Лекция "Беспроводная технология WiMAX"

тема 4 вопрос 12 беспроводная технология WiMAX WiMAX – очень перспективное направление в развитии беспроводных технологий. Характеристики технологии WiMAX во многом превосходят стандарт IEEE 802.11. Довольно интересно будет  ознакомиться с архитектурой работы системы WiMAX. Несомненно, существует несколько  режимов работы стандарта IEEE 802.16, подробное описание которых можно найти в лекции. Как  ни странно, у новой технологии есть несколько сдерживающих факторов, ограничивающих ее  быстрое распространение. Цели и задачи WiMAX При всем богатстве выбора сетевых подключений сложно одновременно соблюсти три основных  требования к сетевым соединениям: высокая пропускная способность, надежность и мобильность.  Решить подобную задачу может следующее поколение беспроводных технологий ­ WiMAX  (Worldwide Interoperability for Microwave Access), стандарт IEEE 802.16. Для продвижения и развития технологии WiMAX был сформирован WiMAX­форум:  http://www.wimaxforum.org на базе рабочей группы IEEE 802.16, созданной в 1999 году. В форум  вошли такие фирмы, как Nokia, Harris Corporation, Ensemble, Crosspan и Aperto. К маю 2005 года  форум объединял уже более 230 участников. В том же году Всемирный съезд по вопросам  информационного сообщества (World Summit on Information Society ­ WSIS) сформулировал  следующие задачи, которые были возложены на технологию WiMAX: Обеспечить при помощи WiMAX доступ к услугам информационных и  коммуникационных технологий для небольших поселений, удаленных регионов, изолированных  объектов, учитывая при этом, что в развивающихся странах 1,5 миллиона поселений с числом  жителей более 100 человек не подключены к телефонным сетям и не имеют кабельного сообщения  с крупными городами. Обеспечить при помощи WiMAX доступ к услугам информационных и  коммуникационных технологий более половины населения планеты в пределах досягаемости,  учитывая при этом, что общее число пользователей Internet в 2005 году составляло приблизительно  960 млн человек, или около 14,5 % всего населения Земли. Цель технологии WiMAX заключается в том, чтобы предоставить универсальный беспроводной  доступ для широкого спектра устройств (рабочих станций, бытовой техники "умного дома",  портативных устройств и мобильных телефонов) и их логического объединения ­ локальных сетей.  Надо отметить, что данная технология имеет ряд преимуществ: По сравнению с проводными (xDSL или широкополосным), беспроводными или  спутниковыми системами сети WiMAX должны позволить операторам и сервис­провайдерам  экономически эффективно охватить не только новых потенциальных пользователей, но и  расширить спектр информационных и коммуникационных технологий для пользователей, уже  имеющих фиксированный (стационарный) доступ. Стандарт объединяет технологии уровня оператора связи (для объединения многих  подсетей и предоставления им доступа к Internet), а также технологии "последней мили"  (конечного отрезка от точки входа в сеть провайдера до компьютера пользователя), что создает  универсальность и, как следствие, повышает надежность системы. Беспроводные технологии более гибки и, как следствие, проще в развертывании, так  как по мере необходимости могут масштабироваться. Простота установки как фактор уменьшения затрат на развертывание сетей в  развивающихся странах, малонаселенных или удаленных районах. Дальность охвата является существенным показателем системы радиосвязи. На данный  момент большинство беспроводных технологий широкополосной передачи данных требуют  наличия прямой видимости между объектами сети. WiMAX благодаря использованию технологии  OFDM создает зоны покрытия в условиях отсутствия прямой видимости от клиентского  оборудования до базовой станции, при этом расстояния исчисляются километрами. Технология WiMAX изначально содержит протокол IP, что позволяет легко и  прозрачно интегрировать ее в локальные сети. Технология WiMAX подходит для фиксированных, перемещаемых и подвижных  объектов сетей на единой инфраструктуре. 1. 2. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. WiMAX 8. Кроме Wi­Fi, существует другой стандарт беспроводной связи ­ WiMAX, который  развивается не менее быстрыми темпами, но во многом от него отличается. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) базируется на  стандарте IEEE 802.16. Сеть на базе этой технологии строится из базовых и абонентских станций и  оборудования, связывающего между собой базовые станции с поставщиком Интернета и других  сервисов. Используемый диапазон частот ­ от 1,5 до 13,6 ГГц. Радиус действия ­ 6­10 км для  "статичных" абонентов и 1­5 км ­ для "мобильных", передвигающихся на скорости до 120 км/ч.  Скорость передачи данных может достигать 40­75 Мбит/с. WiMAX создавался в качестве  универсальной беспроводной связи для широкого спектра устройств (от ПК и ноутбуков до  мобильных телефонов и планшетов), действующей на больших расстояниях. Следует сразу отметить, что под названием WiMAX объединяются два стандарта ­  802.16d (фиксированный WiMAX) и 802.16e (мобильный WiMAX), разработчикам их так и не  удалось объединить. Каждая спецификация имеет свои рабочие диапазоны частот, ширину полосы  пропускания, мощность излучения, методы передачи и доступа, способы кодирования и модуляции  сигнала и другие характеристики. Потому WiMAX­системы, основанные на различных версиях  стандарта IEEE 802.16, практически несовместимы. В стандарте 802.16d (он же 802.16­2004) используются стационарные модемы и  PCMCIA­карты для ноутбуков. Связь возможна только с неподвижными абонентами. При этом  могут достигаться следующие характеристики: скорость до 75 Мбит/с, дальность связи ­ 25­80 км,  используемый диапазон частот ­ 1,5­11 ГГц (чаще применяются 3,5 и 5 ГГц). Стандарт 802.16e (802.16­2005) оптимизирован для работы с мобильными  пользователями. Характеристики таковы: скорость до 40 Мбит/с, дальность связи ­ 1­5 км,  используемый диапазон частот ­ 2,3­13,6 ГГц (чаще ­ 2,3­2,5; 2,5­2,7; 3,4­3,8 ГГц). Также 802.16e  применяется и для обслуживания фиксированных пользователей. Именно его чаще всего  предлагают пользователям различные провайдеры. Таким образом, мобильный WiMAX является конкурентом современным мобильным  технологиям, а фиксированный WiMAX ­ проводному широкополосному доступу DSL. Конечные  абоненты, желающие подключиться к сетям WiMAX, должны в первую очередь выбрать  провайдера и заключить договор. После этого они получат USB­модем, ExpressCard­модем либо  аналогичное устройство. WiMAX­приемник можно купить самостоятельно, кроме того, ряд  мобильных устройств и ноутбуков уже имеют встроенную поддержку технологии WiMAX. В будущем на смену двум спецификациям должен прийти единый стандарт 802.16m  (WiMAX 2). Он будет производительнее, быстрее (скорость до 100 Мбит/с у мобильного варианта  и до 1 Гбит/с ­ у фисированного). Также появится поддержка новейших коммуникационных  технологий. Напоследок рассмотрим качественные различия Wi­Fi и WiMAX. Wi­Fi ­ система  короткого действия (десятки метров), с ее помощью удобно создавать локальные сети,  необязательно подключенные к Интернету. WiMAX ­ система дальнего действия (километры),  соединяющая провайдера и конечного пользователя. Домашнюю сеть на ее базе построить сложнее,  зато сеть, охватывающую большие пространства, ­ проще. При сравнении часто применяется такая  аналогия: WiMAX сравнивается с мобильной связью, а Wi­Fi ­ со стационарным беспроводным  телефоном. 17. Если вы являетесь ярым сторонником беспроводных сетей, для вас оптимальным  вариантом будет следующая схема (см. рисунок выше): в качестве магистрального канала от провайдера использовать WiMAX, а далее распределять Интернет между потребителями на основе  локальной Wi­Fi­сети