`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

WiMAX как технология универсального широкополосного беспроводного доступа

0 
 

Принятие в июле 2004 г. стандарта 802.16-2004 (WiMAX) позволило индустрии предоставить пользователям высокоскоростной беспроводной доступ, правда, только в фиксированном варианте. Однако близится к завершению работа над стандартом 802.16е, одобрение IEEE которого ожидается в конце текущего года. Поскольку он должен обеспечить мобильный доступ, то имеет и второе название – Mobile WiMAX. Его ратификация даст возможность говорить о WiMAX как о технологии универсального широкополосного беспроводного доступа.

Типы доступа в рамках WiMAX

Прежде всего приведем определения типов доступа, которые дает WiMAX Forum. Их насчитывается пять.

Фиксированный доступ (fixed access). Он предполагает, что пользовательское устройство находится в одном месте в течение всего времени действия контракта с оператором услуги. При этом оно может подключаться к сети или отсоединяться от нее, а также выбирать «наилучшую» базовую станцию во время входа в сеть. В типичном случае клиентское устройство будет связываться с одним и тем же сектором базовой станции или сотой, а любое подключение к другому сектору или соте, например в случае отказа или для разнесения, будет управляться сетью.

Доступ из разных мест (nomadic access). Здесь подразумевается, что устройство пребывает в одном месте в течение всего времени сеанса. Если оно перемещается в другую точку в зоне той же беспроводной сети (например, меняется сота или сектор), то сеть определяет атрибуты подписки и устанавливается новая сессия. При этом сохраняются все возможности, упомянутые в предыдущем пункте.

Доступ в режиме переноса (portable access). В этом режиме устройство будет оставаться на связи во время перемещения со скоростью пешехода в ограниченной области, покрываемой беспроводной сетью. В период сессии при переходе к разным сотам или секторам одной соты обеспечиваются не все возможности передачи управления.

Упрощенный мобильный доступ (simple mobile access). Под этим понимается способность устройства не прерывать сессию для приложений, не требующих режима реального времени, при движении со скоростью транспортных средств в зоне покрытия беспроводной сети. Передача управления при перемещении между секторами или базовыми станциями делает сеанс непрерывным для всех приложений вышеупомянутого типа.

Полноценный мобильный доступ (full mobile access). Данный тип доступа обеспечивает непрерывный сеанс связи при движении устройства с высокой скоростью в зоне покрытия беспроводной сети. Гарантированная передача управления при перемещении между секторами или базовыми станциями позволяет всем приложениям работать непрерывно.

Особенности технологии WiMAX с точки зрения доступа

Итак, WiMAX является широкополосной беспроводной технологией, которая поддерживает все пять типов доступа, определенных выше. Для того чтобы удовлетворить всем необходимым требованиям, были предложены две версии WiMAX. Первая основывается на стандарте IEEE 802.16-2004 и оптимизирована для фиксированного доступа из разных мест. Вторая версия разработана для поддержки остальных трех типов доступа и будет базироваться на модификации к первому стандарту IEEE 802.16e. WiMAX Forum предполагает, что сертифицированные продукты, поддерживающие спецификации 802.16e, появятся в первом квартале 2007 г.

Совокупность параметров, которую также называют профилем, для 802.16e еще официально не анонсирована. Как ожидается, наиболее вероятными частотами для первых мобильных профилей будут 2,3 GHz и 2,5 GHz. Дело в том, что при частотах ниже 3 GHz можно добиться лучших покрытия и поддержки мобильных и портативных устройств внутри помещений. Однако к профилю могут быть добавлены более высокие частоты (3,3 GHz, 3,5 GHz и даже 5,8 GHz), если запросы на них окажутся достаточно велики.

Две версии WiMAX отражают потребности рынка в продуктах, которые оптимизированы либо для фиксированного, либо для мобильного доступа. Требования для этих двух типов доступа различны, поэтому и реализующие их решения также будут разными. Несколько опциональных функций, которые поддерживаются в обеих спецификациях, с большой вероятностью будут включены в продукты 802.16e, поскольку мобильные сервисы только выиграют от добавленной функциональности. Среди этих функций – улучшенная поддержка MIMO и адаптивных антенных систем (AAS), которые существенно повысят пропускную способность и прием в условиях непрямой видимости.

WiMAX как технология универсального широкополосного беспроводного доступа

Ключевым различием между стандартами 802.16-2004 и 802.16e является техника мультиплексирования: в первом используется мультиплексирование с разделением по ортогональным частотам (OFDM), тогда как во втором – множественный доступ с разделением по ортогональным частотам (OFDMA) или, что наиболее вероятно, масштабируемый OFDMA (Scalable OFDMA – SOFDMA).

Набор параметров 802.16-2004 лучше подходит для фиксированного доступа, при котором применяются направленные антенны, поскольку OFDM по своей сути проще, чем SOFDMA.

Напомним, что OFDM является частным случаем техники передачи данных с помощью множества несущих (MultiCarrier Modulation – MCM). Главный принцип MCM заключается в том, чтобы разделить основной поток битов на ряд параллельных подпотоков с низкой скоростью передачи и затем использовать их для модуляции множества несущих (поднесущих). При этом, вообще говоря, к каждой из поднесущих может быть применена любая техника модуляции.

Преобразование Фурье позволяет разделить частотный диапазон на поднесущие, спектры которых перекрываются, но все же остаются ортогональными. Последнее обозначает, что каждая из поднесущих содержит целое число (уникальное) колебаний на период передачи символа. В методе же OFDMA множество несущих разделяется на N групп. Каждая группа содержит М поднесущих, из которых формируются М подканалов: по одной поднесущей из группы (см. рис.).

Концепция масштабируемости базируется на изменяемой структуре подканалов, другими словами, на переменном числе поднесущих, объединяемых в канал. При этом поднесущие не обязательно должны быть смежными. В зависимости от числа поднесущих в подканале используется преобразование Фурье (обычно быстрое – БПФ) с разным количеством членов в сумме, или разным числом точек.

Метод OFDMA позволяет получить большую гибкость при управлении различными пользовательскими устройствами с разными типами антенн. Он уменьшает взаимные помехи для устройств со всенаправленными антеннами и улучшает прием в условиях непрямой видимости, что весьма существенно для мобильных пользователей. Подканалы могут быть распределены между разными абонентами в зависимости от условий передачи и требуемой пропускной способности. Этим достигается более эффективное использование ресурсов.

Разбиение на подканалы для восходящего потока улучшает производительность, так как мощность передаваемого пользовательским устройством сигнала крайне ограничена. При применении OFDM устройство передает данные, используя весь набор поднесущих. OFDMA поддерживает множественный доступ, посредством которого передача ведется только на поднесущих выделенного пользователю подканала. К примеру, если OFDMA использует 2048 поднесущих и 32 подканала и пользователю выделяется только один подканал, то вся мощность передатчика будет сконцентрирована в 1/32 доступного спектра и может быть на 15 дБ больше, чем при OFDM.

Другим важным дополнением в стандарте 802.16e является поддержка передачи управления при перемещении между сотами. При этом будет возможен как жесткий (hard), так и мягкий (soft) режим передачи управления. В первом случае устройство должно разорвать связь с текущей сотой, прежде чем подключиться к следующей. Этот метод достаточно прост, однако имеет длительную задержку. Мягкий режим работает аналогично сотовой связи и позволяет пользовательскому устройству оставаться на связи со старой станцией до тех пор, пока она не подключится к новой. Преимуществами этого режима могут воспользоваться игровые приложения и VoIP, тогда как для передачи данных вполне достаточно жесткого режима передачи управления.

Что касается перехода от одного оператора к другому (roaming), то эти возможности могут быть реализованы в обоих стандартах – 802.16-2004 и 802.16e, хотя они особенно ценны для мобильного доступа. Однако вряд ли WiMAX Forum включит их в профиль спецификации 802.16e, поскольку они выходят за пределы требований программ сертификации, которые рассматривают только уровни MAC и PHY.

Хотя Mobile WiMAX обеспечивает и фиксированный доступ, однако, вероятнее всего, обе версии стандарта останутся на рынке, поскольку каждая из них эффективнее выполняет те функции, для которых разрабатывалась.

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT