Acoperire Wimax. Principiul de funcționare al WiMAX. Opțiuni WiMAX fixe și mobile

- pe piața din țară, o evaluare a stării sale actuale poate fi redusă la sintagma „încă nu foarte bine, dar situația se îmbunătățește”. Nimeni nu are nicio îndoială că acest standard anume comunicații fără fir va fi lider pe parcursul următorului ciclu tehnologic. Cu excepția cazului în care, desigur, trebuie să implementați urgent unele 5.5 G.

Cu toate acestea, acesta nu a fost întotdeauna cazul. În 2008, când în multe regiuni ale țării nu erau nici măcar 3 G, a pretins a fi „următoarea generație de comunicații fără fir” WiMax. La care timp îndepărtat standardul s-a dovedit a fi singurul capabil să ofere viteză acces mobil câțiva megabiți și implementat în hardware. De remarcat că atunci situația cu internet de mare viteză(și cu internetul în general) a fost destul de trist. În același timp, a fost trist nu numai în segmentul celular, ci și în segmentul cu fir. Nu era nicio urmă de 50 megabit/s pentru 600 de ruble pentru banii aia ai fi putut cumpăra mult mai puțin. Pe acest fond, propuneri de la Yota (Skartel LLC) părea incredibil: viteze de până la 10 Mbit/s, fără prag de trafic, taxă de abonament mai mică de o mie de ruble, posibilitatea de a folosi oriunde în zona de acoperire, fără roaming...

După începutul excelent al lui Yota, operatorii de rangul doi au contactat: Comstar, Freshtel, Soyuz-Telecom, WiTe. Toată lumea a încercat să se alăture WiMax și smulge baza de abonați de pe telefoanele mobile. Când și-a anunțat „locomotiva” în persoana lui Yota propriul telefon?„Yota Cosmos” cu apeluri nelimitate în cadrul rețelei și la un pret accesibil, operatorii de telefonie mobilă sunt din ce în ce mai rău. Nu este surprinzător - ei realizează o parte semnificativă din veniturile lor pe piețele de capital, deoarece sunt cele mai încăpătoare și mai solvabile. A-i pierde însemna a fi la egalitate cu Tele 2.

Cu toate acestea, Yota plănuiește nu era destinat să devină realitate. După ceva timp, s-a anunțat că proiectul de introducere a comunicației vocale native va fi oprit. Motivul oficial invocat a fost incapacitatea de a oferi calitate acceptabilă, care conține un pic de viclenie - vocea necesită mult mai puțină lățime de bandă decât datele. Oricum ar fi, proiectul a fost restrâns și nu a reușit să fie reînviat. Cam în aceeași perioadă, cortegiul triumfal WiMax - operatorii și-au pierdut ritmul, iar jucătorii mai înainte viguroși și-au pierdut aripile și au coborât pe pământul păcătos.

De ce nu a ieșit? Yota și aproape toți ceilalți?

Există mai multe motive pentru eșecul standardului în general (și Scartel în special).

În primul rând, compania sa răspândit prea subțire. În loc să se concentreze exclusiv pe piața rusă, a decis să se internaționalizeze și a început să construiască rețele în Nicaragua și Belarus. După puțin timp a trebuit să plec de acolo. Același lucru este valabil și pentru telefon Cosmos și „prima rețea din Rusia LTE" - toată munca a fost pur și simplu aruncată. Net LTE în Kazan era complet gol, deoarece Scartel nu avea licențele corespunzătoare. Unul dintre rezultatele acestei politici a fost subfinanțarea și întârzierea construcției/modernizării rețelelor în Rusia.

În al doilea rând, politica de prețuri inflexibilă. La momentul lansării, erau oferite doar două tarife: zilnic (50, apoi 90 de ruble) și lunar (900 de ruble pe lună). Viteza la tarife a fost maximă, așa că cei care aveau nevoie de Internet ieftin, nu prea rapid, dar stabil nu au fost acoperiți de ofertă.

În al treilea rând, rețelele companiei au fost puternic supraîncărcate. Aceasta a fost o consecință a politicii de prețuri, care nu a implicat nicio restricție de trafic sau de viteză. Drept urmare, abonații s-au grăbit să descarce torrente și să vizioneze videoclipuri, care „morți” un număr semnificativ stații de bază. Zvonurile „despre Internetul care funcționează dezgustător” s-au răspândit imediat pe internet.

În al patrulea și în cele din urmă, politica de acoperire este ciudată. Abonații rețelei erau rezidenți ai clădirilor cu mai multe etaje din cele mai mari orașe. Deși, așa cum am menționat mai sus, internetul prin cablu nu era foarte dezvoltat la acea vreme, furnizorii nu au stat pe loc. Vitezele au crescut, prețul a scăzut, au cumpărat Wifi -routere. Drept urmare, Scartel a încetat să mai fie un „operator pentru toată lumea” și a fost forțat să iasă din apartamente ca canal principal. Sectorul privat și orașele din regiuni (Moscova și Leningrad) au fost ignorate cu atenție de marketeri, ghidați de zicala „Nu există viață în spatele șoselelor de centură”. Dar tocmai acolo accesul la rețea este mult mai necesar decât în capitale, pentru că în acele vremuri totul era foarte rău chiar și în clădirile înalte. Locuitorii din regiuni ar fi bucuroși să folosească Yota ca canal fix, chiar și cu o limită de viteză puternică (2 sau chiar 1 Mbit/s), deoarece, la sfârșitul anului 2013, nu totul era în regulă cu Internetul în sector privat.

Alți furnizori au motive ușor diferite pentru a se închide. De exemplu, Comstar prin MGTS a fost achiziționat de MTS și închis pentru a nu crea concurență pentru tehnologie LTE. Alți operatori pur și simplu nu au avut suficienți bani pentru a obține cel puțin rambursare operațională. Unii nu au mers deloc mai departe, limitându-se la câteva orașe, pentru că nu s-au văzut ca un concurent.” trei mari" În general, motivele au fost diferite, dar rezultatul a fost același - reducerea sau înghețarea aproape a tuturor proiectelor.

Noi a decis să revizuiască propunerile WiMax în țară, în același timp văzând cum în în prezent operatorii simt.

Yota

Am vorbit mult despre asta în paragraful anterior. La cele spuse, trebuie adăugat că nu rămâne nimic nu doar din planurile inițiale, ci și din compania însăși: Megafonul său. În general, compania și-a justificat pe deplin logo-ul sub forma unui bărbat stând cu capul în jos.

Site-ul oficial este încă activ și oferă conectarea, dar este puțin probabil ca acest lucru să dureze mult. Politicile de prețuri ale Scartel și Megafon sunt fundamental diferite.

Comstar

Un alt operator care a căzut sub presiunea concurenților din lumea comunicațiilor celulare. În 2011, MTS sa alăturat COMSTAR-United TeleSystems, iar la sfârșitul verii anului 2012 rețeaua WiMax a fost in sfarsit inchis. Toți clienții au fost redirecționați online LTE:

Spre deosebire de site-ul Yota, unde nu s-a menționat nicio tehnologie, pe site-ul Comstar totul a fost păstrat în forma sa originală (fără funcții de conectare și cumpărare, desigur) și puteți vedea „cum a fost”. De exemplu, iată tarifele:

Operatorul a introdus tarife cu restricții de trafic, dar cu prețuri rezonabile pentru depășiri. Aparent, experiența lui Iota a determinat această decizie.

Soyuz-Telecom

Primul operatorul curentîn recenzia noastră, deși poate fi numit activ doar cu o întindere mare. Cea mai recentă știre este datată 2011, nu există o hartă de acoperire, iar recenziile utilizatorilor sunt extrem de negative. Abonații se plâng de lipsa în mod regulat a serviciilor, suportul tehnic inadecvat, lipsa oricăror informații și timpii lungi de reparare a echipamentelor:

Cu toate acestea, problemele apar nu numai de la abonați, ci și de la dealerii oficiali, care nici nu știu ce să facă:

În momentul de față, discuția cu furnizorul este aproapeoprit(toți utilizatorii activi au schimbat într-un fel sau altul). Au existat zvonuri despre vânzarea de echipamente și transferul clienților către noi operatori, dar informatii oficiale nu în această chestiune.

Operatorul însuși a fost adus în fața justiției de mai multe ori sau de două ori de către autoritatea de supraveghere pentru nerespectare condiţiile licenţeiși lucrează fără documente necesare. De exemplu, în martie 2012 un neprogramatexaminareOficiul Roskomnadzor pentru Republica Altai, în urma căruia au fost emise mai multe protocoale de încălcare administrativă. Compania a avut probleme cu punerea în funcțiune a SORM, funcționarea fără înregistrarea zonelor de distribuție și autorizații pentru frecvențe radio. În noiembrie 2012, locuitorii orașului Chusovo, Teritoriul Perm, s-au plâns de lipsa serviciului. Plângererecunoscutlegal, a amendat operatorul cu 30 de mii de ruble și a trimis dosarul administrativ inițiat la Curtea de Arbitraj din Moscova. Pe lângă cazurile descrise, au mai fost câteva încălcări pentru care operatorului i s-au emis amenzi și avertismente.

Care este problema furnizorului? În opinia noastră, a constat într-o încercare de a acoperi totul deodată. Compania a primit o cantitate mare(47 bucăți) licențe care trebuiau implementate:

În același timp, acestea trebuiau implementate aproape în toată țara. Soyuz-Telecom a declarat cu mândrie că „Compania are 47 de licențe pentru a opera în domeniul furnizării a 5 servicii de comunicații în 80 de regiuni ale Rusiei, inclusiv „Servicii de comunicații pentru transmiterea datelor în scopuri de transmisie informații vocale„, „Servicii de comunicații pentru transmisia de date, cu excepția serviciilor de transmitere a datelor în scopul transmiterii de informații vocale”, „Servicii de comunicații telematice”, „Servicii de comunicații pentru furnizarea de canale de comunicații” și „Local comunicare telefonică cu excepția serviciilor de telefonie locală care utilizează telefoane cu plată și facilități de acces public.” Desigur, fără investiții de milioane de dolari, aceste planuri nu ar putea deveni realitate. Cel mai probabil, strategia companiei a fost să câștige rapid un număr minim de clienți care să plătească pentru activitățile sale curente. Calculul nu s-a adeverit, fluxul de numerar s-a dovedit a fi mai mic decât necesar și operatorul a început să se scufunde. Una peste alta, un alt exemplu despre cum să muști cât de mult poți mesteca.

A existat un singur tarif, dar cu posibilitatea de a plăti câteva luni și de a obține o reducere:

WiTe

Un alt operator cu planuri napoleoniene care nu erau sortite să se adeverească. În 2009, s-a promis lansarea rețelelor în 25 de orașe din șase districte federale în termen de doi ani. Cu toate acestea, planurile nu erau destinate să devină realitate și, ca urmare, rețeaua a început să funcționeze în doar două orașe: Kemerovo și Topki. Cel mai probabil, compania pur și simplu nu avea suficienți bani - cele 25 de milioane de dolari care erau planificate să fie alocate pentru acoperirea regiunilor erau o sumă prea mică. În ciuda strategiei de pierdere „tot o dată”, compania a evitat soarta Soyuz-Telecom. După ce a reușit să nu se implice în cursa pentru a-și crește prezența, furnizorul s-a concentrat într-un singur loc și a reușit să supraviețuiască până astăzi.

Deși se anunță lucrări în două orașe, harta de acoperire este afișată doar pentru unul:

Dar tarifele companiei sunt bune. Operatorul nu a urmărit unificarea și minimalismul inutile, ci a prezentat o întreagă linie:

Linia include tarife cu și fără restricții de trafic. În plus, sunt disponibile tarife zilnice: ZIUA ALBĂ pentru 50 de ruble și EXPRESS ALB pentru 75 de ruble. Toată lumea are 2 zile pentru a testa rețeaua. Dacă rezultatul nu este satisfăcător, abonatul eșuat poate returna fondurile plătite în avans prin returnarea echipamentului.

Pentru orașul Topki, tarifele sunt mult mai mici:

O caracteristică specială a tarifelor sunt condițiile de utilizare. Cert este că tarifele sunt legate de tipul de echipament, iar numele echipamentului este înșelător. De exemplu, tariful „White Fix” este disponibil pentru echipamentele numite „Modem”, deși este înțeles ca USB modem și router. Dar echipamentul numit „Router” înseamnă o antenă externă și un router de înaltă performanță. Ideea este cel mai probabil că „routerele” au o antenă mult mai sensibilă. Întrucât cu o antenă mare semnalul devine mai stabil și viteza de acces crește, tarifele au trebuit ajustate spre reducerea pragului de trafic sau creșterea taxa de abonare. În caz contrar, abonații de telefonie fixă vor crea o sarcină mare pe stația de bază.

Dispozitivele sunt oferite într-un singur model per tip: modem, router (mobil și staționar), stație fixă și antenă externă:

Dispozitiv	preț, freacă.
Modem USB Seowon SWU-3220A
Router WiFi Seowon SWU-8200
Router Seowon SWC-3200
Greenpacket OX 350
Antenă externă pentru routere

Un set de dispozitive pentru lucrul în rețeaua WiTe

Recenziile despre furnizor variază. Mai des, desigur, ei ceartă, dar acest lucru în sine nu este un indicator - oamenii ceartă mult mai de bunăvoie decât laudă. Oamenii se plâng de viteze scăzute, conexiuni instabile și suport tehnic indisponibil. Unele dintre plângeri sunt cu adevărat justificate - vitezele mai mici de 1 Mbit/s pot fi considerate o problemă, dar există și plângeri precum „Nu pot viziona filme online”. Din păcate, nu toți oamenii înțeleg că vizionarea de filme online, fără nicio restricție, este posibilă în prezent doar cu mult noroc.

FRESHTEL

Singurul furnizor care oferă servicii în mai multe orașe și se află măcar cumva în curs de dezvoltare, și nu în pragul falimentului. Rețeaua acoperă câteva zeci de orașe din 12 regiuni ale țării, majoritatea fiind situate în Districtul Federal Central. Aparent, compania a monitorizat îndeaproape evoluția (mai precis, modul în care aceștia se îndoaie) concurenților și a învățat din greșelile lor. Prin urmare, Freshtel nu numai că dezvoltă regiuni din apropiere, dar nici nu încearcă să concureze cu furnizorii acces prin cabluîn clădiri înalte, concentrându-se pe sectorul privat. De exemplu, așa arată zona de acoperire în orașul Shakhty:

Dacă măriți harta, veți vedea că serviciile vor fi furnizate în principal rezidenților din sectorul privat. Există și blocuri de apartamente în zonă, dar sunt mici, așa că serviciile de internet wireless vor fi și ele solicitate acolo. Operatorul dezvoltă nu numai orașe mici, ci și centre regionale. De exemplu, există și o rețea în Samara. Din păcate, nu în toate domeniile:

Lista completă a prezenței include 37 de orașe:

Unele orașe au fost lansate cu destul de mult timp în urmă, în timp ce altele au fost lansate destul de recent. Ultimele orașe, Samara și Togliatti, au fost conectate în toamna anului care a trecut.

Operatorul are două tarife: cu o limită de trafic de 20 (10) GB și nelimitat. Sunt aceleași pentru aproape toate orașele. Primul costă 590 de ruble, al doilea - 790 de ruble pe lună. Viteza este de până la 10 Mbit/s maxim în teorie (în practică totul este mult mai modest). Pentru un tarif cu limită de trafic, după epuizarea acestuia, viteza este limitată la 256 kbit/s. Modest, dar totuși mult mai bun decât documentele de la operatorii de telefonie mobilă sub formă de 64 kbit/s:

Există destul de multe dispozitive: două tipuri de modemuri, cinci tipuri de routere, o unitate externă și patru antene externe. Prețul modemurilor este mai mare decât al altora: 1890 de ruble pentru dongle-ul USB ZTE AX320 și 1990 de ruble pentru dongle-ul USB Seowon SWU-3220A. Din fericire, din 7 noiembrie 2013, se desfășoară promoția „Internet în buzunar pentru 99 de ruble”, în cadrul căreia modemurile pot fi achiziționate pentru doar 99 de ruble. Promoția va continua până la epuizarea epuizării ultimele modemuri de acest tip. Promoțiile sunt valabile și pentru alte dispozitive, dar cu o limită de timp:

Separat, este de remarcat posibilitatea de a plăti pentru servicii. Există mai multe moduri de a alege: prin terminale, carduri bancare, bani electronici și chiar Sberbank a Rusiei:

Acest un numar mare de metodele de plată indică faptul că societatea înțelege că este necesar să lupte pentru client, și nu să-l forțeze să vină personal la birou pentru a da companiei banii lui.

Există multe recenzii despre operator și marea majoritate dintre ele sunt negative. O parte semnificativă dintre ele este că „au promis 10 Mbit/s, dar în realitate a fost mult mai puțin”. Aici, din anumite motive, operatorul a decis să nu țină cont de experiența lui Iota și a trecut prin rake cu viteze de „până la 10 Mbit/s”. Este clar că abonatul va putea vedea 10 Mbit/s doar sub stația de bază, fiind singurul său client. Din păcate, în căutarea legăturilor, marketerii scriu în tarife cifre care sunt extrem de departe de realitate. Există o mulțime de plângeri cu privire la tăierea torrenților, dar aici putem înțelege furnizorul. Torrentele vor încărca orice canal de comunicare 100%, conexiune fără fir nu vor fi atrași fizic. Deci, pentru comoditatea altor utilizatori, torrentele trebuie limitate. Aici se pot face reclamații pentru neinformarea abonaților, dintre care unii se conectează special pentru a descărca filme și jocuri de pe trackere. Există, de asemenea, afirmații complet nefondate:

Vă întrebați ce furnizori de servicii wireless oferă viteze consistente de 1 Mbps?

În general, abonații sunt indignați și amenință că vor trece la operatorii de telefonie mobilă. Viteza lor este într-adevăr mai mare, la fel ca și stabilitatea, dar din anumite motive toată lumea uită că traficul este strict limitat și după ce volumul lunar este epuizat, viteza scade la 64 Kbps.

Am mers vara despre preluarea Freshtel de către TransTelecom, dar nu au fost confirmate niciodată.

A existat vreo șansă?

Luând în considerare cei mai mari operatori federali WiMax, putem spune că standardul în Rusia este mai mult mort decât viu. Jucătorii celulari au trecut la LTE localnicii mici preferă diferite variații Wifi. Pentru WiMax rămâne o mică nișă de clienți corporativi care nu se pot conecta la fire prin intermediul diverse motive, dar prin care să vă conectați Wi-Fi nu este posibil.

Privind în trecut din perspectiva de astăzi, ne întrebăm: am avut vreo șansă? WiMax? Noi credem că da. Mic, dar destul de real. Standard a avut noroc de două ori: prima dată când a venit criza și operatorii de telefonie celulară au înghețat proiecte mari de construcții. O criză nu este foarte bună pentru cei mai mulți, dar nu pentru cei care au bani. Costul echipamentelor, salariile, costurile logistice - totul este mai ieftin în timpul unei crize. În plus, antreprenorii au mai puțină muncă de făcut, ceea ce înseamnă că pot construi mai repede. Standardul a avut noroc pentru a doua oară când s-a dovedit că există 3 rețele cu drepturi depline G este imposibil de dislocat în unele locuri și LTE Nu se știe când va fi lansat. La începutul implementării WiMax tehnologic superioare rețelelor de a treia generație disponibile la acel moment de mai multe ori.

Gândiți-vă la ce trebuia făcutcunoscând achizițiaa privi toți pașii reușiți și nereușiți din perspectiva istoriei nu este foarte corect, dar vom încerca. Deci, pentru dezvoltare WiMax Ca standard, au fost necesari următorii pași:

Nu împrăștiați eforturile în întreaga țară, ci concentrați-vă asupra regiunilor și orașelor din apropiere. La ce folosește roaming-ul fără suprataxă între Moscova și Ufa dacă fluxul de oameni dintre ele este minim? Dar roamingul între Moscova și Dolgoprudny ar fi mult mai solicitat.

Faceți mai întâi covoare cu majuscule . Moscova și regiunile corespunzătoare sunt o „vacă de bani” pentru operatori. O parte semnificativă a populației țării, care este solvabilă, locuiește aici. Belarus este, desigur, bun, dar în ceea ce privește capacitățile financiare nu este comparabil cu Moscova sau Sankt Petersburg.

Colaborați cu jucătorii locali . Unul dintre obstacolele în calea dezvoltării oricărui tehnologie wireless este nevoia de infrastructură până la stația de bază. Dacă intenționați să faceți o acoperire destul de densă, nu puteți face fără rețele optice din punctul de conectare. Construirea liniilor necesită timp și bani. Puteți cumpăra un canal de la jucători locali, dar atunci aceștia nu vor fi interesați de dezvoltarea rețelei. Dar o schemă de agenție sau un parteneriat cu drepturi depline ar putea da un efect sinergic: localnicii ar avea posibilitatea de a conecta sectorul privat, iar operatorii de wireless ar avea resursele de rețea necesare și un interes pentru succes. Cel mai important, s-ar câștiga timp și rețelele ar putea fi implementate mult mai rapid.

Unirea forțelor . Puteți învăța ceva împreună mult mai repede decât separat. Dacă toți furnizorii WiMax și-au împărțit zonele de influență, dar au funcționat sub o singură marcă (acest model a fost folosit companiile celulare la începutul călătoriei), lucrurile au mers mult mai repede. Din păcate, acest scenariu este chiar mai fantastic decât precedentul.

Varietate mai mare de tarife . Am atins deja acest subiect. Linia tarifară slabă, care nu permite abonatului să-și găsească exact tariful „său”, a îndepărtat un număr de clienți de la standard. Nu toată lumea avea nevoie de viteze de „până la 10 Mbit/s” pentru 900 de ruble, unii doreau să cheltuiască 300 și să poată folosi încet și fără restricții poșta, să citească știrile și să asculte radioul.

Introducerea rapidă a vocii nelimitate și eliberare telefoane ieftine . Chiar dacă reţelele WiMax a oferit un singur serviciu sub formă de apeluri și SMS-uri nelimitate pentru o sumă mică, mulți oameni s-ar conecta la ele. Experiența Tele2 arată că este ieftin Conexiune vocală extrem de solicitat. Servicii de bază sub formă de voce, încarcă destul de mult stația (acestea nu sunt torrente sau chiar pagini web), iar prețul de 300 de ruble face ca o astfel de comunicare să fie accesibilă unui segment larg al populației.

Dacă aceste condiții ar fi îndeplinite, situația cu WiMax ar fi complet diferit. Cine știe, poate că acum am face-o Ei au discutat nu despre introducerea LTE, ci despre WiMax-2.

Există un număr mare diverse tehnologii, permițând comunicarea între diferite entități. Unele sunt mai mobile, altele sunt puternice. Și există și parametri medii, precum tehnologia WiMax. Este relativ noua dezvoltare si destul de prost cunoscut. Ce este ea? Unde este folosit? Ce caracteristici are? Pe ce principii funcționează? Care sunt perspectivele sale de utilizare?

Informații generale

Mai întâi să facem cunoștință Numele complet- Interoperabilitate la nivel mondial pentru accesul la microunde. Acesta este exact ceea ce reprezintă WiMax. Aceasta este o tehnologie destul de tânără, primul standard al căruia a fost lansat în 2004. Abia acum a început să pătrundă în lumea de zi cu zi. Trebuie să știți că tehnologia WiMax a fost poziționată inițial ca un reprezentant al celei de-a patra generații datorită noutății și vitezei de transmisie. Dar în 2008, s-a decis în cele din urmă să-l clasifice drept 3G. Ceea ce, însă, nu împiedică diferite personaje să-l poziționeze ca wireless

Ce este ea? Tehnologia WiMax este descrisă în specificația 802.16d, apărută în 2004, care prevedea ca dispozitivele abonaților să nu se deplaseze pe distanțe semnificative, dar în același timp să asigure operabilitatea la cincizeci de kilometri de stația de bază. În 2005, a fost lansată specificația 802.16e, mai cunoscută ca Mobile WiMax. Această tehnologie poate funcționa în gama de frecvente 2-6 GHz. Cel mai convenabil este să utilizați 2.3-2.7. Dar este dificil să obții permisiunea pentru ei. Prin urmare, echipamentele folosesc adesea 3,4-3,6 GHz, care este considerată pe bună dreptate media de aur. La urma urmei, dacă te apropii prea mult de 6 GHz, atunci apar o serie de probleme legate de pătrunderea undelor și de ocolirea obstacolelor existente. În astfel de cazuri, este necesar să se asigure că dispozitivele de abonat sunt situate în linia vizuală a stației de bază de lucru.

Această tehnologie este folosită pentru a rezolva o problemă cunoscută sub numele de ultimul kilometru. Este, de asemenea, folosit pentru a furniza Internet rețelelor de birouri și districte. Apropo, rezolvă ultima milă foarte eficient. Dar mai întâi lucrurile.

Cum functioneazã?

Așa că ne-am dat seama ce este tehnologia WiMax în termeni generali. Principiul său de funcționare este următorul: există un dispozitiv de abonat configurat pentru rețeaua operatorului, care are la îndemână o stație de bază. Trimite o cerere de alocare a resurselor radio. Dacă răspunsul are succes, are loc autentificarea. Solicitarea este transmisă serverului AAA, care decide dacă o permite sau respinge. Dacă autentificarea a avut succes, modemului i se atribuie o adresă, un mod de operare și alți parametri. Asta, în general, este tot - dispozitivul este gata să efectueze manipulări din partea utilizatorului. Așa arată cea mai simplă diagramă.

În plus, puteți include și echipamente WiMax, a căror sarcină este să stabilească conexiuni între stațiile de bază, furnizorii de servicii și internetul. Apropo, o gamă largă de la 1,5 la 11 GHz poate fi utilizată pentru a stabili o conexiune. La conditii ideale se poate realiza o rată de transfer de date de 70 Mbit/s. Deși dacă vorbim despre stații de bază, situația de aici este puțin diferită. Astfel, frecvențele în intervalul 10-66 GHz sunt folosite pentru a conecta și a face schimb de date. Iar viteza de schimb de date între ele poate ajunge la 120 Mbit/s. În acest caz, este necesar să vă asigurați că cel puțin o stație de bază este conectată la rețeaua furnizorului printr-o conexiune clasică prin cablu. În general, cu cât sunt mai multe, cu atât viteza de transfer a datelor este mai mare.

Fiabilitatea generală a rețelei este, de asemenea, în creștere. În general, rețeaua WiMax este foarte asemănătoare cu GSM-ul tradițional. Stațiile de bază funcționează pe distanțe lungi, care pot fi de zeci de kilometri. Pentru a le instala, nu este necesar să construiți turnuri, vă puteți descurca cu instalații pe acoperișurile caselor. Dar, în același timp, este necesar să se respecte condițiile de vizibilitate directă. În caz contrar, echipamentul WiMax nu va funcționa cu eficiența necesară (dacă funcționează deloc).

Puncte tehnice

Cum este asigurată fiabilitatea operațională? Pentru aceasta folosim:

TDD. Această componentă a tehnologiei vă permite să utilizați aceeași bandă pentru transmiterea și primirea datelor, ceea ce vă permite să optimizați funcționarea rețelei.
CP. Vă permite să preveniți interferența între semnalele reflectate și cele directe.
CC&CTC. Folosit pentru codificarea caracterelor.
AMC. Angajat în transformare semnale digitale la analogic. Specificul funcționării depinde de nivelul de zgomot și de puterea transmisiei de date. Cu cât sunt primite semnale de calitate mai bună, cu atât modulația este mai mare și obținem viteza maxima transmiterea datelor.
HARQ. Acest mecanism este folosit pentru a urmări erorile și, în caz de probleme, trimite o solicitare de retransmitere.
MIMO. Vă permite să faceți schimb de date cu mai multe antene în timpul recepției/transmisiei.
A.A.S. Acesta este un sistem de antenă care se modifică în funcție de mișcările dispozitivelor abonaților.

Desigur, asta nu este tot puncte tehnice, pe care Internetul wireless îl are pe această tehnologie. Dar toate cele de mai sus sunt mai mult decât suficiente pentru familiarizare.

Fezabilitatea utilizării

WiMax este deosebit de relevant atunci când rezolvați problema ultimului kilometru. ÎN În ultima vreme Au apărut destul de multe tehnologii care oferă propriile răspunsuri la această provocare. Iar operatorul se confruntă cu sarcina de a alege o astfel de configurație care să îi permită să rezolve în mod optim problema livrării de date către abonați. O soluție universală nu a fost încă inventată aici. Prin urmare, fiecare tehnologie are propriul domeniu de aplicare, dezavantaje și avantaje. Alegerea finală este influențată de mulți factori, printre care:

Dimensiunea investiției necesare și perioada de rambursare a acesteia.
Timpul necesar lansării rețelei și, ulterior, începerea furnizării de servicii.
Există deja și, de asemenea, resursele necesare pentru a-l susține în stare de funcționare.
Strategia aleasă de operator, a lui publicul țintă, servicii oferite și planificate în viitorul apropiat.
Alti factori.

În ce cazuri se folosește tehnologia WiMax? Descrierea răspunsului la această întrebare este următoarea:

Când trebuie să oferiți acces wireless în bandă largă ca alternativă la DSL și liniile închiriate.
Creați puncte de acces care nu sunt legate de locația geografică.
Este necesar să se furnizeze servicii de telecomunicații și date de mare viteză.
Conectați puncte între ele și alte segmente ale rețelei globale Acces Wi-Fi.

Deci, WiMax sunt folosite ca canale de coloană vertebrală. Datorită acesteia, puteți crea rețele de mare viteză într-un întreg oraș.

De ce este tehnologia atractivă pentru companiile de telecomunicații?

Există mai multe motive pentru aceasta:

WiMax este mai rentabil în furnizarea de servicii și acces la rețea clienților (comparativ cu tehnologiile cu fir). Le permite clienților să lucreze chiar și din zone greu accesibile. Și acest lucru are un efect pozitiv asupra numărului de baze de abonați și asupra gamei de servicii oferite.
De asemenea, este necesar să rețineți o ușurință mai mare de utilizare (decât lucrul cu canale tradiționale cu fir). WiMax poate fi implementat cu ușurință și poate fi scalat cu ușurință dacă este necesar. Această proprietate este extrem de utilă atunci când trebuie să asigurați funcționarea unei rețele mari într-o perioadă scurtă de timp. Pentru a înțelege mai bine această proprietate, să dăm un mic exemplu. În decembrie 2004, un tsunami puternic a lovit Indonezia. Și pentru a-i ajuta pe supraviețuitori, a fost instalat WiMax. La urma urmei, la acea vreme infrastructura de comunicații a întregii regiuni era defectă. Și a fost necesar să se restabilească rapid comunicarea.

Toate acestea ne permit să reducem prețul serviciilor de calitate atât pentru afaceri, cât și pentru cetățeni. Separat, merită menționat despre echipamentul utilizatorului. Dacă este utilizat în interior, este instalat un dispozitiv care are aceeași dimensiune ca un modem DSL obișnuit. Poate fi folosit și în afara clădirii, caz în care crește ușor în dimensiune și seamănă deja cu un laptop. Plasarea în interior este o opțiune mai profitabilă, care nu necesită abilități profesionale. Dar, din păcate, are cerințe mai semnificative pentru distanța maximă la care pot fi amplasate stațiile de bază și de abonat.

Caracteristici arhitecturale

În WiMax, multe aspecte diferite sunt definite la acest nivel, cum ar fi autentificarea, distribuirea adreselor de rețea, interacțiunea cu alte rețele și multe alte puncte. Trebuie remarcat faptul că în acest caz arhitectura nu este legată de o anumită configurație, datorită căreia are un nivel ridicat de flexibilitate și scară. Când lucrați în acest caz, se folosește un algoritm de planificare.

Cum arată asta în practică? Să presupunem că avem un număr mare de posturi de utilizator care doresc să transmită date printr-un punct de acces în timp real. În acest caz, dispozitivul trebuie doar să se conecteze la el și va fi deja creat un slot specific pentru el, pe care alți abonați nu îl vor putea influența. Datorită acestui fapt, se obține stabilitatea transmisiei datelor, ceea ce are un efect pozitiv asupra functionare generala rețeaua și fiabilitatea acesteia.

Comparație între WiMax și Wi-Fi

Indiferent cât de ciudat ar suna, pentru mulți cetățeni aceste tehnologii nu sunt diferite. Ceea ce, desigur, este complet greșit. Poate că sunt adesea comparați din cauza asemănării numelui. Poate pentru că atât standardele de tehnologie WiMax, cât și Wi-Fi încep cu „802”. Utilizarea conexiune fără fir pentru a vă conecta la canalul de schimb de date. Dar, în ciuda asemenea similitudini superficiale, ele sunt încă diferite.

Deci, WiMax este un sistem raza lunga, care este folosit pentru a furniza comunicații pe kilometri de spațiu. În acest caz, pot fi utilizate atât abordări mobile, cât și fixe. Care este diferența? Când se utilizează o abordare mobilă, transferul de date nu este legat de o locație specifică a abonatului. Fixarea prevede o situație în care, deși este utilizată o rețea fără fir, utilizatorul trebuie să fie localizat într-un anumit punct.

Wi-Fi este un sistem cu acțiune mai scurtă. Acesta acoperă de obicei sute sau zeci de metri, folosind benzi de frecvență fără licență pentru a oferi acces. Această tehnologie este folosită, de regulă, pentru a crea o rețea locală, care nu trebuie neapărat conectată la Internet.

De fapt, WiMax poate fi comparat cu comunicațiile mobile, în timp ce Wi-Fi este ca un telefon fără fir fix. Există, de asemenea, o anumită diferență în ceea ce privește costul de utilizare. Același Wi-Fi este mai ieftin, ceea ce îi permite să fie utilizat în cadrul organizațiilor (relativ) mici, cum ar fi hoteluri, cafenele, gări și aeroporturi. Chiar dacă pentru a acoperi teritorii mai mult sau mai puțin însemnate, este necesar să se asigure funcționarea mai multor puncte.

Comparație între WiMax și internetul terestru

Pentru o țară cu un teritoriu mare, este important să oferiți comunicații de oriunde. WiMax este cu siguranță bun în acest scop, dacă vorbim, de exemplu, de zece kilometri. Ce se întâmplă dacă abonatul este situat la o distanță de 50 sau chiar 80 km? Ei bine, WiMax nu poate oferi o astfel de gamă fără a încălca regulile sanitare ale rețelei (rețineți că aria sa depinde de putere, care, dacă depășește o anumită limită, afectează negativ oamenii).

În astfel de cazuri, Internetul eteric vine în ajutor. Aceasta este o tehnologie care folosește aceleași frecvențe ca și canalele de televiziune pentru a transmite date. Datorită acestui lucru, puteți utiliza Internet destul de bun (până la 3 Mbit/s) la o distanță considerabilă, fără cheltuieli semnificative. Astfel, comunicarea poate fi stabilită chiar și în cazurile în care turnul eteric este situat la o distanță de 80 de kilometri. O astfel de gamă este posibilă numai datorită vitezei relativ scăzute, care este încă suficientă pentru a interacționa cu lumea. Această tehnologie de comunicație radio vă va permite să utilizați Internetul oriunde puteți primi unde radio: o cabană, o mașină, un picnic la țară și chiar un câmp deschis. Pentru a vă conecta, este suficient să aveți un decimetru standard antena TVși setările corespunzătoare ale computerului.

Adevărat, există un anumit dezavantaj aici. Astfel, sunt folosite două canale diferite pentru transmiterea și primirea datelor, ceea ce afectează productivitatea. Dar, pe de altă parte, această tehnologie este destul de ieftină. Împreună cu o gamă semnificativă, acest lucru ne permite să o considerăm o modalitate destul de convenabilă și nepretențioasă de a face schimb de date. Dar, din păcate, trebuie să plătești pentru asta. În comparație cu același WiMax, viteza de transmisie este de zeci de ori mai mică. Deși beneficiul este atunci când vizitați pur și simplu Internetul (și nu descărcați jocuri uriașe sau filme lungi), diferența nu este foarte vizibilă.

Comparație dintre WiMax și LTE

Dar acesta este cel mai interesant. Numai pentru că aceste tehnologii sunt văzute ca concurenți direcți. Prin urmare, o analiză comparativă a rețelelor LTE și WiMax va dezvălui mai bine proprietățile acestora din urmă. LTE a fost menționat pentru prima dată în standardul Rel-8. La momentul apariției sale, folosea aproape aceleași lucruri ca și WiMax. Și dacă le compari cu latura tehnica, atunci puteți vedea că diferențele sunt minime.

Astfel, ambii folosesc protocolul IP, care permite minimizarea costurilor de capital și asigurarea furnizării flexibile a serviciilor. De asemenea, facilitează integrarea ușoară a diferitelor obiecte și simplifică gestionarea rețelei. De asemenea, au o structură de rețea similară, unde folosesc similare scop functional elemente de bază precum dispozitiv client, stație de bază, gateway-uri, nod central, rețea de transport (protocol IP/MPLS), sistem de control.

De asemenea, aceste tehnologii nu au diferențe fundamentale în principalele lor caracteristici. În condiții de laborator, s-au obținut rezultate aproape identice. Dar situația reală este puțin diferită. De regulă, viteza de operare mai mică. Deși LTE are anumite probleme cu frecvențele libere. În cazul WiMax, situația este puțin mai bună. Dar alegerea finală este făcută de furnizor, în timp ce pentru utilizatori diferența dintre WiMax și LTE în ceea ce privește calitatea muncii lor este invizibilă.

Utilizare

După cum puteți vedea, WiMax este o tehnologie foarte progresivă, care îi permite să fie folosit cu succes. Este probabil ca în timp să fie folosit pentru a furniza comunicații fără fir în orașe mici sau pentru aglomerări de așezări mari, precum Moscova sau Sankt Petersburg. Costul scăzut al acestei tehnologii și, în același timp, eficiența sa ridicată va permite oamenilor să aibă acces la servicii de comunicații de înaltă calitate și să țină pasul cu procesul de urbanizare. Este suficient să lucrăm cu datele obișnuite pe care le trimitem: fotografii, videoclipuri, texte. Viteza de operare este destul de suficientă.

Poate că în viitor tehnologia WiMax va face loc la altceva. De exemplu, reprezentanții 5G. Dar nu un fapt și nu peste tot. Este logic să folosiți 5G doar dacă numărul de abonați pe o rază de un kilometru se apropie de un milion de dispozitive active. Și pentru zonele rurale și orașele mici, este probabil că nu va exista nimic mai bun decât WiMax în deceniile următoare. Deși trebuie să recunoaștem că este foarte greu de prezis viitorul, și este probabil ca aceste cuvinte să-și piardă actualitatea în câțiva ani.

Concluzie

Așadar, au fost examinate tehnologia WiMax, principiul său de funcționare, schema de construcție și chiar cele mai des menționate dezvoltări conexe. Poate că în viitor va fi îmbunătățit, iar caracteristicile sale se vor îmbunătăți semnificativ, ceea ce îi va oferi noi șanse de a cuceri publicul. Până atunci, poate fi considerată soluția optimă, ale cărei perspective sunt concentrate în orașele mici și aglomerările care cresc în jurul giganților noștri. De asemenea, este posibil ca acesta să servească drept bază pentru ceva mai progresiv, la fel cum tehnologiile de generație timpurie sunt folosite pentru a crea metode tot mai bune de transmitere a datelor. Dar atâta timp cât ne satisface nevoile, să folosim ceea ce avem deja și să lucrăm la ceva mai bun în același timp.

Principiul de funcționare al rețelelor WiMAX.

Compania WiMAX Forum, fondată în 2001, este angajată în promovarea și dezvoltarea tehnologiei WiMAX. Această tehnologie se bazează pe standardul IEEE 802.16 sau Wireless MAN. WiMax Forum include companii precum Intel, Samsung, Nokia, LG, Motorola.

Tehnologia WiMAX vă permite să rezolvați o serie de probleme:

conectați punctele de acces Wi-Fi între ele și la furnizorul dvs. de servicii de internet;
să ofere acces wireless în bandă largă ca alternativă la DSL și linia închiriată;
furnizarea de servicii de transmisie de date și telecomunicații de mare viteză;
creați puncte de acces care nu sunt legate de locații geografice.

Căutare soluție optimă pentru fix şi aplicatie de mobil nu a adus rezultate. Prin urmare, sunt utilizate două versiuni separate ale standardului IEEE802.16e și IEEE802.16d, care se caracterizează prin intervalele de frecvență de operare, lățime de bandă, putere de emisie, metode de transmisie și acces, metode de codare și modulare și principii de reutilizare a frecvenței radio. Unii indicatori de bază sunt aceiași, dar aceste versiuni de sisteme WiMAX sunt practic incompatibile.

WiMAX fix, 802.16-d sau -2004, se caracterizează printr-o bandă de 3,5 GHz sau 5 GHz și utilizează OFDM (multiplexare cu diviziune ortogonală de frecvență). Un dispozitiv de utilizator este un modem staționar care este instalat în interior sau în exterior. Pentru laptop este instalat un card PCMCIA. WiMAX mobil, 802.16-e sau -2005, se caracterizează prin mai multe game de frecvență - 2,3 GHz, 2,5 GHz, 2,7 GHz, 3,4 GHz și 3,8 GHz. Această versiune acceptă funcții similare ca pentru rețelele celulare a treia generație EVDO sau HSDPA - cum ar fi handover, roaming și mod inactiv. Aici se utilizează OFDM sau SOFDMA scalabil.

Diferența dintre WiMAX și Wi-Fi

S-ar părea că WiMAX este un concurent în segment wireless este tehnologia Wi-Fi, dar la o examinare mai atentă veți observa că WiMAX și Wi-Fi au ocupat nișe diferite. Dacă utilizați un router Wi-Fi de acasă sau de la birou, știți că punctele de acces Wi-Fi pot furniza un semnal în doar câteva sute de metri. WiMAX este un sistem cu rază lungă de acțiune care acoperă kilometri de spațiu. Tehnologia WiMAX poate extinde gama de acoperire dispozitive mobile pe raza unui bloc sau chiar a unui oraș mic!

Rețeaua WiMAX

Structura rețelelor WiMax (standard IEEE 802.16) este similară cu rețelele mobile tradiționale. Stațiile de bază situate în raza vizuală una față de cealaltă (și acest lucru este supus instalării pe obiecte la altitudine mare de până la 50 km) sunt conectate între ele printr-un canal radio constant în domeniul de microunde. Una sau mai multe stații de bază trebuie să fie conectate la un furnizor de internet. Pentru a conecta stația de bază la utilizator, trebuie să aveți echipamentul abonatului. Dacă există mai multe stații de bază WiMAX în „zona de vizibilitate”, software Modemul WiMax selectează automat stația cu cel mai puternic semnal.

De ce WiMAX?

Principalul avantaj al acestei tehnologii este viteza. Tehnologia WiMAX mobil vă permite să navigați pe internet la viteze de până la 10 Mbit/s. Prin încheierea unui acord, veți putea folosi Internetul rapid oriunde în zona de acoperire - acasă, la serviciu sau în mașină. Pentru a asigura o viteză bună, trebuie stabilite conexiuni cu vizibilitate în intervalul de frecvență 10 - 66 GHz între stațiile de bază WiMAX. În acest caz, este posibil să se obțină viteze de schimb de informații de până la 70 Mbit/s. Și cu cât sunt instalate mai multe stații de bază, cu atât viteza și fiabilitatea rețelei create vor fi mai mari. În acest fel, sunt conectate distanțe de zeci de kilometri.

Standardul IEEE 802.16-2004 discutat în articol este o extensie a standardului IEEE 802.16 de bază, care descrie funcționarea în intervalul 10...66 GHz. Standardul IEEE 802.16-2004 prevede operarea în intervalul 2...11 GHz, precum și capabilități mai largi atât la nivelul fizic, cât și la nivelul de control al accesului.

Introducere

Abrevierea WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) se referă la o tehnologie de calitate operator care se bazează pe familia de standarde IEEE 802.16 dezvoltată de institut international Ingineri electrici și electronici (IEEE). Standardele IEEE 802.16 definesc strat fizicși stratul de control al accesului pentru sistemele fără fir fixe acces în bandă largă scara orașului.

Principalii parametri ai standardelor IEEE 802.16 și IEEE 802.16-2004 sunt prezentați în tabel. 1 .

Tabelul 1. Parametrii de bază ai standardelor IEEE 802.16 și IEEE 802.16-2004

Descrierea standardului

La nivelul fizic, IEEE 802.16-2004 definește trei metode de transmisie: un singur purtător (SC), multiplexarea prin diviziune de frecvență ortogonală (OFDM) și multiplexarea cu diviziune de frecvență (OFDMA).

Specificația stratului fizic WirelessMAN-OFDM este cea mai interesantă din punct de vedere al implementării practice. Se bazează pe tehnologia OFDM, care extinde semnificativ capacitățile echipamentului, în special, vă permite să lucrați la relativ frecvente inalteîn condiţiile în care nu există vizibilitate directă. În plus, include suport pentru topologia fiecăruia pentru toată lumea (mesh), în care dispozitivele abonaților pot funcționa simultan ca stații de bază, ceea ce simplifică foarte mult implementarea rețelei și ajută la depășirea problemelor de linie de vedere.

Modulația OFDM

Când se generează un semnal OFDM, fluxul de date digitale este împărțit în mai multe subfluxuri și fiecare subpurtător este asociat cu propriul său subflux de date. Amplitudinea și faza subpurtătoarei sunt calculate pe baza schemei de modulație selectată. Conform standardului, subpurtătoarele individuale pot fi modulate utilizând codificarea cu deplasare de fază binară (BPSK), codificare cu deplasare de fază în cuadratură (QPSK) sau codificare cu deplasare în amplitudine în cuadratura (QAM) de ordinul 16 sau 64. Opțiuni pentru maparea biților la planul de fază pentru fiecare tip de cheie este prezentat în Fig. 1. La transmițător, amplitudinea în funcție de fază este convertită în funcție de timp folosind o transformată Fourier inversă rapidă (IFFT). La receptor, transformata Fourier rapidă (FFT) convertește amplitudinea semnalului în funcție de timp într-o funcție de frecvență.

Orez. 1. Opțiuni pentru maparea biților la planul de fază

Utilizarea transformatei Fourier permite ca gama de frecvențe să fie împărțită în subpurtători ale căror spectre se suprapun, dar rămân ortogonale. Ortogonalitatea subpurtătoarelor înseamnă că fiecare dintre ele conține un număr întreg de oscilații pe perioadă de simbol. După cum se poate observa din fig. 2, curba spectrală a oricărei subpurtătoare are o valoare zero pentru frecvența „centrică” a curbei adiacente. Această caracteristică a spectrului de subpurtător este cea care asigură absența interferenței între ele.

Orez. 2. Subpurtători ortogonali

Unul dintre principalele avantaje ale metodei OFDM este rezistența la efectele multipath. Efectul este cauzat de faptul că semnalul emis, reflectat de obstacole, ajunge la antena de recepție în moduri diferite (Fig. 3), provocând distorsiuni intersimbol. Acest tip de interferență este tipic pentru orașele cu clădiri cu mai multe etaje din cauza reflexiilor multiple ale semnalului radio de la clădiri și alte structuri. Pentru a evita distorsiunea între simboluri, înaintea fiecărui simbol OFDM este introdus un interval de gard numit prefix ciclic. Prefixul ciclic este un fragment al semnalului dorit, care garantează păstrarea ortogonalității subpurtătorilor (dar numai dacă semnalul reflectat în timpul propagării pe cale multiplă este întârziat nu mai mult decât durata prefixului ciclic). În plus, prefixul ciclic vă permite să selectați o fereastră pentru transformarea Fourier oriunde în intervalul de timp al simbolului (Figura 4).

Orez. 3. Ilustrare a efectului multipath

Orez. 4. Prelucrarea simbolului OFDM în timpul propagării pe mai multe căi

Codare rezistentă la zgomot

Propagarea pe mai multe căi a unui semnal radio poate duce la atenuarea și chiar la suprimarea completă a unor subpurtători din cauza interferenței semnalelor directe și întârziate. Pentru a rezolva această problemă, se utilizează codare rezistentă la zgomot. Standardul IEEE 802.16-2004 oferă atât tehnologii tradiționale de codare de corectare a zgomotului, cât și metode relativ noi. Cele tradiționale includ codarea convoluțională cu decodare folosind algoritmul Viterbi și codurile Reed-Solomon. Cele relativ noi sunt codurile turbo bloc și convoluționale. Pentru a crește eficiența codării fără a reduce viteza codului, se utilizează intercalarea datelor. Intercalarea crește eficiența codificării, deoarece pachetele de eroare sunt împărțite în fragmente mici pe care sistemul de codificare le poate gestiona.

Flexibilitate

O caracteristică importantă a stratului fizic este capacitatea de a selecta lățimea pentru lățimea de bandă a canalului. Standardul permite lățimi de bandă selectabile în trepte de la 1,25 MHz la 20 MHz, cu multe opțiuni între ele, permițând o utilizare mai eficientă a spectrului radio. În plus, standardul include un design adaptiv de cod de semnal, adică sistemul se adaptează la caracteristicile canalului în fiecare moment, „pompând” viteza în imunitate la zgomot și invers. În conformitate cu standardul, în funcție de raportul semnal-zgomot (S/N), sistemul selectează o metodă de modulare care poate asigura o funcționare stabilă (Fig. 5).

Orez. 5. Metoda de modulare preferată în funcție de raportul semnal-zgomot

Instrumentele suplimentare ale stratului fizic pentru a îmbunătăți eficiența utilizării spectrului radio includ măsurarea calității canalului și controlul automat al puterii semnalului.

Metoda de acces

Standardul IEEE 802.16-2004 utilizează tehnologia Time Division Multiple Access (TDMA), în care stația de bază alocă intervale de timp stațiilor de abonat, astfel încât acestea să poată transmite date într-o anumită ordine, mai degrabă decât aleatoriu.

Pentru a implementa modul duplex de schimb de date, sunt utilizate două tehnologii: modul duplex Time Division Duplex (TDD) în aval și în amonte și Frequency Division Duplex (FDD).

Protejarea datelor

În conformitate cu standardul, pentru a preveni accesul neautorizat și pentru a proteja datele utilizatorului, tot traficul transmis prin rețea este criptat. O stație de bază WiMAX (BS) este un design modular în care, dacă este necesar, pot fi instalate mai multe module cu propriile tipuri de interfețe, dar trebuie suportat software administrativ pentru managementul rețelei. Acest software asigură gestionarea centralizată a întregii rețele. Adăugarea logică a truselor de abonament la o rețea existentă se realizează și prin această funcție administrativă.

O stație de abonat (SS) este un dispozitiv care are un număr de serie unic, o adresă MAC, precum și o semnătură digitală X. 509, pe baza căreia AS este autentificat la BS. Mai mult, conform standardului, perioada de valabilitate a semnăturii digitale a AS este de 10 ani. După ce difuzorul este instalat la client și este alimentată, difuzorul este autorizat la stația de bază folosind o anumită frecvență a semnalului radio, după care stația de bază, pe baza datelor de identificare enumerate mai sus, transmite un fișier de configurare către abonat prin intermediul protocolul TFTP. In aceea Fișier de configurare există informații despre subbanda de transmisie (recepție) a datelor, tipul de trafic și lățimea de bandă disponibilă, programul de distribuire a cheilor pentru criptarea traficului și alte informații necesare funcționării AS. Fișierul necesar cu datele de configurare este creat automat după ce administratorul de sistem a introdus AS-ul în baza de date a abonaților, atribuindu-i acestora din urmă anumiți parametri de acces.

După procedura de configurare, autentificarea difuzorului la stația de bază are loc după cum urmează:

Stația de abonat trimite o cerere de autorizare, care conține un certificat X.509, o descriere a metodelor de criptare acceptate și informații suplimentare.
Stația de bază, ca răspuns la o solicitare de autorizare (dacă cererea este validă), trimite un răspuns care conține o cheie de autentificare criptată cheie publică abonat, o cheie de 4 biți pentru a determina secvența necesară pentru a determina următoarea cheie de autorizare, precum și durata de viață a cheii.
În timpul funcționării AS, după o perioadă de timp determinată de administratorul de sistem, au loc reautorizarea și autentificarea, iar dacă autentificarea și autorizarea au succes, fluxul de date nu este întrerupt.

Standardul folosește protocolul PKM (Privacy Key Management), conform căruia sunt definite mai multe tipuri de chei pentru criptarea informațiilor transmise:

Cheie de autorizare (AK) - cheia folosită pentru a autoriza AK la stația de bază;
Cheie de criptare a traficului (TEK) - o cheie utilizată pentru criptoprotecția traficului;
Key Encryption Key (KEK) - o cheie folosită pentru criptoprotecția cheilor transmise prin aer.
Conform standardului, două chei sunt utilizate simultan în orice moment, cu durate de viață suprapuse. Această măsură este necesară într-un mediu cu pierderi de pachete (și sunt inevitabile în emisie) și asigură funcționarea neîntreruptă a rețelei. Există un număr mare de chei care se schimbă dinamic, destul de lungi, în timp ce se stabilesc conexiuni sigure apare folosind o semnătură digitală. Conform standardului, protecția criptografică este realizată în conformitate cu algoritmul 3-DES, iar criptarea nu poate fi dezactivată. Criptarea opțională este furnizată utilizând un sistem mai sigur algoritmul AES.

Dezvoltarea echipamentelor WiMAX bazate pe „sisteme pe cip”

Tendințele actuale în dezvoltarea pieței de telecomunicații dictează dezvoltarea așa-numitelor „sisteme pe cip”. Dispozitivele din clasa „sistem pe un cip” înseamnă, în general, dispozitive pe un singur cip din care sunt integrate unul sau mai multe procesoare, o anumită cantitate de memorie, un număr de dispozitive periferice și interfețe - adică maximul necesar pentru rezolva sarcinile atribuite sistemului. Dezvoltarea „sistemelor pe un cip” implică optimizarea circuitelor dezvoltate, care afectează direct consumul de energie, suprafața cipului și, în consecință, costul.

În prezent, cei mai importanți producători din lume se concentrează pe dezvoltarea „sistemelor pe un cip” care integrează funcțiile de bază ale straturilor fizice și MAC ale standardului WiMAX. Primele mostre dezvoltate pe baza specificației IEEE 802.16-2004 au fost prezentate de Fijitsu, Intel, Sequans Communications, Wavesat și PicoChip. Soluțiile de nivel fizic ale acestor companii utilizează modulația OFDM cu 256 de subpurtători și o schemă de codare de bază care cod intern Se utilizează codificarea și decodificarea convoluțională folosind algoritmul Viterbi, iar codurile Reed-Solomon sunt folosite pentru cel extern.

Din punct de vedere funcțional, echipamentele WiMAX sunt împărțite în echipamente de bază și echipamente de abonat. Prima generație de cipuri pentru stațiile de bază are un nivel de integrare mai scăzut decât pentru stațiile de abonat. Pentru a implementa protocolul MAC al stației de bază, este necesară o creștere a performanței acestor soluții. În acest scop, se folosesc procesoare externe pentru a efectua nivel superior protocol MAC. Astfel, chipset-urile WiMAX implementează funcții de nivel fizic și funcții de nivel inferior ale protocolului MAC.

Echipament utilizator

Pentru dezvoltatorii de echipamente pentru abonați WiMAX, cele mai promițătoare sunt „sistemele pe cip” de la patru producători: Fujitsu, Intel, Sequans și Wavesat.

Intel a fost primul care a oferit dezvoltatorilor sistemul PRO/Wireless 5116 pe cip pentru stațiile de abonat WiMAX, care a integrat funcțiile atât ale stratului fizic, cât și ale nivelului MAC. Cipul Fujitsu MB87M3400 este proiectat pentru o gamă mai largă de aplicații și permite dezvoltarea echipamentelor de bază și ale utilizatorului final. Sequans a dezvoltat cipuri separate SQN1010 și SQN2010 pentru echipamentele de bază și, respectiv, pentru abonați.

SoC-urile de la Fujitsu, Intel și Sequans implementează complet funcțiile de protocol MAC pentru stațiile de abonat WiMAX. O altă abordare a dezvoltării a fost propusă de Wavesat, care a lansat două cipuri: modemul OFDM DM256 (implementează funcțiile stratului fizic) și MC336 (reprezintă un nucleu de calcul care implementează nivelul inferior al protocolului MAC). Pentru a dezvolta un modem de abonat bazat pe un system-on-a-chip de la Fujitsu, Intel și Sequans, nu este necesar un procesor extern suplimentar.

Caracteristicile cipurilor luate în considerare, determinate de tipul de duplex, lățimea canalului și alți parametri, diferă foarte mult. Pentru a organiza funcționarea full-duplex pe baza soluției Fujitsu MB87M3400, este necesară utilizarea a două cipuri. Sequans SQN1010 este primul SoC care acceptă funcționarea full duplex. Soluția Wavesat DM256/MC336 permite, de asemenea, funcționarea full-duplex bazată pe un singur cip de modem DM256 OFDM.

Chipurile de la Fujitsu și Sequans fac posibilă organizarea canalelor cu lățime de până la 20, respectiv 28 MHz, în timp ce lățimea maximă a canalului pentru cipurile Intel și Wavesat este de 10 MHz cu valori intermediare 3,5 și 7 MHz.

Interfața radio a „sistemelor pe cip” considerate conține blocuri ADC/DAC pentru conexiune analogică directă cu un transceiver extern. În tabel 2 prezintă principalii parametri ai soluțiilor pentru dezvoltarea echipamentelor de abonat WiMAX.

Tabelul 2. Principalii parametri ai soluțiilor pentru dezvoltarea echipamentelor de abonat WiMAX

Stații de bază

Să luăm în considerare opțiunile pentru dezvoltarea stațiilor de bază WiMAX bazate pe cipuri binecunoscute. Fujitsu a dezvoltat cipul MB87M3400 atât pentru stațiile de bază, cât și pentru stațiile de abonat. Totuși, spre deosebire de soluția Intel, cipul Fujitsu are o interfață pentru un procesor extern. Pentru a implementa modul full-duplex, este necesar să folosiți două cipuri, dintre care unul îndeplinește funcțiile stratului fizic și stratul inferior al protocolului MAC, iar al doilea este un procesor extern (de la o companie terță parte) pentru a implementa stratul superior al protocolului MAC. Pentru dezvoltarea stației de bază, Fujitsu oferă un kit de dezvoltare full-duplex cu procesorul Freescale MPC8560, dar nu furnizează software care oferă funcții de protocol MAC de nivel superior.

PicoChip oferă soluția PC102/PC8520, construită pe două dintre ele procesoare paralele PC102. Compania furnizează software care implementează stratul fizic și funcțiile de nivel inferior ale protocolului MAC pe cipurile PC102. La fel ca Fujitsu, PicoChip folosește procesorul Freescale MPC8565 pentru a implementa stratul superior al protocolului MAC în kitul său de dezvoltare. Cu toate acestea, spre deosebire de Fujitsu, PicoChip și-a licențiat software-ul pentru stratul superior al protocolului MAC. Deoarece soluția PC102/PC8520 nu include funcții de criptare/decriptare, pentru a le efectua trebuie utilizat un procesor extern.

Cipul de dezvoltare a stației de bază SQN2010 de la Sequans este primul sistem pe cip care are funcționare full-duplex. SQN2010 implementează toate funcțiile de nivel fizic și MAC necesare pentru funcționarea stației de bază full-duplex. Cipul SQN2010 diferă de SQN1010 prin prezența unui al doilea procesor central care implementează nivelul superior al protocolului MAC. Cipul SQN1010 are o interfață PCI pentru a oferi posibilitatea de a conecta un procesor extern.

Soluția DM256/MC336 de la Wavesat poate fi folosită și pentru a dezvolta stații de bază. Această soluție acceptă funcționarea full-duplex, dar trebuie menționat că necesită un procesor extern pentru a implementa funcții de criptare-decriptare. La fel ca Fujitsu, Wavesat nu furnizează software-ul de protocol MAC de nivel superior necesar pentru dezvoltarea stațiilor de bază.

Dintre cele patru soluții descrise, doar cipurile PicoChip PC102 nu integrează funcții ADC/DAC. Prin urmare, pentru dezvoltările care utilizează o interfață radio analogică, vor fi necesare dispozitive ADC/DAC suplimentare. Principalii parametri ai soluțiilor considerate pentru dezvoltarea stațiilor de bază sunt prezentați în Tabel. 3.

Tabel 3. Parametrii principali ai soluțiilor considerate pentru dezvoltarea stațiilor de bază WiMAX

Selectarea unui producător de cip pentru a dezvolta sisteme WiMAX este o decizie strategică importantă. Pentru dezvoltarea rapidă și eficientă a sistemului, sunt necesare cel mai complet suport software și hardware și instrumente pentru dezvoltare și depanare. Prezența truselor de depanare poate crește semnificativ viteza și poate reduce costul dezvoltării echipamentelor WiMAX, care este unul dintre criteriile principale atunci când alegeți un anumit produs.

Implementarea sistemelor WiMAX

Construirea unei rețele de acces fără fir fix presupune utilizarea a trei tipuri de echipamente - stații de bază, stații de abonat și echipamente pentru organizarea comunicațiilor între stațiile de bază. În rețelele de acces bazate pe WiMAX, vor fi folosite atât antene cu direcție îngustă, cât și antene cu un sector de acoperire mai larg, până la cele omnidirecționale.

Topologie de rețea

Pentru o conexiune punct la punct (Fig. 6a), se folosesc două antene îndreptate una spre cealaltă; Așa sunt construite, de exemplu, linii de releu radio transmisii în care distanța dintre turnurile de releu adiacente poate fi de zeci de kilometri. În topologia „punct-la-multipunct” (Fig. 6b), o stație de bază cu o antenă omnidirecțională sau sectorială este plasată în centrul „celulei”, iar toți abonații deserviți de aceasta sunt echipați cu antene direcționale concentrate pe aceasta. .

Orez. 6. Topologii posibile de rețea WiMAX

Un alt tip de comunicare va fi obtinut prin folosirea doar a antenelor omnidirectionale. În acest caz, se va realiza posibilitatea de a conecta „toată lumea la toată lumea” sau „multipoint-to-multipoint” (mesh) (Fig. 6c).

Stația de bază WiMAX este o soluție modulară care poate fi completată cu diverse unități după cum este necesar, de exemplu, module pentru comunicarea cu rețeaua principală a furnizorului. În configurația minimă, sunt instalate un modul de interfață radio și un modul de conectare la rețea cu fir.

Gama de frecvente

Atunci când alegeți echipamentul WiMAX, pe lângă acesta caracteristici tehniceși prețurile, un factor important și adesea decisiv este dificultatea de a obține permise de frecvență specifice Rusiei. Faptul este că în Rusia practic nu există trupe „fără licență”. Pentru tipuri diferite echipamente există diferite proceduri pentru obținerea autorizațiilor de frecvență. Pentru a opera în orice domeniu, operatorii de telecomunicații trebuie să obțină permisiuni destul de complexe și pe mai multe niveluri atât de la serviciile de frecvență, cât și de la serviciile de supraveghere a comunicațiilor.

Evident, în țara noastră, principalul factor care influențează viteza de implementare a sistemelor WiMAX sunt problemele de reglementare a spectrului, întrucât dezvoltarea pieței serviciilor WiMAX depinde direct de alocarea resursei de frecvență necesare operatorilor. Astăzi, cele mai promițătoare benzi din punctul de vedere al dezvoltării viitoare a tehnologiei WiMAX sunt în regiunea 2,4, 3,5 și 5,6 GHz.

Trebuie luat în considerare faptul că propagarea undelor radio în diferite părți ale spectrului are propriile sale caracteristici, care determină în mare măsură raza de acțiune a echipamentului, precum și rezistența la multipath.

Abordări generale ale alegerii unui sistem WiMAX

Înainte de a lua în considerare sistemele WiMAX disponibile, trebuie abordate următoarele probleme de sistem:

Selectarea unui interval de frecvență.
Determinarea cantității de resurse de frecvență necesare.
Elaborarea procedurilor de alocare si atribuire a frecventelor radio.
Studiul problemelor legislative.
Înainte de a trece la luarea în considerare a unor sisteme specifice, este recomandabil să luați în considerare probleme generale selectarea sistemelor, care va ajuta la eliminarea opțiunilor în mod clar inacceptabile în etapa preliminară a analizei. Să formulăm criteriile care ar trebui urmate atunci când alegem echipamentele de acces wireless fix WiMAX:
Echipamentul trebuie să fie fabricat de o companie specializată cu experiență în dezvoltarea și producția de echipamente wireless, ceea ce reprezintă o oarecare garanție a calității.
Caracteristicile tehnice ale echipamentului furnizat de producător trebuie să fie suficient de complete pentru a putea fi utilizate pentru a trage o concluzie despre capacitățile acestuia. Prezentarea unor astfel de caracteristici vorbește despre profesionalismul angajaților și, într-o anumită măsură, garantează că vorbim de un produs original și nu de revânzare. marcă puțin cunoscută sub marca comercială a vânzătorului.
Este de dorit ca stația de bază să aibă capacitatea de a sectora și de a-și crește treptat performanța, pentru care trebuie să poată conecta o antenă externă. Apoi, în prima etapă, este suficientă o stație de bază cu antenă omnidirecțională, în următoarea - două, cu antene cu lățimea fasciculului de 180° și așa mai departe.
Echipamentul trebuie să fie certificat.
Trebuie să se poată obține permisiunea de a folosi frecvențele în benzile utilizate de echipament.
Sistemul trebuie să aibă un cost acceptabil, iar costul minim al echipamentului de abonat este în primul rând important.

Concluzie

Este evident că astăzi WiMAX este una dintre cele mai avansate și promițătoare tehnologii pentru transmisia wireless de date. Combinând eforturile producătorilor de echipamente și ale operatorilor de telecomunicații, WiMAX poate deveni un adevărat înlocuitor pentru conexiunile DSL și prin cablu, oferind abonaților serviciul necesarîn orașele mari și la periferie.

Literatură

www.wimaxforum.org
Multiplexare cu diviziune ortogonală de frecvență în bandă largă (W-OFDM), www.wi-lan.com
Marchenko S. Surse de vulnerabilități în rețelele de comunicații fără fir // ADE. 2004. Nr. 13.
IEEE Std 802.16™-2004 IEEE Standard pentru Rețele locale și metropolitane. Partea 16: Interfață aeriană pentru sistemele de acces fără fir în bandă largă fixă, www. ieee. org.
Vlasov V. A. Reglarea frecvenței și asigurarea securității informațiilor pentru echipamentele Wi-Fi și WiMAX, // „Buletinul Comunicațiilor”. 2005. Nr. 9.
Bob Wheeler. Cum să alegi cel mai bun SoC pentru designul tău WiMAX // Wireless Net DesignLine. 17 octombrie 2005.
Pisarev Yu. Selectarea unui sistem de acces fără fir fix: o încercare de abordare sistematică // „Rețele de telecomunicații informaționale” (Kazahstan). 2003. Nr. 4.

Sistem WiMAX constă din două părți principale.

Stație de bază WiMAX, poate fi plasat pe un obiect înalt: o clădire sau un turn.

Receptor WiMAX: antenă cu receptor, sub formă de card PC, card de expansiune PC sau card extern.

Conexiunea dintre stația de bază și receptorul client se realizează în intervalul 2-11 GHz. Această conexiune permite transferul de date la viteze de până la 20 Mbit/s și nu necesită vizibilitate directă între stație și utilizator. Tehnologie WiMAX folosit atât la „ultimul milă”, cât și pentru a oferi acces la rețelele regionale: birou, raion. Se stabilește o conexiune permanentă între stațiile de bază învecinate folosind comunicații radio cu microunde (frecvențe ultra-înalte 10-66 GHz). Această conexiune, în condiții ideale, vă permite să transferați date la viteze de până la 120 Mbit/s. Restricția privind starea liniei de vedere nu este un plus, cu toate acestea, este impusă numai stațiilor de bază care participă la acoperirea completă a zonei, ceea ce este destul de posibil de implementat la plasarea echipamentului.

Orez. 2.1 - Organizarea unei rețele de comunicații folosind tehnologia WiMax.

Cel puțin una dintre stațiile de bază poate fi conectată permanent la rețeaua furnizorului printr-o conexiune de bandă largă de mare viteză. De fapt, cu cât mai multe stații au acces la rețeaua furnizorului, cu atât viteza și fiabilitatea transmisiei datelor sunt mai mari. Cu toate acestea, chiar și cu un număr mic de puncte, sistemul este capabil să distribuie corect sarcina datorită topologiei celulare.

Pe bază principiul celular De asemenea, ei dezvoltă construcția unei rețele optime care înconjoară obiecte mari (cladiri urbane cu mai multe etaje, lanțuri muntoase), atunci când o serie de stații succesive transmit date pe bază de cursă de ștafetă.

Orez. 2.2 - Schema de organizare a unei rețele regionalizate folosind tehnologia WiMAX.

Structura rețelei standard IEEE 802.16 este foarte asemănătoare cu rețelele tradiționale de comunicații mobile: și aici există stații de bază care funcționează pe o rază de până la 50 km și, de asemenea, nu trebuie să fie instalate pe turnuri - acoperișurile sunt destul de potrivit pentru ei, tot ceea ce este necesar este respectarea stării de linie directă a vizibilității între stații. Pentru a conecta stația de bază la utilizator, este necesar echipamentul utilizatorului. Apoi semnalul poate fi trimis printr-un cablu Ethernet standard, fie direct către un anumit computer, fie către un punct de acces Wi-Fi 802.11 sau către o rețea Ethernet locală cu fir.

2.3. Moduri de operare WiMax.

Standardul 802.16e-2005 încorporează toate versiunile lansate anterior și acest moment oferă următoarele moduri.

WiMAX fix- acces fix;

WiMAX nomade- acces la sesiune;

WiMAX portabil- acces în mod deplasare;

WiMAX mobil- acces mobil.

Fix WiMAX . Accesul fix este o alternativă la tehnologiile cu fir de bandă largă (xDSL, T1 etc.). Standardul folosește intervalul de frecvență 10-66 GHz. Acest interval de frecvență, datorită atenuării puternice a undelor scurte, necesită vizibilitate directă între emițător și receptorul de semnal. Pe de altă parte, această gamă de frecvență permite evitarea uneia dintre principalele probleme ale comunicațiilor radio - propagarea semnalului cu mai multe căi. În același timp, lățimea canalelor de comunicație în acest interval de frecvență este destul de mare (valoarea tipică este de 25 sau 28 MHz), ceea ce face posibilă atingerea unor viteze de transmisie de până la 120 Mbit/s. Modul fix a fost inclus în versiunea 802.16d-2004 a standardului și este deja utilizat în mai multe țări. Cu toate acestea, majoritatea companiilor care oferă servicii FixWiMAX, așteptați-vă la o tranziție rapidă la portabil și, ulterior, mobil WiMAX.

Figura 2.3. – Conectare în rețea în modul WiMAX fix.

Nomad WiMAX . Accesul la sesiune (nomadic) a adăugat conceptul de sesiuni celui deja existent FixWiMAX. Prezența sesiunilor vă permite să mutați liber echipamentele client între sesiuni și să restabiliți conexiunea folosind alte stații de bază WiMAX decât cele utilizate în timpul sesiunii precedente. Acest mod este conceput în principal pentru dispozitive portabile, cum ar fi laptop-uri și PDA-uri. Introducerea sesiunilor vă permite să reduceți consumul de energie al dispozitivului client, ceea ce este important pentru dispozitivele portabile.

Portabil WiMAX . Pentru modul PortabilWiMAX a adăugat posibilitatea de a comuta automat un client de la o stație de bază WiMAX cu altul fără a pierde legătura. Cu toate acestea pentru acest mod Viteza de deplasare a echipamentelor clientului este încă limitată - 40 km/h. Cu toate acestea, deja în această formă puteți utiliza dispozitive client pe șosea (într-o mașină când conduceți prin zone rezidențiale ale orașului, unde viteza este limitată, pe bicicletă, pe jos etc.). Introducerea acestui mod a făcut oportună utilizarea tehnologiei WiMAX pentru smartphone-uri și PDA-uri. În 2006, a început producția de dispozitive care funcționează în modul portabil WiMAX.

Mobil WiMAX a fost dezvoltat în standardul 802.16e-2005 și a făcut posibilă creșterea vitezei de mișcare a echipamentelor clientului la mai mult de 120 km/h.

Figura 2.4. – Conectare în rețea în modul Mobil WiMAX.

Tehnologia Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ) utilizată în acest mod vă permite să mențineți o conexiune stabilă în timpul unei schimbări bruște a direcției de mișcare a echipamentului client. Iar tehnologia Hard Handoff optimizată pentru rețea (HHO) vă permite să reduceți timpul pentru comutarea unui client între canale cu până la 50 de milisecunde sau mai puțin.