3 Технология беспроводного широкополосного доступа WiMax [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

WiMax (World Interoperability for Microwave Access — дословно: «глобальная совместимость для микроволнового доступа») - это коммерческое "имя" беспроводной связи группы стандартов IEEE (институт инженеров по электротехнике и электронике) 802.16 призванных решить провайдерскую проблему, сократив финансовые расходы и временные затраты на разворачивание новых подключений благодаря унификации решения.

Основное предназначение сетей WiMAX - это оказание услуг абонентам по высокоскоростной и высокачественной беспроводной передаче данных, голоса и видео на расстояния в несколько десятков километров.

3.1 Развитие WiMax

IEEE.802.16 или IEEE.802.16-2001 – первая версия стандарта, предполагавшая использование спектра частот от 10 до 66 ГГц, что требовало нахождения передатчика и приемника в пределах прямой видимости;

IEEE.802.16a (одобрен в январе 2003 года) – устранено большинство недостатков, присущих первой версии, а также добавлено много новых возможностей (так, за счет снижения рабочей частоты стала возможной связь вне пределов прямой видимости);

IEEE.802.16REVd или IEEE.802.16-2004 – является доработанной версией стандарта 802.16а., введены функции обеспечения безопасности путем аутентификации пользовательского оборудования на основе обмена сертификатами с базовой станцией, а также кодирование передаваемых данных;

EEE.802.16-2004. (802.16d) последняя версия стандарта для стационарных устройств, предполагает использование частотного диапазона 2–11 ГГц. Максимальная скорость передачи данных при этом может достигать 70 Мбит/с, а радиус действия – 50 км в отсутствии прямой видимости. Однако это теоретические значения при идеальных условиях, на практике пропускная способность сетей WiMAX и зона охвата несколько меньше;

IEEE.802.16e – спецификация для мобильных устройств, перемещающихся со скоростями до 120 км/ч, предполагает использование частотного диапазона от 2 до 6 ГГц. При этом скорость передачи данных и радиус действия меньше, нежели для оборудования IEEE.802.16d. Связано это с ограничениями, накладываемыми на мощность передатчиков, габариты мобильных устройств и их энергопотребление.

В таблице 3.1 представлены краткие характеристики стандартов 802.16

Таблица 3.1 – Краткие характеристики семейства стандартов 802.16

Версия стандарта	802.16	802.16a	802.16d	802.16e
Дата принятия	Декабрь 2001 года	Январь 2003 года	Осень 2004 года	Конец 2005 года
Частотный диапазон, ГГц	10 – 66	2 – 11	2 – 11	2 – 6
Скорость, Мбит/с	32 – 135 для канала 28 МГц	до 75 для канала 28МГц	70 для канала 20 МГц	до 15 для канала 5МГц
Ширина канала, МГц	20, 25 и 28	1,5 – 20 (регулируемая)	1,5 – 20 (регулируемая)	1,5 – 20 (регулируемая)
Радиус действия, км	2 – 5	7 – 10, макс. 50	макс. 50	2 – 5
Условия работы	Прямая видимость	Вне прямой видимости	Вне прямой видимости	Вне прямой видимости

В сетях WiMAX реализованы самые последние достижения науки и техники в области радиосвязи, телекоммуникаций и компьютерных сетей. Стандарт IEEE 802.16 определяет применение:

• на физическом (радио) уровне широкополосного радиосигнала OFDM, образованного из множества разнесенных по частотному спектру узкополосных сигналов (поднесущих).

Применение OFDM сигнала обеспечивает системе WiMAX наивысшую в классе BWA спектральную эффективность (скорость передачи данных в одном Герце полосы частотного спектра), возможность работы вне прямой видимости, наивысшие энергетические параметры связи обеспечивающие высокую дальность связи, возможность эффективного обслуживания мобильных абонентов.

• на канальном уровне используется современный протокол множественного (многостанционного) доступа Time Divion Multiply Access (TDMA).

Принцип работы протокола TDMA - каждому абонентскому терминалу для работы с базовой станцией (устройством доступа) выделяется фиксированный квант времени. Длительность квантов времени, период и моменты их следования (тайминг) в системах WiMAX фиксированы.

• на сетевом (траснcпортном) уровне в сетях WiMAX применяется IP протокол передачи данных, широко используемый в большинстве современных сетях передачи данных, в том числе, в сети Интернет.

При использовании IP протокола любая информация, такая как данные, голос, видео для передачи по сети упаковывается в IP пакеты. Тем самым IP сеть является универсальной транспортной инфраструктурой для передачи всех видов информации: данных, голоса, видео и оказания соответствующих услуг.

Поддержка данных типов QoS позволяет обeспечить требуемое качество обслуживания при предоставлении сервисов IP телефонии (Voice over IP), передачи данных (доступ в Интернет) и сервисов Video over IP, IPTV для индивидуальных мобильных и стационарных домашних пользователей, сервисов VoIP, TDM, передачи данных с гарантированной пропускной способностью и параметрами канала связи для стационарных пользователей.