WiMAX

WiMAX (Всемирная совместимость для микроволнового доступа)

WiMAX базовой станции Оборудование с секторной антенной и беспроводным модемом сверху

Всемирная совместимость для микроволнового доступа ( WiMAX ) — это семейство стандартов беспроводной широкополосной связи, основанное на наборе стандартов IEEE 802.16 , которые обеспечивают возможности физического уровня (PHY) и управления доступом к среде передачи (MAC).

Форум WiMAX был создан в июне 2001 года для содействия обеспечению соответствия и совместимости, включая определение системных профилей для коммерческих поставщиков. На форуме WiMAX описывается как «технология, основанная на стандартах, обеспечивающая предоставление последней мили беспроводного широкополосного доступа в качестве альтернативы кабельному и DSL ». IEEE 802.16m или WirelessMAN-Advanced был кандидатом на 4G , конкурируя со стандартом LTE Advanced .

Изначально WiMAX был разработан для обеспечения скорости передачи данных от 30 до 40 мегабит в секунду. с обновлением 2011 года, обеспечивающим скорость до 1 Гбит/с для стационарных станций.

Версия WiMAX 2.1, широко известная как WiMAX 2+ , представляет собой обратно совместимый переход от предыдущих поколений WiMAX. Он совместим и совместим с TD-LTE . Более новые версии, по-прежнему обратно совместимые, включают WiMAX версии 2.2 (2014 г.) и WiMAX версии 3 (2021 г., добавлено взаимодействие с 5G NR ).

Терминология

WiMAX относится к совместимым реализациям семейства стандартов беспроводных сетей IEEE 802.16, ратифицированным WiMAX Forum. (Аналогично, Wi-Fi относится к совместимым реализациям стандартов беспроводной локальной сети IEEE 802.11, сертифицированным Wi-Fi Alliance .) Сертификация WiMAX Forum позволяет поставщикам продавать стационарные или мобильные продукты как сертифицированные WiMAX, обеспечивая тем самым уровень совместимости с другими сертифицированными устройствами. продукты, если они соответствуют одному и тому же профилю.

Исходный стандарт IEEE 802.16 (теперь называемый «Фиксированный WiMAX») был опубликован в 2001 году. WiMAX перенял некоторые свои технологии у WiBro , услуги, продаваемой в Корее.

Мобильный WiMAX (первоначально основанный на 802.16e-2005) — это версия, которая была развернута во многих странах и является основой для будущих версий, таких как 802.16m-2011.

WiMAX иногда называли «Wi-Fi на стероидах». и может использоваться для ряда приложений, включая широкополосные соединения, транзитную сотовую связь , точки доступа и т. д. Он похож на Wi-Fi дальнего действия , но его можно использовать на гораздо больших расстояниях.

Использование WiMAX

Масштабируемая архитектура физического уровня, которая позволяет легко масштабировать скорость передачи данных в зависимости от доступной полосы пропускания канала и диапазона WiMAX, делает ее подходящей для следующих потенциальных приложений:

• Обеспечение портативной мобильной широкополосной связи в городах и странах с помощью различных устройств.
• Предоставление беспроводной альтернативы кабельной и цифровой абонентской линии (DSL) для широкополосного доступа « последней мили ».
• передачи данных, телекоммуникаций (VoIP) и IPTV Предоставление услуг ( triple play ).
• Обеспечение подключения к Интернету в рамках плана обеспечения непрерывности бизнеса .
• Интеллектуальные сети и измерения.

доступ в Интернет

WiMAX может обеспечить домашний или мобильный доступ в Интернет в целых городах или странах. Во многих случаях это приводило к конкуренции на рынках, доступ к которым обычно осуществлялся только через существующего оператора DSL (или аналогичного оператора).

Кроме того, учитывая относительно низкие затраты, связанные с развертыванием сети WiMAX (по сравнению с 3G , HSDPA , xDSL , HFC или FTTx ), сейчас экономически целесообразно предоставлять широкополосный доступ в Интернет «последней мили» в удаленных точках.

Транспортное соединение средней мили к оптоволоконным сетям

Мобильный WiMAX был кандидатом на замену таких технологий сотовой связи, как GSM и CDMA , или мог использоваться в качестве надстройки для увеличения пропускной способности. Фиксированный WiMAX также рассматривается как технология беспроводной транзитной связи для сетей 2G , 3G и 4G как в развитых, так и в развивающихся странах.

В Северной Америке транспортная связь для городских операций обычно обеспечивается через одно или несколько соединений медных проводов , тогда как удаленные операции сотовой связи иногда обеспечиваются через спутник. В других регионах городская и сельская транспортная связь обычно обеспечивается микроволновыми линиями связи . (Исключением являются случаи, когда сеть управляется оператором, имеющим готовый доступ к медной сети.) WiMAX предъявляет более существенные требования к пропускной способности транзитной сети, чем устаревшие сотовые приложения. Следовательно, использование беспроводной микроволновой транзитной связи в Северной Америке растет, и существующие микроволновые транзитные каналы во всех регионах модернизируются. Пропускная способность от 34 Мбит/с до 1 Гбит/с. обычно развертываются с задержками порядка 1 мс.

Во многих случаях операторы объединяют сайты с помощью беспроводной технологии, а затем передают трафик в оптоволоконные сети там, где это удобно. WiMAX в этом приложении конкурирует с микроволновой радиосвязью , E-line и простым расширением самой оптоволоконной сети.

Тройная игра

WiMAX напрямую поддерживает технологии, которые делают возможным предоставление услуг Triple-Play (таких как качество обслуживания и многоадресная рассылка ). Они присущи стандарту WiMAX, а не добавляются, как Ethernet к Ethernet .

7 мая 2008 года в США компании Sprint Nextel , Google , Intel , Comcast , Bright House и Time Warner объявили об объединении спектра в среднем в 120 МГц и объединились с Clearwire для продвижения этой услуги. Новая компания надеялась получить выгоду от объединенных предложений услуг и сетевых ресурсов в качестве трамплина перед конкурентами. Ожидалось, что кабельные компании будут предоставлять медиа-услуги другим партнерам, одновременно получая доступ к беспроводной сети в качестве оператора мобильной виртуальной сети для предоставления услуг Triple-Play.

Некоторые аналитики отрасли беспроводной связи, такие как Кен Дулани и Тодд Корт из Gartner, скептически отнеслись к тому, как сработает сделка: хотя конвергенция фиксированной и мобильной связи была признанным фактором в отрасли, предыдущие попытки сформировать партнерство между компаниями беспроводной и кабельной связи в целом не имели успеха. не привело к существенной выгоде для участников. Другие аналитики IDC поддержали эту сделку, отметив, что по мере того, как беспроводная связь достигает более высокой пропускной способности, она неизбежно конкурирует более напрямую с кабельным, DSL и оптоволокном, вдохновляя конкурентов на сотрудничество. Кроме того, по мере того, как беспроводные широкополосные сети становятся более плотными, а привычки использования меняются, потребность в увеличении транзитной связи и мультимедийных услуг возрастает, поэтому ожидается, что возможности использования активов с высокой пропускной способностью возрастут.

Авиация

Система авиационной мобильной связи аэропорта (AeroMACS) представляет собой беспроводную широкополосную сеть для поверхности аэропорта, предназначенную для связи диспетчерской вышки, самолетов и основных средств. В 2007 году AeroMACS получила всемирное распределение частот в авиационном диапазоне 5 ГГц. По состоянию на 2018 год было осуществлено 25 развертываний AeroMACS в 8 странах, и запланировано как минимум еще 25 развертываний.

Поддержка TDD и FDD

Стандарты IEEE 802.16REVd и IEEE 802.16e поддерживают как дуплексную связь с временным разделением каналов, так и дуплексную связь с частотным разделением каналов , а также полудуплексный режим FDD, что обеспечивает низкую стоимость внедрения.

Подключение

USB-модем WiMAX для мобильного доступа в Интернет.

Устройства, обеспечивающие подключение к сети WiMAX, известны как абонентские станции (SS).

К портативным устройствам относятся телефонные трубки (аналог сотовых смартфонов ); Периферийные устройства для ПК (карты ПК или USB-ключи); и встроенные устройства в ноутбуках, которые теперь доступны для услуг Wi-Fi. Кроме того, операторы уделяют большое внимание устройствам бытовой электроники, таким как игровые консоли, MP3-плееры и подобные устройства. WiMAX больше похож на Wi-Fi, чем на другие технологии сотовой связи 3G .

На сайте WiMAX Forum представлен список сертифицированных устройств. Однако это не полный список доступных устройств, поскольку сертифицированные модули встроены в ноутбуки, MID ( устройства мобильного Интернета ) и другие устройства под собственной торговой маркой.

Шлюзы

Шлюзы WiMAX доступны как в внутренней, так и в наружной версии от таких производителей, как Vecima Networks , Alvarion , Airspan , ZyXEL , Huawei и Motorola . Список сетей WiMAX и WiMAX Forum предоставить больше ссылок на конкретных поставщиков, продукты и установки. Многие из шлюзов WiMAX, предлагаемых такими производителями, представляют собой автономные внутренние блоки, которые можно установить самостоятельно. Такие устройства обычно располагаются возле окна клиента с лучшим сигналом и обеспечивают:

• Интегрированная точка доступа Wi-Fi для обеспечения подключения к Интернету WiMAX нескольким устройствам дома или на работе.
• Порты Ethernet для прямого подключения к компьютеру, маршрутизатору , принтеру или видеорегистратору в локальной проводной сети.
• Одна или две аналоговые телефонные розетки для подключения стационарного телефона и использования VoIP.

Внутренние шлюзы удобны, но потери радиосвязи означают, что абоненту может потребоваться находиться значительно ближе к базовой станции WiMAX, чем при использовании профессионально установленных внешних устройств.

Наружные блоки размером примерно с портативный компьютер, а их установка сравнима с установкой домашней спутниковой антенны . Направленный наружный блок с более высоким коэффициентом усиления обычно приводит к значительному увеличению дальности действия и пропускной способности, но с очевидной потерей практической мобильности блока.

Внешние модемы

USB-модем Airstream 1200

USB может обеспечить подключение к сети WiMAX через ключ . Обычно эти устройства подключаются к ноутбуку или нетбуку. Ключи обычно имеют всенаправленные антенны с меньшим коэффициентом усиления по сравнению с другими устройствами. Таким образом, эти устройства лучше всего использовать в зонах с хорошим покрытием.

Мобильные телефоны

HTC анонсировала первый мобильный телефон с поддержкой WiMAX — Max 4G — 12 ноября 2008 года. До 2010 года устройство было доступно только на некоторых рынках России в сети Yota .

HTC и Sprint Nextel выпустили второй мобильный телефон с поддержкой WiMAX, HTC Evo 4G , 23 марта 2010 года на конференции CTIA в Лас-Вегасе. Устройство, представленное 4 июня 2010 г., поддерживает как EV-DO (3G), так и WiMAX (до 4G), а также одновременные сеансы передачи данных и голоса. Компания Sprint Nextel объявила на выставке CES 2012, что больше не будет предлагать устройства, использующие технологию WiMAX, из-за финансовых обстоятельств. Вместо этого компания Sprint Nextel вместе со своим сетевым партнером Clearwire развернула сеть 4G, решив вместо этого перейти и использовать технологию LTE 4G.

Техническая информация

Стандарт IEEE 802.16

WiMAX основан на IEEE 802.16e-2005 , одобрен в декабре 2005 г. Это дополнение к стандарту IEEE Std 802.16-2004. Таким образом, фактический стандарт — 802.16-2004 с поправками, внесенными 802.16e-2005. Таким образом, эти характеристики необходимо рассматривать вместе.

IEEE 802.16e-2005 усовершенствован IEEE 802.16-2004 за счет:

• Добавление поддержки мобильности (мягкая и жесткая передача обслуживания между базовыми станциями). Это рассматривается как один из наиболее важных аспектов 802.16e-2005 и является основой мобильного WiMAX.
• Масштабирование быстрого преобразования Фурье (БПФ) в зависимости от ширины полосы канала, чтобы поддерживать постоянное расстояние между несущими в разных полосах пропускания канала (обычно 1,25 МГц, 5 МГц, 10 МГц или 20 МГц). Постоянное расстояние между несущими приводит к более высокой эффективности использования спектра в широких каналах и снижению затрат в узких каналах. Также известен как масштабируемый OFDMA (SOFDMA). Другие полосы частот, не кратные 1,25 МГц, определены в стандарте, но поскольку разрешенные числа поднесущих БПФ составляют только 128, 512, 1024 и 2048, другие полосы частот не будут иметь точно такое же расстояние между несущими, что может быть неоптимальным для реализаций. Разнос несущих составляет 10,94 кГц.
• Усовершенствованные схемы разнесения антенн и гибридный автоматический запрос повторения (HARQ)
• Адаптивные антенные системы (ААС) и MIMO технология
• Более плотное распределение каналов, тем самым улучшая проникновение в помещения
• Введение и проверка четности низкой плотности (LDPC)
• Внедрение подканалов нисходящей линии связи, позволяющее администраторам обменивать покрытие на пропускную способность или наоборот.
• Добавление дополнительного класса качества обслуживания (QoS) для приложений VoIP.

SOFDMA (используется в 802.16e-2005) и OFDM256 (802.16d) несовместимы, поэтому оборудование придется заменить, если оператор перейдет на более поздний стандарт (например, с фиксированного WiMAX на мобильный WiMAX).

Физический уровень

Исходная версия стандарта, на котором основан WiMAX ( IEEE 802.16 ), определяла физический уровень, работающий в диапазоне от 10 до 66 ГГц. В стандарт 802.16a, обновленный в 2004 году до 802.16-2004, добавлены спецификации для диапазона от 2 до 11 ГГц. Стандарт 802.16-2004 был обновлен до 802.16e-2005 в 2005 году и использует масштабируемый множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов. (SOFDMA), в отличие от версии с фиксированным ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) с 256 поднесущими (из которых 200 используются) в 802.16d. Более продвинутые версии, включая 802.16e, также обеспечивают поддержку нескольких антенн через MIMO . (См. WiMAX MIMO ). Это приносит потенциальные преимущества с точки зрения покрытия, самостоятельной установки, энергопотребления, повторного использования частоты и эффективности использования полосы пропускания. WiMax — самая энергоэффективная технология до 4G среди LTE и HSPA+ .

Уровень управления доступом к среде передачи

WiMAX MAC использует алгоритм планирования , согласно которому абонентской станции необходимо соревноваться только один раз за первоначальный вход в сеть. После разрешения входа в сеть абонентской станции базовая станция выделяет слот доступа. Временной интервал может увеличиваться и сжиматься, но остается закрепленным за абонентской станцией, а значит, другие абоненты не могут его использовать. Помимо стабильности при перегрузке и чрезмерной подписке, алгоритм планирования также может быть более эффективным в использовании полосы пропускания . Алгоритм планирования также позволяет базовой станции управлять параметрами QoS путем балансирования назначений временных интервалов между потребностями приложений абонентской станции.

Технические характеристики

Как стандарт, предназначенный для удовлетворения потребностей сетей передачи данных следующего поколения ( 4G ), WiMAX отличается своим динамическим пакетным алгоритмом модуляции, адаптируемым к физической среде, через которую проходит радиочастотный сигнал. Модуляция выбирается более эффективной с точки зрения спектра (больше бит на символ OFDM / SOFDMA ). То есть, когда пакеты имеют высокую мощность сигнала и высокое отношение несущей к шуму плюс помехи (CINR), их легче декодировать с помощью цифровой обработки сигналов (DSP). Напротив, при работе в менее благоприятных условиях для радиосвязи система автоматически переходит в более надежный режим (пакетный профиль), что означает меньшее количество битов на символ OFDM/SOFDMA; с тем преимуществом, что мощность на бит выше и, следовательно, может быть выполнена более простая и точная обработка сигнала.

Профили пакетов используются обратные (алгоритмически динамические) к низкому затуханию сигнала; это означает, что пропускная способность между клиентами и базовой станцией во многом определяется расстоянием. Максимальное расстояние достигается за счет использования наиболее надежной настройки серийной съемки; то есть профиль с наибольшим компромиссом при распределении кадров MAC требует выделения большего количества символов (большая часть кадра MAC) при передаче заданного объема данных, чем если бы клиент находился ближе к базовой станции.

Определяются кадр MAC клиента и его индивидуальные профили пакетов, а также конкретное распределение времени. Однако даже если это будет сделано автоматически, при практическом развертывании следует избегать условий с сильными помехами и многолучевым распространением. Причина этого, очевидно, заключается в том, что слишком сильные помехи приводят к ухудшению работы сети, а также могут искажать возможности сети.

Систему сложно развернуть, поскольку необходимо отслеживать не только мощность сигнала и CINR (как в таких системах, как GSM ), но и то, как доступные частоты будут динамически распределяться (что приводит к динамическим изменениям доступной полосы пропускания). Это может привести к к загроможденным частотам с медленным временем отклика или потерей кадров.

В результате система должна быть изначально спроектирована по согласованию с командой разработчиков базовой станции, чтобы точно спрогнозировать использование частот, помехи и общую функциональность продукта.

Азиатско-Тихоокеанский регион превзошел Североамериканский регион по количеству абонентов широкополосной беспроводной связи 4G. В Азии насчитывалось около 1,7 миллиона клиентов до WiMAX и WiMAX – 29% от общего рынка – по сравнению с 1,4 миллионами в США и Канаде.

Интеграция с IP-сетью

Архитектура WiMAX Forum

Форум WiMAX предложил архитектуру, которая определяет, как сеть WiMAX может быть соединена с базовой сетью на базе IP, которую обычно выбирают операторы, выступающие в качестве провайдеров интернет-услуг (ISP); Тем не менее, WiMAX BS обеспечивает возможность плавной интеграции с другими типами архитектур, например, с мобильными сетями с коммутацией пакетов.

Предложение форума WiMAX определяет ряд компонентов, а также некоторые взаимосвязи (или контрольные точки) между ними, обозначенные от R1 до R5 и R8:

• SS/MS: абонентская станция/мобильная станция
• ASN: сеть службы доступа
• BS: Базовая станция, часть ASN.
• ASN-GW: шлюз ASN, часть ASN.
• CSN: сеть служб связи
• HA: Домашний агент, часть CSN.
• AAA: Сервер аутентификации, авторизации и учета , часть CSN.
• NAP: поставщик доступа к сети
• NSP: поставщик сетевых услуг

Функциональная архитектура может быть спроектирована в виде различных аппаратных конфигураций, а не фиксированных конфигураций. Например, архитектура достаточно гибкая, чтобы поддерживать удаленные/мобильные станции различного масштаба и функциональности, а также базовые станции различного размера – например, фемто-, пико- и мини-BS, а также макросы.

Интеграция с LTE и 5G NR

WiMAX 2.1 и выше можно интегрировать с сетью LTE TDD и выполнять передачу обслуживания от/к LTE TDD. WiMAX 3 расширяет интеграцию до 5G NR .

Распределение спектра

Единого глобального лицензируемого спектра для WiMAX не существует, однако Форум WiMAX опубликовал три профиля лицензируемого спектра: 2,3 ГГц, 2,5 ГГц и 3,5 ГГц, чтобы стимулировать стандартизацию и снизить затраты.

В США самый большой доступный сегмент составлял около 2,5 ГГц. и уже закреплен, в первую очередь, за Sprint Nextel и Clearwire . В других странах мира, скорее всего, будут использоваться полосы, одобренные Форумом, при этом 2,3 ГГц, вероятно, будет наиболее важным в Азии. Некоторые страны Азии, такие как Индия и Индонезия, будут использовать сочетание частот 2,5 ГГц, 3,3 ГГц и других частот. Пакистанская компания Wateen Telecom использует частоту 3,5 ГГц.

Диапазоны аналогового телевидения (700 МГц) могут стать доступными, но ждут полного перехода на цифровое телевидение , и для этого спектра были предложены другие варианты использования. В США аукцион FCC на этот спектр начался в январе 2008 года, и в результате самая большая доля спектра досталась Verizon Wireless, а следующая по величине - AT&T. Обе эти компании заявили о намерении поддерживать LTE , технологию, которая напрямую конкурирует с WiMAX. Комиссар ЕС Вивиан Рединг предложила перераспределить спектр 500–800 МГц для беспроводной связи, включая WiMAX.

Профили WiMAX определяют размер канала, TDD/FDD и другие необходимые атрибуты для обеспечения взаимодействия продуктов. Текущие фиксированные профили определены как для профилей TDD, так и для профилей FDD. На данный момент все мобильные профили поддерживают только TDD. Фиксированные профили имеют размеры каналов 3,5 МГц, 5 МГц, 7 МГц и 10 МГц. Мобильные профили: 5 МГц, 8,75 МГц и 10 МГц. (Примечание: стандарт 802.16 допускает гораздо более широкий набор каналов, но в качестве профилей WiMAX поддерживаются только указанные выше подмножества.)

С октября 2007 года Сектор радиосвязи Международного союза электросвязи (ITU-R) принял решение включить технологию WiMAX в набор стандартов IMT-2000. Это позволяет владельцам спектра (особенно в диапазоне 2,5–2,69 ГГц на данном этапе) использовать оборудование WiMAX в любой стране, признающей IMT-2000.

Неотъемлемые ограничения

WiMAX не может обеспечить скорость 70 Мбит/с на расстоянии 50 км (31 миль). Как и все беспроводные технологии, WiMAX может работать на более высоких скоростях передачи данных или на больших расстояниях, но не на том и другом. Работа на максимальном расстоянии 50 км (31 миль) увеличивает частоту ошибок по битам и, таким образом, приводит к гораздо более низкой скорости передачи данных. И наоборот, уменьшение дальности (до менее 1 км) позволяет устройству работать с более высокими скоростями передачи данных.

Развертывание WiMAX по всему городу в Перте , Австралия, продемонстрировало, что клиенты на границе соты с внутренним оборудованием в помещении клиента (CPE) обычно получают скорость около 1–4 Мбит/с, а пользователи, расположенные ближе к сотовой станции, получают скорость выше до 30 Мбит/с.

Как и во всех беспроводных системах, доступная полоса пропускания распределяется между пользователями в данном секторе радиосвязи, поэтому производительность может ухудшиться в случае большого количества активных пользователей в одном секторе. Однако при адекватном планировании пропускной способности и использовании QoS WiMAX можно установить минимальную гарантированную пропускную способность для каждого абонента. На практике большинство пользователей будут иметь диапазон услуг 4–8 Мбит/с, а к базовой станции будут добавлены дополнительные радиокарты для увеличения количества пользователей, которые могут обслуживаться по мере необходимости.

Кремниевые реализации

Изображение WiMAX MIMO платы

Ряд специализированных компаний произвели ИС основной полосы частот и интегрировали RFIC для абонентских станций WiMAX в диапазонах 2,3, 2,5 и 3,5 ГГц (см. «Распределение спектра» выше). В число этих компаний входят, помимо прочего, Beceem, Sequans и PicoChip .

Сравнение

Сравнения и путаница между WiMAX и Wi-Fi встречаются часто, поскольку оба они связаны с беспроводной связью и доступом в Интернет.

• WiMAX — это система дальнего радиуса действия, охватывающая многие километры, которая использует лицензированный или нелицензионный спектр для подключения к сети, в большинстве случаев к Интернету.
• Wi-Fi использует радиочастотные диапазоны 2,4 ГГц и 5 ГГц для обеспечения доступа к локальной сети.
• Wi-Fi гораздо более популярен на устройствах конечных пользователей.
• Wi-Fi работает по управления доступом к среде протоколу CSMA/CA , который не требует установления соединения и основан на конкуренции, тогда как WiMAX использует MAC-адрес, ориентированный на соединение.
• WiMAX и Wi-Fi имеют совершенно разные механизмы QoS:
  • WiMAX использует механизм QoS, основанный на соединениях между базовой станцией и пользовательским устройством. Каждое соединение основано на определенных алгоритмах планирования.
  • Wi-Fi использует конкурентный доступ — все абонентские станции, желающие передавать данные через точку беспроводного доступа (AP), конкурируют за внимание точки доступа на основе случайных прерываний. Это может привести к тому, что абонентские станции, удаленные от точки доступа, будут неоднократно прерываться более близкими станциями, что значительно снизит их пропускную способность.
• И IEEE 802.11 , включающий Wi-Fi, и IEEE 802.16 , включающий WiMAX, определяют одноранговые (P2P) и беспроводные одноранговые сети , в которых конечный пользователь общается с пользователями или серверами в другой локальной сети (LAN). используя свою точку доступа или базовую станцию . Однако 802.11 поддерживает также прямое одноранговое или одноранговое соединение между устройствами конечных пользователей без точки доступа, в то время как устройства конечных пользователей 802.16 должны находиться в радиусе действия базовой станции.

Хотя Wi-Fi и WiMAX предназначены для разных ситуаций, они дополняют друг друга. Операторы сетей WiMAX обычно предоставляют абонентское устройство WiMAX, которое подключается к городской сети WiMAX и обеспечивает подключение Wi-Fi дома или на работе для компьютеров и смартфонов. Это позволяет пользователю разместить абонентский блок WiMAX в лучшей зоне приема, например, у окна, и иметь доступ к данным на всей территории своего объекта.

Тестирование соответствия

Язык спецификации тестов TTCN-3 используется для определения тестов на соответствие для реализаций WiMAX. Набор тестов WiMAX разрабатывается специальной группой специалистов ETSI (STF 252).

Ассоциации

Форум WiMAX

Форум WiMAX — это некоммерческая организация, созданная для содействия внедрению продуктов и услуг, совместимых с WiMAX.

Основная роль организации заключается в сертификации совместимости продуктов WiMAX. Те, кто проходит тестирование на соответствие и совместимость, получают статус «Сертифицированный WiMAX Forum» и могут размещать этот знак на своих продуктах и ​​маркетинговых материалах. Некоторые поставщики заявляют, что их оборудование «готово к WiMAX», «совместимо с WiMAX» или «предварительно WiMAX», если они официально не сертифицированы WiMAX Forum.

Другая роль Форума WiMAX – способствовать распространению знаний о WiMAX. Для этого у него есть сертифицированная программа обучения, которая в настоящее время предлагается на английском и французском языках. Он также предлагает серию мероприятий для участников и поддерживает некоторые отраслевые мероприятия.

Логотип WiSOA

Альянс владельцев спектра WiMAX

WiSOA была первой глобальной организацией, состоящей исключительно из владельцев спектра WiMAX и планирующей развертывать технологию WiMAX в этих диапазонах. WiSOA сосредоточилась на регулировании, коммерциализации и развертывании спектра WiMAX в диапазонах 2,3–2,5 ГГц и 3,4–3,5 ГГц. WiSOA объединилась с Альянсом беспроводной широкополосной связи в апреле 2008 года.

Ассоциация телекоммуникационной отрасли

В 2011 году Ассоциация телекоммуникационной отрасли выпустила три технических стандарта (TIA-1164, TIA-1143 и TIA-1140), которые охватывают аспекты радиоинтерфейса и базовой сети систем высокоскоростной пакетной передачи данных Wi-Max (HRPD), использующих мобильную связь. Станция/Терминал доступа (MS/AT) с одним передатчиком.

Конкурирующие технологии

На рынке основную конкуренцию WiMAX составляли существующие, широко распространенные беспроводные системы, такие как универсальная система мобильной связи (UMTS), CDMA2000 , существующие Wi-Fi, ячеистые сети и, в конечном итоге, 4G (LTE).

Скорость и мобильность беспроводных систем: Wi-Fi , высокоскоростной пакетный доступ (HSPA), универсальная система мобильной связи (UMTS), GSM.

В будущем конкуренция будет заключаться в развитии основных стандартов сотовой связи к сетям 4G с высокой пропускной способностью, малой задержкой и полностью IP-сетями с голосовыми услугами, построенными на их основе. Всемирный переход на 4G для GSM/UMTS и AMPS / TIA (включая CDMA2000) является проектом долгосрочного развития 3GPP (LTE).

Разработка стандарта LTE была завершена в декабре 2008 года, а первое коммерческое развертывание LTE было осуществлено компанией TeliaSonera в Осло и Стокгольме в декабре 2009 года. С тех пор LTE стал быстро внедряться операторами мобильной связи по всему миру.

Хотя WiMax появился на рынке гораздо раньше, чем LTE, LTE представлял собой модернизацию и расширение предыдущих стандартов 3G (GSM и CDMA), тогда как WiMax был относительно новой и отличной технологией без большой базы пользователей. В конечном итоге LTE выиграла войну за то, чтобы стать стандартом 4G, потому что операторы мобильной связи, такие как Verizon, AT&T, Vodafone, NTT и Deutsche Telekom, решили расширить свои инвестиции в ноу-хау, оборудование и спектр с 3G на LTE, а не внедрять новую технологию. технологический стандарт. Операторам сетей WiMax никогда не было бы экономически выгодно конкурировать с сетями фиксированной широкополосной связи, основанными на технологиях 4G. К 2009 году большинство операторов мобильной связи начали понимать, что будущее за мобильной связью (а не фиксированным 802.16e) и что LTE станет новым всемирным стандартом мобильной связи, поэтому они предпочли дождаться развития LTE, а не переходить с 3G. к WiMax.

WiMax был превосходной технологией с точки зрения скорости (примерно 25 Мбит/с) в течение нескольких лет (2005–2009 гг.) и стал пионером некоторых новых технологий, таких как MIMO. Но мобильная версия WiMax (802.16m), призванная конкурировать с технологиями GSM и CDMA, была слишком слаба/слишком поздно внедрена, и к моменту завершения разработки стандарта LTE в декабре 2008 года судьба WiMax как мобильной связи Решение было обречено, и было ясно, что LTE (а не WiMax) станет новым мировым стандартом 4G. Компания Clearwire, крупнейший партнер беспроводной широкополосной связи, использующий WiMax, объявила в 2008 году, что начнет накладывать на свою существующую сеть WiMax технологию LTE, что было необходимо Clearwire для получения инвестиций, необходимых для продолжения бизнеса.

В некоторых регионах мира широкая доступность UMTS и общее стремление к стандартизации привели к тому, что спектр для WiMAX не был выделен: в июле 2005 года всему ЕС было заблокировано. распределение частот для WiMAX по

Гармонизация

Ранние стандарты WirelessMAN, европейский стандарт HiperMAN и корейский стандарт WiBro, были гармонизированы как часть WiMAX и больше не рассматриваются как конкуренты, а как взаимодополняющие. Все сети, которые сейчас развертываются в Южной Корее, где действует стандарт WiBro, теперь являются WiMAX.

Сравнение с другими стандартами мобильного Интернета

В следующей таблице показаны только пиковые ставки, которые потенциально могут ввести в заблуждение. Кроме того, перечисленные сравнения не нормализованы по физическому размеру канала (т. е. спектру, используемому для достижения указанных пиковых скоростей); это сбивает с толку спектральную эффективность и чистую пропускную способность различных беспроводных технологий, перечисленных ниже.

Основная статья: Сравнение стандартов беспроводной передачи данных

Разработка

Стандарт IEEE 802.16m-2011. была базовой технологией WiMAX 2. Стандарт IEEE 802.16m был представлен в ITU для стандартизации IMT-Advanced . IEEE 802.16m является одним из основных кандидатов на использование технологий IMT-Advanced от МСЭ. Среди многих усовершенствований системы IEEE 802.16m могут обеспечить в четыре раза более высокую скорость передачи данных. скорость передачи данных выше, чем у WiMAX Release 1.

Версия 2 WiMAX обеспечивала обратную совместимость с версией 1. Операторы WiMAX могли перейти с версии 1 на версию 2 путем обновления канальных карт или программного обеспечения. Инициатива сотрудничества WiMAX 2 была создана, чтобы помочь в этом переходе.

Ожидалось, что при использовании 4X2 MIMO в сценарии городской микросоты с единственным доступным каналом TDD 20 МГц во всей системе система 802.16m сможет поддерживать как нисходящий канал 120 Мбит/с, так и восходящий канал 60 Мбит/с на сайт одновременно. Ожидалось, что WiMAX Release 2 будет доступен на коммерческой основе в 2011–2012 годах.

Версия WiMAX Release 2.1 была выпущена в начале 2010-х годов, и в ней была нарушена совместимость с более ранними сетями WiMAX. К концу 2010-х годов значительное количество операторов перешли на новый стандарт, совместимый с TD-LTE.

Помехи

Полевые испытания, проведенные в 2007 году SUIRG (Группой по уменьшению помех для спутниковых пользователей) при поддержке ВМС США, Глобального форума VSAT и нескольких организаций-членов, дали результаты, показывающие помехи на расстоянии 12 км при использовании одних и тех же каналов как для систем WiMAX, так и для спутников. в C-диапазоне .

Развертывания

Основная статья: Список развернутых сетей WiMAX

По состоянию на октябрь 2010 года WiMAX Forum заявил, что более 592 сетей WiMAX (фиксированных и мобильных) развернуты в более чем 148 странах и охватывают более 621 миллиона человек. К февралю 2011 года WiMAX Forum сообщил о охвате более 823 миллионов человек и оценил охват более чем в 1 миллиард человек к концу года. Обратите внимание, что покрытие означает предложение доступности услуги WiMAX населению в различных географических регионах, а не количество подписчиков WiMAX.

Южная Корея запустила сеть WiMAX во втором квартале 2006 года. Испания обеспечила полное покрытие в двух городах Севилье и Малаге в 2008 году, достигнув 20 000 портативных устройств. К концу 2008 года в Корее было 350 000 абонентов WiMAX.

Во всем мире к началу 2010 года WiMAX, казалось, быстро развивался по сравнению с другими доступными технологиями, хотя доступ в Северной Америке отставал. Yota , крупнейший оператор сети WiMAX в мире, в 4 квартале 2009 г. объявила в мае 2010 года, что переведет новые сети на LTE, а затем также изменит существующие сети.

В исследовании, опубликованном в сентябре 2010 года издательством Blycroft Publishing, было подсчитано 800 контрактов на управление с 364 операторами WiMAX по всему миру, предлагающими активные услуги (запущенные или все еще находящиеся в продаже, а не только лицензированные, но еще не запущенные). Форум WiMAX объявил 16 августа 2011 года, что во всем мире насчитывается более 20 миллионов подписчиков WiMAX, что является высшей точкой для этой технологии. http://wimaxforum.org/Page/News/PR/20110816_WiMAX_Subscriptions_Surpass_20_Million_Globally

См. также

• Когнитивное радио
• Развитый HSPA
• Высокоскоростной пакетный доступ
• Список сетей WiMAX
• Мобильная широкополосная связь
• Мобильный VoIP
• Муниципальный широкополосный доступ
• Пакетная широкополосная связь
• Отличный Wi-Fi
• Переключаемая сетка
• WiBro (мобильный WiMax в Корее)
• Беспроводной мост
• Беспроводная локальная линия

Ссылки

• К. Фазель и С. Кайзер, Системы с несколькими несущими и расширенным спектром: от OFDM и MC-CDMA к LTE и WiMAX , 2-е издание, John Wiley & Sons, 2008 г., ISBN   978-0-470-99821-2
• М. Эрген, Мобильная широкополосная связь – включая WiMAX и LTE , Спрингер, Нью-Йорк, 2009 г. ISBN   978-0-387-68189-4

• Рамон Рэй (2009) WiMax – появился ваш быстрый и дальний Wi-Fi. Персональные технологии.

Внешние ссылки

• Официальная страница WiMAX Forum