WiMAX

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 10 august 2020; verificările necesită 20 de modificări .

WiMAX ( Eng.  Worldwide Interoperability for Microwave Access ) este o tehnologie de telecomunicații concepută pentru a oferi comunicații wireless universale pe distanțe lungi pentru o gamă largă de dispozitive (de la stații de lucru și laptopuri la telefoane mobile ). Bazat pe standardul IEEE 802.16 , denumit și Wireless MAN (WiMAX ar trebui considerat un termen argou, deoarece nu este o tehnologie, ci numele forumului în care sa convenit Wireless MAN). Această tehnologie este numită și ultima milă.

Numele „WiMAX” a fost creat de WiMAX Forum  , o organizație care a fost fondată în iunie 2001 pentru a promova și dezvolta tehnologia WiMAX. Forumul descrie WiMAX ca fiind „o tehnologie bazată pe standarde care oferă acces la rețea fără fir de mare viteză ca alternativă la liniile telefonice închiriate și DSL ”. Viteza maximă este de până la 1 Gbps per celulă.

Tehnologia WiMAX combină realizările nu numai ale tehnologiilor de acces wireless mai simple (WiFi), ci și ale tehnologiilor rețelelor celulare de a treia generație.

Domeniul de utilizare

WiMAX este potrivit pentru următoarele sarcini:

WiMAX vă permite să accesați Internetul la viteze mari, cu o acoperire mult mai mare decât rețelele Wi-Fi . Acest lucru permite ca tehnologia să fie utilizată ca „canale de bază”, care sunt continuate de liniile tradiționale DSL și închiriate, precum și de rețele locale . Ca rezultat, această abordare vă permite să creați rețele scalabile de mare viteză în orașe.

Fezabilitatea utilizării WiMAX ca tehnologie de acces

Problema ultimului kilometru a fost întotdeauna o sarcină urgentă pentru semnalizatori. Până în prezent au apărut multe tehnologii last mile, iar orice operator de telecomunicații se confruntă cu sarcina de a alege o tehnologie care să rezolve în mod optim problema livrării oricărui tip de trafic către abonații săi. Nu există o soluție universală la această problemă, fiecare tehnologie are propriul domeniu de aplicare, propriile avantaje și dezavantaje. Alegerea unei anumite soluții tehnologice este influențată de o serie de factori, printre care:

Fiecare dintre acești factori are propria sa pondere, iar alegerea unei anumite tehnologii se face ținând cont de toți împreună. [1] .

WiMAX fix și mobil

Setul de avantaje este inerent întregii familii WiMAX, dar versiunile sale diferă semnificativ unele de altele. Dezvoltatorii standardului căutau soluții optime atât pentru aplicațiile fixe, cât și pentru cele mobile, dar nu a fost posibilă combinarea tuturor cerințelor într-un singur standard. Deși o serie de cerințe de bază se suprapun, concentrarea tehnologiilor pe nișe diferite de piață a condus la crearea a două versiuni separate ale standardului (sau mai degrabă, acestea pot fi considerate două standarde diferite).

Fiecare dintre specificațiile WiMAX își definește intervalele de frecvență de operare, lățimea de bandă, puterea radiației, metodele de transmisie și acces, metodele de codificare și modulare a semnalului, principiile reutilizarii frecvenței radio și alți indicatori. Prin urmare, sistemele WiMAX bazate pe versiuni ale standardului IEEE 802 .16 e și d sunt practic incompatibile. Mai jos sunt prezentate scurte descrieri ale fiecărei versiuni.

802.16-2004 (cunoscut și ca 802.16d, WiMAX fix și WiMAX pre ) este o specificație aprobată în 2004. Se utilizează multiplexarea în frecvență ortogonală ( OFDM ), accesul fix este acceptat în zonele cu sau fără linie de vedere. Dispozitivele utilizatorului sunt modemuri staționare pentru instalații exterioare și interioare, precum și carduri PCMCIA pentru laptopuri . În majoritatea țărilor, benzile de 3,5 și 5 GHz sunt rezervate acestei tehnologii . Potrivit Forumului WiMAX, există deja aproximativ 175 de implementări ale versiunii fixe. Mulți analiști îl văd ca pe o tehnologie de bandă largă prin cablu DSL concurentă sau complementară.

802.16-2005 (cunoscut și ca 802.16e și WiMAX mobil) este o specificație aprobată în 2005. Aceasta este o nouă etapă în dezvoltarea tehnologiei de acces fix (802.16d). Optimizată pentru a sprijini utilizatorii de telefonie mobilă, versiunea acceptă o serie de caracteristici specifice, cum ar fi handover , modul inactiv și roaming . Este utilizat accesul OFDM scalabil (SOFDMA), operarea este posibilă cu sau fără linie vizuală. Benzile de frecvență planificate pentru rețelele Mobile WiMAX sunt următoarele: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 GHz. Mai multe proiecte pilot au fost implementate în lume, inclusiv Skartel , care a fost primul din Rusia care și-a implementat rețeaua . Proiectul FlyNet a fost implementat în Kazahstan. Concurenții 802.16e sunt toți tehnologii mobile de a treia generație (de exemplu , EV-DO , HSDPA ).

Principala diferență dintre cele două tehnologii este că WiMAX fix permite deservirea doar a abonaților „statici”, în timp ce mobilul este axat pe lucrul cu utilizatorii care se deplasează cu viteze de până la 150 km/h. Mobilitatea înseamnă prezența funcțiilor de roaming și comutarea „fără întreruperi” între stațiile de bază atunci când abonatul se mută (cum se întâmplă în rețelele celulare). Într-un caz particular, WiMAX mobil poate fi folosit și pentru a servi utilizatorilor fixe [2] .

Broadband

Multe companii de telecomunicații pariază puternic pe utilizarea WiMAX pentru a oferi comunicații de mare viteză din următoarele motive:

În concluzie, toate aceste avantaje vor face posibilă reducerea prețurilor pentru furnizarea de servicii de acces la Internet de mare viteză atât pentru structurile de afaceri, cât și pentru persoane fizice.

Echipament utilizator

Echipamentele pentru utilizarea rețelelor WiMAX sunt furnizate de mai mulți producători și pot fi instalate atât în ​​interior (dispozitive de dimensiunea unui modem DSL obișnuit), cât și în exterior. Trebuie remarcat faptul că echipamentele concepute pentru amplasare în interior și care nu necesită abilități profesionale sunt, desigur, mai convenabile în timpul instalării, dar pot funcționa la distanțe mult mai scurte față de stația de bază decât dispozitivele externe instalate profesional. Prin urmare, echipamentele instalate în interior necesită o investiție mult mai mare în dezvoltarea infrastructurii de rețea, deoarece implică utilizarea unui număr mult mai mare de puncte de acces.

Odată cu inventarea WiMAX mobil, se pune tot mai mult accent pe dezvoltarea dispozitivelor mobile, inclusiv telefoane speciale (similare cu un smartphone mobil obișnuit ) și periferice pentru computer ( module radio USB și card PC ).

Wi-Fi și WiMAX

Comparațiile între WiMAX și Wi-Fi sunt departe de a fi neobișnuite - termenii sunt consani, numele standardelor pe care se bazează aceste tehnologii sunt similare (standardele sunt dezvoltate de IEEE, ambele încep cu „802.”) și ambele tehnologii utilizează o conexiune fără fir și sunt utilizate pentru a vă conecta la Internet (canal de schimb de date). Dar, în ciuda acestui fapt, aceste tehnologii au ca scop rezolvarea unor probleme complet diferite.

Tabel de comparație a standardelor wireless
Tehnologie Standard Utilizare Lățimea de bandă Raza de acțiune Frecvențele
Wifi 802.11ac WLAN până la 1 Gbps pana la 300 m 5 GHz
Wifi 802.11b WLAN până la 11 Mbps pana la 300 m 2,4 GHz
Wifi 802,11 g WLAN până la 54 Mbps pana la 300 m 2,4 GHz
Wifi 802.11n WLAN până la 300 Mbps (în viitor până la 600 Mbps) pana la 300 m 2,4-2,5 sau 5,0 GHz
WiMax 802.16d WMAN până la 75 Mbps 25-80 km 1,5-11 GHz
WiMax 802.16e WMAN mobil până la 40 Mbps 1—5 km 2,3-13,6 GHz
WiMax 2 802,16 m WMAN , WMAN mobil până la 1 Gbps ( WMAN ), până la 100 Mbps (WMAN mobil) 120-150 km (standard în dezvoltare) Până la 11 GHz
Bluetooth v. 1.1 802.15.1 WPAN până la 1 Mbps pana la 10 m 2,4 GHz
Bluetooth v. 2.0 802.15.3 WPAN până la 2,1 Mbps pana la 100 m 2,4 GHz
Bluetooth v. 3.0 802.11 WPAN 3 până la 24 Mbps pana la 100 m 2,4 GHz
UWB 802.15.3a WPAN 110-480 Mbps pana la 10 m 7,5 GHz
ZigBee 802.15.4 WPAN 20 până la 250 kbps 1-100 m 2,4 GHz (16 canale), 915 MHz (10 canale), 868 MHz (un singur canal)
Linie de comunicație în infraroșu Irda WPAN până la 15 Mbps de la 5 la 50 de centimetri, comunicare unidirecțională - până la 10 metri Radiatii infrarosii
  • WiMAX este un sistem cu rază lungă de acțiune care acoperă kilometri de spațiu și care utilizează de obicei spectrul licențiat (deși pot fi utilizate și frecvențe fără licență) pentru a oferi utilizatorului final o conexiune la Internet punct la punct de către un ISP. Diferitele standarde din familia 802.16 oferă diferite tipuri de acces, de la mobil (similar cu transmisia de date de pe telefoanele mobile) la fix (o alternativă la accesul prin cablu, în care echipamentul wireless al utilizatorului este legat de o locație).
  • Wi-Fi este un sistem cu rază mai scurtă, care acoperă de obicei zeci de metri, care utilizează benzi de frecvență fără licență pentru a oferi acces la rețea. De obicei, Wi-Fi este folosit de utilizatori pentru a-și accesa propria rețea locală, care poate fi sau nu conectată la Internet. Dacă WiMAX poate fi comparat cu comunicațiile mobile, atunci Wi-Fi este mai degrabă ca un telefon fix fără fir .
  • WiMAX și Wi-Fi au un mecanism complet diferit de calitate a serviciului ( QoS ). WiMAX folosește un mecanism bazat pe stabilirea unei conexiuni între o stație de bază și dispozitivul unui utilizator. Fiecare conexiune se bazează pe un algoritm special de programare care poate garanta parametrul QoS pentru fiecare conexiune. Wi-Fi, la rândul său, utilizează un mecanism QoS similar cu cel utilizat în Ethernet , în care pachetele primesc o prioritate diferită. Această abordare nu garantează același QoS pentru fiecare conexiune. Datorită costului scăzut și ușurinței de instalare, Wi-Fi este adesea folosit pentru a oferi clienților acces rapid la Internet de către diverse organizații. De exemplu, în multe cafenele, hoteluri, gări și aeroporturi puteți găsi un hotspot Wi-Fi gratuit pentru vizitatori.

Cum funcționează

Concepte de bază

În general, rețelele WiMAX constau din următoarele părți principale: stații de bază și de abonat, precum și echipamente care conectează stațiile de bază între ele, la furnizorul de servicii și la Internet.

Pentru a conecta stația de bază cu abonatul, se utilizează un interval de unde radio de înaltă frecvență de la 1,5 la 11 GHz. În condiții ideale, ratele de transfer de date pot ajunge la 70 Mbps, fără a fi nevoie de linie vizuală între stația de bază și receptor.

După cum s-a menționat mai sus, WiMAX este utilizat atât pentru a rezolva problema „ ultimul mile ”, cât și pentru a oferi acces la rețea la rețelele de birouri și districte [3] .

Conexiunile (linia vizuală) se stabilesc între stațiile de bază folosind intervalul de frecvență de la 10 la 66 GHz, rata de schimb de date putând ajunge la 140 Mbps. În același timp, cel puțin o stație de bază este conectată la rețeaua furnizorului folosind conexiuni clasice prin cablu. Cu toate acestea, cu cât este mai mare numărul de BS conectate la rețelele furnizorului, cu atât este mai mare rata de transfer de date și fiabilitatea rețelei în ansamblu.

Structura rețelelor din familia de standarde IEEE 802.16 este similară cu rețelele GSM tradiționale (stațiile de bază funcționează la distanțe de până la zeci de kilometri, nu este necesară construirea de turnuri pentru instalarea lor - instalarea pe acoperișuri este permisă, sub rezerva starea de vizibilitate directă între stații) [4] .

Moduri de operare

MAC / strat de legătură

În rețelele Wi-Fi, toate stațiile de utilizator care doresc să transmită informații printr-un punct de acces (AP) concurează pentru „atenția” acestuia din urmă. Această abordare poate provoca o situație în care comunicarea pentru stațiile mai îndepărtate va fi întreruptă constant în favoarea stațiilor mai apropiate. Această stare de fapt face dificilă utilizarea serviciilor precum Voice over IP (VoIP), care se bazează în mare măsură pe o conexiune continuă.

În ceea ce privește rețelele 802.16, MAC folosește un algoritm de programare. Orice stație de utilizator trebuie doar să se conecteze la punctul de acces, i se va crea un slot dedicat pe punctul de acces, inaccesibil pentru alți utilizatori.

Arhitectură

Forumul WiMAX a dezvoltat o arhitectură care definește multe aspecte ale funcționării rețelelor WiMAX: interacțiunea cu alte rețele, distribuirea adreselor de rețea, autentificare etc. Ilustrația de mai sus oferă o idee despre arhitectura rețelelor WiMAX.

  • SS/MS (stația de abonat/stația mobilă)
  • ASN (rețeaua de servicii de acces) [5]
  • BS (stație de bază), stație de bază, parte a ASN
  • ASN-GW (ASN Gateway), gateway, parte a ASN
  • CSN (Rețeaua de servicii de conectivitate)
  • HA (Agent de acasă, parte a CSN)
  • NAP (un furnizor de acces la rețea)
  • NSP (un furnizor de servicii de rețea)
  • ASN (Access Service Network) - rețea de acces.
  • ASN Gateway este conceput pentru a combina mesajele de trafic și semnalizare de la stațiile de bază și transmisia ulterioară a acestora către rețeaua CSN.
  • BS (Base Station) - stație de bază. Sarcina principală este stabilirea, întreținerea și deconectarea legăturilor radio. În plus, efectuează procesarea semnalizării, precum și distribuirea resurselor între abonați.
  • CSN (Connectivity Service Network) - rețea de furnizare a serviciilor.
  • HA (Home Agent) - un element de rețea responsabil pentru posibilitatea de roaming. În plus, oferă schimb de date între rețelele diferiților operatori. [6]

Arhitectura rețelelor WiMax nu este legată de nicio configurație anume și este extrem de flexibilă și scalabilă.

Vezi și

Note

  1. ↑ Economia aplicată a rețelelor de acces fără fir . Consultat la 23 iunie 2009. Arhivat din original pe 21 iunie 2009.
  2. ↑ Diversitate în unitate . Consultat la 28 octombrie 2008. Arhivat din original pe 11 octombrie 2008.
  3. ↑ Imediat 4G . Corespondent privat (17 noiembrie 2008). Arhivat din original pe 24 august 2011.
  4. ↑ Imediat 4G . Corespondent privat (16 noiembrie 2008). Arhivat din original pe 24 august 2011.
  5. ↑ Rețeaua de servicii de acces în WiMAX: Rolul ASN-GW . mustafaergen.com. Data accesului: 12 martie 2008. Arhivat din original la 27 februarie 2008.
  6. ↑ WIMAX mobil . Consultat la 25 septembrie 2010. Arhivat din original la 18 martie 2011.

Literatură

  • V. Vishnevsky , S. Portnoy , I. Shahnovich . Enciclopedia WiMax. Calea 4G. — M.: Technosfera , 2009. — 472 p. — ISBN 978-5-94836-223-6 .
  • Vishnevsky V. M. , Lyakhov A. I. , Portnoy S. L. , Shakhnovich I. L. Rețele fără fir în bandă largă pentru transmiterea informațiilor. M.: Technosphere, 2005

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
 conexiune internet
Conexiune prin cablu
Conexiune fără fir
Calitatea conexiunii la internet
( ITU-T Y.1540, Y.1541)		Lățimea de bandă (lățime de bandă) ( ing.  Lățimea de bandă a rețelei ) • Întârziere rețea (timpul de răspuns, ing.  IPTD ) • Fluctuația întârzierii rețelei ( ing.  IPDV ) • Rata pierdere a pachetelor ( ing.  IPLR ) • Rata de eroare a pachetului ( ing.  IPER ) • Factorul de disponibilitate