Стандарт WiMAX: техническое описание, варианты реализации и специфика применения. Общие подходы к выбору системы WiMAX
- рынка в стране оценку его текущего состояния можно свести к фразе «пока не очень, но ситуация выправляется». Ни у кого уже не осталось сомнений, что именно этот стандарт беспроводной связи будет ведущим в течении следующего технологического цикла. Если, конечно, срочно не потребуется внедрять какое-нибудь 5,5 G.
Однако, так было не всегда. В 2008 году, когда во многих регионах страны не было даже 3 G, на роль «следующего поколения беспроводной связи» претендовал WiMax. В то далёкое время стандарт оказался единственным, способным обеспечить скорость мобильного доступа в несколько мегабит и реализованным в железе. Надо отметить, что тогда ситуация со скоростным интернетом (и с интернетом вообще) была довольно-таки печальна. При этом печальна она была не только в сотовом сегменте, но и в проводном. Никаких 50 мегабит/с за 600 рублей не было и в помине, за эти деньги можно было приобрести гораздо меньше. На этом фоне предложения от Yota (ООО «Скартел») казались невероятными: скорости до 10 Мбит/с, отсутствие порога трафика, абонентская плата менее тысячи рублей, возможность использования в любой точке покрытия, отсутствие роуминга…
После отличного старта Йоты потянулись операторы второго эшелона: Комстар, Фрештел, Союз-Телеком, WiTe. Каждый пытался приобщиться к WiMax и урвать абонентскую базу у сотовиков. Когда же «локомотив» в лице Йоты анонсировал собственный телефон «Yota Cosmos» с безлимитными звонками внутри сети и доступной ценой, мобильным операторам и вовсе поплохело. Неудивительно - значительную часть выручки они делают на столичных рынках, как самых ёмких и платёжеспособных. Потерять их означало встать в один ряд с Tele 2.
Однако, планам Yota было не суждено сбыться. Через некоторое время было заявлено об остановке проекта по внедрению нативной голосовой связи. Официальной причиной называлась невозможность обеспечить приемлемое качество, что содержит в себе долю лукавства - голос требует заметно меньше полосы, чем данные. Как бы то ни было, проект был свёрнут, и возродиться ему не удалось. Приблизительно тогда же триумфальное шествие WiMax -операторов сбилось с темпа, а ранее бодрые игроки потеряли крылья и спустились на грешную землю.
Почему не вышло у Yota и почти у всех остальных ?
Причин неудачи стандарта в целом (и Скартела в частности) несколько.
Во-первых, компания слишком распылялась. Вместо сосредоточения исключительно на российском рынке, она решила стать международной и занялась строительством сетей в Никарагуа и Беларуси. Через непродолжительное время оттуда пришлось уйти. Тоже самое относится и к телефону Cosmos и «первой в России сети LTE» - все наработки просто выкинули. Сеть LTE в Казани вообще стояла пустой, так как у Скартела не было соответствующих лицензий. Одним из результатов такой политики было недофинансирование и задержка строительства/модернизации сетей в России.
Во-вторых, негибкая ценовая политика. На момент запуска предлагалось всего лишь два тарифа: дневной (50, а затем 90 рублей) и месячный (900 рублей в месяц). Скорость на тарифах была максимальной, поэтому те, кому нужен был недорогой, не слишком быстрый, но стабильный интернет оказались не охваченными предложением.
В-третьих, сети компании были сильно перегружены. Это явилось следствием ценовой политики, которая не подразумевала каких-либо ограничений по трафику или по скорости. В результате абоненты бросились качать торренты и смотреть видео, чем «положили» значительно число базовых станций. Слухи «об отвратительно работающем интернете» сразу же расползлись по сети.
Наконец, в-четвёртых, странная политика покрытия. Абонентами сети являлись жители многоэтажных домов крупнейших городов. Хотя, как мы упоминали выше, проводной интернет тогда был не слишком развит, провайдеры не стояли на месте. Росли скорости, падала цена, покупались Wi-Fi -роутеры. Как итог, Скартел перестал быть «оператором для всех» и был вытеснен из квартир как основной канал. Частный же сектор и города в областях (Московской и Ленинградской) маркетологи старательно не замечали, руководствуясь поговоркой «За КАДами жизни нет». А ведь именно там доступ к сети гораздо нужнее, чем в столицах, ибо в те времена даже в многоэтажках всё было очень плохо. Жители областей с удовольствием бы воспользовались Йотой как стационарным каналом даже с сильным ограничением по скорости (2 или даже 1 Мбит/с), потому как и в конце 2013 года с интернетом в частном секторе не всё в порядке.
У остальных провайдеров причины сворачивания несколько другие. Например, «Комстар» через «МГТС» был куплен «МТС» и закрыт, чтобы не создавать конкуренцию технологии LTE. Другим операторам банально не хватило денег, чтобы выйти хотя бы на операционную окупаемость. Кто-то же вовсе не пошёл дальше, ограничившись парой городов, так как не видел себя в роли конкурента «большой тройке». В общем, причины были разные, результат же один - свёртывание или замораживание почти всех проектов.
Мы решили провести обзор предложений WiMax в стране, заодно посмотрев, как в настоящий момент чувствуют себя операторы.
Yota
О ней мы достаточно много рассказали в предыдущем пункте. К сказанному следует добавить, что ничего не осталось не только от изначальных планов, но и от самой компании: её Мегафон. В общем, компания полностью оправдала свой логотип в виде стоящего вверх ногами человечка.
Официальный сайт пока действует и предлагает подключиться, но вряд ли это будет продолжаться долго. Ценовая политика у «Скартела» и «Мегафона» в корне различна.
Комстар
Ещё один оператор, павший под натиском конкурентов из мира сотовой связи. В 2011 году МТС присоединила «КОМСТАР–Объединенные ТелеСистемы», а в конце лета 2012 года сеть WiMax была окончательно закрыта. Всех клиентов перенаправили в сети LTE:
В отличии от сайта Yota, на котором не осталось никакого упоминания о технологии, на сайте Комстара всё сохранилось в первозданном виде (без функций подключения и покупки, конечно) и можно посмотреть «как оно было». Например, вот такие вот тарифы:
Оператор ввёл тарифы с ограничением трафика, но с приемлемыми ценами на перерасход. Видимо, к такому решению подтолкнул опыт Йоты.
Союз-Телеком
Первый действующий оператор в нашем обзоре, хотя действующим его можно назвать только с большой натяжкой. Самые свежие новости датированы 2011 годом, карта покрытия отсутствует, а отзывы пользователей крайне негативны. Абоненты жалуются на регулярно отсутствующие услуги, невменяемую техподдержку, отсутствие какой-либо информации и длительное время ремонта оборудования:
Впрочем, проблемы не только у абонентов, но и официальных дилеров, которые также не знают, что им делать:
На текущий момент обсуждение провайдера практически прекратилось (все активные пользователи так или иначе переключились). Ходили слухи о продаже оборудования и переводе клиентов к новым операторам, но официальной информации по этому поводу нет.
Самого оператора надзорный орган не раз и не два привлекал к ответственности за невыполнение лицензионных условий и работе без необходимых документов. Например, в марте 2012 года была проведена внеплановая проверка Управлением Роскомнадзора по Республике Алтай, в результате которой было выписано несколько протоколов об административном нарушении. У компании были проблемы с вводом в эксплуатацию СОРМ, работе без регистрации РЭС и разрешений на радиочастоты. В ноябре 2012 года жители г. Чусово Пермского края жаловались на отсутствие услуги. Жалобу признали законной, оштрафовали оператора на 30 тысяч рублей и направили возбуждённое административное дело в Арбитражный суд Москвы. Помимо описанных случаев было ещё несколько нарушений, за которые оператору выписывались штрафы и предупреждения.
В чём же проблема провайдера? На наш взгляд, она заключалась в попытке охватить всё и сразу. Компания получила огромное количество (47 штук) лицензий, которые требовалось реализовать:
При этом реализовывать их требовалось почти на всей территории страны. «Союз-Телеком» с гордостью заявлял, что « Компания имеет 47 лицензий на осуществление деятельности в области оказания 5 услуг связи на территории 80 регионов России, включая «Услуги связи по передаче данных для целей передачи голосовой информации», «Услуги связи по передаче данных за исключением услуг передачи данных для целей передачи голосовой информации», «Телематические услуги связи», «Услуги связи по предоставлению каналов связи» и «Услуги местной телефонной связи за исключением услуг местной телефонной связи с использованием таксофонов и средств коллективного доступа». Конечно же, без миллионов долларов инвестиций этим планам не суждено было сбыться. Скорее всего, стратегия компании предполагала быстро набрать минимальное число клиентов, которое бы окупало текущую деятельность. Расчёт не оправдался, денежный поток оказался меньше, чем требовалось и оператор начал тонуть. В общем, ещё один пример того, что нужно откусывать столько, сколько сможешь прожевать.
Тариф был всего один, но с возможность заплатить за несколько месяцев и получить скидку:
WiTe
Ещё один оператор с наполеоновскими планами, которым не суждено было сбыться. В 2009 году было обещано в течении двух лет запустить сети в 25 городах шести федеральных округов. Однако планам было не суждено сбыться, и в итоге сеть заработала всего в двух городах: Кемерово и Топки. Скорее всего, компании просто не хватило денег - те 25 миллионов долларов, которые планировалось направить на покрытие регионов, были слишком маленькой суммой. Несмотря на проигрышную стратегию «всё и сразу», компания избежала участи «Союз-Телекома». Сумев не ввязаться в гонку наращивания присутствия, провайдер сосредоточился в одном месте и сумел дожить до сегодняшнего времени.
Хотя заявлена работа в двух городах, карта покрытия приведена лишь для одного:
А вот с тарифами у компании всё в порядке. Оператор не погнался за никому не нужной унификацией и минимализмом, а представил целую линейку:
В линейке есть тарифы как с ограничением трафика, так и без. Кроме того, доступны суточные тарифы: ВАЙТ DAY за 50 рублей и ВАЙТ EXPRESS за 75 рублей. Всем желающим предоставляется 2 дня для тестирования сети. Если результат не обрадует, несостоявшийся абонент может возвратить уплаченные авансом средства, вернув оборудование.
Для города Топки тарифов гораздо меньше:
Особенностью тарифов являются условия использования. Дело в то, что тарифы привязаны к типу оборудования, причём название оборудования вводят в заблуждение. К примеру, тариф «Вайт Фикс» доступен для оборудования, названного «Модем», хотя под ним подразумевается как
USB-
модем, так и роутер. А вот оборудование, названное «Роутер» подразумевает под собой внешнюю антенну и высокопроизводительный роутер. Дело скорее всего в том, что «роутеры» обладают гораздо более чувствительной антенной. Так как при большой антенне сигнал становится стабильней, а скорость доступа возрастает, тарифы пришлось корректировать в сторону уменьшения порога трафика или увеличения абонентской платы. Иначе стационарные абоненты создадут большую нагрузку на базовую станцию.
Устройств предлагается по одной модели на тип: модем, роутер (мобильный и стационарный), стационарная станция и внешняя антенна:
|
Устройство |
Цена, руб. |
|
USB-модем Seowon SWU-3220A
|
|
|
WiFi роутер Seowon SWU-8200
|
|
|
Роутер Seowon SWС-3200
|
|
|
Greenpacket OX 350
|
|
|
Внешняя антенна для роутеров
|
Набор устройств для работы в сети WiTe
Отзывы о провайдере различны. Чаще, конечно же ругают, но само по себе это не показатель - ругают люди гораздо охотней, чем хвалят. Жалуются люди на маленькую скорость, нестабильность подключения, недоступную техподдержку. Часть жалоб действительно обоснована - скорость менее 1 Мбит/с можно считать проблемой, но попадаются и жалобы вида «не могу посмотреть фильмы онлайн». К сожалению, не все люди понимают, что смотреть фильмы онлайн по беспроводной связи без всяких ограничений на сегодняшний момент возможно только при большой удаче.
FRESHTEL
Единственный провайдер, который оказывает услуги в нескольких городах и хоть как-то развивается, а не находится на грани банкротства. В зоне действия сети находятся несколько десятков городов в 12 регионах страны, при этом большинство из них расположены в Центральном федеральном округе. Видимо, в компании внимательно следили за развитием (точнее, за тем, как они загибаются) конкурентов и учились на их ошибках. Поэтому «Фрештел» не только осваивает рядом расположенные регионы, но и не пытается тягаться с провайдерами проводного доступа в многоэтажках, концентрируясь на частном секторе. Например, вот так выглядит зона покрытия в городе Шахты:
Если увеличить карту, будет видно, что в основном услуги будут предоставляться жителям частного сектора. Многоквартирные дома в зоне также есть, но они малоэтажны, поэтому услуги беспроводного интернета там также будут востребованы. Осваивает оператор не только маленькие города, но и областные центры. К примеру, в Самаре также присутствует сеть. Увы, далеко не во всех районах:
Полный список присутствия насчитывает 37 городов:
Часть городов были запущены уже довольно давно, а часть совсем недавно. Последние города - Самара и Тольятти, были подключены осенью уходящего года.
Тарифов у оператора два: с лимитом трафика на 20(10) Гбайт и безлимитный. Они одинаковы почти для всех городов. Первый стоит 590 рублей, второй - 790 рублей в месяц. Скорость составляет до 10 Мбит/с максимум в теории (на практике всё куда скромнее). Для тарифа с лимитом трафика после его исчерпания скорость ограничивается 256 кбит/с. Скромно, но всё равно гораздо лучше подачек от сотовых операторов в виде 64 кбит/с:
Устройств достаточно много: два вида модемов, пять видов роутеров, внешний блок и четыре внешние антенны. Цена на модемы повыше, чем у остальных: 1890 рублей за ZTE AX320 USB Dongle и 1990 рублей за Seowon SWU-3220A USB Dongle. К счастью, с 07.11.2013 проходит акция «Интернет в кармане за 99 рублей» в рамках которой модемы можно приобрести всего за 99 рублей. Акция будет продолжаться до тех пор, пока не будут проданы последние модемы данного типа. Действуют акции и на другие устройства, но уже с ограничением по времени:
Отдельно стоит отметить возможность оплаты услуг. На выбор предоставляется несколько способов: через терминалы, банковские карты, электронные деньги и даже «Сбербанк России»:
Такое большое количество способов оплаты говорит о том, что компания понимает, что за клиента надо бороться, а не заставлять его лично являться в офис, чтобы отдать фирме свои деньги.
Отзывов об операторе много и подавляющее большинство из них отрицательны. Значительная часть из них заключается в том, что «обещали 10 Мбит/с, а на деле гораздо меньше». Тут оператор почему-то решил не учитывать опыт Йоты и прогулялся по граблям со скоростями «до 10 Мбит/с». Понятно, что 10 Мбит/с абонент сможет увидеть только под базовой станцией, являясь её единственным клиентом. Увы, в погоне за подключениями маркетологи пишут в тарифах цифры, крайне далёкие от реальности. Множество нареканий и на урезанные торренты, но здесь мы можем понять провайдера. Торренты загрузят любой канал связи на 100%, беспроводное подключение их не потянет физически. Так что для удобства остальных пользователей торренты необходимо ограничивать. Претензии здесь можно предъявить к неинформированию абонентов, некоторые из которых подключаются именно ради скачки фильмов и игр с трекеров. Встречаются и совершенно необоснованные претензии:
Интересно, кто из беспроводных провайдеров обеспечивает постоянную скорость 1 Мбит/с?
В общем, абоненты негодуют и грозятся переключиться к сотовым операторам. Скорость у них действительно выше, как и стабильность, но почему-то все забывают, что трафик жёстко лимитирован и после исчерпания месячного объёма скорость падает до 64Кбит/с.
Летом ходили о поглощении «Фрештела» «ТрансТелекомом», но они так и не нашли подтверждения.
Был ли шанс?
Рассмотрев самых больших федеральных операторов WiMax, можно сказать, что стандарт в России скорее мёртв, чем жив. Сотовые игроки перешли на LTE, небольшие местные предпочитают различные вариации Wi-Fi. Для WiMax осталась не слишком большая ниша корпоративных клиентов, которые не могут подключиться к проводам по различным причинам, но подключать которых по Wi-Fi невозможно.
Глядя в прошлое с сегодняшних позиций, зададимся вопросом: был ли шанс у WiMax? Мы считаем, что да. Небольшой, но вполне реальный. Стандарту повезло дважды: первый раз, когда наступил кризис и сотовые операторы заморозили большие стройки. Кризис - это не очень хорошо для большинства, но не для того, у кого есть деньги. Стоимость оборудования, заработная плата, затраты на логистику - в кризис всё дешевле. Помимо этого, у подрядчиков становится меньше работы, а значит можно строить быстрее. Второй раз стандарту повезло, когда выяснилось, что полноценных сетей 3 G развернуть в некоторых местах невозможно, а LTE будет запущен вообще неизвестно когда. На момент начала внедрения WiMax технологически превосходил имевшиеся тогда сети третьего поколения в несколько раз.
Рассуждать, что требовалось сделать, зная прикуп глядя на все удачные и неудачные шаги с позиции истории не очень корректно, но мы всё попытаемся. Итак, для развития WiMax как стандарта требовалось предпринять следующие шага:
Не распылять усилия на всю страну, а сосредоточиться на расположенных рядом регионах и городах. Что толку от роуминга без наценки между Москвой и Уфой, если поток людей между ними минимален? А вот роуминг между Москвой и Долгопрудным был бы гораздо востребованней.
Делать ковровое покрытие в столицах в первую очередь . Москва, и соответствующие области - это «дойная корова» для операторов. Здесь живёт значительная часть населения страны, которая платёжеспособна. Беларусь — это, конечно, хорошо, но по финансовым возможностям несопоставимо с Москвой или Питером.
Сотрудничать с местными игроками . Одним из препятствий на пути развития любой беспроводной технологии является необходимость инфраструктуры до базовой станции. Если предполагается делать достаточно плотное покрытие, без оптических сетей от точки присоединения не обойтись. Строительство линий отнимает время и деньги. Можно покупать канал у местных игроков, но тогда они не будут заинтересованы в развитии сети. А вот агентская схема или полноценное партнёрство могло дать синергетический эффект: местные получили бы возможность подключения частного сектора, а беспроводники - необходимые ресурсы сети и заинтересованность в успехе. Самое главное, было бы выиграно время и сети можно было развернуть гораздо быстрей.
Объединение усилий . Осваивать что-то вместе можно гораздо быстрее, чем по отдельности. Если бы все провайдеры WiMax разделили зоны влияния, но действовали под единым брендом (такую модель использовали сотовые компании в начале пути), дело пошло гораздо быстрее. К сожалению, такой сценарий ещё более фантастичен, чем предыдущий.
Большее разнообразие тарифов . Этой темы мы уже касались. Бедная тарифная линейка, не позволяющая абоненту найти именно «его» тариф оттолкнула от стандарта некоторое число клиентов. Не всем требовались скорости «до 10 Мбит/с» за 900 рублей, кто-то хотел тратить 300 и иметь возможность неспешно и без ограничений пользоваться почтой, читать новости и слушать радио.
Скорейшее внедрение безлимитного голоса и выпуск недорогих телефонов . Даже если бы сети WiMax предлагали одну-единственную услугу в виде неограниченных звонков и смс за небольшую сумму, к ним бы подключилось очень много людей. Опыт «Теле2» показывает, что дешёвая голосовая связь крайне востребована. Базовые услуги в виде голоса нагружают станцию совсем немного (это не торренты и даже не веб-страницы), а ценник в 300 рублей делает доступным такую связь широким слоям населения.
Если бы эти условия были бы выполнены, ситуация с WiMax была бы совсем другой. Кто знает, возможно сейчас мы бы обcуждали не внедрение LTE, а WiMax-2.
Принцип работы WiMAX сетей.
Компания «WiMAX Forum», основанная в 2001 году, занимается продвижением и развитием технологии WiMAX. В основу этой технологии положен стандарт IEEE 802.16 или Wireless MAN. В WiMax Forum входят такие компании, как Intel, Samsung, Nokia, LG, Motorola.
WiMAX технология позволяет решить ряд задач:
- соединить точки доступа Wi-Fi между собой и с поставщиком услуг Интернет;
- обеспечить беспроводный широкополосный доступ, альтернативный DSL и выделенной линии;
- предоставить высокоскоростной сервис по передаче данных, и по телекоммуникационным услугам;
- создать точки доступа, которые не привязаны к географическим положениям.
WiMAX фиксированный, 802.16-d или -2004, характеризуется диапазоном 3,5 ГГц или 5 ГГц, и использованием OFDM (ортогонального частотного мультиплексирования). Пользовательское устройство - это стационарный модем, который устанавливается внутри помещения или снаружи. Для ноутбука устанавливается PCMCIA-карта. WiMAX мобильный, 802.16-е или -2005, характеризуется несколькими диапазонами частот – это 2,3 ГГц, 2,5 ГГц, 2,7 ГГц, 3,4 ГГц и 3,8 ГГц. Это версия поддерживает похожие функции как для сотовых сетей третьего поколения EVDO или HSDPA - такие как хэндовер, роуминг и idle mode. Здесь используется OFDM масштабируемое или SOFDMA.
Разница между WiMAX и Wi-Fi
Казалось бы, конкурентом WiMAX в беспроводном сегменте является технология Wi-Fi, но при более внимательном рассмотрении можно заметить, что WiMAX и Wi-Fi заняли различные ниши. Если Вы пользуетесь домашним или офисным Wi-Fi роутером то знаете, что точки доступа Wi-Fi способны обеспечить сигнал в пределах всего лишь нескольких сот метров. WiMAX - система дальнего действия, покрывающая километры пространства. Технология WiMAX способна расширить зону действия мобильных устройств до радиуса квартала или даже небольшого города!
Сеть WiMAX
По структуре сети WiMax (стандарт IEEE 802.16) похожи на традиционные сети мобильной связи. Базовые станции, находящиеся в пределах прямой видимости друг от друга (а это при условии установки на высотных объектах до 50 км) связаны между собой постоянным радиоканалом в СВЧ диапазоне. Одна или несколько базовых станций должны иметь подключение к провайдеру сети Интернет. Для соединения базовой станции с пользователем необходимо наличие абонентского оборудования. При наличии в "зоне видимости" нескольких базовых станций WiMAX, программное обеспечение WiMax модема автоматически выбирает станцию с наиболее сильным сигналом.
Почему именно WiMAX?
Основным преимуществом данной технологии является скорость. Технология Mobile WiMAX позволяет работать в Интернете со скоростью до 10 Мбит/с. Заключив договор, вы сможете пользоваться быстрым Интернетом в любой точке зоны покрытия - дома, на работе или в машине. Для обеспечения хорошей скорости должны быть установлены соединения с прямой видимостью и диапазоном частот 10 - 66 ГГц между базовыми WiMAX станциями. При этом возможно достижение скорости по обмену информацией до 70 Мбит/c. И чем больше будет установлено базовых станций, тем выше будет скорость и надёжность созданной сети. Таким образом, соединяются расстояния в десятки километров.
WiMAX (W orldwide I nteroperability for M icrowave A ccess ) - телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов).
Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN (WiMAX следует считать жаргонным названием, так как это не технология, а название форума, на котором Wireless MAN и был согласован).
Название «WiMAX» было создано WiMAX Forum - организацией, которая была основана в июне 2001 года с целью продвижения и развития технологии WiMAX. Форум описывает WiMAX как «основанную на стандарте технологию, предоставляющую высокоскоростной беспроводной доступ к сети, альтернативный выделенным линиям и DSL». Максимальная скорость - до 1 Гбит/сек на ячейку.
Область использования
WiMAX подходит для решения следующих задач:
- Соединения точек доступа Wi-Fi друг с другом и другими сегментами Интернета.
- Обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.
- Предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.
- Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.
- Создания систем удалённого мониторинга (monitoring системы), как это имеет место в системе SCADA.
WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi-сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в рамках городов.
Целесообразность использования WiMAX как технологии доступа
Проблема последней мили всегда была актуальной задачей для связистов. К настоящему времени появилось множество технологий последней мили, и перед любым оператором связи стоит задача выбора технологии, оптимально решающей задачу доставки любого вида трафика своим абонентам. Универсального решения этой задачи не существует, у каждой технологии есть своя область применения, свои преимущества и недостатки. На выбор того или иного технологического решения влияет ряд факторов, в том числе:
- стратегия оператора, целевая аудитория, предлагаемые в настоящее время и планируемые к предоставлению услуги,
- размер инвестиций в развитие сети и срок их окупаемости,
- уже имеющаяся сетевая инфраструктура, ресурсы для её поддержания в работоспособном состоянии,
- время, необходимое для запуска сети и начала оказания услуг.
У каждого из этих факторов есть свой вес, и выбор той или иной технологии принимается с учётом всех их в совокупности.
Фиксированный и мобильный вариант WiMAX
Набор преимуществ присущ всему семейству WiMAX, однако его версии существенно отличаются друг от друга. Разработчики стандарта искали оптимальные решения как для фиксированного, так и для мобильного применения, но совместить все требования в рамках одного стандарта не удалось. Хотя ряд базовых требований совпадает, нацеленность технологий на разные рыночные ниши привела к созданию двух отдельных версий стандарта (вернее, их можно считать двумя разными стандартами). Каждая из спецификаций WiMAX определяет свои рабочие диапазоны частот, ширину полосы пропускания, мощность излучения, методы передачи и доступа, способы кодирования и модуляции сигнала, принципы повторного использования радиочастот и прочие показатели. А потому WiMAX-системы, основанные на версиях стандарта IEEE 802.16 e и d, практически несовместимы. Краткие характеристики каждой из версий приведены ниже.
802.16–2004 (известен также как 802.16d и фиксированный WiMAX). Спецификация утверждена в 2004 году. Используется ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM), поддерживается фиксированный доступ в зонах с наличием либо отсутствием прямой видимости. Пользовательские устройства представляют собой стационарные модемы для установки вне и внутри помещений, а также PCMCIA-карты для ноутбуков. В большинстве стран под эту технологию отведены диапазоны 3,5 и 5 ГГц. По сведениям WiMAX Forum, насчитывается уже порядка 175 внедрений фиксированной версии. Многие аналитики видят в ней конкурирующую или взаимодополняющую технологию проводного широкополосного доступа DSL. 802.16–2005 (известен также как
802.16e и мобильный WiMAX). Спецификация утверждена в 2005 году. Это - новый виток развития технологии фиксированного доступа (802.16d). Оптимизированная для поддержки мобильных пользователей версия поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер, idle mode и роуминг. Применяется масштабируемый OFDM-доступ (SOFDMA), возможна работа при наличии либо отсутствии прямой видимости. Планируемые частотные диапазоны для сетей Mobile WiMAX таковы: 2,3–2,5; 2,5–2,7; 3,4–3,8 ГГц. В мире реализованы несколько пилотных проектов, в том числе первым в России свою сеть развернул «Скартел». Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, EV-DO, HSDPA).
Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMAX позволяет обслуживать только «статичных» абонентов, а мобильный ориентирован на работу с пользователями, передвигающимися со скоростью до 120 км/ч. Мобильность означает наличие функций роуминга и «бесшовного» переключения между базовыми станциями при передвижении абонента (как происходит в сетях сотовой связи). В частном случае мобильный WiMAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей.
Wi-Fi и WiMAX
Сопоставления WiMAX и Wi-Fi далеко 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.
| 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 | 802.16m | WMAN, Mobile WMAN | до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN) | н/д (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 Кбит/с | 1–100 м | 2,4 ГГц (16 каналов), 915 МГц (10 каналов), 868 МГц (один канал) |
| Инфракрасный порт | IrDa | WPAN | до 16 Мбит/с | от 5 до 50 сантиметров, односторонняя связь - до 10 метров |
WiMAX это система дальнего действия, покрывающая километры пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот (хотя возможно и использование нелицензированных частот) для предоставления соединения с интернетом типа точка-точка провайдером конечному пользователю. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают разные виды доступа, от мобильного (схож с передачей данных с мобильных телефонов) до фиксированного (альтернатива проводному доступу, при котором беспроводное оборудование пользователя привязано к местоположению).
Wi-Fi это система более короткого действия, обычно покрывающая десятки метров, которая использует нелицензированные диапазоны частот для обеспечения доступа к сети. Обычно Wi-Fi используется пользователями для доступа к их собственной локальной сети, которая может быть и не подключена к Интернету. Если WiMAX можно сравнить с мобильной связью, то Wi-Fi скорее похож на стационарный беспроводной телефон.
WiMAX и Wi-Fi имеют совершенно разный механизм Quality of Service (QoS). WiMAX использует механизм, основанный на установлении соединения между базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметр QoS для каждого соединения. Wi-Fi, в свою очередь, использует механизм QoS подобный тому, что используется в Ethernet, при котором пакеты получают различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковый QoS для каждого соединения.
Из-за дешевизны и простоты установки, Wi-Fi часто используется для предоставления клиентам быстрого доступа в Интернет различными организациями. Например, в некоторых кафе, отелях, вокзалах и аэропортах можно обнаружить бесплатную точку доступа Wi-Fi.
Принцип работы
Основные понятия
В общем виде WiMAX сети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой, с поставщиком сервисов и с Интернетом.
Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приёмником.
Как уже говорилось выше, WiMAX применяется как для решения проблемы «последней мили», так и для предоставления доступа в сеть офисным и районным сетям.
Между базовыми станциями устанавливаются соединения (прямой видимости), использующие диапазон частот от 10 до 66 ГГЦ, скорость обмена данными может достигать 140 Мбит/c. При этом, по крайней мере одна базовая станция подключается к сети провайдера с использованием классических проводных соединений. Однако, чем большее число БС подключено к сетям провайдера, тем выше скорость передачи данных и надёжность сети в целом.
Структура сетей семейства стандартов IEEE 802.16 схожа с традиционными GSM сетями (базовые станции действуют на расстояниях до десятков километров, для их установки не обязательно строить вышки - допускается установка на крышах домов при соблюдении условия прямой видимости между станциями).
Режимы работы
MAC / канальный уровень
В Wi-Fi сетях все пользовательские станции, которые хотят передать информацию через точку доступа (АР), соревнуются за «внимание» последней. Такой подход может вызвать ситуацию, при которой связь для более удалённых станций будет постоянно обрываться в пользу более близких станций. Подобное положение вещей делает затруднительным использование таких сервисов как Voice over IP (VoIP), которые очень сильно зависят от непрерывного соединения.
Что же касается сетей 802.16, в них MAC использует алгоритм планирования. Любой пользовательской станции стоит лишь подключиться к точке доступа, для неё будет создан выделенный слот на точке доступа, недоступный другим пользователям.
Архитектура
WiMAX Forum разработал архитектуру, которая определяет множество аспектов работы WiMAX сетей: взаимодействия с другими сетями, распределение сетевых адресов, аутентификация и многое другое. Приведённая иллюстрация даёт некоторое представление об архитектуре сетей WiMAX.
WiMAX Форум WiMAX Архитектура
- SS/MS: (the Subscriber Station/Mobile Station)
- ASN: (the Access Service Network)
- BS: (Base station), базовая станция, часть ASN
- ASN-GW: (the ASN Gateway), шлюз, часть ASN
- CSN: (the Connectivity Service Network)
- HA: (Home Agent, часть CSN)
- NAP: (a Network Access Provider)
- NSP: (a Network Service Provider)
ASN (Access Service Network) - сеть доступа.
ASN Gateway - предназначен для объединения трафика и сообщений сигнализации от базовых станций и дальнейшей их передачи в сеть CSN.
BS (Base Station) - базовая станция. Основной задачей является установление, поддержание и разъединение радио соединений. Кроме того, выполняет обработку сигнализации, а также распределение ресурсов среди абонентов.
CSN (Connectivity Service Network) - сеть обеспечения услуг.
HA (Home Agent) - элемент сети, отвечающий за возможность роуминга. Кроме того, обеспечивает обмен данными между сетями различных операторов.
Следует заметить, что архитектура сетей WiMax не привязана к какой-либо определённой конфигурации, обладает высокой гибкостью и масштабируемостью.
В современном мире происходит настоящая информационная революция. Технологии беспроводной связи активно развиваются, постоянно появляются новые виды связи, которые заменяют друг друга. Это объясняется тем, что к технологиям передачи данных выдвигаются определенные требования – высокая скорость передачи данных, надежность и мобильность. Эти требования и заставляют разработчиков постоянно работать, создавая новые виды соединений, превосходящие все старые технологии. На сегодняшний день данным требованиям наилучшим образом соответствует технология WiMax. Но что это такое?
1. Описание технологии WiMax
Прежде всего, необходимо ответить на вопрос, что это такое? ТехнологияWiMax (от англ.World wide Interoperability for Microwave Access) – это технология беспроводной передачи данных. Главная цель разработки такой технологии заключается в том, чтобы предоставлять пользователям универсальную мобильную связь на достаточно больших расстояниях для наиболее широкого списка устройств – от целых станций и персональных компьютеров, до мобильных телефонов и планшетов.
Технология ВайМакс основывается на протоколе IEEE 802.16, который имеет название Wireless MAN. Современное название технология получила благодаря WIMAX Forum. Это специальная организация, которая была основана именно для продвижения и развития нового вида связи. Форум представляет новый вид мобильной связи WiMax как технологию, предоставляющую высокоскоростной доступ к беспроводным сетям, который является альтернативой выделенным линиям и DSL.
Если говорить просто, то это новый вид мобильной связи, который по скорости и качеству не уступает проверенным кабельным соединениям с выделенными линиями. Более того, новая технология даже превосходит старые.
1.1. Область применения технологии WiMax
Данное соединение открывает перед пользователями новые возможности. Такую технологию можно применять для выполнения следующих задач:
- Соединение разных точек доступа Wi-Fi меду друг другом и с другими сегментами сети интернет;
- Предоставление мобильного широкополосного соединения с высокой скорость, как альтернатива выделенным линиям и DSL;
- Возможность операторам предоставления новых видов услуг, требующих наличие высокоскоростного интернет-подключения;
- Создание точек доступа к интернету, не привязанных к географическому расположению.
Технология ВайМакс открывает возможность выполнять выход в высокоскоростной интернет. При этом радиус действия таких сетей гораздо больше, чем у технологии Wi-Fi. Это в свою очередь позволяет использовать связь в качестве неких магистральных каналов, которые могут переходить в обычные выделенные и DSL-линии, либо локальные сети. Таким образом, данная технология позволяет создавать целые сети в городских масштабах. При этом пользователи получают высокую скорость передачи данных.
2. Сравнение WiMax и LTE
Для того, чтобы выполнить объективное сравнение этих технологий, необходимо более подробно рассмотреть оба вида соединений. Это позволит наглядно увидеть отличие WiMax от LTE и понять, что лучше, и какая из технологий имеет больше перспектив.
Стоит отметить, что технология WiMax появилась несколько раньше, чем LTE. Изначально она разрабатывалась как альтернатива выделенным линиям, и первым ее применением стали неподвижные терминалы и стационарные модемы. В теории скорость передачи данных в современной беспроводной сети WiMax составляет 1 Гбит/с, однако на практике эта цифра существенно меньше.
Не лучше дела обстоят и с технологией LTE, которая также обещает пользователям высокую скорость соединения, достигающую 1 Гбит/с, но на практике предоставляет максимальную скорость около 20-30 Мбит/с. Это объясняется тем, что обе технологии являются относительно новыми и активно развиваются. Кроме этого мобильные операторы только начинают строить сети четвертого поколения, которым относятся обе технологии.
2.1. Стандарт WiMax
Технология ВайМакс также известна как IEEE-стандарт 802.16 – беспроводная широкополосная связь. Можно сказать, что WiMax является неким расширением всем известной технологии Wi-Fi, которое ориентировано на рынки мобильных коммуникаций. Кроме этого WiMax поддерживает технологию Multiple Input/Multiple Output (MIMO), что крайне важно для возможности одновременной работы множества пользователей.
Данная технология позволяет сотням пользователей подключаться к одной базовой станции, что обеспечивает отличную мобильность пользователям, переключаясь с одной станции, на другую в одном коммуникационном цикле. Помимо этого радиус действия каждой станции достигает нескольких километров.
2.1.1. Отличие Wi-Fi от WiMax
Технологии WiMax и Wi-Fi сопоставляются достаточно часто. Возможно это потому, что их названия созвучны, а также схожи названия стандартов, которые являются основой эти технологий – оба они начинаются с «802». Кроме этого оба вида связи используются для выхода в интернет. Однако, несмотря на схожесть, данные технологии имеют различия и направлены на выполнения разных задач.
WiMax – это технология дальнего действия, которая способна покрывать целые километры. Для работы WiMax использует исключительно лицензированные частоты. Также существуют разные стандарты семейства 802.16, которые способны предоставлять разные виды доступа – от мобильного, схожего с технологиями передачи данных с мобильных телефонов, до фиксированного, выполняющего роль альтернативы обычным выделенным линиям.
В свою очередь технология Wi-Fi является системой малого радиуса действия. Как правило, такая сеть способна покрыть до нескольких сотен (чаще десятков) метров. Для работы такой сети используются нелицензированные спектры частот. В подавляющем большинстве случаев Wi-Fi используется для создания частной локальной сети, к примеру, в домашних условиях или в офисах. Такая сеть может работать как автономно (без подключения к глобальной сети), так и с выходом в интернет.
Если сравнивать WiMax и Wi-Fi, то первую технологию можно сравнить с мобильной связью, а вторую – с обычным стационарным беспроводным телефоном, который используется только в пределах дома или квартиры. Эти технологии имеют различный принцип Quality of Service (QoS). К примеру, WiMax работает по принципу, основанному на установлении соединения между базовой станцией и мобильным устройством пользователя. Каждое такое соединение основывается на специальном алгоритме планирования, который гарантирует параметр QoS. То есть каждое соединение получает одинаковый приоритет, и, как следствие, одинаковую стабильную скорость передачи данных.
В свою очередь технология Wi-Fi основывается на механизме QoS, который подобен тому, что используется в Enternet. То есть пакеты получают различный приоритет. Это означает, что при таком соединении нет гарантий одинакового QoS для каждого соединения.
Благодаря дешевизне технологии и простоте установки Wi-Fi роутера такое соединение часто используется в кафе и других общественных заведениях, а также в частных целях (для создания домашней сети). WiMax в свою очередь является более глобальной технологией, которая используется мобильными операторами.
3. Mobile WiMAX от YOTA: Видео
3.1. Стандарт LTE
Технология LTE, так же как и WiMax предоставляет беспроводной широкополосный выход в интернет, отличающийся высокой скоростью. И хотя он поддерживается сетями третьего поколения (3G), он все же отвечает всем требованиям четвертого поколения связи. Построена эта технология на базе IP-технологий, что и обеспечивает повышенную скорость передачи информации.
Технология LTE уже сегодня активно внедряется в действующие сети. Именно она имеет наибольшие перспективы. Однако это всего лишь переходная технология, которая позволяет плавно и незаметно для потребителей перейти к сетям четвертого поколения (4G).
3.2. Отличие WiMax от LTE
Итак, в чем же заключаются отличия этих технологий? Стоит отметить, что изначально технология WiMax внедрялась с целью плавного перехода от 3G к LTE. Однако на сегодняшний день, несмотря на активную интеграцию технологии LTE, WiMax также продолжает использоваться и развиваться.
Главное различие между технологиями заключается в скорости передачи данных, а также в стоимости тарификации. К примеру, нынешние тарифы в сетях LTE обеспечивают скорость передачи данных от 500 Кбит/с до 20 Мбит/с, при этом стоимость услуг колеблется соответственно от 400, до 1400 рублей.
Для сравнения тарифы в сетях WiMax предоставляют выбор скорости от 284 Кбит/с, до 10 Мбит/с, стоимость услуг соответственно от 500, до 1400 рублей. Кроме этого отличие WiMax от LTE заключается в используемых частотах. Таким образом, мобильные телефоны, которые поддерживают WiMax не смогут работать в сетях LTE.
Технология WiMax изначально задумывалась как альтернативное беспроводное широкополосное соединение, которое придет на замену выделенным линиям. Вначале такое соединение использовало для неподвижных терминалов и стационарных персональных компьютеров, но сейчас некоторые мобильные операторы строят свои сети на основе WiMax-технологии.
Маркетологи компании Intel утверждают, что уже в ближайшем будущем более миллиарда пользователей по всей планете будут подключены к интернету именно по технологии WiMax по стандарту IEEE 802.16. Но что же такое технология?
1. Что такое WiMax
Свое название технология получила благодаря WiMax Forum. Это некоммерческая организация, которая была основана в 2001 года с единой целью – продвижение и развитие новой технологии беспроводной широкополосной связи по стандарту Wirelwss в частотном спектре 10-66 ГГц.
В основе технологии WiMax (World wide Interoperability for Microwave Access) лежит протокол IEEE 802.16, который и обеспечивает широкополосную связь – одновременную высокоскоростную передачу данных и доступ в интернет. Сразу стоит отметить, что WiMax не относится к четвертому поколению связи. И хотя в рекламах часто можно встретить название сети WiMax 4G, но это всего лишь маркетинговый ход.
Помимо доступа к интернету WiMax предоставляет возможность голосовой связи между абонентами. Главная отличительная черта этой технологии заключается в том, что она рассчитана для работы в городских условиях при плотной застройке. При этом для связи нет необходимости прямой видимости базовой станции. Именно по этой причине многие мобильные операторы строят современные сети по технологии WiMax. Это позволяет им расширить спектр предоставляемых услуг и улучшить качество связи.
1.1. Поддержка WiMax
Учитывая тот факт, что технология WiMax считается относительно новой и только внедряется в действующие сети стоит понимать, что не все мобильные устройства способны работать в данной сети. Конечно, учитывая рост количества потребителей и активное внедрение и развитие технологии, многие компании уже сегодня выпускают абонентские устройства, поддерживающие технологию WiMax.
Кроме мобильных телефонов, планшетов и ноутбуков, которые могут иметь встроенный модем WiMax, производители также выпускают мобильные роутеры, которые подключаются к данной сети и раздают интернет всем окружающим по Wi-Fi-технологии. Таким образом, при помощи такого роутера вы сможете открыть доступ к интернету любым устройствам, которые оснащены модулем Wi-Fi. А такой модуль имеется в любом современном устройстве.
Стоит отметить, что на этих же частотах строятся и сети LTE, которые также активно развиваются и внедряются. Это означает, что устройства, поддерживающие эти частоты, смогут работать как в сетях WiMax, так и в зоне покрытия LTE. Кроме этого такие сети поддерживают технологию «бесшовного» перехода между базовыми станциями. Другим словами связь не обрывается когда абонент выходит из зоны покрытия одной станции и попадает под радиус действия другой. Этот же принцип действует и при переходе между WiMax и 3G сетями, а также LTE. При этом современные устройства, как правило, способны одновременно работать в сетях 3G, 2G и WiMax, а некоторые даже поддерживают LTE. Более того, такие сети поддерживают роуминг.
1.2. WiMax в России
В России независимый национальный оператор связи Synterra начал подключение первых абонентов с 2005 года. Сеть строиться на стандарте IEEE 802.16. В основе данной сети лежат мультиплексоры израильского производства от компании EIC Telecom. Их пропускная способность составляет 2,4 Гбит/с, 633 Мбит/с и 155 Мбит/с. При этом для работы сети используется оборудование американской компании Next Net Wireless Inc. Данная компания является участником консорциума WiMax Forume, а в 2006 году она вошла в состав Motorola.
1.2.1. Частоты WiMax
В России заключаются в диапазоне от 2,5 ГГц, до 2,7 ГГц. При этом скорость доступа в интернет составляет от 64 Кбит/с до 1,3 Мбит/с. На сегодняшний день Компания Synterra покрывает около 90% территории Москвы. Кроме этого данная компания получила лицензию на строительство сетей WiMax в 17 городах Российской Федерации.
1.2.2. Покрытие WiMax
Одна из причин, по которой WiMax является отличным вариантом для построения городских сетей в мегаполисах с плотным населением и застройкой, заключается в том, что дальность действия WiMax (одной вышки) может достигать 50 км. При этом каждая вышка способна работать одновременно с большим количеством пользователей. Каждое подключение имеет одинаковый приоритет. Другими словами каждый пользователь получает одинаковую скорость подключения и передачи данных.
Помимо независимой компании сотовой связи Synterra существуют и другие телефонные компании, которые строят сети на стандарте WiMax. Конечно, учитывая относительную новизну технологии, и тот факт, что на данный момент она только начинает распространяться по территории страны, стоит понимать, что далеко не в каждом городе существует такая связь. Однако уже в скором будущем такие сети будут доступны по всей территории РФ.
2. WiMax уже в Москве: Видео
2.1. Преимущества WiMax
Конечно же, первое, что хочется отметить, - это более высокую скорость передачи данных и стабильность сети WiMax. Однако помимо этого, данная технология обеспечивает высокий уровень безопасности. В устройства мобильной связи встраиваются специальные чипы ASIC, которые предотвращают какие-либо попытки нарушения конфиденциальности. Кроме этого они обеспечивают целостность данных, а также абсолютно исключают отказ в обслуживании.
Технология WiMax позволяет предприятиям, имеющим множество филиалов, строить свои частные беспроводные сети. К примеру, один комплект оборудования предоставляет до 8 телефонных номеров, которые имеют выход в городские сети телефонной связи, а также высокоскоростной доступ к интернету.
В настоящее время в России наиболее целесообразно строить и использовать сети WiMax в пределах больших городов. Это объясняется особенностями технологии, а также высокими ценами на предоставляемые услуги. Однако в будущем такие сети станут экономически выгодными благодаря росту количества абонентов. Это означает, что создание сети WiMax в крупных масштабах (в масштабах страны и даже более) – это всего лишь вопрос времени.