Стандарты городских беспроводных сетей WiMax

Само название WiMAX представляет собой вольную аббревиатуру от Worldwide Interoperability for Microwave Access (Всемирное объединение сетей для микроволнового доступа). Главное отличие нового стандарта от всех предыдущих заключается в радиусе действия, который, в зависимости от используемых передатчиков, может достигать 50 км, что позволяет говорить о WiMAX как о своего рода аналоге сотовой связи. Одна из главных его задач – обеспечить высокоскоростной доступ к Интернету небольших населенных пунктов или отдельных районов большого города. Кроме того, эта технология позволяет передавать не только данные (пакетные и голосовые), но и видео- и аудиопотоки, что делает возможным интеграцию и унификацию всех существующих коммуникационных сетей на единой базе WiMAX.

Архитектура сетей WiMAX, несколько напоминающая соты традиционных GSM-сетей (только с более крупной «ячейкой»), подразумевает размещение антенно-фидерных устройств на высоких зданиях, сооружениях и мачтах при соблюдении условия прямой видимости между станциями.

Изначально для WiMAX был отведен диапазон частот 10-66 ГГц, в котором пиковая скорость передачи может достигать 120 Мбит/с. Однако особенности распространения сверхвысоких частот ограничивают зону покрытия одной базовой станции дальностью прямой видимости, поэтому высокочастотное соединение в настоящее время используется лишь для связи между базовыми станциями. А для соединения базовой станции и клиентского оборудования в WiMAX используются более низкий частотный диапазон 2-11 ГГц (спецификация IEEE 802.16-2004, иначе – IEEE 802.16а), гораздо более эффективный в городских условиях и обеспечивающий пропускную способность до 75 Мбит/c. Разумеется, для оборудования сетей WiMAX задействуется не весь этот диапазон, а выделяется лишь нескольких частотных каналов (каждый шириной от 1,5 до 20 МГц), что, в большинстве случаев, позволяет решить проблему с лицензированием частот в различных странах.

Всего предусмотрено четыре основных режима работы WiMAX:

1. Fixed WiMAX – фиксированный доступ. Использует высокочастотный диапазон 10-66 ГГц, предназначенный для объединения удаленных объектов, находящихся в пределах прямой видимости;

2.Nomadic WiMAX – сеансовый доступ. В отличие от Fixed WiMAX обеспечивает возможность переключения соединения (сессии) от одной базовой станции на другую. Подобный режим позволяет перемещать клиентское оборудование и использовать соединение, не привязанное к определенной базовой станции;

3. Portable WiMAX – доступ в режиме перемещения. Позволяет автоматически переключать сессии из зоны действия одной базовой станции к другой без обрыва соединения, но использует более низкий частотный диапазон 2-11 ГГц, благодаря чему абонент может перемещаться со скоростью до 40 км/ч;

4. Mobile WiMAX – мобильный доступ. Версия стандарта IEEE 802.16-2005 (или 802.16e) была принята в качестве решения для мобильных устройств. За счет еще большего ограничения частотного диапазона (до 2 – 6 ГГц) и снижения быстродействия до 15 Мбит/с позволяет принимать сигнал на большей скорости – до 120 км/ч. Для сравнения: обычная сотовая связь устойчиво работает на скоростях до 250 км/ч.

Следующей версией протокола беспроводной передачи данных WiMAX, обеспечивающей увеличение скорости передачи данных до 1 Гбит/с, может стать IEEE 802.16m (временное рабочее наименование). Новый стандарт будет базироваться на технологии MIMO/OFDM, предполагающей использование нескольких антенн для передачи и приема данных. Ожидается, что после 2009 года новый протокол может стать основой для мобильных сетей четвертого поколения (4G).

Впрочем, WiMAX толком еще нигде не внедрился. Развернуты лишь десятки пробных сетей по всему миру, включая и Россию. Также пока еще в продаже практически не встречаются клиентские устройства WiMAX. Все надежды новой технологии связаны с включением в конце текущего года в состав мобильной платформы Intel Centrino 2 новых версий беспроводных сетевых карт WiFi/WiMAX Link 5150/5350, которые могут стать таким же толчком для рынка, каким в свое время стала первая Intel Centrino для Wi-Fi.

Сравнение Wi-Fi и WiMAX

Сопоставления WiMAX и Wi-Fiдалеко 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 2	802.16m	WMAN, Mobile WMAN	до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN)	120-150 км (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 Мбит/с	1-100 м	2,4 ГГц (16 каналов), 915 МГц (10 каналов), 868 МГц (один канал)
Инфракрасная линия связи	IrDa	WPAN	до 16 Мбит/с	от 5 до 50 сантиметров, односторонняя связь — до 10 метров	Инфракрасное излучение

 

Итог

Основными преимуществами беспроводных сетей, по сравнению с традиционными кабельными, являются простота развертывания и подключения к ним новых пользователей, а также мобильность пользователей в зоне ее действия. Только двух этих достоинств достаточно, чтобы говорить об их радужных перспективах, несмотря на имеющиеся (пока имеющиеся) недостатки. И действительно, если сегодня еще можно говорить о недостаточной пропускной способности наиболее популярных современных беспроводных сетей Bluetooth и Wi-Fi по сравнению с проводными сетями, то, если действительно состоится переход первой на UWB и широкое распространение спецификации 802.11n (после ее окончательного утверждения) для второй, в ближайшем будущем их возможности, как минимум, сравняются. А ведь еще ожидается появление новых, достаточно агрессивно настроенных игроков рынка, таких как Wireless USB и Wireless HD. Да и «дальнобойный» WiMAX, несмотря на то что этот стандарт лучше всего подходит для интернет-провайдеров, еще не сказал своего последнего слова.