WiMAX - WiMAX

WiMAX (всемирная совместимость для микроволнового доступа)

Всемирная функциональная совместимость для микроволнового доступа ( WiMAX ) - это семейство стандартов беспроводной широкополосной связи, основанных на наборе стандартов IEEE 802.16 , которые предоставляют возможности физического уровня (PHY) и управления доступом к среде (MAC).

WiMAX Forum был образован в июне 2001 года с целью содействия соответствия и совместимости, в том числе определения системных профилей для коммерческих поставщиков. Форум описывает WiMAX как «основанную на стандартах технологию, позволяющую предоставлять беспроводной широкополосный доступ последней мили в качестве альтернативы кабелю и DSL ». IEEE 802.16m или WirelessMAN-Advanced был кандидатом для 4G , конкурируя со стандартом LTE Advanced .

Первоначально WiMAX был разработан для обеспечения скорости передачи данных от 30 до 40 мегабит в секунду, а с обновлением 2011 года для фиксированных станций была обеспечена скорость до 1 Гбит / с.

Версия 2.1 WiMAX, широко известная как WiMAX 2+ , представляет собой обратный переход от предыдущих поколений WiMAX. Он совместим и взаимодействует с TD-LTE .

Терминология

WiMAX относится к функционально совместимым реализациям семейства стандартов беспроводных сетей IEEE 802.16, ратифицированных Форумом WiMAX. (Точно так же Wi-Fi относится к совместимым реализациям стандартов беспроводной локальной сети IEEE 802.11, сертифицированных Wi-Fi Alliance .) Сертификация WiMAX Forum позволяет поставщикам продавать фиксированные или мобильные продукты как сертифицированные WiMAX, тем самым обеспечивая уровень взаимодействия с другими сертифицированными продукты, если они подходят к одному профилю.

Первоначальный стандарт IEEE 802.16 (теперь называемый «Фиксированный WiMAX») был опубликован в 2001 году. WiMAX заимствовал некоторые из своих технологий 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 упоминается как «Wi-Fi на стероидах» и может использоваться для ряда приложений, включая широкополосные соединения, транзитную сеть сотовой связи , точки доступа и т. Д. Он похож на Wi-Fi дальнего действия , но позволяет использовать его при гораздо большие расстояния.

Использование WiMAX

Масштабируемая архитектура физического уровня, которая позволяет легко масштабировать скорость передачи данных с доступной полосой пропускания канала и диапазоном WiMAX, делает его пригодным для следующих потенциальных приложений:

• Обеспечение портативной мобильной широкополосной связи в городах и странах с помощью различных устройств.
• Обеспечение беспроводной альтернативы кабельной и цифровой абонентской линии (DSL) для широкополосного доступа " последней мили ".
• Предоставление услуг передачи данных, телекоммуникаций (VoIP) и IPTV ( Triple Play ).
• Обеспечение подключения к Интернету как часть плана обеспечения непрерывности бизнеса .
• Умные сети и учет.

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, которые обычно имели доступ только через существующего действующего оператора DSL (или аналогичного).

Кроме того, учитывая относительно низкие затраты, связанные с развертыванием сети WiMAX (по сравнению с 3G , HSDPA , xDSL , HFC или FTTx ), в настоящее время экономически целесообразно предоставлять широкополосный доступ в Интернет на последней миле в удаленных местах.

Транспортировка на среднюю милю к оптоволоконным сетям

Мобильный WiMAX был кандидатом на замену технологиям сотовой связи, таким как GSM и CDMA , или может использоваться в качестве наложения для увеличения пропускной способности. Фиксированный WiMAX также считается технологией беспроводной транспортной сети для сетей 2G , 3G и 4G как в развитых, так и в развивающихся странах.

В Северной Америке транспортная связь для городских операций обычно осуществляется через одно или несколько соединений по медным проводам , тогда как удаленные сотовые операции иногда осуществляются через спутник. В других регионах транзитные сети в городских и сельских районах обычно осуществляются по микроволновым каналам . (Исключение составляют случаи, когда сеть управляется традиционным оператором, имеющим свободный доступ к медной сети.) WiMAX предъявляет более существенные требования к пропускной способности для транзитного рейса, чем унаследованные сотовые приложения. Следовательно, в Северной Америке растет использование беспроводной микроволновой транзитной сети, а существующие микроволновые транзитные линии во всех регионах модернизируются. Пропускная способность от 34 Мбит / с до 1 Гбит / с обычно развертывается с задержками порядка 1 мс.

Во многих случаях операторы объединяют сайты, используя беспроводную технологию, а затем отправляют трафик в оптоволоконные сети, где это удобно. WiMAX в этом приложении конкурирует с микроволновым радио , E-линией и простым расширением самой оптоволоконной сети.

Тройная игра

WiMAX напрямую поддерживает технологии, которые делают возможными предложения услуг Triple Play (такие как качество обслуживания и многоадресная передача ). Они являются неотъемлемой частью стандарта WiMAX, а не добавляются, как Ethernet оператора связи к Ethernet .

7 мая 2008 г. в США компании Sprint Nextel , Google , Intel , Comcast , Bright House и Time Warner объявили об объединении спектра в среднем 120 МГц и объединились с Clearwire для продвижения услуги. Новая компания надеялась извлечь выгоду из предложения комбинированных услуг и сетевых ресурсов как трамплина для своих конкурентов. Предполагалось, что кабельные компании будут предоставлять мультимедийные услуги другим партнерам, одновременно получая доступ к беспроводной сети в качестве оператора мобильной виртуальной сети для предоставления услуг Triple-Play.

Некоторые аналитики беспроводной индустрии, такие как Кен Дулани и Тодд Корт из Gartner, скептически относились к тому, как будет работать эта сделка: хотя конвергенция фиксированной и мобильной связи была признанным фактором в отрасли, предыдущие попытки наладить партнерские отношения между компаниями беспроводной и кабельной связи, как правило, имели место. не привели к существенной выгоде для участников. Другие аналитики IDC поддержали сделку, указав, что по мере того, как беспроводные сети переходят на более широкую полосу пропускания, они неизбежно будут напрямую конкурировать с кабелями, 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 транзитных рейсов и медиауслуг возрастает, поэтому ожидалось, что возможности использования ресурсов с высокой пропускной способностью увеличатся.

Авиация

Система авиационной мобильной связи в аэропорту (AeroMACS) - это беспроводная широкополосная сеть на поверхности аэропорта, предназначенная для связи диспетчерской вышки, самолетов и основных средств. В 2007 году AeroMACS получила всемирное частотное распределение в авиационном диапазоне 5 ГГц. По состоянию на 2018 год было 25 развертываний AeroMACS в 8 странах, при этом запланировано как минимум 25 развертываний.

Поддержка TDD и FDD

Стандарты IEEE 802.16REVd и IEEE 802.16e поддерживают как дуплекс с временным разделением, так и дуплекс с частотным разделением, а также полудуплексный FDD, что позволяет реализовать низкую стоимость.

Подключение

Устройства, обеспечивающие подключение к сети WiMAX, называются абонентскими станциями (SS).

Портативные устройства включают телефонные трубки (аналогичные сотовым смартфонам ); Периферийные устройства ПК (карты ПК или USB-ключи); и встроенные устройства в ноутбуки, которые теперь доступны для услуг Wi-Fi. Кроме того, операторы уделяют большое внимание устройствам бытовой электроники, таким как игровые приставки, MP3-плееры и аналогичные устройства. WiMAX больше похож на Wi-Fi, чем на другие сотовые технологии 3G .

На веб-сайте WiMAX Forum представлен список сертифицированных устройств. Однако это не полный список доступных устройств, поскольку сертифицированные модули встраиваются в портативные компьютеры, мобильные интернет-устройства и другие устройства с частной маркировкой.

Шлюзы

Устройства шлюза WiMAX доступны как в внутренней, так и в наружной версии от производителей, включая Vecima Networks , Alvarion , Airspan , ZyXEL , Huawei и Motorola . Список сетей WiMAX и WiMAX Forum обеспечивает больше ссылок на конкретные поставщик, продукцию и оборудование. Многие шлюзы WiMAX, предлагаемые такими производителями, представляют собой автономные, устанавливаемые самостоятельно внутренние блоки. Такие устройства обычно располагаются возле окна клиента с лучшим сигналом и обеспечивают:

• Интегрированная точка доступа Wi-Fi для обеспечения возможности подключения к Интернету через WiMAX нескольких устройств в доме или офисе.
• Порты Ethernet для прямого подключения к компьютеру, маршрутизатору , принтеру или DVR в локальной проводной сети.
• Один или два аналоговых телефонных разъема для подключения стационарного телефона и использования VoIP.

Внутренние шлюзы удобны, но потери радиосвязи означают, что абоненту может потребоваться быть значительно ближе к базовой станции WiMAX, чем с профессионально установленными внешними устройствами.

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 может обеспечить подключение к сети WiMAX через ключ . Обычно эти устройства подключаются к ноутбуку или нетбуку. Донглы обычно имеют всенаправленные антенны, которые имеют меньшее усиление 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. Устройство было доступно только на определенных рынках в России в сети Yota до 2010 года.

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, выпущенное 4 июня 2010 года, поддерживает как EV-DO (3G), так и WiMAX (pre-4G), а также одновременные сеансы передачи данных и голоса. Sprint Nextel объявила на выставке CES 2012, что больше не будет предлагать устройства, использующие технологию WiMAX из-за финансовых обстоятельств, вместо этого Sprint Nextel вместе со своим сетевым партнером Clearwire развернула сеть 4G, решив перейти на использование технологии LTE 4G.

Техническая информация

Стандарт IEEE 802.16

WiMAX основан на IEEE Std 802.16e-2005 , утвержденном в декабре 2005 года. Это дополнение к IEEE Std 802.16-2004, поэтому фактический стандарт - 802.16-2004 с поправками, внесенными 802.16e-2005. Таким образом, эти спецификации необходимо рассматривать вместе.

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

• Добавлена ​​поддержка мобильности (мягкое и жесткое переключение между базовыми станциями). Это рассматривается как один из наиболее важных аспектов 802.16e-2005 и является основой мобильного WiMAX.
• Масштабирование быстрого преобразования Фурье (БПФ) к полосе пропускания канала для сохранения постоянного разноса несущих в разных полосах пропускания канала (обычно 1,25 МГц, 5 МГц, 10 МГц или 20 МГц). Постоянное разнесение несущих 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 номера поднесущих БПФ составляют только 128, 512, 1024 и 2048, другие полосы частот не будут иметь точно такой же разнос между несущими, что может быть неоптимальным для реализаций. Разнос между несущими составляет 10,94 кГц.
• Расширенные схемы разнесения антенн и гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ)
• Адаптивные антенные системы (AAS) и технология MIMO
• Более плотная подканализация, тем самым улучшая проникновение в помещения
• Введение и проверка четности с низкой плотностью (LDPC)
• Внедрение субканалов нисходящего канала, позволяющее администраторам обменивать покрытие на пропускную способность или наоборот
• Добавление класса дополнительного качества обслуживания (QoS) для приложений VoIP

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

Физический слой

Исходная версия стандарта, на котором основан WiMAX ( IEEE 802.16 ), определяла физический уровень, работающий в диапазоне от 10 до 66 ГГц. 802.16a, обновленный в 2004 году до 802.16-2004, добавил спецификации для диапазона от 2 до 11 ГГц. Стандарт 802.16-2004 был обновлен 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 дает потенциальные преимущества с точки зрения покрытия, самостоятельной установки, энергопотребления, повторного использования частоты и эффективности использования полосы пропускания. WiMax - самый энергоэффективный метод до 4G среди LTE и HSPA + .

Уровень управления доступом к среде

MAC WiMAX использует алгоритм планирования, для которого абонентская станция должна соревноваться только один раз за начальный вход в сеть. После того, как вход в сеть разрешен, абонентская станция выделяет слот доступа базовой станцией. Временной интервал может увеличиваться и сокращаться, но остается закрепленным за абонентской станцией, что означает, что другие абоненты не могут его использовать. Помимо стабильности при перегрузке и превышении подписки, алгоритм планирования также может быть более эффективным с точки зрения пропускной способности . Алгоритм планирования также позволяет базовой станции управлять параметрами QoS, балансируя назначения временных интервалов между потребностями приложений абонентской станции.

Характеристики

Как стандарт, предназначенный для удовлетворения потребностей сетей передачи данных следующего поколения ( 4G ), WiMAX отличается своим алгоритмом динамической пакетной модуляции, адаптирующимся к физической среде, через которую проходит радиочастотный сигнал. Модуляция выбрана так, чтобы она была более спектрально эффективной (больше битов на символ OFDM / SOFDMA ). То есть, когда пакеты имеют высокий уровень сигнала и высокое отношение несущей к шуму плюс помехи (CINR), их легче декодировать с помощью цифровой обработки сигналов (DSP). Напротив, работая в менее благоприятных условиях для РЧ-связи, система автоматически переходит в более устойчивый режим (пакетный профиль), что означает меньшее количество битов на символ OFDM / SOFDMA; с тем преимуществом, что мощность на бит выше и, следовательно, может выполняться более простая и точная обработка сигналов.

Профили пакетов используются обратными (алгоритмически динамическими) 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 выделении кадра MAC, требующий выделения большего количества символов (большей части кадра MAC) при передаче заданного объема данных, чем если бы клиент был ближе к базовой станции.

MAC-кадр клиента и их индивидуальные профили пакетов определяются так же, как и конкретное распределение времени. Однако, даже если это делается автоматически, при практическом развертывании следует избегать высоких помех и условий многолучевого распространения. Причина этого, очевидно, заключается в том, что слишком сильные помехи вызывают плохую работу сети, а также могут искажать возможности сети.

Система сложна в развертывании, поскольку необходимо отслеживать не только уровень сигнала и CINR (как в таких системах, как GSM ), но также то, как доступные частоты будут динамически назначаться (что приводит к динамическим изменениям доступной полосы пропускания). Это может привести к на загроможденные частоты с медленным временем отклика или потерянными кадрами.

В результате система должна быть изначально спроектирована на основе консенсуса с командой разработчиков базовых станций, чтобы точно прогнозировать использование частоты, помехи и общие функциональные возможности продукта.

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

Интеграция с IP-сетью

Форум WiMAX предложил архитектуру, которая определяет, как сеть WiMAX может быть соединена с базовой сетью на основе IP, которая обычно выбирается операторами, выступающими в качестве провайдеров Интернет-услуг (ISP); Тем не менее, BS WiMAX обеспечивает возможности бесшовной интеграции с другими типами архитектур, например, с мобильными сетями с коммутацией пакетов.

Предложение форума WiMAX определяет ряд компонентов, а также некоторые из взаимосвязей (или контрольных точек) между ними, помеченных с R1 по R5 и R8:

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

Важно отметить, что функциональная архитектура может быть спроектирована в различных конфигурациях оборудования, а не в фиксированных конфигурациях. Например, архитектура достаточно гибкая, чтобы допускать удаленные / мобильные станции различного масштаба и функциональности, а также базовые станции различного размера - например, фемто-, пико- и мини-БС, а также макросы.

Распределение спектра

Не существует единого глобального лицензированного спектра для WiMAX, однако Форум WiMAX опубликовал три профиля лицензированного спектра: 2,3 ГГц, 2,5 ГГц и 3,5 ГГц, чтобы стимулировать стандартизацию и снизить стоимость.

В США самый большой доступный сегмент составляет около 2,5 ГГц и уже закреплен за Sprint Nextel и Clearwire . В других странах мира наиболее вероятными будут диапазоны, одобренные Форумом, при этом частота 2,3 ГГц, вероятно, будет наиболее важной в Азии. Некоторые страны Азии, такие как Индия и Индонезия, будут использовать сочетание частот 2,5 ГГц, 3,3 ГГц и других частот. Пакистан «s Wateen Telecom использует 3,5 ГГц.

Полосы аналогового телевидения (700 МГц) могут стать доступными, но ожидается полный переход 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 большая часть спектра досталась Verizon Wireless, а следующая по величине - AT&T. Обе эти компании заявили о своем намерении поддерживать LTE , технологию, которая напрямую конкурирует с WiMAX. Комиссар ЕС Вивиан Рединг предложила перераспределить диапазон 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 FDD. На данный момент все мобильные профили являются только TDD. Фиксированные профили имеют размеры канала 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 выбор каналов, но только указанные выше подмножества поддерживаются как профили WiMAX.)

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, которая признает IMT-2000.

Присущие ограничения

WiMAX не может передавать 70  Мбит / с на расстояние более 50 км (31 милю). Как и все беспроводные технологии, WiMAX может работать на более высоких скоростях передачи данных или на больших расстояниях, но не на обоих сразу. Работа на максимальной дальности 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 битрейтами.

Общегородское развертывание WiMAX 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 узлу сотовой связи, получают скорость более высокой. 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 надлежащем планировании пропускной способности и использовании QoS WiMAX можно обеспечить минимальную гарантированную пропускную способность для каждого абонента. На практике у большинства пользователей будет диапазон услуг со скоростью 4–8 Мбит / с, и к базовой станции будут добавлены дополнительные радиокарты, чтобы увеличить количество пользователей, которые могут обслуживаться по мере необходимости.

Кремниевые реализации

Ряд специализированных компаний производили ИС основной полосы частот и интегрированные RFIC для абонентских станций WiMAX в диапазонах 2,3, 2,5 и 3,5 ГГц (см. «Распределение спектра» выше). Эти компании включают, помимо прочего, Beceem, Sequans и PicoChip .

Сравнение

Часто встречаются сравнения и путаница между WiMAX и Wi-Fi , потому что оба связаны с беспроводным подключением и доступом в Интернет.

• WiMAX - это система с большим радиусом действия, охватывающая многие километры, которая использует лицензированный или нелицензированный 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 в устройствах конечных пользователей.
• Wi-Fi работает на управление доступом к среде «s CSMA / CA протокол, который и без установления соединения на основе конкуренции , в то время как WiMAX работает , ориентированные на соединение MAC.
• 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, которые хотят передавать данные через точку беспроводного доступа (AP), соревнуются за внимание AP на основе случайных прерываний. Это может привести к тому, что абонентские станции, удаленные от точки доступа, будут многократно прерываться более близкими станциями, что значительно снижает их пропускную способность.
• И IEEE 802.11 , который включает Wi-Fi, и IEEE 802.16 , который включает WiMAX, определяют одноранговые (P2P) и беспроводные одноранговые сети , в которых конечный пользователь обменивается данными с пользователями или серверами в другой локальной сети (LAN). используя свою точку доступа или базовую станцию . Однако 802.11 поддерживает также прямую одноранговую сеть или одноранговую сеть между устройствами конечных пользователей без точки доступа, в то время как устройства конечных пользователей 802.16 должны находиться в зоне 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 к Wi-Fi в доме или офисе для компьютеров и смартфонов. Это позволяет пользователю разместить абонентское устройство WiMAX в наиболее подходящей зоне приема, например, у окна, и иметь доступ к дате на всей территории своей собственности.

Тестирование на соответствие

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

Ассоциации

Форум WiMAX

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

Основная роль организации - сертифицировать совместимость продуктов WiMAX. Те, кто проходит тестирование на соответствие и совместимость, получают обозначение «Сертифицировано WiMAX Forum» и могут отображать этот знак на своих продуктах и ​​маркетинговых материалах. Некоторые поставщики заявляют, что их оборудование «готово к WiMAX», «WiMAX-совместимое» или «pre-WiMAX», если они не прошли официальную сертификацию WiMAX Forum.

Еще одна роль WiMAX Forum - 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.

Альянс владельцев спектра WiMAX

WiSOA была первой глобальной организацией, состоящей исключительно из владельцев спектра WiMAX с планами развертывания технологии 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 Wireless Broadband Alliance в апреле 2008 года.

Ассоциация телекоммуникационной индустрии

В 2011 году Ассоциация телекоммуникационной отрасли выпустила три технических стандарта (TIA-1164, TIA-1143 и TIA-1140), которые охватывают эфирный интерфейс и основные сетевые аспекты систем высокоскоростной пакетной передачи данных Wi-Max (HRPD) с использованием мобильного устройства. Станция / Терминал доступа (MS / AT) с одним передатчиком.

Конкурирующие технологии

На рынке основная конкуренция WiMAX исходила от существующих, широко используемых беспроводных систем, таких как Универсальная система мобильной связи (UMTS), CDMA2000 , существующий Wi-Fi, ячеистые сети и, в конечном итоге, 4G (LTE).

В будущем конкуренция будет вестись от эволюции основных стандартов сотовой связи к 4G , сетям с высокой пропускной способностью и малой задержкой, полностью основанным на IP, с голосовыми услугами, построенными на вершине. Мировой переход на 4G для GSM / UMTS и AMPS / TIA (включая CDMA2000) - это проект долгосрочного развития 3GPP (LTE).

Стандарт LTE был окончательно доработан в декабре 2008 года, когда TeliaSonera провела первое коммерческое развертывание LTE в Осло и Стокгольме в декабре 2009 года. С этого момента LTE быстро набирает популярность операторами мобильной связи по всему миру.

Хотя WiMax появился на рынке намного раньше, чем LTE, LTE был обновлением и расширением предыдущих стандартов 3G (GSM и CDMA), тогда как WiMax был относительно новой и другой 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, вместо того, чтобы переходить на новый стандарт технологии. Для операторов сетей WiMax никогда не было бы экономически выгодно конкурировать с фиксированными широкополосными сетями, 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 мировым 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), и он стал пионером некоторых новых технологий, таких как MIMO. Но мобильная версия WiMax (802.16m), предназначенная для конкуренции с технологиями GSM и CDMA, была слишком слаба / слишком поздно для создания, и к тому времени, когда стандарт LTE был завершен в декабре 2008 года, судьба WiMax как мобильного Решение было обречено, и было ясно, что LTE (а не WiMax) станет новым в мире стандартом 4G. Крупнейший партнер в области беспроводного широкополосного доступа, использующий WiMax, Clearwire, объявил в 2008 году, что они начнут перекрывать свою существующую сеть WiMax технологией LTE, которая была необходима Clearwire для получения инвестиций, необходимых для сохранения бизнеса.

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

Гармонизация

Ранние стандарты WirelessMAN, европейский стандарт HiperMAN и корейский стандарт WiBro были согласованы как часть WiMAX и больше не рассматриваются как конкуренция, а как дополняющие друг друга. Все сети, развернутые в настоящее время в Южной Корее, родине стандарта 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 размеру физического канала (т. Е. Спектру, используемому для достижения указанных пиковых скоростей); это скрывает спектральную эффективность и пропускную способность различных беспроводных технологий, перечисленных ниже.

Сравнение способов мобильного доступа в Интернет

Общее имя	Семья	Основное использование	Radio Tech	Нисходящий поток (Мбит / с)	Восходящий поток (Мбит / с)	Примечания
HSPA +	3GPP	Мобильный интернет	CDMA / TDMA / FDD MIMO	21 42 84 672	5,8 11,5 22 168	HSPA + широко применяется . В редакции 11 3GPP говорится, что пропускная способность протокола HSPA + должна составлять 672 Мбит / с.
LTE	3GPP	Мобильный интернет	OFDMA / TDMA / MIMO / SC-FDMA / для LTE-FDD / для LTE-TDD	100 Cat3 150 Cat4 300 Cat5 25065 Cat17 1658 Cat19 (в FDD 20 МГц)	50 Cat3 / 4 75 Cat5 2119 Cat17 13563 Cat19 (в FDD 20 МГц)	LTE-Advanced Pro предлагает мобильным пользователям скорость более 3 Гбит / с.
WiMax, отн. 1	802.16	WirelessMAN	MIMO - SOFDMA	37 (TDD 10 МГц)	17 (TDD 10 МГц)	С 2x2 MIMO.
WiMax, версия 1.5	802.16-2009	WirelessMAN	MIMO - SOFDMA	83 (20 МГц TDD) 141 (2x20 МГц FDD)	46 (20 МГц TDD) 138 (2x20 МГц FDD)	С 2x2 MIMO. Расширен до каналов 20 МГц в 802.16-2009
WiMAX rel 2.0	802,16 м	WirelessMAN	MIMO - SOFDMA	2x2 MIMO 110 (20 МГц TDD) 183 (2x20 МГц FDD) 4x4 MIMO 219 (20 МГц TDD) 365 (2x20 МГц FDD)	2x2 MIMO 70 (20 МГц TDD) 188 (2x20 МГц FDD) 4x4 MIMO 140 (20 МГц TDD) 376 (2x20 МГц FDD)	Кроме того, пользователи с низкой мобильностью могут агрегировать несколько каналов, чтобы получить скорость загрузки до 1 Гбит / с.
Flash-OFDM	Flash-OFDM	Мобильность мобильного Интернета до 200 миль в час (350 км / ч)	Flash-OFDM	5,3 10,6 15,9	1,8 3,6 5,4	Мобильный диапазон 30 км (18 миль) Увеличенный диапазон 55 км (34 мили)
Гиперман	Гиперман	Мобильный интернет	OFDM	56,9
Вай фай	802.11 ( 11ax )	Беспроводная сеть	OFDM / OFDMA / CSMA / MIMO / MU-MIMO / полудуплекс	9600 Wi-Fi 6		Улучшения антенны , РЧ-интерфейса и незначительные настройки таймера протокола помогли развернуть P2P- сети большого радиуса действия, компрометируя радиальное покрытие, пропускную способность и / или эффективность использования спектра ( 310 км и 382 км ).
iBurst	802.20	Мобильный интернет	HC-SDMA / TDD / MIMO	95	36	Радиус ячейки: 3–12 км Скорость: 250 км / ч Спектральная эффективность: 13 бит / с / Гц / ячейка Коэффициент повторного использования спектра: «1»
EDGE Evolution	GSM	Мобильный интернет	TDMA / FDD	1.6	0,5	3GPP, выпуск 7
UMTS W-CDMA HSPA ( HSDPA + HSUPA )	UMTS / 3GSM	Мобильный интернет	CDMA / FDD CDMA / FDD / MIMO	0,384 14,4	0,384 5,76	HSDPA широко распространен . Типичная сегодня скорость нисходящего канала 2 Мбит / с, восходящий канал ~ 200 кбит / с; Нисходящий канал HSPA + до 56 Мбит / с.
UMTS-TDD	UMTS / 3GSM	Мобильный интернет	CDMA / TDD	16		Сообщенные скорости согласно IPWireless с использованием модуляции 16QAM, аналогичной HSDPA + HSUPA
EV-DO  Rel. 0 EV-DO Rev.A EV-DO Rev.B	CDMA2000	Мобильный интернет	CDMA / FDD	2,45 3,1 4,9xN	0,15 1,8 1,8xN	Примечание Rev B: N - количество используемых несущих 1,25 МГц. EV-DO не предназначен для передачи голоса и требует возврата к 1xRTT при размещении или получении голосового вызова.

Примечания: Все скорости являются теоретическими максимумами и будут варьироваться в зависимости от ряда факторов, включая использование внешних антенн, расстояние от вышки и путевую скорость (например, связь в поезде может быть хуже, чем в неподвижном состоянии). Обычно полоса пропускания распределяется между несколькими терминалами. Производительность каждой технологии определяется рядом ограничений, включая спектральную эффективность технологии, размеры используемых ячеек и объем доступного спектра. Для получения дополнительной информации см. Сравнение стандартов беспроводной передачи данных .

Для более таблиц сравнения см битовых тенденций развития скорости , сравнение стандартов мобильной связи , спектральной таблицы сравнения эффективности и OFDM таблицы сравнения системы .

Разработка

Стандарт IEEE 802.16m-2011 был базовой технологией для WiMAX 2. Стандарт IEEE 802.16m был представлен в ITU для стандартизации IMT-Advanced . IEEE 802.16m - один из основных кандидатов на внедрение технологий IMT-Advanced от ITU. Среди множества улучшений системы IEEE 802.16m могут обеспечивать в четыре раза более высокую скорость передачи данных, чем WiMAX Release 1.

WiMAX Release 2 обеспечивал обратную совместимость с Release 1. Операторы WiMAX могли перейти с версии 1 на версию 2, обновив канальные карты или программное обеспечение. Инициатива сотрудничества WiMAX 2 была создана, чтобы помочь этому переходу.

Ожидалось, что при использовании 4X2 MIMO в сценарии городских микроячеек с доступным только одним каналом TDD 20 МГц в масштабе всей системы система 802.16m сможет поддерживать как нисходящую линию связи 120 Мбит / с, так и восходящую линию связи 60 Мбит / с на сайт одновременно. Ожидалось, что WiMAX Release 2 будет коммерчески доступен в период с 2011 по 2012 год.

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

Вмешательство

Полевые испытания, проведенные в 2007 году группой SUIRG (Группа уменьшения помех для пользователей спутников) 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

По состоянию на октябрь 2010 года Форум WiMAX заявил о развертывании более 592 сетей WiMAX (фиксированной и мобильной) в более чем 148 странах, охватывающих более 621 миллиона человек. К февралю 2011 года WiMAX Forum сообщил, что охват более 823 миллионов человек, а по оценкам, к концу года охват превысит 1 миллиард человек. Обратите внимание, что покрытие означает предложение доступности услуги WiMAX для населения в различных географических регионах, а не количество абонентов WiMAX.

Южная Корея запустила сеть WiMAX во втором квартале 2006 года. К концу 2008 года в Корее было 350 000 абонентов WiMAX.

Во всем мире к началу 2010 года казалось, что WiMAX быстро набирает обороты по сравнению с другими доступными технологиями, хотя доступ к ним в Северной Америке отставал. Yota , крупнейший в мире сетевой оператор WiMAX в 4 квартале 2009 г., объявила в мае 2010 г., что перенесет развертывание новых сетей на LTE, а затем изменит и существующие сети.

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

Смотрите также

Примечания

использованная литература

• Рамон Рэй (2009) WiMax - Ваш быстрый и дальний Wi-Fi прибыл. Персональные технологии.

внешние ссылки

• Официальная страница форума WiMAX