14. Глава 25. Сети WiMax и lte

1. 25.1. Общие положения

Сети беспроводного доступа, реализующие стандарты семейства IEEE 802.16 получили название WiMAX (World Interoperability for Microwave Access, всемирная совместимость при высокочастотном доступе). На сегодня основными являются две версии стандарта: 802.16-2004 (фиксированный доступ) и 802.16e - 2005 (мобильный доступ). Стандарт 802.16e-2005 вобрал в себя всё лучшее стандарта 802.16-2004 и считается ориентированным на предоставление услуг широкополосной передачи данных мобильным пользователям. Сети WiMAX имеют сотовую структуру. Стандарт WiMAX позволяет создать технологию уровня связи (для объединения многих подсетей Wi-Fi и предоставления им доступа в Интернет), а также технологию «последней мили» (конечного отрезка от точки входа в сеть провайдера до компьютера пользователя) [87]. Действующая в настоящее время первая редакция стандарта 802.16e предусматривает следующие режимы обслуживания.

46. Fixed WiMAX – фиксированный доступ. Данный режим обеспечивает гарантированную связь для неподвижного пользователя;

47. Nomadic WiMAX – сеансовый доступ. Здесь подразумевается, что пользователь может передвигаться в определённой области, обслуживаемой одной базовой станцией. Если же он выходит за пределы базовой станции, то связь прерывается и устанавливается заново в новой зоне. Иногда такой доступ называют беспроводным;

48. Portable WiMAX – в режиме перемещения. Связь гарантирована в любом месте использования. Сеанс не прерывается при перемещении между сотами через много базовых станций со скоростью до 120 км/час.

49. Mobile WiMAX – мобильный доступ в режиме перемещения. Скорость передвижения не ограничена (например, в поезде со скоростью 350 км/час). Сеанс связи не прерывается при перемещении между сотами.

Радиус действия базовой станции в соте составляет для фиксированного доступа 5-8 км, максимум 50 км. Для мобильных станций радиус 1-5 км. WiMAX беспроводного фиксированного доступа с широкой полосой пропускания является конкурентом провайдерам фиксированной высокоскоростной связи в городе или сельской местности.

Приведём основное применение WiMAX:

• доступ абонентских терминалов фиксированной и подвижной служб сети Wi-Fi в сети Интернет, ТфОП, сети передачи данных. WiMAX является транзитной сетью для этих терминалов;

• доступ в сети Интернет, ТфОП, сети передачи данных абонентских терминалов напрямую через WiMAX.

В WiMAX предусмотрена также как и в Wi-Fi стандартов 802.11а,n (глава 24) технология многоканальных антенных систем MIMO, способствующая увеличению пропускной способности и/или качества обслуживания за счет увеличения соотношения сигнал/помеха.

Стандарт 802.16 определяет две топологии WiMAX:

• «точка-многоточие», когда базовая станция (БС) общается со многими абонентскими станциями (АС). Трафик в этом случае существует только между БС и АС;

• mesh-сеть. В WiMAX предусмотрена также как и в Wi-Fi (глава 24) технология взаимодействия между собой абонентских станций АС. В этом случае АС называется узлом (node) сети. Основная разница между подуровнями МАС в WiMAX и Wi-Fi состоит в том, что WiMAX mesh-сети основаны на множественном доступе с временным делением TDMA, которые представляют распределенное по расписанию деление временных слотов. Это позволяет избежать коллизий при обращении терминалов к mesh-сети [91]. Для устранения этих проблем в Wi-Fi в режиме с точкой доступа принят механизм CSMA/CA (глава 24).

Преимуществом WiMAX mesh-сети является то, что базовая станция может быть соединена с более удалённой абонентской станцией АС.