IEEE 802.16, WiMAX и pre-WiMAX

 

Системы фиксированного беспроводного доступа

Системы фиксированного беспроводного доступа широко используются во всем мире для решения задачи последней мили – беспроводного подключения абонентов к сетям передачи данных и телефонным сетям. Основные типы существующих в настоящее время систем фиксированного беспроводного доступа, основные области применения этих систем и тенденции их развития показаны на рисунке.

 

 

Системы DECT (Digital Enhanced Cordless Telephony) разрабатывались для внутриофисных приложений с целью обеспечения сотрудников мобильной телефонной связью в пределах офиса. Для работы систем DECT выделен диапазон частот 1,880-1,900 ГГц. Широкое распространение получила модификация систем DECT-WLL, предназначенная для подключения фиксированных удаленных абонентов к телефонной сети общего пользования на расстояниях до 5 км. Системы DECT обеспечивают качественную телефонную связь, однако не предназначены для передачи данных, как правило, возможно только низкоскоростное подключение к Интернет.

Системы WLL (Wireless Local Loop) предназначены для подключения индивидуальных абонентов к ТФОП и низкоскоростного подключения к Интернет. Системы выпускаются для частотних диапазонов 0.7, 0.9, 1.5, 2.4, 2.5, 2.7, 3.5, 5.8 ГГц разрешенных для использования в различных странах: В настоящее время выпуск систем этого класса сокращается, поскольку их возможности по передаче данных не удовлетворяют современным требованиям.

Системы класса RadioEthernet (Wi-Fi) строятся на базе оборудования стандарта IEEE 802.11. Системы работают в ISM диапазоне 2.4 ГГц и U-NII диапазонах 5.15-5.35, 5.75-5.85 ГГц. Для создания систем фиксированного беспроводного доступа могут использоваться как специализированные беспроводные мосты, так и оборудование для внутриофисных сетей – точки

доступа и беспроводные сетевые адаптеры, оснащенные внешними антеннами и, при необходимости – усилителями. Долгое время подобные системы диапазона 2.4 ГГц были nосновным типом систем фиксированного беспроводного доступа в России. В настоящее время, в связи со значительным увеличением помехового фона в диапазоне 2.4 ГГц, вызванного практически неконтролируемым распространением оборудования стандарта 802.11 и

принципиальными ограничениями использованного в стандарте коллизионного протокола доступа к среде передачи, популярность этого оборудования в сетях фиксированного безпровідного доступа снижается.

Системы BWA (Broadband Wireless Access) строятся на базе неколлизионного пакетного протокола доступа к среде передачи и обеспечивают широкополосный доступ к сетям передачи данных. Системы выпускаются для различных частотных диапазонов, наиболее распространенные – 3.5 ГГц, 5 ГГц и 10.5 ГГц. За счет мощных механизмов обеспечения качества обслуживания, системы позволяют с высоким качеством передавать голос и обеспечивать другие сервисы реального времени, такие как видеонаблюдение, видеоконференцсвязь, передача потокового видео и т.п.

LMDS (Local Multipoint Distribution System) используют частотные диапазоны выше 26 ГГц и предназначены для высокоскоростной передачи данных на небольших расстояниях. Как правило, эти системы поддерживают передачу потоков Е1 и могут использоваться для подключения удаленных АТС и базовых станций сотовой связи.

MMDS (Multipoint Multimedia Distribution System) изначально создавались для трансляции телевизионных программ в диапазоне 2,3-2,5 ГГц. В настоящее время они также используются для двухсторонней передачи данных на расстояниях до 50 км.

Предпосылки разработки стандарта

Более чем двадцатилетнее развитие систем фиксированного беспроводного доступа позволило накопить большой опыт их построения и эксплуатации, который нуждался в систематизации, обобщении и выработке рекомендаций по построению таких систем. Положительные результаты подобной работы, полученные в области беспроводных локальных сетей (WLAN) и воплотившиеся в стандарт IEEE 802.11, известны всему миру: сотни производителей оборудования выпускают совместимое беспроводное оборудование, прошедшее сертификацию Wi-Fi альянса. Следствие массового выпуска стандартного совместимого оборудования – снижение его стоимости в десятки раз в течение нескольких лет. Стандарт IEEE 802.16 вобрал лучшие черты практически всех ранее разработанных классов систем. Цель разработчиков стандарта – создать набор унифицированных спецификаций для построения систем фиксированного беспроводного доступа в диапазоне частот

от 2 до 66 ГГц, которые бы позволяли на базе пакетной технологии предоставлять пользователям любые виды сервисов.

История стандарта IEEE 802.16. Впервые его базовые спецификации были опубликованы Институтом разработчиков в области электричества и электроники (IEEE) в 2001 г. С тех пор IEEE их постоянно пополнял. В сентябре 2003 г. на 27-й сессии комитета IEEE 802.16 был принят новый проект - 802.16-REVd, который стал основой для дальнейшей работы членов IEEE и консорциума WiMAX. Действующая ныне версия IEEE 802.16 включает в себя три документа - "IEEE Std 802.16-2001", "IEEE Std 802.16c-2002" и "IEEE Std 802.16a-2003". Таким образом, то, что часто именуется стандартом 802.16a, на самом деле является дополнением к набору спецификаций "IEEE 802.16-2001", а не самостоятельным стандартом. В конце июня 2004 г. Институт разработчиков в области электроники и электричества (IEEE) ратифицировал стандарт 802.16-2004, который заменил собой существовавшие до сих пор версии 802.16, 802.16a и 802.16REVd. Разрабатывается еще одно дополнение - IEEE 802.16e. Оно должно снабдить оборудование стандарта 802.16 поддержкой мобильных устройств. Отдельные производители уже начали выпуск систем, в той или иной мере соответствующих требованиям стандарта, однако степень этого соответствия и совместимость подобных систем между собой еще не проверялась из-за отсутствия спецификаций и методик тестирования WiMAX. По этой причине системы такого класса целесообразно отнести к pre-WiMAX системам. Опыт, накопленный в процессе работы над стандартом беспроводных локальных сетей IEEE 802.11, в полной мере используется при разработке стандарта городских беспроводных сетей IEEE 802.16. Буквально сразу после разработки первой версии стандарта была роздана общественная организация WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) форум, призванная сыграть роль Wi-Fi альянса для городских сетей.

Таким образом, существует достаточно оснований надеяться на успешное развитие городских беспроводных сетей в рамках стандарта IEEE 802.16, что должно привести к их повсеместному распространению и превращению таких сетей в массовое и широкодоступное, универсальное средство доступа.