Блеск и нищета WiMax — обзор текущей ситуации на рынке. WiMAX – что это такое, и какие преимущества имеет данная технология

На сегодняшний день технология беспроводной связи «WiMAX» является наиболее передовой из всех существующих. Появившись в далеком 2003 году, она была направлена на удовлетворение рынка широковещательных устройств.

По всему миру большое количество операторов начали создавать сети беспроводной связи. Такие сети существуют сейчас в США, Японии, Корее, России и многих других. Если принять во внимание слова ведущих аналитиков в сфере коммуникаций, то в «WiMAX» в скором времени общее количество пользователей сети составит больше 100 миллионов человек.

На сегодняшний день можно смело сказать, что у «WiMAX» нет альтернативной технологии, что и делает ее передовым продуктом. В этой статье мы подробно рассмотрим особенности данной технологии, ее преимущества и недостатки.

Что это такое?

«WiMAX» («Международное взаимодействие для микроволнового доступа») – технология, разработанная в 2003 году, целью которой является предоставление беспроводной связи для рабочих станций, стационарных компьютеров, портативных компьютеров и мобильных устройств. Базируется на стандарте связи «IEEE 802.16».

Какие задачи решает «WiMAX»:

обеспечение широкополосной связи, взамен выделенным линиям и «DSL/ADSL»;
обеспечение системами удаленного мониторинга;
создание точек удаленного доступа, которые не имеют привязки к географическому местоположению;
обеспечение точек доступа «Wi-Fi» и соединение их друг с другом, а также других зон интернет сети.

Также хочется кратко рассказать о основных этапах разработки данной технологии:

Область и целесообразность применения

На сегодняшний день перед разработчиками всего мира остро стоит проблема «последней мили» (канала, который соединяет конечное оборудование пользователя с узлом доступа провайдера). К счастью, сейчас появилось много разновидностей технологии «последней мили», благодаря чему каждый провайдер может решить задачу выбора этой технологии.

На сегодняшний день проблема последней мили не имеет четкого и универсального решения. Абсолютно у каждой существующей технологии есть своя область применения, плюсы и минусы.

На выбор определенной технологи и могут влиять большое количество факторов и вот основные из них:

способ достижения намеченных целей, эффективное использование ресурсов, целевая аудитория,
выделение инвестиций, которые впоследствии пойдут на развитии сети;
наличие и работоспособность имеющийся сетевой инфраструктуры, а также определенные ресурсы, которые будут направлены на поддержку технической эксплуатаций сети.

Каждый из вышеперечисленный факторов играет особую роль в выборе технологического решения.

Также хочется отметить, сравнивая Wi-Fi и WiMAX, что последний позволяет пользователям осуществлять выход в интернет на достаточно высокой скорости. Покрытие территории сетей WiMAX значительно больше, чем у Wi-Fi.

видео: WiMax технология

Варианты технологии

Все семейство технологии WiMAX обладает достаточно широким спектром достоинств, которые имеют определенные различия друг от друга. Разработчики технологии WiMAX пытались найти наиболее целесообразный вариант, предназначенный для мобильного и фиксированного использования.

Однако стоит отметить тот факт, что совмещение требований в рамках одного стандарта по-прежнему не решенная задача. Стандартные требования имеют полную схожесть между собой, но при этом каждая технология имеет определенную нацеленность на различные сферы рынка. Поэтому это стало толчком к тому, чтобы создать две обособленные версии стандарта.

Каждая спецификация WiMAX имеет свои технические характеристики: мощности излучения, частоты, доступ и передача, повторное использование радиочастот. И именно из-за данных особенностей системы-WiMAX, находящихся на базе стандарта IEEE 802.16 e и d, практически не имеют совместимости.

802.16-2004 - была утверждена в 2004 году. При работе используется частотное мультиплексирование. Ко всему прочему имеется поддержка так называемого фиксированного доступа в тех зонах, где отсутствует и присутствует прямая видимость. В большинстве случаев используются частоты 3,5 и 5 ГГц.
802.16-2005 - была утверждена в 2005 году. Новая версия является большим шагом в эволюции фиксированного доступа. Новая версия получила поддержку мобильных абонетов, а ее отличительной чертой является поддержка ряда особых функций, таких как: «Idle mode», «Handover».

Отличительными чертами между двумя спецификациями является то, что за счет фиксированного WiMAX (802.16-2004) работают исключительно статичные абоненты, а при работе 802.16-2005 (мобильного WiMAX) работают абоненты, которые передвигаются со скоростью до 110 километров в час.

Также хочется отметить то, что за счет мобильности обеспечиваются все функции роуминга и так называемое «бесшовное подключение» между основными рабочими станциями в то время, когда абонент находится в движении. Также существуют исключительные случаи, когда 802.16-2005 может достаточно хорошо использоваться при обслуживании статичных абонентов.

Также хочется отметить то, что большинство компаний отдают свое предпочтение именно WiMAX, предоставляя услуги высокоскоростной связи.

И на это есть свои причины:

в первую очередь 802.16 эффективен с экономической точки зрения при предоставлении своим клиентам доступа в сеть, а также расширении услуг и охватывании новых территорий;
во-вторых – это простота в использования в отличии от проводных каналов. WiMAX и Wi-Fi достаточно просты в использовании, развертывании и, конечно же, масштабировании. Довольно удобный способ при создании достаточно крупной сети в кротчайшие сроки.

WiMAX абонентское оборудование

В настоящее время оборудование для использования сетей WiMAX можно устанавливать в помещениях (такие устройства обычно не превышают своими размерами традиционные DSL модемы), так и на улицах (устройства размером с ноутбук).

Устройства для работы внутри помещений более удобны в использовании, но могут работать только на небольших расстояниях от базовой станции.

Из-за этого оборудование, которое устанавливается внутри помещений, нуждается в более крупных инвестициях, так как для обеспечения качественной работы потребуется большое количество точек доступа.

Принцип работы и понятия

WiMAX состоит из следующих элементов: станции (базовые и клиентские), оборудование, которое является связующим между станциями, интернет-сеть. Для соединение базовой станции и клиентской используются частоты от 2 до 11 ГГц.

Между базовыми станциями, как правило, устанавливается прямая видимость и при этом используется рабочий диапазон частот от 10 до 66 ГГц. Прямая видимость между рабочими станциями и диапазон частот позволяют добиться скорости обмена данными до 120 Мбит/сек. Но при этом необходимо одну из рабочих станций подключить к сети провайдера используя стандартный метод проводного соединения.

Стандарты IEEE 802.16 имеет структуру GSM сети. Дальность действия базовых станций в несколько километров и возведение каких-либо дополнительных вышек, усиливающих сигнал, совершенно не требуется.

Режимы

В стандарт wimax 802.16e-2005 входят все версии, которые выходили ранее:

MAC / канальный уровень

В сетях 802.16 MAC применят так называемый алгоритм планирования. Принцип действия данного алгоритма основывается на следующем: абсолютная любая клиентская станция может подключиться к точке доступа и после подключения для нее автоматически будет созданный отдельный слот непосредственно на точке доступа. Ко всему прочему остальные пользователи не могут оказывать влияние на это и таким образом это исключает обрыв связи.

WiMAX Архитектура

На WiMAX Forum была создана спецификация архитектуры, благодаря которой является возможный определить огромное количество нюансов работы. В это число входит распределение сетевых адресов, взаимодействие с другими сетями, аутентификация.

Хочется отметить, что архитектура сетей не имеет строгой привязки к той или иной отдельной конфигурации, поэтому обеспечивается довольно высокая гибкость и масштабируемость.

Преимущества и недостатки

К преимуществам относится:

К недостаткам относитс я:

дефицит устройств частот;
неподготовленность законодательной базы;
сложности при внедрении новой технологии, из-за чего на данный момент отсутствует возможность обеспечения качественной связи по низкой стоимости.

В данной статье мы подробно рассмотрели WiMAX. Можно с уверенностью сказать, что на данный момент WiMAX является передовой технологией беспроводной связи. На сегодняшний день она приобрела довольно широкую популярность в современном мире.

WiMAX - это относительно новая технология радиосвязи. Она предназначена для построения беспроводных локальных вычислительных сетей (WLAN) и обеспечивает широкополосный доступ пользователя к этой сети и к интернет-ресурсам. Другим, гораздо более привычным способом организации WLAN является Wi-Fi. Из-за этого часто возникает некая путаница: новую технологию считают улучшенным вариантом старой. Да и само название - WiMAX - вызывает определенные ассоциации с технологией Wi-Fi. Но все же различия между ними довольно серьезные.

История создания WiMAX

К концу прошлого столетия существовало много закрытых решений в области развертывания глобальных беспроводных сетей. Устройства, ориентированные на каждое из решений, конфликтовали между собой, а построение сети обходилось слишком дорого. Преодолеть эти проблемы можно было, только избавившись от закрытости форматов, что и было сделано в 1999 году. Крупнейшие производители телекоммуникационного оборудования совместно с ассоциацией IEEE договорились о выработке единого стандарта беспроводной широкополосной связи. Так появился IEEE 802.16, а в 2001 году организации, развивающие его, образовали WiMAX Forum. Тогда же новый стандарт и назвали по имени этого консорциума.

Во-первых, на базе новой технологии создаются магистральные каналы передачи данных, заменяющие собой привычные «выделенки» и DSL-соединения. Wi-Fi же, при всем многообразии вариантов организации локальных беспроводных сетей, - практически всегда лишь посредник между узлом связи провайдера и пользовательским устройством. Поэтому нередки случаи, когда точки доступа Wi-Fi (так называемые хотспоты) и даже целые сети таких хот-спотов объединяются между собой посредством технологии WiMAX.

Во-вторых, из-за достаточно большой дальности действия передатчиков (до 50 км) и очень низкой чувствительности радиосигнала к различного рода препятствиям WiMAX-точки доступа в Интернете можно создавать без привязки к географическому положению (что, собственно, и отражает название WiMAX). Все эти факторы позволили создателям WiMAX заявить, что их детище пригодно для развертывания вычислительных беспроводных сетей городского масштаба - Wireless Metropolitan Access Network (WMAN).

Виды WiMAX-сетей

На сегодняшний день в мире существует несколько спецификаций WiMAX:

Fixed WiMAX – фиксированный;
Nomadic WiMAX – обеспечивающий сессионную работу: пользователь может подключаться к разным базовым станциям, но при перемещении между ними будет вынужден отключаться от WiMAX-сети;
Portable WiMAX – портативный. Абонентское устройство может находиться в движении со скоростью не выше 40 км/ч;
Mobile WiMAX – мобильный. Возможна работа в движении со скоростью до 120 км/ч.

Наибольшей популярностью пользуются первое и последнее решения.

Фиксированный вид доступа предназначен для связи двух достаточно удаленных объектов, к примеру двух вышек с передатчиками WiMAX, находящихся на расстоянии до 50 км друг от друга. При нахождении в зоне прямой видимости и благоприятных условиях скорость передачи данных может доходить до 120 Мбит/с. Такие внушительные параметры позволяют использовать этот режим в качестве замены традиционным проводным каналам. Данная спецификация обозначается 802.16-2004 или 802.16d. Под работу WiMAX-сетей, соответствующих этой спецификации, отведены частотные диапазоны 3,5 и 5 ГГц.

Другой вид доступа - мобильный - позволяет пользователю подключить к Интернету любое устройство с поддержкой WiMAX, находясь где угодно. Сигнал поступает непосредственно на модем, ноутбук, коммуникатор или сотовый телефон. При этом их владелец вместе со всем своим беспроводным «хозяйством» может перемещаться со скоростью до 120 км/ч. Быстрее, правда, не рекомендуется, иначе соединение может исчезнуть, так как базовые станции не будут успевать осуществлять передачу данных без разрыва связи. Именно такие WiMAX-сети сегодня разворачиваются в Москве, Санкт-Петербурге и других крупных городах России. Данная спецификация обозначается 802.16-2005 или 802.16e.

Спецификации WiMAX строго определяют используемые диапазоны частот, ширину полосы пропускания, мощность излучения устройств, методы передачи данных и доступа, способы кодирования и модуляции сигнала и другие характеристики, причем для каждой из них эти параметры различаются настолько, что сети и устройства WiMAX разных спецификаций несовместимы. Подробное сравнение технических характеристик режимов WiMAX приведено в таблице вверху.

В России существуют только мобильные WiMAX-сети. Кстати, использование оборудования одного WiMAX-оператора в сети другого в России невозможно.

Принцип действия WiMAX

Несмотря на то что WiMAX - это радиотехнология, полностью обойтись без проводов не удастся даже в случае выбора мобильного режима. Принцип действия сети на базе WiMAX очень похож на принцип работы сотовой связи. Существуют абонентские станции, то есть базовые станции, пользовательское и прочее коммуникационное оборудование оператора, связанное с Интернетом. Базовые станции установлены на расстоянии нескольких (а то и десятков) километров друг от друга. Одна «перекидывает» сигнал другой в условиях прямой видимости в частотном диапазоне от 10 до 66 ГГц (как уже упоминалось, скорость передачи данных может быть очень высокой). По крайней мере одна базовая станция должна соединяться с сетью провайдера при помощи проводов. На практике же к проводной сети подсоединяют довольно много передатчиков, что позволяет повысить скорость про хождения данных и надежность всей системы.

Таким образом, вся цепочка базовых станций соединяется на операторском конце с Интернетом по проводам. На другом конце этой линии, на расстоянии не более десяти километров от последней базовой станции, может находиться принимающая антенна пользователя. Ее устанавливают снаружи здания или внутри него; кроме того, она может быть подключена непосредственно к устройству (опять-таки в случае выбора мобильного режима). На эту антенну поступает сигнал с последнего передатчика. При этом используются более низкие частоты: 1,5–11 ГГц для фиксированного WiMAX и 2–6 ГГц для мобильной версии. Да и скорость прохождения данных от базовой станции к абонентскому устройству будет значительно ниже. Если вы используете стационарный вид связи, то максимально возможная скорость составит не более 75 Мбит/с, а при мобильном подключении и того меньше – 30 Мбит/с. Но даже эти цифры на практике недостижимы. Не зря же предусмотрительные производители оборудования WiMAX никогда не забывают упомянуть, что скорость потока данных зависит от многих факторов: загрузки сети, плотности городской застройки и даже метеоусловий.

Так или иначе, с принимающей антенны сигнал может поступать либо сразу на пользовательское устройство, либо по проводам на роутер.

Технологические особенности WiMAX

Что позволяет WiMAX с успехом заменить традиционные виды широкополосного доступа в Интернет?

Во-первых, в новых сетях реализован принцип разделения приоритета доступа, так называемый «Quality of Service» (уровень обслуживания - QoS). Не вникая в технологические тонкости, можно сказать, что на практике это выглядит следующим образом: каждый абонент получает канал связи, который закрепляется только за ним. В то же время передача пакетов информации осуществляется с определенной временной задержкой (джиттером). Благодаря такой раздельной схеме работы канал не «забивается» и сохраняется устойчивая связь. Когда же подключенное устройство выходит из зоны действия конкретной базовой станции, его канал связи передается следующей.

Во-вторых, для обеспечения связи используется технология ортогонального частотного мультиплексирования (OFDM), а также ее вариант для множественного доступа абонентов (OFDMA). Проще говоря, канал связи делится на множество подканалов (до 256) и пользователь получает не один канал, а сразу несколько. Применение OFDMA позволяет увеличить их количество до 2048 и подключить к одной линии сразу восемь абонентов.

Кроме того, в сетях WiMAX возможно применить несколько видов частотной модуляции и изменить ширину пропускного канала.

Различные сочетания этих критериев в конечном итоге оказывают влияние на скорость передачи трафика.

Карты покрытия города Москвы сетью WiMAX

На сайте обоих московских WiMAX-операторов вывешено предупреждение о том, что представленное на карте качество сигнала может отличаться от заявленного. Публикуемые карты покрытия (рис. выше) отражают лишь общую ситуацию, однако не учитывают специфику конкретной местности, где вы будете работать. Так что, прежде чем подписать контракт, обратите внимание на окружающие объекты: здания, ЛЭП, недавно построенные железные конструкции - все это может сыграть отрицательную роль при работе в сети. Впрочем, если вы живете на верхних этажах многоквартирного дома, то проблем со связью скорее всего не будет. Следующим шагом станет приобретение оборудования. На сегодняшний день существует достаточно много устройств, поддерживающих технологию WiMAX.

Как подключиться к сети WiMAX?

Для начала необходимо выбрать поставщика услуг связи по технологии WiMAX. Найти их будет несложно - достаточно набрать в интернет-поисковике словосочетание «провайдер WiMAX». Затем необходимо будет ознакомиться с картой покрытия оператора. Несмотря на то что речь идет о беспроводной сети в масштабах города, WiMAX есть еще даже не во всех районах российской столицы.

WiMAX и конкуренты

На сегодняшний день беспроводные вычислительные сети на базе WiMAX бурно развиваются и в России, и за рубежом. Однако гарантировать им полную победу лет через 5–8 никто не берется. Почему же? Причина - в наличии конкурирующих технологий беспроводного широкополосного доступа в Интернет, которые поддерживают и внедряют могущественные игроки рынка - операторы сотовой связи.

Какие устройства могут работать в сетях WiMAX?

Специально предназначенные для этого WiMAX-модемы, а также любые компьютеры и коммуникаторы, оборудованные WiMAX-модулем или позволяющие подключить внешний WiMAX-модем. На российском рынке представлено несколько типов WiMAX-модемов.

USB-модемы - самое простое в использовании универсальное устройство размером немного больше обычной флэшки (продаются и «Комстаром», и Yota). USB-модемы - наиболее популярный способ соединения с WiMAX-сетями в России. Стоят такие устройства около 2 тыс. руб., подключаются легко, настройки не требуют. Можно приобрести модели Nortel (в случае контракта с «Комстаром») либо Samsung (если вы выбрали Yota).
ExpressCard-модемы предназначены главным образом для ноутбуков. С их установкой и использованием также не возникает никаких проблем (пока продаются только оператором Yota, с адаптером для разъемов PCMCIA).
Ноутбуки и нетбуки со встроенными адаптерами - пока такие устройства предлагает только Yota, но в ближайшем будущем, возможно, появятся аналогичные предложения и от «Комстара».
Коммуникаторы и телефоны - Yota предлагает своим клиентам приобрести работающие под Windows Mobile коммуникатор HTC MAX 4G, специально «заточенный» под сеть этого оператора. Никаких дополнительных программ для доступа в Интернет устанавливать не понадобится, но и подключиться к другим провайдерам пользователь уже не сможет. В Москве это устройство стоит примерно 24 тыс. руб. Более приемлемой по цене альтернативой является смартфон Nokia N810, получивший в прошлом году прошивку для работы с сетью WiMAX, - около 13 тыс. руб.
Роутеры - позволяют подключить к Wi MAX-каналу не один компьютер, а сразу несколько, причем можно использовать специальные устройства, объединяющие в себе технологии WiMAX и Wi-Fi. Как правило, это довольно мощные машины (Yota WiMAX Wi-Fi Center или ASUS 500gP) стоимостью около 10 тыс. руб. Пока они продаются только корпоративным клиентам.

Безопасность WiMAX

Безопасность в использовании тех или иных устройств сегодня волнует многих. Речь идет как о возможном вредоносном воздействии на здоровье человека, так и о сохранности конфиденциальных данных, передаваемых по сети и хранящихся на ПК. Специалисты спешат заверить, что уж здесь-то WiMAX чист. Мощность пользовательских WiMAX-антенн на порядок меньше, чем у сотового телефона. Кроме того, телефон мы держим непосредственно у головы, а устройство для связи с сетью - поодаль. Что же касается безопасности передачи данных, то в стандарт 802.16e включено использование технологии тройного шифрования по алгоритму DES 3, в котором длина ключа шифра гораздо больше стандартного. Поэтому взломать код будет намного труднее. Помимо сложной методики шифрования, WiMAX отличается двойным уровнем сертификации: свои сертификаты имеют как устройства, так и производители. В результате перехватить и использовать передаваемые по WiMAX-каналу данные будет крайне сложно.

Что необходимо для подключения к сети WiMAX?

Как правило, достаточно купить модем или ноутбук с поддержкой WiMAX, заключить контракт с оператором и внести деньги на счет, а если же вы выбрали подключение через внешний модем, то установить управляющее им ПО. Оно обычно записано либо в памяти модема, либо на входящем в комплект оптическом диске.

Такие устройства можно приобрести либо у самих операторов, либо в обычных магазинах, торгующих компьютерной техникой. Сегодня на рынке представлены как брендированные или сертифицированные операторами ПК модели, так и не имеющие сертификатов.

Заметим, что далеко не все российские провайдеры готовы предоставить свои услуги пользователям, чьи устройства имеют необходимые чипы, но официально не признаны WiMAX-оператором. Причем даже если вам удастся скачать и установить управляющее ПО и заключить с компанией контракт, оператор не даст гарантий, что ваше устройство будет стабильно работать в WiMAX-сети. Не гарантируется и максимально возможная в сети скорость.

Инсталлировать ПО от Yota и «Комстара», как уже отмечалось, достаточно легко, но способы подключения будут разными. Так, у USB-модемов Samsung ПО уже «зашито» во внутренней памяти модема. Поэтому необходимо будет только подсоединить его к ПК и, если установка ПО не стартовала автоматически, в папке «Мой компьютер» кликнуть по значку «Yota Access», а затем - по «AutoInstall» , и дождаться, пока программа установит все необходимые файлы и появится сообщение об обнаружении сети. Чтобы установить продукт «Комстара», сначала загрузите прилагаемый CD с драйверами – внутри модема Nortel они не записаны, затем запустите установщик «Setup».

Что это такое?

Какие задачи решает «WiMAX»:

обеспечение широкополосной связи, взамен выделенным линиям и «DSL/ADSL»;
обеспечение системами удаленного мониторинга;
создание точек удаленного доступа, которые не имеют привязки к географическому местоположению;
обеспечение точек доступа «Wi-Fi» и соединение их друг с другом, а также других зон интернет сети.

Также хочется кратко рассказать о основных этапах разработки данной технологии:

Область и целесообразность применения

На выбор определенной технологи и могут влиять большое количество факторов и вот основные из них:

способ достижения намеченных целей, эффективное использование ресурсов, целевая аудитория,
выделение инвестиций, которые впоследствии пойдут на развитии сети;
наличие и работоспособность имеющийся сетевой инфраструктуры, а также определенные ресурсы, которые будут направлены на поддержку технической эксплуатаций сети.

Каждый из вышеперечисленный факторов играет особую роль в выборе технологического решения.

видео: WiMax технология

Варианты технологии

Фото: технология стандарта IEEE 802.16 e и d

802.16-2004 — была утверждена в 2004 году. При работе используется частотное мультиплексирование. Ко всему прочему имеется поддержка так называемого фиксированного доступа в тех зонах, где отсутствует и присутствует прямая видимость. В большинстве случаев используются частоты 3,5 и 5 ГГц.
802.16-2005 — была утверждена в 2005 году. Новая версия является большим шагом в эволюции фиксированного доступа. Новая версия получила поддержку мобильных абонетов, а ее отличительной чертой является поддержка ряда особых функций, таких как: «Idle mode», «Handover».

И на это есть свои причины:

в первую очередь 802.16 эффективен с экономической точки зрения при предоставлении своим клиентам доступа в сеть, а также расширении услуг и охватывании новых территорий;
во-вторых – это простота в использования в отличии от проводных каналов. WiMAX и Wi-Fi достаточно просты в использовании, развертывании и, конечно же, масштабировании. Довольно удобный способ при создании достаточно крупной сети в кротчайшие сроки.

WiMAX абонентское оборудование

Устройства для работы внутри помещений более удобны в использовании, но могут работать только на небольших расстояниях от базовой станции.

Принцип работы и понятия

Режимы

В стандарт wimax 802.16e-2005 входят все версии, которые выходили ранее:

MAC / канальный уровень

WiMAX Архитектура

Преимущества и недостатки

К преимуществам относится:

К недостаткам относитс я:

дефицит устройств частот;
неподготовленность законодательной базы;
сложности при внедрении новой технологии, из-за чего на данный момент отсутствует возможность обеспечения качественной связи по низкой стоимости.

Существует большое количество различных технологий, позволяющих обеспечивать связь между разными субъектами. Одни более мобильные, другие обладают мощностью. А есть и средние по параметрам, такие как технология WiMax. Это относительно новая разработка и довольно слабо известная. Что она собой представляет? Где применяется? Какими характеристиками обладает? По каким принципам работает? Какие у неё есть перспективы использования?

Общая информация

Первоначально давайте познакомимся с полным названием - Worldwide Interoperability For Microwave Access. Именно так и расшифровывается WiMax. Это довольно молодая технология, первый стандарт которой был выпущен в 2004 году. В повседневный мир она начала проникать только сейчас. Следует знать, что первоначально технология WiMax позиционировалась как представитель четвертого поколения из-за своей новизны и скорости передачи. Но в 2008 году было остаточно решено отнести её к 3G. Что, впрочем, не мешает различным персонажам позиционировать её как беспроводной

Что она собой представляет? Технология WiMax описана в спецификации 802.16d, которая появилась в 2004 году, где предусматривалось, что абонентские устройства не перемещаются на значительные расстояния, но одновременно обеспечивается работоспособность на пятьдесят километров от базовой станции. В 2005 году вышла спецификация 802.16e, более известная как Mobile WiMax. Эта технология может функционировать в частотном диапазоне 2-6 ГГц. Наиболее удобно использовать 2,3-2,7. Но на них проблематично получить разрешение. Поэтому в оборудовании часто применяется 3,4-3,6 ГГц, что по праву считается золотой срединой. Ведь если подходить слишком близко к 6 ГГц, то возникает ряд проблем, связанных с проникновением волн и обходом имеющихся препятствий. В таких случаях необходимо обеспечить, чтобы абонентские устройства располагались в зоне прямой видимости рабочей базовой станции.

Эта технология используется, чтобы решать проблему, известную как «последняя миля». Также она используется для обеспечения интернетом офисных и районных сетей. Кстати, вот последняя миля ею решается очень эффективно. Но обо всём по порядку.

Как она устроена?

Вот мы и разобрали, что собой в общих чертах представляет технология WiMax. Принцип работы у неё следующий: есть абонентское устройство, настроенное на сеть оператора, у которого в диапазоне доступности есть базовая станция. Она отправляет запрос на выделение радиоресурсов. В случае успешного ответа идёт аутентификация. Запрос перенаправляется ААА-серверу, который решает, разрешить или отклонить его. В случае если аутентификация была успешно осуществлена, то модему назначается адрес, режим работы и иные параметры. Вот, в общем-то, и всё - устройство готово к выполнению манипуляций со стороны пользователя. Так выглядит простейшая схема.

Дополнительно сюда ещё можно включить WiMax оборудование, задачей которого является установление связей между базовыми станциями, поставщиками сервисов и интернетом. Кстати, чтобы установить соединение может быть использован широкий диапазон от 1,5 до 11 ГГц. При идеальных условиях может быть обеспечена скорость передачи данных в 70 Мбит/с. Хотя если говорить о базовых станциях, то здесь ситуация немного другая. Так, для соединения и обмена данными ими используются частоты в диапазоне 10-66 ГГц. А скорость обмена данными между ними может достигать значения 120 Мбит/с. При этом необходимо проследить, чтобы как минимум одна базовая станция была подключена к сети провайдера посредством классического проводного соединения. В целом чем их больше, тем выше скорость передачи данных.

Также растёт в целом и надежность сети. В целом сеть WiMax весьма схожа с традиционными GSM. Базовые станции работают на значительные расстояния, которые могут составлять десятки километров. Чтобы их установить, вышки не обязательно строить, можно обойтись установками на крышах домов. Но при этом необходимо соблюдать условия прямой видимости. Иначе WiMax-оборудование не будет работать с требуемой эффективностью (если вообще будет функционировать).

Технические моменты

Как обеспечивается надёжность работы? Для этого используется:

TDD. Эта составляющая технологии позволяет использовать одну и ту же полосу для передачи и приёма данных, что позволяет оптимизировать работу сети.
CP. Позволяет предотвращать интерференции отраженного и прямого сигнала.
CC&CTC. Используются для кодировки символов.
AMC. Занимается преобразованием цифровых сигналов в аналоговые. Специфика работы зависит от уровня шума и силы передачи данных. Чем лучшие по качеству сигналы поступают, тем более высокая модуляция выбирается, и мы получаем высшую скорость передачи данных.
HARQ. Этот механизм используется для отслеживания ошибок, а в случае проблем отправляет запрос на осуществление повторной передачи.
MIMO. Позволяет во время приёма/передачи обмениваться данными с несколькими антеннами.
AAS. Это антенная система, что меняется в зависимости от перемещений абонентских устройств.

Конечно, это не все технические моменты, которыми обладает беспроводной интернет на этой технологии. Но всего вышеперечисленного с лихвой достаточно для ознакомления.

Целесообразность использования

Особенно актуальна WiMax в случае решения задачи последней мили. В последнее время появилось довольно много технологий, которые предлагают свои ответы на этот вызов. И перед оператором стоит задача выбора такой конфигурации, что позволит оптимально решить задачу доставки данных абонентам. Универсального решения здесь ещё не придумали. Поэтому каждая технология имеет свою область применения, недостатки и преимущества. На конечный выбор влияет множество факторов, среди которых:

Размер требуемых инвестиций и срок их окупаемости.
Время, нужное для запуска сети и последующего начала предоставления услуг.
Уже существующая а также ресурсы, что нужны для её поддержки в работоспособном состоянии.
Выбранная стратегия оператора, его целевая аудитория, предлагаемые и планируемые в ближайшем времени услуги.
Прочие факторы.

В каких же случаях используется технология WiMax? Описание ответа на этот вопрос выглядит следующим образом:

Когда необходимо обеспечить беспроводной широкополосной доступ в качестве альтернативы DSL и выделенным линиям.
Создать точки доступа, не привязанные к географическому положению.
Нужно предоставить высокоскоростные сервисы телекоммуникационных услуг и передачи данных.
Соединить между собой и другими сегментами мировой сети точки доступа Wi-Fi.

Итак, WiMax используются в роли магистральных каналов. Благодаря ему можно создавать высокоскоростные сети в масштабах целого города.

Почему технология привлекательна для телекоммуникационных компаний?

На это есть несколько причин:

WiMax является более эффективной с экономической точки зрения при предоставлении услуг и доступа в сеть для клиентов (сравнительно с проводными технологиями). Она позволяет клиентам работать даже с труднодоступных территорий. А это позитивно сказывается и на количестве абонентской базы, и предоставляемом спектре услуг.
Также необходимо отметить большую простоту в использовании (нежели работа с традиционными проводными каналами). WiMax можно легко развернуть, и при необходимости она легко поддаётся масштабированию. Это её свойство является чрезвычайно полезным, когда нужно обеспечить работу большой сети за незначительный срок. Для лучшего понимания этого её свойства приведем небольшой пример. В декабре 2004 г. в Индонезии произошло сильное цунами. И чтобы помочь выжившим, была развернута WiMax. Ведь на тот момент коммуникационная инфраструктура целой области вышла из строя. А необходимо было оперативно восстановить связь.

Всё это позволяет снижать цену на качественные услуги как для бизнеса, так и для отдельных граждан. Отдельно стоит сказать про пользовательское оборудование. В случае его использования внутри помещения устанавливается устройство, которое по размеру соответствует обычному DSL-модему. Его можно использовать и вне здания, в таком случае оно немного возрастает в размерах и уже напоминает ноутбук. Размещение внутри помещения является более выгодным вариантом, что не требует профессиональных навыков. Но, увы, у него более значительные требования к максимальному расстоянию, на котором могут находиться базовая и абонентская станции.

Архитектурные особенности

В WiMax на этом уровне определено множество различных аспектов, таких как аутентификация, распределение сетевых адресов, взаимодействие с иными сетями и многими другими моментами. Следует отметить, что в данном случае архитектура не привязывается к определённой конфигурации, благодаря чему она обладает высоким уровнем гибкости и масштабности. При работе в данном случае используется алгоритм планирования.

Как это выглядит на практике? Допустим, что у нас есть большое количество пользовательских станций, что в режиме реального времени хотят осуществить передачу данных через точку доступа. В таком случае устройству достаточно просто подключиться к ней, как для него уже будет создан определённый слот, на который не смогут влиять другие абоненты. Благодаря этому достигается стабильность передачи данных, что позитивно сказывается на общем функционировании сети и её надежности.

Сравнение WiMax и Wi-Fi

Как бы это странно ни звучало, но для многих граждан эти технологии ничем не отличаются. Что, конечно, совершенно не так. Возможно, их часто сопоставляют из-за созвучности названия. Возможно, потому, что и стандарт технологии WiMax, и Wi-Fi начинается с «802.». Свою долю в это заблуждение вносит и использование беспроводного соединения для подключения к каналу обмена данными. Но, несмотря на такую поверхностную схожесть, они всё же различны.

Так, WiMax является системой дальнего действия, которая используется для обеспечения связи на километры пространства. При этом может использоваться как мобильный, так и фиксированный подходы. В чем их разница? При использовании мобильного подхода передача данных не привязана к определённому местоположению абонента. Фиксация предусматривает ситуацию, когда хотя и используется беспроводная сеть, пользователь должен находиться в конкретной точке.

Wi-Fi же является системой более короткого действия. Обычно она покрывает сотни или десятки метров, используя для себя нелицензированные диапазоны частот с целью обеспечения доступа. Эта технология используется, как правило, для создания локальной сети, которая не обязательно должна быть подключена к интернету.

Собственно, WiMax можно сравнить с мобильной связью, тогда как Wi-Fi - со стационарным беспроводным телефоном. Также есть определённая разница и в стоимости использования. Тот же Wi-Fi является более дешевым, что позволяет использовать его в рамках (относительно) небольших организаций вроде отелей, кафе, вокзалов и аэропортов. Пускай даже для покрытия более-менее значительных территорий и приходится обеспечивать работу нескольких точек.

Сравнение WiMax и эфирного интернета

Для страны с большой территорией актуальным является обеспечение связи из любой точки. WiMax для этой цели безусловно хорош, если речь идёт, к примеру, про десять километров. А если абонент находится на расстоянии 50 или даже 80 км? Что ж, такую дальность WiMax не может обеспечить, не нарушив санитарных правил работы сети (помним, что её дальность зависит от мощности, которая при выходе за определённые рамки негативно влияет на людей).

В таких случаях на помощь приходит эфирный интернет. Это технология, которая использует для передачи данных те же частоты, что и телевизионные каналы. Благодаря этому можно без значительных трат пользоваться довольно неплохим (до 3 Мбит/с) интернетом на значительном удалении. Так, связь можно иметь даже в случаях, когда эфирная башня находится на удалении 80 километров. Такая дальность возможна исключительно благодаря относительно небольшой скорости, которой всё же достаточно для взаимодействия с миром. Эта технология радиосвязи позволит пользоваться интернетом везде, где можно принять радиоволны: дача, машина, загородный пикник и даже чистое поле. Для подключения достаточно иметь стандартную дециметровую телевизионную антенну и соответствующие настройки компьютера.

Правда, здесь есть и определённый недостаток. Так, для передачи и приёма данных используется два разных канала, что сказывается на продуктивности. Но, с другой стороны, эта технология является довольно дешевой. Вместе со значительным диапазоном это позволяет её рассматривать как довольно удобный и неприхотливый способ обмена данными. Но, увы, за это приходится платить. По сравнению с тем же WiMax скорость передачи ниже в десятки раз. Хотя благо при простом посещении Интернета (а не скачивании огромных игр или длительных фильмов) разница не очень заметна.

Сравнение WiMax и LTE

А вот это наиболее интересно. Хотя бы потому, что эти технологии рассматриваются как прямые конкуренты. Поэтому сравнительный анализ сети LTE и WiMax позволит лучше раскрыть свойства последней. LTE впервые была упомянута в стандарте Rel-8. На момент её появления в ней использовалось почти то же самое, что и в WiMax. И если сравнить их с технической стороны, то можно увидеть, что отличия минимальны.

Так, они обе используют протокол ІР, что позволяет минимизировать капитальные затраты и обеспечить гибкое предоставление сервисов. Также это способствует простой интеграции различных объектов и упрощает управление сетью. Обладают они и похожей структурой сетей, где используются аналогичные по функциональному назначению основные элементы, такие как клиентское устройство, базовая станция, шлюзы, центральный узел, транспортная сеть (протокол IP/MPLS), система управления.

Также эти технологии не имеют принципиальных отличий по своим основным характеристикам. В лабораторных условиях были достигнуты практически одинаковые показатели. Но реальная ситуация немногим отличается. Как правило, низшей скоростью работы. Хотя существуют у LTE определённые проблемы со свободными частотами. В случае с WiMax ситуация немногим лучше. Но конечный выбор делается провайдером, тогда как для пользователей разница между WiMax и LTE в качестве их работы незаметна.

Использование

Как видите, WiMax является весьма прогрессивной технологией, что позволяет её успешно использовать. Вполне вероятно, что со временем она будет применена для обеспечения беспроводной связи в небольших городах или же для агломераций крупных поселений, например Москвы или Санкт-Петербурга. Дешевизна этой технологии и одновременно её высокая эффективность позволит получить людям доступ к высококачественным услугам связи и не отставать от процесса урбанизации. Её вполне хватает для работы с обычными данными, которые мы пересылаем: фотографиями, видео, текстами. Скорости работы вполне достаточно.

Возможно, в будущем технология WiMax уступит своё место чему-то другому. Например, представителям 5G. Но не факт и не везде. Ту же 5G имеет смысл использовать только в том случае, если количество абонентов в радиусе одного километра приближается к числу в один миллион активных устройств. А для сельской местности и небольших городов, вполне вероятно, ещё десятилетиями не будет ничего лучше, нежели WiMax. Хотя следует признать, предугадать будущее весьма сложно, и вполне вероятно, что эти слова уже через несколько лет потеряют свою актуальность.

Заключение

Вот и была рассмотрена технология WiMax, её принцип работы, схема построения и даже чаще всего упоминаемые смежные разработки. Возможно, в будущем она будет доработана, и её характеристики существенно улучшатся, что подарит ей новые шансы на завоевание аудитории. До тех пор её можно считать оптимальным решением, перспективы которого сконцентрированы в небольших городах и агломерациях, что растут вокруг наших гигантов. Возможно и то, что она выступит базисом для чего-то более прогрессивного, как технологии ранних поколений используются для создания всё лучших способов передачи данных. Но пока она удовлетворяет наши потребности, давайте использовать то, что уже есть, и одновременно работать над чем-то более совершенным.