трафика на 20(10) Гбайт и безлимитный. Они одинаковы почти для всех городов. Первый стоит 590 рублей, второй - 790 рублей в месяц. Скорость составляет до 10 Мбит/с максимум в теории (на практике всё куда скромнее). Для тарифа с лимитом трафика после его исчерпания скорость ограничивается 256 кбит/с. Скромно, но всё равно гораздо лучше подачек от сотовых операторов в виде 64 кбит/с:

Устройств достаточно много: два вида модемов, пять видов роутеров, внешний блок и четыре внешние антенны. Цена на модемы повыше, чем у остальных: 1890 рублей за ZTE AX320 USB Dongle и 1990 рублей за Seowon SWU-3220A USB Dongle. К счастью, с 07.11.2013 проходит акция «Интернет в кармане за 99 рублей» в рамках которой модемы можно приобрести всего за 99 рублей. Акция будет продолжаться до тех пор, пока не будут проданы последние модемы данного типа. Действуют акции и на другие устройства, но уже с ограничением по времени:

Отдельно стоит отметить возможность оплаты услуг. На выбор предоставляется несколько способов: через терминалы, банковские карты, электронные деньги и даже «Сбербанк России»:

Такое большое количество способов оплаты говорит о том, что компания понимает, что за клиента надо бороться, а не заставлять его лично являться в офис, чтобы отдать фирме свои деньги.

Отзывов об операторе много и подавляющее большинство из них отрицательны. Значительная часть из них заключается в том, что «обещали 10 Мбит/с, а на деле гораздо меньше». Тут оператор почему-то решил не учитывать опыт Йоты и прогулялся по граблям со скоростями «до 10 Мбит/с». Понятно, что 10 Мбит/с абонент сможет увидеть только под базовой станцией, являясь её единственным клиентом. Увы, в погоне за подключениями маркетологи пишут в тарифах цифры, крайне далёкие от реальности. Множество нареканий и на урезанные торренты, но здесь мы можем понять провайдера. Торренты загрузят любой канал связи на 100%, беспроводное подключение их не потянет физически. Так что для удобства остальных пользователей торренты необходимо ограничивать. Претензии здесь можно предъявить к неинформированию абонентов, некоторые из которых подключаются именно ради скачки фильмов и игр с трекеров. Встречаются и совершенно необоснованные претензии:

В общем, абоненты негодуют и грозятся переключиться к сотовым операторам. Скорость у них действительно выше, как и стабильность, но почему-то все забывают, что трафик жёстко лимитирован и после исчерпания месячного объёма скорость падает до 64Кбит/с.

Летом ходили о поглощении «Фрештела» «ТрансТелекомом», но они так и не нашли подтверждения.

Был ли шанс?

Рассмотрев самых больших федеральных операторов WiMax, можно сказать, что стандарт в России скорее мёртв, чем жив. Сотовые игроки перешли на LTE, небольшие местные предпочитают различные вариации Wi-Fi. Для WiMax осталась не слишком большая ниша корпоративных клиентов, которые не могут подключиться к проводам по различным причинам, но подключать которых по Wi-Fi невозможно.

Глядя в прошлое с сегодняшних позиций, зададимся вопросом: был ли шанс у WiMax? Мы считаем, что да. Небольшой, но вполне реальный. Стандарту повезло дважды: первый раз, когда наступил кризис и сотовые операторы заморозили большие стройки. Кризис - это не очень хорошо для большинства, но не для того, у кого есть деньги. Стоимость оборудования, заработная плата, затраты на логистику - в кризис всё дешевле. Помимо этого, у подрядчиков становится меньше работы, а значит можно строить быстрее. Второй раз стандарту повезло, когда выяснилось, что полноценных сетей 3 G развернуть в некоторых местах невозможно, а LTE будет запущен вообще неизвестно когда. На момент начала внедрения WiMax технологически превосходил имевшиеся тогда сети третьего поколения в несколько раз.

Рассуждать, что требовалось сделать, зная прикуп глядя на все удачные и неудачные шаги с позиции истории не очень корректно, но мы всё попытаемся. Итак, для развития WiMax как стандарта требовалось предпринять следующие шага:

Не распылять усилия на всю страну, а сосредоточиться на расположенных рядом регионах и городах. Что толку от роуминга без наценки между Москвой и Уфой, если поток людей между ними минимален? А вот роуминг между Москвой и Долгопрудным был бы гораздо востребованней.

Делать ковровое покрытие в столицах в первую очередь . Москва, и соответствующие области - это «дойная корова» для операторов. Здесь живёт значительная часть населения страны, которая платёжеспособна. Беларусь — это, конечно, хорошо, но по финансовым возможностям несопоставимо с Москвой или Питером.

Сотрудничать с местными игроками . Одним из препятствий на пути развития любой беспроводной технологии является необходимость инфраструктуры до базовой станции. Если предполагается делать достаточно плотное покрытие, без оптических сетей от точки присоединения не обойтись. Строительство линий отнимает время и деньги. Можно покупать канал у местных игроков, но тогда они не будут заинтересованы в развитии сети. А вот агентская схема или полноценное партнёрство могло дать синергетический эффект: местные получили бы возможность подключения частного сектора, а беспроводники - необходимые ресурсы сети и заинтересованность в успехе. Самое главное, было бы выиграно время и сети можно было развернуть гораздо быстрей.

Объединение усилий . Осваивать что-то вместе можно гораздо быстрее, чем по отдельности. Если бы все провайдеры WiMax разделили зоны влияния, но действовали под единым брендом (такую модель использовали сотовые компании в начале пути), дело пошло гораздо быстрее. К сожалению, такой сценарий ещё более фантастичен, чем предыдущий.

Большее разнообразие тарифов . Этой темы мы уже касались. Бедная тарифная линейка, не позволяющая абоненту найти именно «его» тариф оттолкнула от стандарта некоторое число клиентов. Не всем требовались скорости «до 10 Мбит/с» за 900 рублей, кто-то хотел тратить 300 и иметь возможность неспешно и без ограничений пользоваться почтой, читать новости и слушать радио.

Скорейшее внедрение безлимитного голоса и выпуск недорогих телефонов . Даже если бы сети WiMax предлагали одну-единственную услугу в виде неограниченных звонков и смс за небольшую сумму, к ним бы подключилось очень много людей. Опыт «Теле2» показывает, что дешёвая голосовая связь крайне востребована. Базовые услуги в виде голоса нагружают станцию совсем немного (это не торренты и даже не веб-страницы), а ценник в 300 рублей делает доступным такую связь широким слоям населения.

Если бы эти условия были бы выполнены, ситуация с WiMax была бы совсем другой. Кто знает, возможно сейчас мы бы обcуждали не внедрение LTE, а WiMax-2.

WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) - 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. Название «WiMAX» было создано WiMAX Forum - организацией, которая была основана в июне 2001 года c 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».

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.

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 так же локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в масштабах целых городов.

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 ее поддержания в работоспособном состоянии,
* время, необходимое для запуска сети и начала оказания услуг,
* прочие факторы.

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

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; 3,4–3,8 ГГц. В мире реализованы несколько пилотных проектов, а недавно оператор Sprint анонсировал старт проекта национального масштаба. Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, EV-DO, HSXPA).
Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMAX позволяет обслуживать только «статичных» абонентов, а мобильный ориентирован на работу с пользователями, передвигающимися со скоростью до 120 км/ч. Мобильность означает наличие функций роуминга и «бесшовного» переключения между базовыми станциями при передвижении абонента (как происходит в сетях сотовой связи). В частном случае мобильный WiMAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей.

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

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 (устройства размером с ноутбук). 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).

Принцип работы

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 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 120 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).

Режимы работы

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 нее будет создан выделенный слот на точке доступа, и другие пользователи уже не смогут повлиять на это

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 нам некоторое представление об архитектуре сетей WiMAX.

WiMAX Форум WiMAX Архитектура

* SS/MS: (the Subscriber Station/Mobile Station)
* ASN: (the Access Service Network)
* 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)

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

Wi-Fi
Сопоставления WiMAX и Wi-Fi далеко не редкость, возможно, потому, что звучание терминов созвучно, название стандартов, на которых основаны эти технологии, похожи (стандарты 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

* 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 сотни 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 большинстве кафе, отелей, вокзалов и аэропортов можно обнаружить бесплатную точку доступа Wi-Fi.

(с) Материал из Википедии - свободной энциклопедии

Рассматриваемый в статье стандарт IEEE 802.16-2004 является расширением базового стандарта IEEE 802.16, который описывает работу в диапазоне 10…66 ГГц. В стандарте IEEE 802.16-2004 предусмотрена работа в диапазоне 2…11 ГГц, а также более широкие возможности как на физическом уровне, так и на уровне управления доступом.

Введение

Под аббревиатурой WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) понимается технология операторского класса, которая основана на семействе стандартов IEEE 802.16, разработанных международным институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). В стандартах IEEE 802.16 определяются физический уровень и уровень управления доступом для систем фиксированного беспроводного широкополосного доступа масштаба города.

Основные параметры стандартов IEEE 802.16 и IEEE 802.16-2004 представлены в табл. 1 .

Таблица 1. Основные параметры стандартов IEEE 802.16 и IEEE 802.16-2004

Описание стандарта

На физическом уровне в стандарте IEEE 802.16-2004 определены три метода передачи данных: метод модуляции одной несущей (SC), метод ортогонального частотного мультиплексирования (OFDM) и метод множественного доступа на основе такого мультиплексирования (OFDMA).

Спецификация физического уровня WirelessMAN-OFDM является наиболее интересной с точки зрения практической реализации. Она базируется на технологии OFDM, что значительно расширяет возможности оборудования, в частности, позволяет работать на относительно высоких частотах в условиях отсутствия прямой видимости. Кроме того, в нее включена поддержка топологии «каждый с каждым» (mesh), при которой абонентские устройства могут одновременно функционировать и как базовые станции, что сильно упрощает развертывание сети и помогает преодолеть проблемы прямой видимости.

Модуляция OFDM

При формировании OFDM-сигнала цифровой поток данных делится на несколько подпотоков, и каждая поднесущая связывается со своим подпотоком данных. Амплитуда и фаза поднесущей вычисляются на основе выбранной схемы модуляции. Согласно стандарту, отдельные поднесущие могут модулироваться с использованием бинарной фазовой манипуляции (BPSK), квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) или квадратурной амплитудной манипуляции (QAM) порядка 16 или 64. Варианты отображения бит на фазовую плоскость для каждого вида манипуляции представлены на рис. 1. В передатчике амплитуда как функция фазы преобразуется в функцию от времени с помощью обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ). В приемнике с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) осуществляется преобразование амплитуды сигналов как функции от времени в функцию от частоты.

Рис. 1. Варианты отображения бит на фазовую плоскость

Применение преобразования Фурье позволяет разделить частотный диапазон на поднесущие, спектры которых перекрываются, но остаются ортогональными. Ортогональность поднесущих означает, что каждая из них содержит целое число колебаний на период передачи символа. Как видно из рис. 2, спектральная кривая любой из поднесущих имеет нулевое значение для «центральной» частоты смежной кривой. Именно эта особенность спектра поднесущих и обеспечивает отсутствие между ними интерференции .

Рис. 2. Ортогональные поднесущие

Одним из главных преимуществ метода OFDM является его устойчивость к эффекту многолучевого распространения. Эффект вызывается тем, что излученный сигнал, отражаясь от препятствий, приходит к приемной антенне разными путями (рис. 3), вызывая межсимвольные искажения. Этот вид помех характерен для городов с разноэтажной застройкой из-за многократных отражений радиосигнала от зданий и других сооружений. Для того чтобы избежать межсимвольных искажений, перед каждым OFDM-символом вводится защитный интервал, называемый циклическим префиксом. Циклический префикс представляет собой фрагмент полезного сигнала, что гарантирует сохранение ортогональности поднесущих (но только в том случае, если отраженный сигнал при многолучевом распространении задержан не больше, чем на длительность циклического префикса). Кроме того, циклический префикс позволяет выбрать окно для преобразования Фурье в любом месте временного интервала символа (рис. 4) .

Рис. 3. Иллюстрация эффекта многолучевого распространения

Рис. 4. Обработка OFDM-символа при многолучевом распространении

Помехоустойчивое кодирование

Многолучевое распространение радиосигнала может приводить к ослаблению и даже полному подавлению некоторых поднесущих вследствие интерференции прямого и задержанного сигналов. Для решения этой проблемы используется помехоустойчивое кодирование. В стандарте IEEE 802.16-2004 предусмотрены как традиционные технологии помехоустойчивого кодирования, так и относительно новые методы. К традиционным относится сверточное кодирование с декодированием по алгоритму Витерби и коды Рида-Соломона. К относительно новым - блочные и сверточные турбокоды. Для увеличения эффективности кодирования без снижения скорости кода применяется перемежение данных. Перемежение увеличивает эффективность кодирования, поскольку пакеты ошибок дробятся на мелкие фрагменты, с которыми справляется система кодирования.

Гибкость

Важной особенностью физического уровня является возможность выбора ширины для полосы пропускания канала. Стандарт предусматривает выбор ширины полосы с шагом от 1,25 МГц до 20 МГц со множеством промежуточных вариантов, что позволяет более эффективно использовать радиочастотный спектр. Кроме того, в стандарт заложена адаптивная сигнально-кодовая конструкция, то есть система подстраивается к характеристикам канала в каждый момент времени, «перекачивая» скорость в помехоустойчивость и наоборот. В соответствии со стандартом, в зависимости от отношения сигнал/шум (S/N) система выбирает метод модуляции, при котором может быть обеспечена устойчивая работа (рис. 5) .

Рис. 5. Предпочтительный метод модуляции в зависимости от отношения сигнал/шум

Дополнительными инструментами физического уровня для повышения эффективности использования радиоспектра служат измерение качества канала и автоматическое управление мощностью сигнала.

Метод доступа

В стандарте IEEE 802.16-2004 используется технология множественного доступа с разделением по времени (TDMA), согласно которой базовая станция выделяет абонентским станциям временные интервалы, чтобы они могли передавать данные в определенной очередности, а не случайным образом.

Для реализации дуплексного режима обмена данными используются две технологии: дуплексный режим с разделением по времени (TDD) нисходящего и восходящего потоков и дуплексный режим с разделением по частотам (FDD).

Защита информации

В соответствии со стандартом, для предотвращения несанкционированного доступа и защиты пользовательских данных осуществляется шифрование всего передаваемого по сети трафика. Базовая станция (БС) WiMAX представляет собой модульный конструктив, в который при необходимости можно установить несколько модулей со своими типами интерфейсов, но при этом должно поддерживаться административное программное обеспечение для управления сетью. Данное программное обеспечение обеспечивает централизованное управление всей сетью. Логическое добавление в существующую сеть абонентских комплектов осуществляется также через эту административную функцию.

Абонентская станция (АС) представляет собой устройство, имеющее уникальный серийный номер, МАС-адрес, а также цифровую подпись Х. 509, на основании которой происходит аутентификация АС на БС. При этом, согласно стандарту, срок действительности цифровой подписи АС составляет 10 лет. После установки АС у клиента и подачи питания АС авторизуется на базовой станции, используя определенную частоту радиосигнала, после чего базовая станция, основываясь на перечисленных выше идентификационных данных, передает абоненту конфигурационный файл по TFTP-протоколу. В этом конфигурационном файле находится информация о поддиапазоне передачи (приема) данных, типе трафика и доступной полосе, расписание рассылки ключей для шифрования трафика и прочая необходимая для работы АС информация. Необходимый файл с конфигурационными данными создается автоматически, после занесения администратором системы АС в базу абонентов, с назначением последнему определенных параметров доступа.

После процедуры конфигурирования аутентификация АС на базовой станции происходит следующим образом:

• Абонентская станция посылает запрос на авторизацию, в котором содержится сертификат Х.509, описание поддерживаемых методов шифрования и дополнительная информация.
• Базовая станция в ответ на запрос на авторизацию (в случае достоверности запроса) присылает ответ, в котором содержится ключ на аутентификацию, зашифрованный открытым ключом абонента, 4-битный ключ для определения последовательности, необходимый для определения следующего ключа на авторизацию, а также время жизни ключа.
• В процессе работы АС через промежуток времени, определяемый администратором системы, происходит повторная авторизация и аутентификация, и в случае успешного прохождения аутентификации и авторизации поток данных не прерывается.

В стандарте используется протокол PKM (Privacy Key Management), в соответствии с которым определено несколько видов ключей для шифрования передаваемой информации:

• Authorization Key (АК) - ключ, используемый для авторизации АК на базовой станции;
• Traffi c Encryption Key (ТЕК) - ключ, используемый для криптозащиты трафика;
• Key Encryption Key (КЕК) - ключ, используемый для криптозащиты передаваемых в эфире ключей.
• Согласно стандарту, в каждый момент времени используются два ключа одновременно, с перекрывающимися временами жизни. Данная мера необходима в среде с потерями пакетов (а в эфире они неизбежны) и обеспечивает бесперебойность работы сети. Имеется большое количество динамически меняющихся ключей, достаточно длинных, при этом установление безопасных соединений происходит с помощью цифровой подписи. Согласно стандарту, криптозащита выполняется в соответствии с алгоритмом 3-DES, при этом отключить шифрование нельзя. Опционально предусмотрено шифрование по более надежному алгоритму AES .

Разработка оборудования WiMAX на базе «систем на кристалле»

Современные тенденции развития телекоммуникационного рынка диктуют разработку так называемых «систем на кристалле». Под устройствами класса «система на кристалле» в общем случае понимаются устройства, на едином кристалле которых интегрированы один или несколько процессоров, некоторый объем памяти, ряд периферийных устройств и интерфейсов, - то есть максимум того, что необходимо для решения поставленных перед системой задач. Разработка «систем на кристалле» предполагает оптимизацию разрабатываемой схемотехники, что непосредственно сказывается на потребляемой мощности, площади кристалла и, как следствие, стоимости.

На текущий момент ведущие мировые производители сосредоточились на разработке «систем на кристалле», в которых интегрированы основные функции физического и MAC уровней стандарта WiMAX. Первые образцы, разработанные на основе спецификации IEEE 802.16-2004, представили компании Fijitsu, Intel, Sequans Communications, Wavesat и PicoChip. В предлагаемых этими компаниями решениях на физическом уровне используется модуляция OFDM с 256 поднесущими и основная схема кодирования, в которой для внутреннего кода применяется сверточное кодирование и декодирование по алгоритму Витерби, а для внешнего - коды Рида-Соломона.

Функционально оборудование WiMAX разделяется на базовое и абонентское. Первое поколение чипов для базовых станций обладает меньшим уровнем интеграции, чем для абонентских станций. Для реализации MAC-протокола базовой станции требуется увеличение производительности этих решений. Для этой цели используются внешние процессоры, служащие для выполнения верхнего уровня MAC-протокола. Таким образом, чипсеты WiMAX реализуют функции физического уровня и функции нижнего уровня MAC-протокола.

Абонентское оборудование

Для разработчиков абонентского оборудования WiMAX наиболее перспективными являются «системы на кристалле» от четырех производителей: Fujitsu, Intel, Sequans и Wavesat.

Компания Intel первой предложила разработчикам «систему на кристалле» PRO/Wireless 5116 для абонентских станций WiMAX, в которой были интегрированы функции как физического, так и MAC уровней. Чип MB87M3400 компании Fujitsu предназначен для более широкого диапазона приложений и позволяет разрабатывать как базовое, так и абонентское оборудование. Компания Sequans разработала отдельные чипы SQN1010 и SQN2010 - для базового и абонентского оборудования соответственно.

«Системы на кристалле» от Fujitsu, Intel и Sequans полностью реализуют функции MAC-протокола для абонентских станций WiMAX. Другой подход к разработке предложила компания Wavesat, выпустив две микросхемы: OFDM-модем DM256 (реализует функции физического уровня) и MC336 (представляет собой вычислительное ядро, реализующее нижний уровень MAC-протокола). Для разработки абонентского модема на базе «системы на кристалле» от Fujitsu, Intel и Sequans не требуется дополнительного внешнего процессора.

Характеристики рассматриваемых чипов, определяемые типом дуплекса, шириной канала и другими параметрами, сильно отличаются. Для организации полнодуплексной работы на базе решения Fujitsu MB87M3400 требуется использование двух чипов. Микросхема Sequans SQN1010 является первой «системой на кристалле», которая поддерживает полнодуплексный режим работы. Решение компании Wavesat DM256/MC336 также позволяет организовывать полнодуплексный режим работы на основе одной микросхемы OFDM-модема DM256.

Микросхемы компаний Fujitsu и Sequans позволяют организовывать каналы шириной до 20 и 28 МГц соответственно, тогда как максимальная ширина канала для чипов Intel и Wavesat составляет 10 МГц с промежуточными значениями 3,5 и 7 МГц.

Радиоинтерфейс рассмотренных «систем на кристалле» содержит блоки АЦП/ЦАП для прямого аналогового соединения с внешним приемопередатчиком. В табл. 2 представлены основные параметры решений для разработки абонентского оборудования WiMAX .

Таблица 2. Основные параметры решений для разработки абонентского оборудования WiMAX

Базовые станции

Рассмотрим варианты разработки базовых станций WiMAX на основе известных чипов. Компания Fujitsu разработала чип MB87M3400 как для базовых, так и для абонентских станций. Однако, в отличие от решения Intel, чип Fujitsu имеет интерфейс для внешнего процессора. Для реализации полнодуплексного режима требуется использовать два чипа, один из которых выполняет функции физического уровня и нижнего уровня MAC-протокола, а второй представляет собой внешний процессор (сторонней фирмы) для реализации верхнего уровня MAC-протокола. Для разработки базовых станций компания Fujitsu предоставляет отладочный комплект, реализующий полнодуплексный режим работы, с процессором Freescale MPC8560, но не поставляет программное обеспечение, обеспечивающее функции верхнего уровня MAC-протокола.

Компания PicoChip предлагает решение PC102/PC8520, построенное на двух своих параллельных процессорах PC102. Компания предоставляет программное обеспечение, реализующее физический уровень и функции нижнего уровня MAC-протокола на чипах PC102. Так же как и Fujitsu, компания PicoChip использует процессор Freescale MPC8565 для реализации верхнего уровня MAC-протокола в своем отладочном комплекте. Однако в отличие от Fujitsu, PicoChip лицензировала свое программное обеспечение для верхнего уровня MAC-протокола. Так как в решение PC102/PC8520 не заложены функции шифрования-дешифрования, для их выполнения должен быть использован внешний процессор.

Чип для разработки базовых станций SQN2010 компании Sequans является первой «системой на кристалле», имеющей полнодуплексный режим. SQN2010 реализует все функции физического и MAC уровней, необходимые для полнодуплексной работы базовой станции. Чип SQN2010 отличается от SQN1010 наличием второго центрального процессора, реализующего верхний уровень MAC-протокола. На чипе SQN1010 предусмотрен интерфейс PCI для обеспечения возможности подключения внешнего процессора.

Решение DM256/MC336 компании Wavesat может быть использовано и для разработки базовых станций. Это решение поддерживает полнодуплексный режим работы, но следует отметить, что для реализации функций шифрования-дешифрования оно требует подключения внешнего процессора. Так же как и Fujitsu, Wavesat не предоставляет программное обеспечение для верхнего уровня MAC-протокола, необходимое для разработки базовых станций.

Из четырех описанных решений только чипы PicoChip PC102 не интегрируют в себе функций АЦП/ЦАП. Поэтому для разработок, в которых используется аналоговый радиоинтерфейс, дополнительно потребуются устройства АЦП/ЦАП. Основные параметры рассмотренных решений для разработки базовых станций представлены в табл. 3 .

Таблица 3. Основные параметры рассмотренных решений для разработки базовых станций WiMAX

Выбор производителя чипов для разработки систем WiMAX является важным стратегическим решением. Для быстрой и эффективной разработки системы требуется максимально полная программная и аппаратная поддержка и средства для разработки и отладки. Наличие отладочных комплектов позволяет значительно увеличить скорость и уменьшить стоимость разработки оборудования WiMAX, что является одним из главных критериев при выборе того или иного продукта.

Развертывание систем WiMAX

Построение сети фиксированного беспроводного доступа предполагает использование трех типов оборудования - базовых станций, абонентских станций и оборудования для организации связи между базовыми станциями. В сетях доступа на базе WiMAX найдут применение как узконаправленные антенны, так и антенны с более широким сектором охвата, вплоть до всенаправленных.

Топология сети

Для соединения «точка–точка» (рис. 6а) используются две направленные друг на друга антенны; так строятся, например, радиорелейные линии передач, в которых расстояние между соседними релейными вышками может исчисляться десятками километров. При топологии «точка–многоточка» (рис. 6б) в центре «ячейки» помещается базовая станция со всенаправленной или секторной антенной, а все обслуживаемые ей абоненты снабжаются сфокусированными на нее направленными антеннами.

Рис. 6. Возможные топологии сети WiMAX

Другой тип связи получится при использовании только всенаправленных антенн. В этом случае будет достигнута возможность соединения «каждого с каждым», или «многоточка–многоточка» (mesh) (рис. 6в).

Базовая станция WiMAX представляет собой модульное решение, которое может по мере необходимости дополняться различными блоками, например, модулями для связи с магистральной сетью провайдера. В минимальной конфигурации устанавливается модуль радиоинтерфейса и модуль соединения с проводной сетью.

Диапазон частот

При выборе оборудования WiMAX кроме его технических характеристик и цены важное и зачастую определяющее значение представляет такой фактор, как специфические для России трудности оформления частотных разрешений. Дело в том, что в России практически не существует «безлицензионных» диапазонов. Для разных типов оборудования предусмотрен различный порядок получения частотных разрешений. Для работы в любых диапазонах операторы связи должны получить достаточно сложные и многоуровневые разрешения как частотных служб, так и служб надзора за связью .

Очевидно, что в нашей стране главным фактором, влияющим на скорость внедрения систем WiMAX, являются вопросы регулирования спектра, так как развитие рынка услуг WiMAX напрямую зависит от выделения операторам необходимого частотного ресурса. Сегодня наиболее перспективными с точки зрения будущего развития технологии WiMAX являются диапазоны в районе 2,4, 3,5 и 5,6 ГГц.

Следует учитывать, что распространение радиоволн в различных участках спектра имеет свои особенности, которые во многом определяют дальность действия оборудования, а также устойчивость к многолучевости.

Общие подходы к выбору системы WiMAX

Перед тем, как приступить к рассмотрению доступных систем WiMAX, необходимо проработать следующие системные вопросы :

• Выбор диапазона частот.
• Определение величины необходимого частотного ресурса.
• Разработка процедур выделения и присвоения радиочастот.
• Проработка вопросов законодательства.
• Прежде чем переходить к рассмотрению конкретных систем, целесообразно рассмотреть общие вопросы выбора систем, что поможет на предварительном этапе анализа отбросить явно неприемлемые варианты. Сформулируем критерии, которыми следует руководствоваться при выборе оборудования фиксированного беспроводного доступа WiMAX :
• Оборудование должно производиться специализированной компанией, имеющий опыт разработки и производства беспроводного оборудования, что является некоторой гарантией качества.
• Технические характеристики оборудования, предоставляемые производителем, должны быть достаточно полными, для того чтобы по ним можно было сделать вывод о его возможностях. Представление таких характеристик говорит о профессионализме сотрудников и в определенной мере гарантирует, что речь идет об оригинальном продукте, а не о перепродаже малоизвестного бренда под торговой маркой продавца.
• Желательно, чтобы базовая станция имела возможность секторирования и поэтапного наращивания производительности, для чего она должна иметь возможность подключения внешней антенны. Тогда на первом этапе достаточно одной базовой станции с всенаправленной антенной, на следующем - двух, с антеннами с шириной диаграммы 180°, и так далее.
• Оборудование должно быть сертифицировано.
• Должна быть возможность получения разрешения на использование частот в диапазонах, используемых оборудованием.
• Система должна обладать приемлемой стоимостью, причем в первую очередь важна минимальная стоимость абонентского оборудования.

Заключение

Очевидно, что сегодня WiMAX является одной из самых передовых и перспективных технологий беспроводной передачи данных. При объединении усилий производителей оборудования и операторов связи WiMAX может стать реальной заменой DSL и кабельных соединений, предоставив абонентам необходимый сервис в крупных городах и на периферии.

Литература

1. www.wimaxforum.org
2. Wide-band Orthogonal Frequency Division Multiplexing (W-OFDM), www.wi-lan.com
3. Марченко С. Источники уязвимостей в сетях беспроводной связи // АДЭ. 2004. № 13.
4. IEEE Std 802.16™-2004 IEEE Standard for Local and metropolitan area networks. Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, www. ieee. org.
5. Власов В. А. Частотное регулирование и обеспечение информационной безопасности для оборудования Wi-Fi и WiMAX, //«Вестник связи». 2005. № 9.
6. Bob Wheeler. How to choose the best SoC for your WiMAX design // Wireless Net DesignLine. Oct 17, 2005.
7. Писарев Ю. Выбор системы фиксированного беспроводного доступа: попытка системного подхода // «Информационные телекоммуникационные сети» (Казахстан). 2003. № 4.

Система WiMAX состоит из двух основных частей.

Базовая станция WiMAX , может размещаться на высотном объекте: здании или вышке.

Приёмник WiMAX : антенна с приёмником, в форм-факторе карты PC Card, карты расширения ПК или внешней карты.

Соединение между базовой станцией и клиентским приёмником производится в диапазоне 2-11 ГГц. Данное соединение позволяет передавать данные со скоростью до 20 Мбит/с и не требует наличия прямой видимости между станцией и пользователем. Технология WiMAX применяется как на “последней миле”, так и для предоставления доступа региональным сетям: офисным, районным. Между соседними базовыми станциями устанавливается постоянное соединение с использованием режима СВЧ (сверхвысокие частоты 10-66 ГГц) радиосвязи прямой видимости (line-of-sight). Данное соединение в идеальных условиях позволяет передавать данные со скоростью до 120 Мбит/с. Ограничение по условию прямой видимости не является плюсом, однако оно накладывается только на базовые станции, участвующие в цельном покрытии района, что вполне возможно реализовать при размещении оборудования.

Рис. 2.1 - Организация сети связи по технологии WiMax.

Как минимум, одна из базовых станций может быть постоянно связана с сетью провайдера через широкополосное скоростное соединение. Фактически, чем больше станций имеют доступ к сети провайдера, тем выше скорость и надёжность передачи данных. Однако даже при небольшом количестве точек система способна корректно распределить нагрузку за счёт сотовой топологии.

На базе сотового принципа разрабатываются также построения оптимальной сети, огибающей крупные объекты (многоэтажную городскую застройку, горные массивы), когда серия последовательных станций передаёт данные по эстафетному принципу.

Рис. 2.2 - Схема организации районированной сети по технологии WiMAX.

По структуре сети стандарта IEEE 802.16 очень похожи на традиционные сети мобильной связи: здесь тоже имеются базовые станции, которые действуют в радиусе до 50 км, при этом их также не обязательно устанавливать на вышках - для них вполне подходят крыши домов, требуется лишь соблюдение условия прямой видимости между станциями. Для соединения базовой станции с пользователем необходимо наличие абонентского оборудования. Далее сигнал может поступать по стандартному Ethernet-кабелю, как непосредственно на конкретный компьютер, так и на точку доступа стандарта 802.11 Wi-Fi или в локальную проводную сеть стандарта Ethernet.

2.3. Режимы работы WiMax.

Стандарт 802.16e-2005 вобрал в себя все ранее выходившие версии и на данный момент предоставляет следующие режимы.

Fixed WiMAX - фиксированный доступ;

Nomadic WiMAX - сеансовый доступ;

Portable WiMAX - доступ в режиме перемещения;

Mobile WiMAX - мобильный доступ.

Fixed WiMAX . Фиксированный доступ представляет собой альтернативу широкополосным проводным технологиям (xDSL, T1, т.п.). Стандарт использует диапазон частот 10-66 ГГц. Этот частотный диапазон из-за сильного затухания коротких волн требует прямой видимости между передатчиком и приёмником сигнала. С другой стороны, данный частотный диапазон позволяет избежать одной из главных проблем радиосвязи - многолучевого распространения сигнала. При этом ширина каналов связи в этом частотном диапазоне довольно велика (типичное значение - 25 или 28 МГц), что позволяет достигать скоростей передачи до 120 Мбит/с. Фиксированный режим включался в версию стандарта 802.16d-2004 и уже используется в ряде стран. Однако большинство компаний, предлагающих услуги Fixed WiMAX , ожидают скорого перехода на портативный и в дальнейшем мобильныйWiMAX .

Рис 2.3. – Организация сети в режиме Fixed WiMAX.

Nomadic WiMAX . Сеансовый (кочующий) доступ добавил понятие сессий к уже существующему Fixed WiMAX . Наличие сессий позволяет свободно перемещать клиентское оборудование между сессиями и восстанавливать соединение уже с помощью других базовых станций WiMAX , нежели тех, что были использованы во время предыдущей сессии. Такой режим разработан в основном для портативных устройств, таких, как ноутбуки, КПК. Введение сессий позволяет уменьшить расход энергии клиентского устройства, что немаловажно для портативных устройств.

Portable WiMAX . Для режима Portable WiMAX добавлена возможность автоматического переключения клиента от одной базовой станции WiMAX к другой без потери соединения. Однако для данного режима всё ещё ограничена скорость передвижения клиентского оборудования - 40 км/ч. Впрочем, уже в таком виде можно использовать клиентские устройства в дороге (в автомобиле при движении по жилым районам города, где скорость ограничена, на велосипеде, двигаясь пешком, т.д.). Введение данного режима сделало целесообразным использование технологии WiMAX для смартфонов и КПК. В 2006 году начат выпуск устройств, работающих в портативном режиме WiMAX .

Mobile WiMAX был разработан в стандарте 802.16e-2005 и позволил увеличить скорость перемещения клиентского оборудования до более 120 км/ч.

Рис 2.4. – Организация сети в режиме Mobil WiMAX.

Используемая в этом режиме технология Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), позволяет сохранять устойчивое соединение при резкой смене направления движения клиентского оборудования. А Технология Network-Optimized Hard Handoff (HHO) позволяет до 50 миллисекунд и менее сократить время на переключение клиента между каналами.