Ростелеком ТВ 

Технология WiMax: принцип работы, оборудование, области применения

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 (W orldwide I nteroperability for M icrowave A ccess ) - телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов).

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

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

Область использования


WiMAX подходит для решения следующих задач:


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

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

Целесообразность использования WiMAX как технологии доступа

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


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

У каждого из этих факторов есть свой вес, и выбор той или иной технологии принимается с учётом всех их в совокупности.

Фиксированный и мобильный вариант WiMAX

Набор преимуществ присущ всему семейству WiMAX, однако его версии существенно отличаются друг от друга. Разработчики стандарта искали оптимальные решения как для фиксированного, так и для мобильного применения, но совместить все требования в рамках одного стандарта не удалось. Хотя ряд базовых требований совпадает, нацеленность технологий на разные рыночные ниши привела к созданию двух отдельных версий стандарта (вернее, их можно считать двумя разными стандартами). Каждая из спецификаций WiMAX определяет свои рабочие диапазоны частот, ширину полосы пропускания, мощность излучения, методы передачи и доступа, способы кодирования и модуляции сигнала, принципы повторного использования радиочастот и прочие показатели. А потому WiMAX-системы, основанные на версиях стандарта IEEE 802.16 e и d, практически несовместимы. Краткие характеристики каждой из версий приведены ниже.

802.16–2004 (известен также как 802.16d и фиксированный WiMAX). Спецификация утверждена в 2004 году. Используется ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM), поддерживается фиксированный доступ в зонах с наличием либо отсутствием прямой видимости. Пользовательские устройства представляют собой стационарные модемы для установки вне и внутри помещений, а также PCMCIA-карты для ноутбуков. В большинстве стран под эту технологию отведены диапазоны 3,5 и 5 ГГц. По сведениям WiMAX Forum, насчитывается уже порядка 175 внедрений фиксированной версии. Многие аналитики видят в ней конкурирующую или взаимодополняющую технологию проводного широкополосного доступа DSL. 802.16–2005 (известен также как

802.16e и мобильный WiMAX). Спецификация утверждена в 2005 году. Это - новый виток развития технологии фиксированного доступа (802.16d). Оптимизированная для поддержки мобильных пользователей версия поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер, idle mode и роуминг. Применяется масштабируемый OFDM-доступ (SOFDMA), возможна работа при наличии либо отсутствии прямой видимости. Планируемые частотные диапазоны для сетей Mobile WiMAX таковы: 2,3–2,5; 2,5–2,7; 3,4–3,8 ГГц. В мире реализованы несколько пилотных проектов, в том числе первым в России свою сеть развернул «Скартел». Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, EV-DO, HSDPA).

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

Wi-Fi и WiMAX

Сопоставления WiMAX и Wi-Fi далеко не редкость - термины созвучны, название стандартов, на которых основаны эти технологии, похожи (стандарты разработаны IEEE, оба начинаются с «802.»), а также обе технологии используют беспроводное соединение и используются для подключения к интернету (каналу обмена данными). Но, несмотря на это, эти технологии направлены на решение совершенно различных задач.

Сравнительная таблица стандартов беспроводной связи

Технология Стандарт Использование Пропускная способность Радиус действия Частоты
Wi-Fi 802.11a WLAN до 54 Мбит/с до 300 метров 5,0 ГГц
Wi-Fi 802.11b WLAN до 11 Мбит/с до 300 метров 2,4 ГГц
Wi-Fi 802.11g WLAN до 54 Мбит/с до 300 метров 2,4 ГГц
Wi-Fi 802.11n WLAN до 450 Мбит/с (в перспективе до 600 Мбит/с) до 300 метров 2,4 - 2,5 или 5,0 ГГц
WiMax 802.16d WMAN до 75 Мбит/с 25–80 км 1,5–11 ГГц
WiMax 802.16e Mobile WMAN до 40 Мбит/с 1–5 км 2.3–13.6 ГГц
WiMax 802.16m WMAN, Mobile WMAN до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN) н/д (стандарт в разработке) н/д (стандарт в разработке)
Bluetooth v. 1.1 802.15.1 WPAN до 1 Мбит/с до 10 метров 2,4 ГГц
Bluetooth v. 2.0 802.15.3 WPAN до 2.1 Мбит/с до 100 метров 2,4 ГГц
Bluetooth v. 3.0 802.11 WPAN от 3 Мбит/с до 24 Мбит/с до 100 метров 2,4 ГГц
UWB 802.15.3a WPAN 110–480 Мбит/с до 10 метров 7,5 ГГц
ZigBee 802.15.4 WPAN от 20 до 250 Кбит/с 1–100 м 2,4 ГГц (16 каналов), 915 МГц (10 каналов), 868 МГц (один канал)
Инфракрасный порт IrDa WPAN до 16 Мбит/с от 5 до 50 сантиметров, односторонняя связь - до 10 метров

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

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

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

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

Принцип работы

Основные понятия

В общем виде WiMAX сети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой, с поставщиком сервисов и с Интернетом.

Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приёмником.

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

Между базовыми станциями устанавливаются соединения (прямой видимости), использующие диапазон частот от 10 до 66 ГГЦ, скорость обмена данными может достигать 140 Мбит/c. При этом, по крайней мере одна базовая станция подключается к сети провайдера с использованием классических проводных соединений. Однако, чем большее число БС подключено к сетям провайдера, тем выше скорость передачи данных и надёжность сети в целом.

Структура сетей семейства стандартов IEEE 802.16 схожа с традиционными GSM сетями (базовые станции действуют на расстояниях до десятков километров, для их установки не обязательно строить вышки - допускается установка на крышах домов при соблюдении условия прямой видимости между станциями).

Режимы работы

MAC / канальный уровень

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

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

Архитектура

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

WiMAX Форум WiMAX Архитектура


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

ASN (Access Service Network) - сеть доступа.

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

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

CSN (Connectivity Service Network) - сеть обеспечения услуг.

HA (Home Agent) - элемент сети, отвечающий за возможность роуминга. Кроме того, обеспечивает обмен данными между сетями различных операторов.


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

Если вы не знаете что такое WiMAX как оно работает, то вы действительно много потеряли.

Это очень высококачественная технология связи (расшифровывается как ), которая предоставляет беспроводную связь.

Cодержание:

Возможно, вы когда-то слышали о таких понятиях, как GSM, UMTS и так далее.

Так вот, здесь речь идет о такой же технологии, которая активно используется в самых разных устройствах и системах. Ее можно увидеть в рабочих станциях, ПК и мобильных телефонах.

При этом она достаточно скоростная и мобильная, но между этими двумя характеристиками найден идеальный баланс. На рисунке 1 это показано на графике.

Другими словами, WMAX обеспечивает одновременно , передачу информации и услуги телефонной связи.

Есть в мире и другие решения данной задачи, но такая технология является наиболее простым и удобным из них.

А теперь мы будем более подробно рассматривать различные характеристики и принципы работы Wireless MAX.

Краткая история развития технологий связи

Чтобы больше понимать, как работает WMAX, необходимо разобрать, каким образом она вообще появилась. Поэтому вот вам небольшой экскурс в историю:

    Сначала появляется AMPS , стандарт, который позволяет связываться с другими абонентами с помощью простого приемника. Это первое поколение. От приемов, используемых в нем, уже давно отказались.

    Затем появляется GSM , которым все мы пользуемся для осуществления звонков по мобильному телефону. Также в то же время появляется CDMA, который уже давал возможность получать интернет услуги. Это второе поколение.

    Сочетание GSM и CDMA позволило создать GPRS, а потом и . Наверняка, многие из нас помнят, как в середине 2000-х мы начали заходить на различные сайты со своих сотовых аппаратов. Тогда это было настоящей сенсацией, но страницы были сильно сжаты и адаптированы под такие телефоны. Со временем мы начали видеть страницы такими же, как они представлены на компьютерах. Это благодаря тому, что появились сильно переработанные версии GPRS и CDMA – HSUPA, CDMA 2000 1x и впоследствии CDMA EVDO.

Так вот, Wireless MAX можно отнести к третьему поколению. Вместе с ним появляется и LTE.

Что касается истории самой рассматриваемой нами технологии, то там все развивалось следующим образом:

  • В 2004 году появляется самая первая версия. Основной ее особенностью было то, что сигнал передавался на расстояния до 50 км. Но сами устройства для передачи и приема были достаточно громоздкими и неудобными. Их было очень сложно перемещать.
  • В 2005 году появляется MobileWiMAX, которая используется и по сей день. Слово «Mobile» в названии свидетельствует не о том, что данное понятие используется в мобильных телефонах, а то, что сама технология стала более мобильной. Это означает, что устройства для приема и передачи стали мобильнее - их стало легче перемещать и управлять ими.
  • Со временем разработчики придумывают preWiMAX , который работает на частотах в 6 ГГц или около того. MobileWiMAX же работает на частоте 2-5 ГГц. При этом в preWiMAX между устройствами приема и передачи недопустимы какие-либо помехи, к примеру, здания. Они должны находиться в видимости друг у друга.

Для сравнения: GSM-сети работают на частоте 0,8-1,9 ГГц, а CDMA – 0,45 ГГц. Поэтому они несколько мобильнее – устройствам необязательно находиться в прямой видимости.

И тем не менее Wireless MAX обрел огромную популярность и сегодня используется очень активно. Связано это с предназначением и характеристиками.

Разница с Wi-Fi и 3G

Важно! Сравнение WiMAX с 3 G или даже Wi - Fi совершенно некорректно. Они предназначены для разных нужд и относятся к разным отраслям технической деятельности. Сравнивать их можно разве что по скорости, пропускной способности и некоторым другим характеристикам. Но они все равно не используются в одних местах.

Если быть более конкретными, то Wireless MAX используется только в беспроводных сетях масштаба города , называемых WMAN.

Приблизительное наглядное представление таких сетей можно видеть на рисунке 2.

Как видим, сигнал интернета попадает не от одного устройства к другому, а . Другие здания принимают его сигнал благодаря соответствующим устройствам.

В принципе, картина та же, что и в Wi-Fi, но выполняемые задачи в Ваймакс совершенно разные. Эта технология обеспечивает передачу огромных потоков данных в городах.

Вай фай же передает информацию на небольшие расстояния.

То же касается и 3G. Эта технология также имеет большие передатчики, но сигнал от них попадает на смартфоны, планшеты и другие аппараты с SIM-картами , которые могут ловить такой сигнал. А вот в Worldwide Interoperability for Microwave Access интернет ловят специальные приемники.

Более подробно о том, где используется

Итак, рассматриваемая технология применяется для передачи интернет-сигнала в масштабах города. То есть вы можете передавать такой сигнал в здание, которое находится на большом расстоянии.

Если говорить более конкретно, то Ваймакс подойдет для таких задач:

1 Альтернатива выделенным линиям, а также DSL. Таковые обычно представляют собой проводные технологии, которые в большинстве случаев используются для обеспечения телефонной связи. Так вот, Wireless MAX может заменить их, причем без использования проводов.

2 Передача данных и общий доступ в интернет. Здесь имеется в виду стандартный пользовательский доступ во всемирную сеть для работы, учебы, просмотра видео, нахождения в социальных сетях и так далее. Хотя ресурсов для таких задач у Ваймакс даже слишком много.

3 Соединение точек доступа, а также создание таковых. При этом точки доступа не будут привязаны к физическому местонахождению (как у роутера). Что касается соединения, то можно взять, к примеру, несколько устройств Wi-Fi и соединить их с различными сегментами сети или друг с другом. Это полезно, когда их радиуса действия не хватает для связи.

4 Системы типа «monitoring» , в рамках которых происходит наблюдение за какими-либо параметрами сетей и их контроль. В крупных фирмах всегда есть такие системы.

А вообще, Worldwide Interoperability for Microwave Access – это чрезвычайно высокоскоростная и универсальная технология, поэтому вовсе неудивительно, что сейчас ее применяет все больше людей.

Основные характеристики Wireless MAX

Вот список особенностей данной технологии:

  • для приема и передачи сигнала применяется несколько антенн;
  • чтобы преобразовать цифровой сигнал в аналоговый, применяется формула Фурье (чем лучше сигнал, тем );
  • благодаря TDD отпадает необходимость выполнения лишней операции в виде выбора частоты для приема и передачи;
  • на данный момент работа регламентируется стандартом IEEE 802.16;
  • благодаря некоторым технологиям есть возможность работать даже в плотно застроенных районах;
  • стоимость оборудования выше , чем при Wi-Fi, а тем более 3G.

Конечно, это далеко не все, что можно было бы сказать, но даже из этого видно, что у WMAX есть огромное количество преимуществ перед другими технологиями связи.

Современные технологии постоянно развиваются. В особенности это касается технологий интернет связи. Если еще каких-то 10 лет назад беспроводной интернет был диковинкой, которая была доступна далеко не каждому, да и стоимость таких услуг была весьма высокой, а о высоких скоростях передачи данных даже речи не велось, то сейчас – это повседневная норма. Одной из таких технологий является Интернет ВайМакс, который предоставляет пользователям высокоскоростную беспроводную широкополосную связь.

Технология получила свое название благодаря названию организации WiMax Forum, которая была создана в 2001 году с одной лишь целью – распространять и развивать новую технологию широкополосной беспроводной связи. На данный момент организация приобрела широкую известность, и насчитывает около 200 членов. В ее состав входят такие крупные компании как Intel, Motorola, Fujitsu, Samsung, Siemens и так далее.

1. Беспроводной интернет WiMax

Интернет WiMax работает по стандарту IEEE 802.16. Такой стандарт, в отличие от других типов радиосвязи, способен обеспечить абонентам более высокую скорость передачи данных, даже на достаточно больших расстояниях в условии отсутствия прямой видимости базовой станции.

Такие особенности технологии весьма кстати в условиях больших и плотно застроенных городов. Учитывая тот факт, что WiMax-технология появилась раньше LTE, стоит отметить, что это первый стандарт широкополосной высокоскоростной мобильной связи, которая предназначена для построения сетей в крупных городах. Еще одна цель разработки такой технологии заключается в том, чтобы дополнить WPAN и WLAN и объединить в единую глобальную сеть все существующие абонентские устройства, которые поддерживают беспроводные технологии малой дальности, такие как Wi-Fi и Bluetooth.

1.1. Отличие Wi-Fi от WiMax

Несмотря на схожесть в названии, а также в стандарте (Wi-Fi – 802.11, WiMax – 802.16) это все же две разные технологии, которые работают по разным стандартам и принципам. К примеру, WiMax сети работают исключительно в лицензированных частотных диапазонах, которые имеет каждая телефонная компания. Кроме этого зона покрытия WiMax (одна базовая станция) может достигать 50 км, в то время как точка доступа Wi-Fi имеет радиус покрытия около 100 метров. Если сравнивать эти технологии, то WiMax больше похож на мобильную связь, а Wi-Fi – на стационарный радиотелефон.

Кроме этого эти технологии имеют различный принцип Quality of Service (QoS). К примеру, технология WiMax работает по принципу соединения абонентского устройства с базовой станцией. При этом станция способна создавать множество таких подключения, и каждое из них имеет одинаковый приоритет. Другими словами все подключенные абоненты к одной станции имеют равную скорость и стабильность связи.

Wi-Fi в свою очередь имеет другой принцип QoS, который схож с принципом Internet. То есть пакеты имеют разный приоритет. Это означает, что такая технология имеет некоторые ограничения по количеству одновременных соединений, а пользователи имеют разную скорость и стабильность подключения. Из-за доступности и дешевизны Wi-Fi роутеры используются исключительно в частных целях, к примеру, в кафе, для создания домашних сетей и так далее

2. Стандарты WiMax

Существует два типа WiMax связи:

  • Фиксированный;
  • Мобильный.

Также стоит отметить, что существует несколько разных стандартов:

  • 802.16е;
  • 802.16d.

При этом системы, которые основаны на разных версиях, не совместимы между собой.

802.16d является фиксированным WiMax. Данный стандарт был утвержден в 2004 году. Такой стандарт поддерживается в областях с наличием или отсутствием прямой видимости. Точка доступа WiMax 802.16d поддерживается стационарными абонентскими устройствами, такими как стационарные модемы, которые могут быть установлены внутри и снаружи помещений. Кроме этого данный стандарт поддерживают и карты ноутбуков.

802.16е – это стандарт, который используется для построения мобильных сетей. Он был утвержден в 2005 году. Данная технология поддерживается мобильными устройствами, такими как смартфоны, планшеты, нетбуки и так далее. Кроме этого такие сети поддерживают функцию роуминга. Именно такие сети пользуются наибольшим распространением в России. Строятся они в следующих частотных диапазонах:

  • 2,3-2,5 ГГц;
  • 2,5-2,7 ГГц;
  • 3,4-3,8 ГГц.

Главное различие между этими двумя стандартами (802.16е и 802.16d) заключается в том, что первый рассчитан для работы с мобильными устройствами, которые могут перемещаться со скоростью до 120 км/час, в то время как второй стандарт поддерживается только стационарными устройствами. Кроме этого мобильный WiMax поддерживает функцию так называемого «бесшовного» переключения между базовыми станциями, в момент перемещения абонента.

3. WiMax провайдеры

На данный момент строительством мобильных и фиксированных сетей WiMax в России занимаются множество провайдеров. В их число входят:

  • Компания «Престиж-интернет», которая работает под торговой маркой «Энфорта». Данная компания строит свои сети более чем в 80 крупных городах РФ;
  • Одна из самых популярных компания «Скарлет», которая более известна как “Yota” занимается строением WiMax сетей в самых крупных городах страны – в Москве, Санкт-Петербурге, Уфе, Краснодаре, Сочи, Самаре, Казани, а также в Челябинске;
  • Компания «Комстар»;
  • «Синтерра»;
  • «НТК» строит сеть во Владивостоке;
  • Компания «Новые телекоммуникации», которая работает под торговыми марками «WiTe» и «NEX 3»;
  • Компания «Интерпроект» - более известна как “Freshtel”;
  • «Virgin Connect»;
  • Торговая марка “Unit Line”;
  • Компания «Совтест»;
  • ГлобалФон;
  • Dars Telecom;
  • Нью Ком.

Помимо этих компаний действуют еще более 20 региональных интернет провайдеров, которые строят свои сети по технологии WiMax.

4. Приживется ли WiMax в России: Видео

5. Как настроить WiMax

Для настройки WiMax вам потребуется специальный роутер, который поддерживает беспроводной интернет соответствующей технологии. Его настройка ничем не отличается от настройки обычного маршрутизатора, поэтому, если вы сталкивались с настройкой Wi-Fi сети в домашних условиях, у вас не должно возникнуть проблем.

Для начала вам потребуются данные – логин и пароль, которые предоставляет ваш провайдер. Для того, чтобы начать настройки вам потребуется зайти в интерфейс роутера. Для этого необходимо подключить его к компьютеру и в любом браузере прописать адрес 192.168.1.1. После этого в настройках WAN необходимо ввести логин и пароль.

Как правило, роутер автоматически получает статический IP адрес и другие необходимые данные, однако для более стабильной работы устройства их нужно ввести вручную. Эти данные также должен предоставить провайдер. Для более подробной информации по настройке роутера WiMax необходимо изучить инструкцию, которая идет в комплекте с устройством.