Что такое технология WiMax. WiMAX - стандарт беспроводной связи для широкополосной связи на большие расстояния

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

www.wimaxforum.org
Wide-band Orthogonal Frequency Division Multiplexing (W-OFDM), www.wi-lan.com
Марченко С. Источники уязвимостей в сетях беспроводной связи // АДЭ. 2004. № 13.
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.
Власов В. А. Частотное регулирование и обеспечение информационной безопасности для оборудования Wi-Fi и WiMAX, //«Вестник связи». 2005. № 9.
Bob Wheeler. How to choose the best SoC for your WiMAX design // Wireless Net DesignLine. Oct 17, 2005.
Писарев Ю. Выбор системы фиксированного беспроводного доступа: попытка системного подхода // «Информационные телекоммуникационные сети» (Казахстан). 2003. № 4.

WiMAX – это телекоммуникационная технология, предназначенная для обеспечения беспроводной связи и передачи данных на большие расстояния для большого количества различных устройств (речь идет не только о базовых станциях, но и различных устройствах: смартфонах, ноутбуках, планшетах и т.п.).

Разрабатывался, как альтернатива телефонным линиям и DSL технологии. В настоящее время максимальный теоретический уровень достигнутой скорости передачи 1 Гбит/с .

Как работает Wimax

Работает по принципу традиционной сети мобильной связи. То есть устанавливаются базовые станции , которые образуют покрытие беспроводной сети. Это покрытие обеспечивает непрерывную телекоммуникацию на определенной территории посредством постоянного радиоканала в СВЧ диапазоне.

Как работает WiMAX

Устройство пользователя автоматически принимает сигнал ближайшей базовой станции с более мощным сигналом в «зоне доступа».

Различают фиксированный (для стационарных устройств) и мобильный (для портативных, перемещающихся в пространстве) стандарт WiMAX.

Каждый из них отличается своими характеристиками : прежде всего рабочей частотой, а также способами доступа и передачи.

Разница между wimax и wifi

Технологии имеют много общего, если говорить о сути – передача данных на расстояние без использования проводов, кабелей и т.д. с использованием определенных частот радиоканала. Однако WiMax превосходит Wi-Fi в скоростях доступа. Также отличается большим покрытием, благодаря чему может использоваться в качестве магистрального канала, что в конечном итоге может позволить организовывать на их основе масштабируемые городские сети с высокими скоростями доступа.

Различаются они и областями применения, благодаря чему они могут работать дополняя друг друга. Все зависит от целевой аудитории и возможности обеспечения технологии операторами. Для WiMAX нужна более мощная сетевая инфраструктура, что соответственно несет большие материальные затраты на её построение и более длительный срок окупаемости.

Как известно стандарт Wi-Fi – это 802.11, а стандарт WiMAX 802.16. Соответственно, есть разница в их технических характеристиках.

Существенно разницей является то, что радиус действия Wi-Fi не превышает 100 метров без препятствий (в бытовых условиях же это 20-30 метров). Если говорить о WiMAX , то максимальный заявленный радиус действия 50 км (в реальности 5-10 км), что значительно больше. Wi-Fi целесообразно использовать для создания локальных частных сетей. С помощью WiMAX можно создавать региональные сети . К данной сети может подключиться только устройство, поддерживающее этот стандарт, оснащенные соответствующим модулем.

Wi-Fi используется гораздо больше из-за дешевизны и простоты настройки.

Обе технологии просты в использовании и позволяют легко развертывать и масштабировать сети в самые короткие сроки.

Почему стоит выбрать wimax

Будущее за WiMAX. Уже сейчас мобильная версия позволяет работать со скоростью до 10 Мбит/с. Пользоваться скоростным интернетом можно где угодно – дома, в машине или на работе. Соединение при этом отличается надежностью и качеством . WiMAX предоставляет универсальный беспроводной доступ для широкого спектра устройств.

В теории все просто замечательно, но на практике пока наблюдаются проблемы с внедрением технологии из-за дефицита устройств частот, недостаточной законодательной базы и дороговизной настройки. Однако эти недостатки устранимы и в ближайшее десятилетие пользователи познакомятся с этой технологией гораздо ближе, как в свое время беспроводной интернет покорила технология Wi-fi.

WiMAX - телекоммуникационная технология, предназначающаяся для предоставления беспроводной универсальной связи на значительных расстояниях для различных устройств, начиная рабочими станциями и портативными компьютерами, заканчивая мобильными телефонами. Основа технологии - стандарт IEEE 802.16, ещё называемый Wireless MAN (вообще WiMAX - жаргонное название, поскольку это не технология, а форум, на котором был согласован Wireless MAN).

Название «WiMAX» создано организацией WiMAX Forum, основанной в июне 2001 для продвижения технологии WiMAX и её развития. Означенный форум описывает WiMAX так - «основанная на стандарте технология, предоставляющая беспроводной высокоскоростной доступ к сети, представляющий альтернативу DSL и выделенным линиям». Максимальная скорость составляет 1 Гбит/сек на 1 ячейку.

Сфера применения

WiMAX пригоден для решения таких задач:

Соединение точек доступа Wi-Fi между собою и с прочими сегментами Интернета.
Обеспечение широкополосого беспроводного доступа в качестве альтернативы DSL и выделенным линиям.
Предоставление высокоскоростных сервисов передачи информации и услуг телекоммуникации.
Создание не привязанных к географии точек доступа.
Создание систем удалённого мониторинга, как в системе SCADA.

WiMAX даёт возможность доступа в Интернет на высокой скорости с намного большим покрытием, нежели у сетей Wi-Fi. Это позволяет пользоваться технологией как «магистральными каналами», продолжение которых - выделенные линии и DSL, а также локальные сети. Означенный подход в итоге позволяет создавать высокоскоростные масштабируемые сети в пределах городов.

Целесообразность применения WiMAX в качестве технологии доступа

Последняя миля всегда была актуальной проблемой связистов. Сейчас появилось много технологий последней мили, перед любым оператором связи возникает задача выбора технологии, которая оптимально доставит любой вид трафика абонентам. Универсального решения данной задачи нет, каждая технология имеет свою сферу применения, собственные преимущества и недостатки. Выбор определённого технологического решения определяется рядом факторов, в частности:

целевая аудитория, стратегия оператора, услуги, предлагаемые сейчас и планируемые;
сумма инвестиций в развитие сети, срок окупаемости этих инвестиций,
уже существующая сетевая инфраструктура, необходимые для её поддержания ресурсы в работоспособном состоянии,
время, нужное для запуска сети и для начала предоставления услуг.

Каждый из данных факторов имеет свой вес, выбор определённой технологии делается с учётом их всех в комплексе.

Фиксированный и мобильный варианты WiMAX

Ряд преимуществ имеет всё семейство WiMAX, но разные версии его серьёзно различаются. Разработчики стандарта искали лучшие решения и для фиксированного, и для мобильного использования, однако соединить все требования в пределах единственного стандарта не удалось. Хотя некоторые базовые требования совпадают, нацеленность технологий на разные ниши рынка повлекла создание 2-х отдельных версий стандарта (точнее, можно считать их 2-я различными стандартами).

Каждая спецификация WiMAX определяет собственные рабочие диапазоны частот, мощность излучения, ширину полосы пропускания, способы передачи и доступа, кодирования сигнала, модуляции сигнала, принципы повторного применения радиочастот и иные показатели. Поэтому WiMAX-системы, которые основаны на стандарте IEEE 802.16, а именно на его версиях e и d, почти несовместимы.

Характеристики каждой из версий таковы:

802.16-2004 (ещё известен как 802.16d). Утверждён в 2004. Применяется частотное ортогональное мультиплексирование (OFDM), имеется поддержка фиксированного доступа в зонах, где есть или отсутствует прямая видимость. Пользовательское устройство представляет собой стационарный модем для установки внутри помещений и вне их, и карты PCMCIA для ноутбуков. В большей части стран под означенную технологию отвели диапазоны 5 ГГц и 3,5 ГГц. Согласно сведениям WiMAX Forum, существует уже 175 внедрений фиксированной версии. Множество аналитиков в ней видит конкурирующую либо взаимодополняющую технологию широкополосного проводного доступа DSL.
802.16-2005 (он же 802.16e, мобильный WiMAX). Утверждён в 2005. Является новым витком развития технологии фиксированного доступа. Версия оптимизирована для мобильных пользователей и поддерживает набор специфических функций - роуминг, хэндовер и idle mode. Используется масштабируемый OFDM-доступ (SOFDMA), может вестись работа при наличии или при отсутствии прямой видимости. Планируемые диапазоны частот для сетей Mobile WiMAX - это 2,3-2,5, 2,5-2,7 и 3,4-3,8 ГГц. Сегодня в мире реализовали несколько пилотных проектов, и первым в России развернул свою сеть «Скартел». В Казахстане реализовали проект под названием FlyNet (flynet.kz). Конкуренты 802.16e - все мобильные технологии 3-го поколения (к примеру, EV-DO и HSDPA).

Главное разница между 2-я технологиями в том, что WiMAX фиксированный обслуживает лишь «статичных» абонентов, а WiMAX мобильный работает с пользователями, перемещающимися на скорости максимум 150 км/ч. Мобильность подразумевает наличие роуминга, а также «бесшовного» переключения между базовыми станциями во время передвижения абонента (аналогично сетям сотовой связи). В частных случаях мобильный WiMAX можно применять для обслуживания и фиксированных пользователей.

Широкополосный доступ

Множество телекоммуникационных компаний делают значительные ставки на применение WiMAX для услуг высокоскоростной связи. Для этого есть причины.

Во-первых, технологии 802.16 позволяют более эффективно в экономическом отношении (относительно проводных технологий) не только предоставлять новым клиентам доступ в сеть, а и расширять набор услуг и охватывать новые территории.

Во-вторых, во многом беспроводные технологии проще в применении, чем традиционные проводные каналы. Сети WiMAX и простые в развёртывании, по мере необходимости они легко масштабируются. Данный фактор оказывается полезным, когда нужно развернуть большую сеть в сжатые сроки. Так, WiMAX использовался для доступа в Сеть выжившей части пострадавших от цунами, случившегося в декабре 2004 в Индонезии. Вся коммуникационная инфраструктура пострадавшего региона вышла из строя и понадобилось оперативно восстановить услуги связи во всём этом регионе.

В сумме все указанные преимущества позволяют уменьшить цены на услуги высокоскоростного доступа в Интернет и для предприятий, и для частных физических лиц.

Оборудование для пользователей

Оборудование для пользования WiMAX поставляют несколько производителей, его можно устанавливать и в помещениях (устройства, имеющие размеры обычного DSL-модема), и вне помещений. Оборудование, что рассчитано на размещение в помещениях и не требует навыков для установки, конечно, удобней, но работать может на намного меньших дистанциях от базовой станции, чем внешние профессионально установленные устройства. Потому оборудование, которое установлено внутри помещения, нуждается в намного больших инвестициях в инфраструктуру сети, поскольку подразумевает применение намного большего количества точек доступа.

С появлением мобильного WiMAX делается всё больший акцент на разработке мобильных устройств - специальных телефонных трубок (подобных обычному мобильному смартфону) и компьютерной периферии (в частности, USB радио модулей, а также PC card).

Основные понятия

Сети WiMAX в целом состоят из таких основных частей: базовые и абонентские станции, и оборудование, связывающее базовые станции между собой, а также с Интернетом и с поставщиком сервисов.

Для соединения абонентской станции с базовой применяется высокочастотный диапазон радиоволн 1,5-11 ГГц. Скорость обмена информацией может в идеальных условиях достигать 70 Мбит/с, обеспечение прямой видимости между приёмником и базовой станцией при этом не требуется.

WiMAX используется для решения проблемы «последней мили» и доступа в сеть районных сетей и офисных сетей.

Между базовыми станциями устанавливают соединения (прямой видимости), пользующиеся диапазоном частот 10-66 ГГц, при этом наибольшая скорость обмена информацией - 140 Мбит/c. Минимум одна базовая станция при этом подключается к сети провайдера, используя классическое проводное соединение. Но чем больше БС подключено к провайдерским сетям, тем быстрее передаются данные и выше общая надёжность сети.

Структура сетей стандартов IEEE 802.16 подобна таковой у традиционных GSM сетей (базовые станции работают на дистанциях до десятков км, их установка не требует строительства вышек - можно устанавливать на крышах домов, соблюдая условия прямой видимости между этими станциями).

MAC / канальный уровень

В сетях Wi-Fi все пользовательские станции, стремящиеся передать данные через определённую точку доступа (АР), соревнуются за её «внимание». Данный подход может повлечь ситуацию, в которой для более удалённых станций связь будет обрываться постоянно в пользу станций, которые ближе. Такая ситуация затрудняет применение сервисов Voice over IP (VoIP), очень сильно зависящие от бесперебойного соединения.

Касаемо сетей 802.16, MAC в них использует алгоритм планирования. Каждой пользовательской станции стоит только подключиться к точке доступа, как для неё создастся на точке доступа выделенный слот, который другим пользователям недоступен.

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».

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

1. Описание технологии WiMax

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

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

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

1.1. Область применения технологии WiMax

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

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

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

2. Сравнение WiMax и LTE

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

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

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

2.1. Стандарт WiMax

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

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

2.1.1. Отличие Wi-Fi от WiMax

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

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

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

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

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

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

3. Mobile WiMAX от YOTA: Видео

3.1. Стандарт LTE

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

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

3.2. Отличие WiMax от LTE

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

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

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