wimax что это сеть
WiMAX. Как это работает
В этой статье я расскажу о неоднократно упоминавшейся на Хабре технологии.
Worlwide Interoperability for Microwave Access. Так расшифровывается WiMAX.
У этой технологии нет глубоких корней, как например у GSM или CDMA. Она появилась сравнительно недавно: в 2004 году вышел первый стандарт для WiMAX, а в наш повседневный мир она проникает только сейчас.
Изначально его позиционировали, как 4G из-за его новизны и скорости передачи, но в 2008 году он однозначно занял своё место среди технологий третьего поколения. Однако этот факт не помешал продажникам, рекламщикам и прочим нечистым на язык людям рекламировать его именно под слоганом «4G интернет» (о чём это они?).
Для начала я кратко расскажу тем, кто далёк от телекоммуникаций, о поколениях технологий связи. Вначале был AMPS (Advaced Mobile Phone Service) — аналоговый стандарт, который можно было прослушивать, просто имея приёмник. Не прожив и нескольких лет, он уступил пальму первенства технологии, известной как GSM (Global System for Mobile Communications). Это 2-е поколение. Наряду с ним появился и CDMA One (Code Devision Multiple Access). Эти две ветви дали начало GPRS (General Packet Radio Service, позднее EDGE — Enhanced Data rates for GSM Evolution), WCDMA (Wideband CDMA он же UMTS) и CDMA 2000 1x, соответственно, которые принято относить к промежуточному поколению 2,5G. WCDMA переродился в HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access, позднее HSUPA — High Speed Uplink Packet Access), а CDMA 2000 1x в CDMA EVDO. Это и есть третье поколение, к которому, грубо говоря, со стороны IP-сетей подошёл WiMAX.
На смену же всему этому уже на пороге стоит LTE и WiMAX Release 2.0. Что же ещё нас ждёт?
Как вы теперь понимаете, противопоставлять WiMAX и 3G несколько некорректно.
Теперь подробнее. WiMAX — относится к сетям класса MAN (Metropolitan Area Network), разрабатывается и поддерживается ассоциацией WiMAX Forum.
В 2004 году появилась спецификация 802.16d, описывающая фиксированный WiMAX. Абонентские устройства не могут перемещаться на значительные расстояния, нет хэндовера, но при этом обеспечивается работа на большом расстоянии (до 50 км от БС, согласно спецификации). На мой взгляд бесперспективная ветвь.
В 2005 выходит 802.16e. Это уже Mobile WiMAX, о котором вы регулярно слышите. Именно ему пророчили большое будущее.
Технология работает в диапазоне частот 2-6 ГГц. Наиболее удобные для обеспечения мобильности частоты 2,3-2,7 Ггц, но получить разрешение на них крайне сложно. Следующий используемый в оборудовании диапазон: 3.4-3.6 ГГц — золотая середина. На частотах близких к 6 ГГц работает, так называемый, preWiMAX, абонентские устройства должны находиться в области прямой видимости базовой станции, поскольку проникновение волн такой частоты и огибание препятствий очень слабое. В этом плане тем же GSM-сетям (800-1900 МГц), а тем более CDMA (450 МГц) гораздо проще.
Как правило устройства не поддерживают работу в нескольких диапазонах частот, поэтому нередко звонят люди и говорят: «А вот я приобрёл в Москве модемчик Йота. Скажите, а он у вас тут работать будет?» — на что получают отказ.
Схема сети
Что же представляет из себя сеть WiMAX? Самый простой случай представлен на схеме.
Небольшие пояснения к схеме:
CPE=Customer Premises Equipment
BS=Base Station
ASN=Access Service Network
ASN-GW=Access Service Network GateWay
CSN=Connection Service Network
AAA=Authentification, Autorization, Accounting
Для сети WiMAX вводится понятие следующих интерфейсов:
R1 — интерфейс между CPE и BS
R2 — виртуальный интерфейс между CPE и CSN
R3 — интерфейс между ASN-GW и CSN
R6 — интерфейс между BS и ASN-GW
Вообще говоря, сетей ASN и CSN может быть и больше. Например, две сети ASN в разных городах, подключенных к одной сети CSN или к разным. Картинка. Здесь добавляются интерфейсы R4 для связи различных ASN и R5 для связи CSN.
Если статья является актуальной и интересной для кого-то, я напишу несколько подробных статей по функциям каждого узла.
Разумеется, на схеме не показаны такие элементы, как свитчи, файрволы, не сказано о транспорте до БС, ибо это совсем другая история.
Принцип работы
Принцип работы приблизительно таков: абонентское устройство, настроенное на сеть оператора отправляет БС запрос на выделение радиоресурсов, при успешном завершении на ASN-GW отправляется запрос на аутентификацию (используется EAP-TTLS). Он в свою очередь по имени домена в параметре login определяет, куда следует перенаправить запрос. Далее нужный ААА-сервер даёт Accept или Reject устройству. Если аутентификация прошла успешно, модему назначается IP-адрес, QoS, режим работы и другие параметры. Всё. Устройство готово к работе.
Особенности технологии
Напоследок приведу основные особенности и преимущества WiMAX.
TDD (Time Division Duplex). Не нужно использовать различные частоты для приёма и передачи, что позволяет более оптимально использовать выделенную полосу частот (для 802.16e это 5, 7, 10 МГц, для 802.16d возможно использование 20 Мгц). Также для более рационального использованию полосы используется технология OFDMA (Orthogonal Friquency-Division Multiple Access).
CP (Cycle Prefix) — в начало OFDMA символа вставляется небольшой кусочек (1/4, 1/8,1/16, 1/32) из конца для предотвращения интерференции прямого и отражённого сигнала. Обычно используется 1/8.
CC и CTC (Convolutional coding и Convolutional Turbo coding). Не могу дать конкретных пояснений, используется для кодирования OFDMA-смволов.
AMC (Adaptive Modulation and Coding). Для преобразования цифрового сигнала в аналоговый используется обратное преобразование Фурье (для меня это особо волнительный момент, ибо в универе я ненавидел эту тему). В зависимости от уровня сигнала (RSSI — Received signal strength indication) и уровня шума (CINR — Carrier to Interference + Noise Ratio) выбирается число членов ряда Фурье, соответственно и модуляция: QPSK, 16QAM, 64QAM. Чем лучше сигнал, тем выше выбирается модуляция, тем выше скорость передачи данных. Так же выбирается кодирование и cycle prefix.
HARQ (Hybrid automatic repeat request) — механизм, позволяющий отслеживать ошибки и отправляющий запрос на повторную передачу.
MIMO (Multiple Input/Multiple Output) — использование нескольких антенн для приёма и передачи.
AAS (Adaptive Antenna System) — антенная система, диаграмма направленности которой меняется в соответствии с перемещением абонентских устройств.
Путь WiMAX’а тернист: с одной стороны это конкуренция со стороны сотовых операторов, с другой — неcущийся ему навстречу на всех парах LTE, с третьей — русские управленцы.
Что такое WiMAX: простое описание технологии
В этом обзоре мы поговорим про WiMAX – расскажем, что это такое и какими характеристиками обладает. Поговорим о принципе работы, области использования и обсудим разницу между беспроводными сетями. Информация будет интересна любому современному пользователю, понимающему, что такое выход в интернет.
Определение и характеристики
Что такое WiMAX в ноутбуке — это международное взаимодействия для микроволнового доступа – технология предоставления беспроводной связи для различных типов устройств, базирующаяся на стандарте IEEE 802.16. (от англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access)
Рассмотрим основные характеристики:
Выделяются такие области использования:
Принцип работы технологии
Поговорим немного о принципе работы. WiMAX оборудование работает по аналогии с традиционной сетью мобильной связи:
Интернет WiMAX 4G поставляется как на стационарные, так и на мобильные устройства.
Каково будущее технологии? На данный момент пользователи уже получили возможность работать со скоростью до 10 Мбит в секунду – в дальнейшем показатели будут неуклонно расти. Высокая скорость сочетается с надежностью соединения и качеством оказания услуги – это универсальный беспроводной доступ для всех устройств. Сейчас технология обладает определенными недостатками – не хватает частот, возникают сложности в настройке, но в скором времени абоненты всех провайдеров оценят преимущества стандарта.
Отличия технологий
В этой части обзора мы рассмотрим сходство Wi-Fi и WiMAX и основные отличия технологий связи.
Они имеют много общего:
Несмотря на наличие определенного сходства, существуют и отличия. Разберем основные параметры, отличающие беспроводной стандарт передачи данных WiMAX:
Разумеется, это не аналоги, ведь технология WiMAX – это стандарт 802.16, а стандарт Wi-Fi – 802.11.
Мы поговорили о принципе работы WiMAX, обсудили основные характеристики стандарта и его особенности – внимательно прочтите наш обзор, чтобы узнать разницу между беспроводными сетями и научиться использовать наилучший вариант соединения.
Технология WiMax
WiMax — это технология беспроводной связи, работающая через сеть вышек — базовых станций, которые транслируют сигнал на высоких частотах — 2 — 11 гигагерц. Чаще всего используется для решения проблемы «последней мили»: абоненты, живущие вне зоны прокладки кабельных сетей и/или на территории с большой загруженностью 4G-вышек, подключаются к высокоскоростному интернету беспроводным способом.
В этой статье мы подробно рассмотрим суть технологии, особенности подключения, а также её плюсы и минусы.
Если вам нужна помощь в подключении интернета в частный дом, заполните заявку, нажав на кнопку ПОДКЛЮЧИТЬСЯ.
Для начала стоит заметить, что само наименование WiMAX является условным — по сути, это название форума, в рамках которого было подтверждено и согласовано использование данной технологии.
Полное название самой технологии — Worldwide Interoperability for Microwave Access, и его можно «вольно» перевести как «всемирное взаимодействие сетей для беспроводного доступа в микроволновом диапазоне». Как видим, само название указывает на реализацию так называемой «последней мили» (отсюда «взаимодействие сетей») и использование частотного диапазона от 10 до 66 ГГц (отсюда — «микроволновый диапазон»).
В настоящее время используется в следующих сферах:
— соединение двух точек Wi-Fi между собой,
— предоставление широкополосного доступа в сеть по беспроводному каналу связи,
— транспортировка данных и пакетов на высоких скоростях,
— эксплуатация систем дистанционного мониторинга объектов.
Технология активно применяется для создания сети передачи данных в пределах населенного пункта: в этом случае WiMax используется в качестве основного канала связи, концевыми точками которого оказываются местные сети.
История
2001 год — утверждение стандарта связи 802.16–2001 и начала разработки стандарта 802.16а. Также в этом году был основан «WiMAX Forum».
2003 год — утверждение стандарта связи 802.16а.
2004 год — утверждение стандарта связи 802.16–2004.
2005 год — утверждение нового формата связи 802.16/HiperMAN, открытие лаборатории WiMAX в. Испании;
2006 год — создание первого продукта, основанного на технологической базе фиксированного WiMAX.
Мобильный и фиксированный WiMAX
Разработчикам WiMAX не удалось совместить требования и для фиксированного, и для мобильного применения в рамках одного стандарта, что привело к созданию двух отдельных версий технологии — 2004 и 2005 года. Они отличаются по рабочим диапазонам частот, пропускной способности, ширине полос, мощности излучения, скорости передачи данных, способам кодирования и модуляции сигнала, принципам повторного использования радиочастот и прочим показателям.
Основное же отличие состоит в том, что фиксированный WiMAX может обслуживать только «статичных» абонентов, а мобильный может работать с передвигающимися пользователями.
802.16–2004 (802.16d, фиксированный WiMAX)
Это спецификация, предназначенная для фиксированного доступа. Предполагает применение модемов, которые осуществляют связь от точки к точке. В большей части стран этот тип соединения работает на частотах 3,5 и 5 ГГц. На сегодняшний день насчитывается множество внедрений фиксированной версии — она успешно применяется в качестве взаимодополняющей технологии проводного широкополосного доступа, в частности, для решения проблемы «последней мили» (подключения конечных пользователей).
У использования технологии WiMAX интернет-провайдерами есть несколько причин:
— возможность охватывать труднодоступные территории, где нет возможности проложить кабельные сети,
— относительно невысокая стоимость развертывания сети и быстрая масштабируемость — например, именно эта технология была использована, чтобы оперативно предоставить доступ в сеть выжившим после цунами 2004 года в Индонезии.
802.16–2005 (другие названия: 802.16e, мобильный WiMAX)
Мобильный формат, предназначенный для связи мобильных гаджетов, работает на частотах 2,3–2,7, 3,4–3,8 ГГц. Поддерживает ряд специфических функций: работу в роуминге, «бесшовное» переключение между локальными сетями при перемещении (как при мобильной связи). В России и странах СНГ распространения не получил, но ряд пробных проектов все же был реализован — например, Скартел в России и FlyNet в Казахстане. Впрочем, и в других странах на данный момент мобильный стандарт WiMAX широко не используется — реализованы несколько пилотных проектов, но другие способы беспроводной связи оказались проще, функциональнее и эффективнее.
Описание технологии WIMAX
На сегодняшний день технология беспроводной связи «WiMAX» является наиболее передовой из всех существующих. Появившись в далеком 2003 году, она была направлена на удовлетворение рынка широковещательных устройств.
По всему миру большое количество операторов начали создавать сети беспроводной связи. Такие сети существуют сейчас в США, Японии, Корее, России и многих других. Если принять во внимание слова ведущих аналитиков в сфере коммуникаций, то в «WiMAX» в скором времени общее количество пользователей сети составит больше 100 миллионов человек.
На сегодняшний день можно смело сказать, что у «WiMAX» нет альтернативной технологии, что и делает ее передовым продуктом. В этой статье мы подробно рассмотрим особенности данной технологии, ее преимущества и недостатки.
Что это такое?
«WiMAX» («Международное взаимодействие для микроволнового доступа») – технология, разработанная в 2003 году, целью которой является предоставление беспроводной связи для рабочих станций, стационарных компьютеров, портативных компьютеров и мобильных устройств. Базируется на стандарте связи «IEEE 802.16».
Какие задачи решает «WiMAX»:
Также хочется кратко рассказать о основных этапах разработки данной технологии:
Область и целесообразность применения
На сегодняшний день перед разработчиками всего мира остро стоит проблема «последней мили» (канала, который соединяет конечное оборудование пользователя с узлом доступа провайдера). К счастью, сейчас появилось много разновидностей технологии «последней мили», благодаря чему каждый провайдер может решить задачу выбора этой технологии.
На сегодняшний день проблема последней мили не имеет четкого и универсального решения. Абсолютно у каждой существующей технологии есть своя область применения, плюсы и минусы.
На выбор определенной технологи и могут влиять большое количество факторов и вот основные из них:
Каждый из вышеперечисленный факторов играет особую роль в выборе технологического решения.
Также хочется отметить, сравнивая Wi-Fi и WiMAX, что последний позволяет пользователям осуществлять выход в интернет на достаточно высокой скорости. Покрытие территории сетей WiMAX значительно больше, чем у Wi-Fi.
видео: WiMax технология
Варианты технологии
Все семейство технологии WiMAX обладает достаточно широким спектром достоинств, которые имеют определенные различия друг от друга. Разработчики технологии WiMAX пытались найти наиболее целесообразный вариант, предназначенный для мобильного и фиксированного использования.
Однако стоит отметить тот факт, что совмещение требований в рамках одного стандарта по-прежнему не решенная задача. Стандартные требования имеют полную схожесть между собой, но при этом каждая технология имеет определенную нацеленность на различные сферы рынка. Поэтому это стало толчком к тому, чтобы создать две обособленные версии стандарта.
Каждая спецификация WiMAX имеет свои технические характеристики: мощности излучения, частоты, доступ и передача, повторное использование радиочастот. И именно из-за данных особенностей системы-WiMAX, находящихся на базе стандарта IEEE 802.16 e и d, практически не имеют совместимости.
Отличительными чертами между двумя спецификациями является то, что за счет фиксированного WiMAX (802.16-2004) работают исключительно статичные абоненты, а при работе 802.16-2005 (мобильного WiMAX) работают абоненты, которые передвигаются со скоростью до 110 километров в час.
Также хочется отметить то, что за счет мобильности обеспечиваются все функции роуминга и так называемое «бесшовное подключение» между основными рабочими станциями в то время, когда абонент находится в движении. Также существуют исключительные случаи, когда 802.16-2005 может достаточно хорошо использоваться при обслуживании статичных абонентов.
Также хочется отметить то, что большинство компаний отдают свое предпочтение именно WiMAX, предоставляя услуги высокоскоростной связи.
И на это есть свои причины:
WiMAX абонентское оборудование
В настоящее время оборудование для использования сетей WiMAX можно устанавливать в помещениях (такие устройства обычно не превышают своими размерами традиционные DSL модемы), так и на улицах (устройства размером с ноутбук).
Устройства для работы внутри помещений более удобны в использовании, но могут работать только на небольших расстояниях от базовой станции.
Из-за этого оборудование, которое устанавливается внутри помещений, нуждается в более крупных инвестициях, так как для обеспечения качественной работы потребуется большое количество точек доступа.
Принцип работы и понятия
WiMAX состоит из следующих элементов: станции (базовые и клиентские), оборудование, которое является связующим между станциями, интернет-сеть. Для соединение базовой станции и клиентской используются частоты от 2 до 11 ГГц.
Между базовыми станциями, как правило, устанавливается прямая видимость и при этом используется рабочий диапазон частот от 10 до 66 ГГц. Прямая видимость между рабочими станциями и диапазон частот позволяют добиться скорости обмена данными до 120 Мбит/сек. Но при этом необходимо одну из рабочих станций подключить к сети провайдера используя стандартный метод проводного соединения.
Стандарты IEEE 802.16 имеет структуру GSM сети. Дальность действия базовых станций в несколько километров и возведение каких-либо дополнительных вышек, усиливающих сигнал, совершенно не требуется.
Режимы
В стандарт wimax 802.16e-2005 входят все версии, которые выходили ранее:
MAC / канальный уровень
В сетях 802.16 MAC применят так называемый алгоритм планирования. Принцип действия данного алгоритма основывается на следующем: абсолютная любая клиентская станция может подключиться к точке доступа и после подключения для нее автоматически будет созданный отдельный слот непосредственно на точке доступа. Ко всему прочему остальные пользователи не могут оказывать влияние на это и таким образом это исключает обрыв связи.
WiMAX Архитектура
На WiMAX Forum была создана спецификация архитектуры, благодаря которой является возможный определить огромное количество нюансов работы. В это число входит распределение сетевых адресов, взаимодействие с другими сетями, аутентификация.
Хочется отметить, что архитектура сетей не имеет строгой привязки к той или иной отдельной конфигурации, поэтому обеспечивается довольно высокая гибкость и масштабируемость.
Преимущества и недостатки
К преимуществам относится:
К недостаткам относится:
В данной статье мы подробно рассмотрели WiMAX. Можно с уверенностью сказать, что на данный момент WiMAX является передовой технологией беспроводной связи. На сегодняшний день она приобрела довольно широкую популярность в современном мире.
«Забытые» стандарты связи: WiMAX, CDMA, ALOHAnet и другие
Первый трансатлантический кабель связал Европу и Соединенные Штаты в 1858 году, заменив собой судоходное сообщение, — и время установки связи между континентами сократилось с десяти дней до нескольких часов. К 1965 году между двумя континентами проложили уже четыреста телефонных каналов.
Сегодня мы можем не только мгновенно позвонить в любую страну, но и передать видео и фото, получая данные даже из космоса. Все эти достижения обязаны своим появлением эволюции связи. В сложном процессе конкурентной борьбы некоторые технологии неизбежно проигрывали. Но были ли они действительно хуже, или технологии связи «умирали» по иным причинам?
ALOHAnet
Это первая компьютерная сеть с беспроводной технологией передачи данных, которая стала основой для последующей разработки Ethernet, Wi-Fi и сотовой сети.
ALOHAnet была разработана группой ученых Гавайского университета, использовавших для создания сети ультравысокочастотные радиостанции. Команда разработчиков решила, что необходимо найти способ для каждого терминала связи использовать одну частоту. Другими словами, все терминалы должны были говорить по одному и тому же «проводу» в одно и то же время.
(c)
Чтобы предотвратить «столкновение» нескольких сообщений, был изобретен первый протокол конкурентного доступа к каналу связи, который в дальнейшем стал применяться в сетях Ethernet и Wi-Fi.
Сеть ALOHAnet опередила свое время и оказала долгосрочное влияние на технические решения будущего. Разработка сети началась в 1968 году, а в 1971-м ALOHAnet начала функционировать на территории штата Гавайи. Однако ни одна компания не воспользовалась ею в коммерческих целях — никто в тот момент не мог оценить, какую важную задачу решает новая технология.
Code Division Multiple Access (CDMA)
(с)
GSM и CDMA – это разные способы достижения одной и той же цели. В конечном счете, ответ на вопрос «что лучше?» заключается в качестве инфраструктуры оператора – у кого лучше построена сеть и шире охват, тот и становится победителем. Технически ни один из этих стандартов существенно не превосходит другой.
Разница между GSM и CDMA заключалась в методах передачи данных: GPRS (General Packet Radio Service) в GSM обеспечивала более медленную пропускную способность, чем CDMA (1xRTT — One Times Radio Transmission Technology), которая имела возможность работать со скоростью до 144 Кбит/сек.
Но у CDMA были свои недостатки: технология 1xRTT требует выделенного соединения с сетью, тогда как GPRS отправляет пакеты, поэтому обращение к данным на GSM-телефонах не блокирует голосовые вызовы, как на CDMA-телефонах.
Кроме того, в GSM вы легко можете поменять SIM-карту телефона. В CDMA-сетях необходимые данные записывались (прошивались) в телефон, а SIM-карта отсутствовала. CDMA-телефон нельзя было использовать в роуминге. Аналог SIM для CDMA-телефонов — так называемый R-UIM — появился только в 2002 году.
GSM и CDMA несовместимы друг с другом, поэтому пользователи оказались «заперты» в этой сети. В то время, как Европа быстро перешла на GSM, в США абоненты нескольких операторов оказались «заложниками» CDMA. При этом в Европе связь стала дешевле, а охват лучше.
Более совершенный CDMA требовал больших вычислительных мощностей и мощных финансовых вложений, в то время как инфраструктура GSM была уже создана в Европе и Азии и не требовала существенных денежных вложений для поддержания. Все эти факторы привели к постепенному падению интереса к развитию CDMA.
В 1996 году сотовый оператор «Сонет» первым в России получил лицензию на оказание услуг связи в стандарте CDMA. Уже через два года на базе оборудования Qualcomm сеть CDMA заработала в Москве. Во второй половине 90-х годов разрозненные сети CDMA стали появляться по всей России. К 2003 году было зарегистрировано 350 000 пользователей сетей CDMA (менее 2% от всей российской абонентской базы), причем 40% из них находилось в Центральном федеральном округе.
Сеть «Сонет» прекратила существование в 2004 году по причине отказа в продлении лицензии на диапазон частот 800 Мгц, где и работала первоначальная сеть CDMA 800. Эти частоты планировалась использовать для развития цифрового телевидения.
В 2002 году заработала сеть, построенная по стандарту CDMA2000 в диапазоне 450 МГц, ее оператором стала компания «Дельта Телеком». В момент запуска компания утверждала, что «эта технология [CDMA2000] в 7,5 раз более эффективно использует частотные ресурсы, чем GSM».
Однако темпы роста абонентской базы стали снижаться и к 2006 году «не соответствовали даже самым пессимистичным прогнозам». Угасание CDMA растянулось на долгие годы – последний оператор стандарта в нашей стране прекратил работу в 2018 году.
Circuit Switched Data (CSD)
Технология передачи данных из 1990-х годов, которая использовалась в сетях GSM до появления GPRS. Она впервые позволила передавать цифровые данные и подключаться к интернету (с поминутной тарификацией) на скорости 9,6 Кбит/сек.
До CSD передача данных в мобильных телефонах шла (при подключении к внешнему модему) со скоростью до 2,4 Кбит/сек (из определения стандарта GSM от мая 1996 года).
Улучшение технологии привело к появлению High-Speed Circuit-Switched Data (HSCSD), в которой скорость возросла до 14,4 Кбит/сек, а за счет использования четырех параллельных каналов скорость увеличивалась до 57,6 Кбит/сек.
Технология CSD окончательно прекратила развитие, когда большинство телекоммуникационных компаний отказались от поддержки CSD и перешли на GPRS и EDGE (E-GPRS), в которых используются более совершенные методы кодирования сигнала для увеличения пропускной способности.
Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)
(с)
Для рынка сетей четвертого поколения (4G) разработали несколько стандартов беспроводной связи, в том числе WiMAX. Эта технология имела много преимуществ: пропускная способность до 75 Мбит/с, радиус действия — 25-80 километров, простота развёртывания и легкая масштабируемость.
Из всех стандартов, разработанных для 4G, WiMAX является самой близкой (по технологиям) к Wi-Fi. Стандарт, разработанный в 2001 году, иногда называют «Wi-Fi на стероидах» за его гораздо более высокую пропускную способность по сравнению с Wi-Fi-сетями.
В 2005 году стандарт обновился до 802.16d (“Fixed WiMax”), обеспечивая ошеломляющую для того времени скорость в 25 Мбит/сек. Это позволило проводить видеоконференции без лагов и смотреть потоковое видео в HD-качестве.
Обновление стандарта до 802.16m (“Mobile WiMax”) в 2011 году обеспечило скорость до 1 гигабита в секунду. Следует отметить, что пропускная способность сети WiMAX зависит от количества пользователей — чем больше подключений, тем ниже скорость передачи данных.
Стандарт WiMAX в течение некоторого времени считался хорошей заменой традиционной наземной кабельной инфраструктуре. Из-за большого радиуса действия и относительно низкой стоимости реализации (по сравнению с 3G, телефонной сетью xDSL или гибридной опто-коаксиальной сетью), технология могла не только успешно конкурировать с другими стандартами, но и решала проблему «последней мили» в отдаленных регионах.
Напомним, что последняя миля в области связи — канал, соединяющий последний сетевой узел провайдера и конечное оборудование клиента. Такой канал можно создать с помощью технологий xDSL, WiMAX, FTTx (fiber to the x — оптоволокно), Wi-Fi.
Первую WiMAX-сеть в России запустила Yota в 2008 году в Москве и Санкт-Петербурге. Всего в двух городах установили 150 базовых станций, работающих в диапазоне 2,5 — 2,7 ГГц. За первый же год число пользователей новой технологии достигло нескольких сотен тысяч.
В 2011 году аналитики компании J’son & Partners высказали пессимистичное предположение, что LTE в ближайшие годы «убьет» WiMAX, но в России дела у сети шли отлично – WiMAX-операторы строили большие планы на дальнейшее развитие. Проблем с лицензией на частоту, с которыми столкнулись CDMA-операторы, здесь не было: частоты 2.3, 2.5 и 3.5 ГГц были полностью открыты для развертывания мобильного варианта WiMAX.
В 2012 году от WiMAX отказалась Yota, успешно “пересадив” своих пользователей на первую в России LTE-сеть. Покрытие базовых станций LTE обеспечило более комфортную зону обслуживания и предоставило клиентам Yota качественно новый уровень связи по сравнению с WiMAX.
На сегодняшний день крупные компании уже свернули разработку программного обеспечения WiMAX и перешли на LTE.
Редкие азиатские стандарты: PHS и PDC
Разработанный еще в 1989 году в Nippon Telegraph and Telephone Corporation стандарт Personal Handyphone System (PHS) активно внедрялся в Японии и других странах Азии. В PHS применялись компактные ячейки, с базовыми станциями мощностью до 500 мВт и радиусом действия до сотен метров (отдельные модели имели радиус до 2 км).
Все начиналось успешно: легкое развертывание сетей, низкие фиксированные тарифы и хорошая связь даже в метро — всё это благоприятно сказывалось на коммерческом развитии. Однако конкурирующие стандарты быстро достигли аналогичного качества связи, и разница между PHS- и GSM-телефонами стерлась.
В 2010 году количество пользователей PHS составляло 4 миллиона абонентов (не все из них были активны). При этом даже в 2011 году выходили телефоны, поддерживающие PHS.
Еще один стандарт, популярный в Японии, это Personal Digital Cellular (PDC). Относился к поколению 2G и обеспечивал скорость передачи данных 11,2 Кбит/сек. Япония могла участвовать в разработке международного стандарта связи, но предпочла поддержать развитие национальной телеком-отрасли.
Когда PDC появился, он быстро занял весь внутренний рынок Японии. Это привело к несовместимости телекоммуникационных продуктов Японии со стандартом GSM, который стал доминирующим в эпоху 2G. Японские компании связи, таким образом, оказались отрезаны от огромного зарубежного рынка.
Долгосрочный вклад в собственную инфраструктуру также сделал японские компании слишком уязвимыми в условиях внешней конкуренции. Этой ситуацией смогли воспользоваться не только компании, продвигающие GSM: в Японии также получил широкое распространение стандарт W-CDMA.
Технология Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA) обеспечивает широкополосный доступ на скоростях до 2 Мбит/сек. Те, кто много путешествуют по миру, оказывались в ситуациях, когда мобильный телефон мог подключаться только к W-CDMA сети — этот стандарт до сих пор актуален. На 2016 год W-CDMA охватывал около 65% населения мира (LTE – 40%, а GSM – более 90%).
Иные «забытые»
Может показаться, что старые технологии давно отжили свое и упоминаются только в учебниках. Но это заблуждение: по данным Pew Research Center, еще в 2015 году 3% американцев использовали dial up для подключения к интернету. Это значит, что миллионы людей использовали сеть на скоростях до 56,6 Кбит/сек.
Существуют также редкие новые (или обновленные) нишевые стандарты связи. Все слышали про 5G, но на рынке есть, к примеру, DECT-2020 — перспективный стандарт, представляющий собой следующую ступень эволюции старых беспроводных радиотелефонов.