WiMAX - WiMAX

WiMAX (всемирная совместимость для микроволнового доступа)

WiMAX базовая станция оборудование с секторная антенна и беспроводной модем наверху

WiMAX (Всемирная интероперабельность для микроволнового доступа) - это семья Беспроводной широкополосный стандарты связи на основе IEEE 802.16 набор стандартов, которые обеспечивают несколько вариантов физического уровня (PHY) и управления доступом к среде (MAC).

Название «WiMAX» было создано Форумом WiMAX, который был образован в июне 2001 года для обеспечения соответствия и функциональной совместимости стандарта, включая определение предопределенных системных профилей для коммерческих поставщиков.^[1] Форум описывает WiMAX как "основанную на стандартах технологию, позволяющую предоставлять Последняя миля беспроводной широкополосный доступ как альтернатива кабель и DSL ".^[2] IEEE 802.16 м или WirelessMAN-Advanced был кандидатом на 4G, конкурируя с LTE Advanced стандарт.

WiMAX изначально был разработан для обеспечения скорости передачи данных от 30 до 40 мегабит в секунду,^[3] с обновлением 2011 года, обеспечивающим скорость до 1 Гбит / с^[3] для стационарных станций.

Последняя версия WiMAX, выпуск WiMAX 2.1, широко известный как / известный как WiMAX 2+, представляет собой обратную совместимость с предыдущими поколениями WiMAX. Он совместим и совместим с TD-LTE.

Терминология

WiMAX относится к функционально совместимым реализациям IEEE 802.16 Семейство стандартов беспроводных сетей, ратифицированных Форумом WiMAX. (По аналогии, Вай фай относится к совместимым реализациям IEEE 802.11 Стандарты беспроводной локальной сети, сертифицированные Wi-Fi Альянс.) Сертификация WiMAX Forum позволяет поставщикам продавать фиксированные или мобильные продукты как сертифицированные WiMAX, тем самым обеспечивая уровень взаимодействия с другими сертифицированными продуктами, если они соответствуют одному профилю.

Первоначальный стандарт IEEE 802.16 (теперь называемый «Фиксированный WiMAX») был опубликован в 2001 году. WiMAX перенял некоторые его технологии от WiBro, услуга, продаваемая в Корее.^[4]

Мобильный WiMAX (изначально 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 называют «Wi-Fi на стероидах».^[5] и может использоваться для ряда приложений, включая широкополосные соединения, сотовую связь обратный рейс, горячие точки и т. д. Это похоже на Wi-Fi дальнего действия, но его можно использовать на гораздо больших расстояниях.^[6]

Использование WiMAX

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

• Обеспечение портативной мобильной широкополосной связи в городах и странах с помощью различных устройств.
• Обеспечение беспроводной альтернативы кабельному и цифровая абонентская линия (DSL) для "Последняя миля «широкополосный доступ.
• Предоставление данных, телекоммуникаций (VoIP) и IPTV Сервисы (тройная игра ).
• Обеспечение подключения к Интернету как часть Непрерывность бизнеса строить планы.
• Умные сети и учет.

доступ в Интернет

WiMAX может обеспечить дома или в мобильном доступ в Интернет по целым городам или странам. 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 же FTTx ), в настоящее время экономически целесообразно предоставлять широкополосный доступ в Интернет «последней мили» в удаленных местах.

Транспортировка на среднюю милю к оптоволоконным сетям

Мобильный WiMAX был кандидатом на замену Мобильный телефон такие технологии как GSM и CDMA, или может использоваться как накладка для увеличения емкости. Фиксированный WiMAX также считается беспроводным обратный рейс технология для 2G, 3G, и 4G сети как в развитых, так и в развивающихся странах.^[7][8]

В Северной Америке транспортная сеть для городских операций обычно осуществляется через один или несколько медная проволока линейные соединения, тогда как удаленные сотовые операции иногда осуществляются через спутник. В других регионах городские и сельские транзитные рейсы обычно предоставляются микроволновые каналы. (Исключение составляют случаи, когда сеть управляется традиционным оператором, имеющим свободный доступ к медной сети.) WiMAX предъявляет более существенные требования к пропускной способности транзитного соединения, чем унаследованные сотовые приложения. Вследствие этого в Северной Америке растет использование беспроводных транзитных сетей с микроволновой печью, а существующие транзитные каналы с микроволновой печью во всех регионах модернизируются.^[9] Пропускная способность от 34 Мбит / с до 1 Гбит / с^[10] обычно развертываются 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 микроволновое радио, E-line и простое расширение самой волоконно-оптической сети.

Тройная игра

WiMAX напрямую поддерживает технологии, которые делают тройная игра возможные предложения услуг (например, качество обслуживания и многоадресная передача ). Они являются неотъемлемой частью стандарта WiMAX, а не добавляются как операторский Ethernet должен Ethernet.

7 мая 2008 г. в США, Спринт Nextel, Google, Intel, Comcast, Яркий дом, и Time Warner объявила об объединении в среднем 120 МГц спектра и слилась с Clearwire продавать услугу. Новая компания надеялась извлечь выгоду из предложения комбинированных услуг и сетевых ресурсов как трамплина для своих конкурентов. Предполагалось, что кабельные компании будут предоставлять медиа-услуги другим партнерам, одновременно получая доступ к беспроводной сети в качестве Оператор мобильной виртуальной сети предоставлять услуги 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 беспроводная связь становится все более широкой, она неизбежно будет более напрямую конкурировать с кабелями, DSL и оптоволокном, вдохновляя конкурентов на сотрудничество. Кроме того, по мере того как беспроводные широкополосные сети становятся более плотными и меняются привычки использования, возрастает потребность в увеличении транзитных маршрутов и мультимедийных услуг, 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 распределение частот в авиационном диапазоне 5 ГГц. По состоянию на 2018 год было 25 развертываний AeroMACS в 8 странах, при этом запланировано как минимум 25 развертываний.^[11]

Поддержка TDD и FDD

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

Подключение

USB-модем WiMAX для мобильного доступа в Интернет

Устройства, обеспечивающие подключение к сети WiMAX, известны как абонентские станции (SS).

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

На веб-сайте WiMAX Forum представлен список сертифицированных устройств. Однако это далеко не полный список доступных устройств, поскольку сертифицированные модули встраиваются в ноутбуки, MID (Мобильные интернет-устройства ) и другие устройства с частной маркировкой.

Шлюзы

Устройства шлюза WiMAX доступны как в внутренней, так и в наружной версии от нескольких производителей, включая Vecima Networks, Альварион, Пролет, ZyXEL, Huawei, и Motorola. В список развернутых сетей WiMAX и Форум WiMAX список участников^[12] предоставить больше ссылок на конкретных поставщиков, продукты и установки. Список поставщиков и сетей не является исчерпывающим и не предназначен для поддержки этих компаний над другими.

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.
• Ethernet порты для прямого подключения к компьютеру, маршрутизатор, принтер или же DVR в локальной проводной сети.
• Один или два аналоговый телефон разъемы 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 в ​​жилых помещениях. спутниковая тарелка. Высшееприрост направленный наружный блок обычно приводит к значительному увеличению дальности действия и пропускной способности, но с очевидной потерей практической мобильности блока.

Внешние модемы

USB-модем Airstream 1200

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 хорошего покрытия.

Мобильные телефоны

HTC анонсировала первый WiMAX с поддержкой мобильный телефон, то Макс 4G, 12 ноября 2008 г.^[13] Устройство было доступно только на определенных рынках в России на Yota сеть до 2010 года.^[14]

HTC и Спринт Nextel выпустила второй мобильный телефон с поддержкой WiMAX, EVO 4G, 23 марта 2010 г. на конференции CTIA в Лас-Вегасе. Устройство, выпущенное 4 июня 2010 г.,^[15] 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 вместе со своим сетевым партнером. Clearwire, Sprint Nextel развернет сеть 4G, решив сменить и использовать LTE Вместо этого технология 4G.

Техническая информация

Стандарт IEEE 802.16

WiMAX основан на IEEE Стандартное 802.16e-2005,^[16] утвержден в декабре 2005 г. Это дополнение к стандарту IEEE Std 802.16-2004,^[17] и поэтому фактический стандарт - 802.16-2004 с поправками 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 самой основой мобильного WiMAX.
• Масштабирование быстрое преобразование Фурье (БПФ) к полосе пропускания канала, чтобы поддерживать постоянный разнос несущих для разных полос частот (обычно 1,25 МГц, 5 МГц, 10 МГц или 20 МГц). Постоянный интервал между несущими 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 такое же разнесение несущих, что может быть неоптимальным для реализаций. Разнос между несущими - 10,94 кГц.
• Передовой разнесение антенн схемы и гибридный автоматический повторный запрос (HARQ)
• Адаптивные антенные системы (AAS) и MIMO технологии
• Более плотная подканализация, улучшающая проникновение в помещения
• Вступление и проверка четности с низкой плотностью (LDPC)
• Внедрение субканалов нисходящего канала, позволяющее администраторам обменивать покрытие на пропускную способность или наоборот
• Добавление дополнительного качество обслуживания (QoS) класс 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 ) задает 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. 802.16-2004 был обновлен до 802.16e-2005 в 2005 году и использует масштабируемые множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов^[18] (SOFDMA), в отличие от фиксированного мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) версия с 256 поднесущими (из которых 200 используются) в 802.16d. Более продвинутые версии, включая 802.16e, также обеспечивают поддержку нескольких антенн. MIMO. (Видеть WiMAX MIMO Это дает потенциальные преимущества с точки зрения покрытия, самостоятельной установки, энергопотребления, повторного использования частот и эффективности использования полосы пропускания. WiMax - это наиболее энергоэффективный метод до 4G среди LTE и HSPA +.^[19]

Уровень управления доступом к среде

MAC WiMAX использует алгоритм планирования для которого абонентской станции необходимо только один раз посоревноваться за начальный вход в сеть. После того, как вход в сеть разрешен, базовой станции назначается слот доступа для абонентской станции. Временной интервал может увеличиваться и сокращаться, но остается закрепленным за абонентской станцией, что означает, что другие абоненты не могут его использовать. В дополнение к стабильности при перегрузке и превышении подписки, алгоритм планирования также может быть более эффективным. пропускная способность эффективный. Алгоритм планирования также позволяет базовой станции управлять Качество обслуживания (QoS) путем балансировки назначений временных интервалов между потребностями приложений абонентской станции.

Характеристики

Как стандарт, предназначенный для удовлетворения потребностей сетей передачи данных следующего поколения (4G ), WiMAX отличается динамическим алгоритмом модуляции пакетов, адаптирующимся к физической среде, через которую проходит радиочастотный сигнал. Модуляция выбрана для большей спектральной эффективности (больше бит на OFDM /SOFDMA символ). То есть, когда всплески имеют высокий сила сигнала и высокий несущая к шуму плюс коэффициент помех (CINR), их легче декодировать, используя цифровая обработка 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 поэтому 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 приводят к плохой работе 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 как доступные частоты будут динамически назначаться (что приведет к динамическим изменениям доступной полосы пропускания). Это может привести к загромождению частот с медленным временем отклика или потере кадров.

В результате система должна быть изначально спроектирована на основе консенсуса с командой разработчиков базовых станций, чтобы точно прогнозировать использование частоты, помехи и общую функциональность 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.^[20]

Интеграция с IP-сетью

Архитектура форума WiMAX

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 возможность 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^[21]
• BS: Базовая станция, часть ASN
• ASN-GW: шлюз ASN, часть ASN
• CSN: сеть служб связи
• HA: Домашний агент, часть CSN
• AAA: Аутентификация, авторизация и учет Сервер, часть ДНС
• 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 позволить удаленным / мобильным станциям различного масштаба и функциональности и базовым станциям различного размера - например, femto, pico и mini BS, а также макросы.

Распределение спектра

Единого глобального лицензированного спектра для WiMAX не существует, однако Форум WiMAX опубликовал три профиля лицензированного спектра: 2,3 ГГц, 2,5 ГГц и 3,5 ГГц, чтобы обеспечить стандартизацию и снизить стоимость.

В США самый большой доступный сегмент составлял около 2,5 ГГц,^[22] и уже назначен, в первую очередь Спринт 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 любят Индия и Индонезия будет использовать сочетание 2,5 ГГц, 3,3 ГГц и других частот. Пакистан с Wateen Telecom использует 3,5 ГГц.

Аналоговые ТВ-диапазоны (700 МГц) могут стать доступными, но дождитесь полной переход на цифровое телевидение, и были предложены другие варианты использования этого спектра. В США FCC аукцион на этот спектр началась в январе 2008 года, и в результате большая часть спектра досталась Verizon Wireless, а следующая по величине - AT&T.^[23] Обе эти компании заявили о своем намерении поддерживать LTE, технология, которая напрямую конкурирует с WiMAX. Комиссар ЕС Вивиан Рединг предложила перераспределение спектра 500–800 МГц для беспроводной связи, включая WiMAX.^[24]

Профили WiMAX определяют размер канала, TDD / FDD и другие необходимые атрибуты, чтобы иметь взаимодействующие продукты. 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.^[25] 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 доставить 70Мбит / с более 50 км (31 миль). Как и все беспроводные технологии, WiMAX может работать на более высоких скоростях передачи данных или на больших расстояниях, но не на обоих сразу. При работе на максимальной дальности 50 км (31 миль) увеличивается частота ошибок по битам и, таким образом, приводит к гораздо более низкому битрейту. И наоборот, уменьшение дальности (до менее 1 км) позволяет устройству работать с более высокими битрейтами.

Общегородское развертывание WiMAX в Перт, Австралия продемонстрировали, что клиенты на границе ячейки с внутренним Абонентское оборудование (CPE) обычно достигают скорости около 1–4 Мбит / с, а пользователи, расположенные ближе к сотовой сети, получают скорость до 30 Мбит / с.^{[нужна цитата ]}

Как и во всех беспроводных системах, доступная полоса пропускания распределяется между пользователями в данном радиосекторе, поэтому производительность может ухудшиться в случае большого количества активных пользователей в одном секторе. Однако при надлежащем планировании пропускной способности и использовании качества обслуживания 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

Изображение WiMAX MIMO доска

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, но не ограничиваются ими, Beceem, Секваны, и ПикоЧип.

Сравнение

Сравнения и путаница между WiMAX и Вай фай часто встречаются, потому что оба связаны с беспроводным подключением и доступом в Интернет.^[26]

• WiMAX - это система с большим радиусом действия, охватывающая многие километры, которая использует лицензированный или нелицензированный спектр для обеспечения 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 Контроль доступа к СМИ с CSMA / CA протокол, который не требует установления соединения и основан на конкуренции, тогда как WiMAX использует MAC, ориентированный на установление соединения.
• WiMAX и Wi-Fi имеют совершенно разные механизмы качества обслуживания (QoS):
  • WiMAX использует механизм QoS, основанный на соединениях между базовой станцией и пользовательским устройством. Каждое соединение основано на определенных алгоритмах планирования.
  • Wi-Fi использует раздор доступ - все абонентские станции, которые хотят передавать данные через беспроводная точка доступа (AP) соревнуются за внимание AP на основе случайных прерываний. Это может привести к тому, что абонентские станции, удаленные от точки доступа, будут постоянно прерываться более близкими станциями, что значительно снижает их пропускную способность.
• Обе IEEE 802.11, который включает Wi-Fi, и IEEE 802.16, который включает WiMAX, определите Одноранговая (P2P) и беспроводные сети ad hoc, где конечный пользователь общается с пользователями или серверами на другом Локальная сеть (LAN) используя свой точка доступа или же базовая станция. 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 сети 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 удобной зоне приема, например в окне, и иметь доступ к дате на всей территории своей собственности.

Тестирование на соответствие

TTCN-3 язык спецификации тестов используется в целях определения тестов на соответствие для реализаций WiMAX. Набор тестов WiMAX разрабатывается специальной рабочей группой в ETSI (СТФ 252).^[27]

Ассоциации

Форум WiMAX

Форум WiMAX - это некоммерческая организация, созданная для содействия внедрению продуктов и услуг, совместимых с WiMAX.^[28]

Основная роль организации - сертифицировать совместимость продуктов WiMAX.^[29] 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.

Логотип WiSOA

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 Беспроводной широкополосный альянс в апреле 2008 г.^[30]

Ассоциация телекоммуникационной индустрии

В 2011 г. Ассоциация телекоммуникационной индустрии выпустила три технических стандарта (TIA-1164, TIA-1143 и TIA-1140), которые охватывают эфирный интерфейс и основные сетевые аспекты Wi-Max. Высокоскоростные пакетные данные (HRPD) с использованием мобильной станции / терминала доступа (MS / AT) с одним передатчиком.^[31]

Конкурирующие технологии

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

Скорость и мобильность беспроводных систем: Вай фай, Высокоскоростной пакетный доступ (HSPA), Универсальная система мобильной связи (UMTS), GSM

В будущем конкуренция будет происходить от развития основных стандартов сотовой связи до 4G, сети с высокой пропускной способностью и малой задержкой, все IP-сети с голосовыми сервисами. Мировой переход на 4G для GSM / UMTS и AMPS /TIA (включая CDMA2000) является Долгосрочное развитие 3GPP (LTE) усилие.

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 стал быстро распространяться операторами мобильной связи во всем мире.

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 отличной технологией без большой базы пользователей. В конечном итоге LTE выиграл 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 рентабельно 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 г. Европа -общее выделение частот для WiMAX было заблокировано.^{[нужна цитата ]}

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

Основная статья: Сравнение стандартов беспроводной передачи данных

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

Общий Имя	Семья	Основное использование	Radio Tech	Вниз по течению (Мбит / с)	Upstream (Мбит / с)	Примечания
HSPA +	3GPP	Мобильный интернет	CDMA /TDMA /FDD MIMO	21 42 84 672	5.8 11.5 22 168	HSPA + широко используется. В редакции 11 3GPP говорится, что HSPA + ожидается, что его пропускная способность составит 672 Мбит / с.
LTE	3GPP	Мобильный интернет	OFDMA /TDMA /MIMO /SC-FDMA /для LTE-FDD /для LTE-TDD	100 Cat3 150 Cat4 300 Cat5 (в FDD 20 МГц) [32]	50 Cat3 / 4 75 Категория 5 (в FDD 20 МГц)[32]	LTE-Advanced Ожидается, что обновление будет предлагать пиковые скорости до 1 Гбит / с на фиксированной скорости и до 100 Мбит / с для мобильных пользователей.
WiMax отн. 1	802.16	WirelessMAN	MIMO -SOFDMA	37 (TDD 10 МГц)	17 (TDD 10 МГц)	С 2x2 MIMO.[33]
WiMax, версия 1.5	802.16-2009	WirelessMAN	MIMO -SOFDMA	83 (TDD 20 МГц) 141 (2x20 МГц FDD)	46 (TDD 20 МГц) 138 (2x20 МГц FDD)	С 2x2 MIMO. Расширен до каналов 20 МГц в 802.16-2009[33]
WiMAX, версия 2.0	802,16 м	WirelessMAN	MIMO -SOFDMA	2x2 MIMO 110 (TDD 20 МГц) 183 (2x20 МГц FDD) 4x4 MIMO 219 (20 МГц TDD) 365 (2x20 МГц FDD)	2x2 MIMO 70 (TDD 20 МГц) 188 (2x20 МГц FDD) 4x4 MIMO 140 (TDD 20 МГц) 376 (2x20 МГц FDD)	Кроме того, пользователи с низкой мобильностью могут агрегировать несколько каналов для получения скорости загрузки до 1 Гбит / с.[33]
Flash-OFDM	Flash-OFDM	Мобильный интернет мобильность до 200 миль / ч (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 (11n )	Беспроводная сеть	OFDM /CSMA /MIMO /Полудуплекс	288,8 (при использовании конфигурации 4x4 в полосе пропускания 20 МГц) или 600 (при использовании конфигурации 4x4 в полосе пропускания 40 МГц)		Антенна, RF передний конец улучшения и незначительные настройки таймера протокола помогли развернуть P2P сети, в которых есть риск радиального покрытия, пропускной способности и / или спектральной эффективности (315 км & 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 используется. 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 используя модуляцию 16QAM, аналогичную HSDPA +HSUPA
EV-DO Отн. 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 - это 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 максимальными значениями 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 спектральная эффективность технологии, размеров используемых ячеек и количества доступного спектра. Для получения дополнительной информации см. Сравнение стандартов беспроводной передачи данных.

Дополнительные сравнительные таблицы см. тенденции прогресса битрейта, сравнение стандартов мобильных телефонов, таблица сравнения спектральной эффективности и Таблица сравнения систем OFDM.

Разработка

Стандарт IEEE 802.16m-2011^[34] была основной технологией для WiMAX 2. Стандарт IEEE 802.16m был представлен в ITU для IMT-Advanced стандартизация.^[35] IEEE 802.16m - один из основных кандидатов на внедрение технологий IMT-Advanced от ITU. Среди множества улучшений системы IEEE 802.16m могут обеспечить в четыре раза более высокую скорость^{[требуется разъяснение ]} скорость передачи данных, чем у 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.^[36]

Ожидалось, что при использовании 4X2 MIMO в сценарии городской микроячейки только с одной 20 МГц TDD доступный для всей системы, система 802.16m может поддерживать как нисходящую линию связи со скоростью 120 Мбит / с, так и восходящую линию связи 60 Мбит / с на каждый сайт одновременно. Ожидалось, что WiMAX Release 2 будет коммерчески доступен в период с 2011 по 2012 год.^[37]

Версия 2.1 WiMAX была выпущена в начале 2010-х годов и нарушила совместимость с более ранними сетями WiMAX. К концу 2010-х значительное число 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-диапазон.^[38]

Развертывания

Основная статья: Список развернутых сетей WiMAX

По состоянию на октябрь 2010 г. Форум WiMAX заявил о развертывании 592 сетей WiMAX (фиксированной и мобильной) в более чем 148 странах, охватывающих более 621 млн человек.^[39] 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.^[40]

South Korea launched a WiMAX network in the second quarter of 2006. By the end of 2008 there were 350,000 WiMAX subscribers in Korea.^[41]

Worldwide, by early 2010 WiMAX seemed to be ramping quickly relative to other available technologies, though access in North America lagged.^[42]Yota, the largest WiMAX network operator in the world in 4Q 2009,^[43][44] announced in May 2010 that it would move new network deployments to LTE and, subsequently, change its existing networks as well.^{[нужна цитата ]}

A study published in September 2010 by Blycroft Publishing estimated 800 management contracts from 364 WiMAX operations worldwide offering active services (launched or still trading as opposed to just licensed and still to launch).^[45] The WiMAX Forum announced on Aug 16, 2011 that there were more than 20 million WiMAX subscribers worldwide, the high-water mark for this technology. http://wimaxforum.org/Page/News/PR/20110816_WiMAX_Subscriptions_Surpass_20_Million_Globally

Смотрите также

• Category 5 cable
• Познавательное радио
• Развитая HSPA
• High-Speed Packet Access
• Список развернутых сетей WiMAX
• Mobile broadband
• Mobile VoIP
• Municipal broadband
• Packet Burst Broadband
• Супер Wi-Fi
• Switched mesh
• WiBro (mobile WiMax in Korea)
• Wireless bridge
• Беспроводная локальная линия
• Yota Egg

Примечания

1. Pinola, Jarno; Kostas Pentikousis (2008). "Mobile WiMAX". The Internet Protocol Journal (IPJ). Cisco. В архиве из оригинала от 21.08.2016. Получено 2016-08-05.
2. "WiMax Forum – Technology". Архивировано из оригинал on July 22, 2008. Получено 2008-07-22.
3. Carl Weinschenk (April 16, 2010). "Speeding Up WiMax". ИТ-бизнес Edge. В архиве из оригинала от 05.09.2011. Получено 31 августа, 2011. Today the initial WiMax system is designed to provide 30 to 40 megabit-per-second data rates.
4. Roger Marks (June 29, 2006). "IEEE 802.16 WirelessMAN Standard: Myths and Facts" (PDF). Presentation at 2006 Wireless Communications Conference. Вашингтон, округ Колумбия. В архиве (PDF) из оригинала 2011-06-06. Получено 26 августа, 2011.
5. Walton, Marsha (2006-03-31). "Is 'Wi-Fi on steroids' really the next big thing?". CNN. Архивировано из оригинал на 2010-10-04. Получено 2011-02-09.
6. "Перенаправление ..." Heinonline.org. В архиве из оригинала на 2018-07-30. Получено 30 июля 2018.
7. "Sprint Eyes WiMax Backhaul". Lightreading.com. В архиве from the original on 2008-03-12. Получено 2008-03-22.
8. "WiMax signals get stronger in India". Eetimes.com. В архиве from the original on 2012-07-13. Получено 2008-03-22.
9. "Overcoming the wire-line bottleneck for 3G wireless services". Supercommnews.com. Архивировано из оригинал на 2008-12-02. Получено 2009-01-03.
10. "High-speed Microwave". Wimaxforum.org. Архивировано из оригинал на 2008-03-06. Получено 2008-03-12.
11. Rocha, Alessandra (November 22, 2018). AeroMACS Standardized Solution for the Airport Surface (PDF). SAMIG22. Lima, Perú: ICAO.
12. WiMAX Forum Member Companies В архиве 2013-04-16 в Archive.today. Wimaxforum.org. Проверено 18 сентября 2013.
13. "Scartel And Htc Launch World'S First Integrated Gsm/Wimax Handset". Выпуск новостей. Корпорация HTC. November 12, 2008. Archived from оригинал 22 ноября 2008 г.. Получено 26 августа, 2011.
14. "UPDATE 1-Russia's Yota drops WiMax in favour of LTE". Reuters.com. 21 мая 2010 г. В архиве from the original on 2016-12-30. Получено 2017-07-03.
15. "Sprint Newsroom | News Releases". Newsreleases.sprint.com. Архивировано из оригинал на 2009-06-22. Получено 2010-10-13.
16. "IEEE 802.16e Task Group (Mobile WirelessMAN)". Ieee802.org. В архиве из оригинала от 24.02.2008. Получено 2008-03-12.
17. "IEEE 802.16 Task Group d". Ieee802.org. В архиве из оригинала от 24.02.2008. Получено 2008-03-12.
18. Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) is a method of encoding digital data on multiple carrier frequencies. OFDM has developed into a popular scheme for wideband digital communication, whether wireless or over copper wires, used in applications such as digital television and audio broadcasting.
19. Deruyck, Margot; Vereecken, Willem; Tanghe, Emmeric; Джозеф, Wout; Pickavet, Mario; Martens, Luc; Demeester, Piet (2010). "Comparison of power consumption of mobile WiMAX, HSPA and LTE access networks". 2010 9th Conference of Telecommunication, Media and Internet. С. 1–7. Дои:10.1109/CTTE.2010.5557715. HDL:1854/LU-1001362. ISBN  978-1-4244-7988-7.
20. "Asia takes the lead in the 4G market". Telegeography.com. 5 августа 2010 г.. Получено 30 октября, 2012.
21. "The Access Service Network in WiMAX: The Role of ASN-GW" (PDF). Mustafaergen.com. В архиве (PDF) from the original on 2008-02-27. Получено 2008-03-12.
22. "U.S. Frequency Allocation Chart" (PDF). Министерство торговли. В архиве (PDF) from the original on 2008-03-09. Получено 2008-03-12.
23. "Auctions Schedule". Федеральная комиссия связи. В архиве from the original on 2008-01-24. Получено 2008-01-08.
24. "European Commission proposes TV spectrum for WiMax". Zdnetasia.com. В архиве из оригинала от 14 декабря 2007 г.. Получено 2008-01-08.
25. "ITU Radiocommunication Assembly approves new developments for its 3G standards". Itu.int. В архиве from the original on 2009-05-19. Получено 2008-03-12.
26. WiMAX vs. WiFi В архиве 2010-11-23 на Wayback Machine. Circleid.com (2008-02-20). Проверено 18 сентября 2013.
27. "HiperMAN / WiMAX Testing". ETSI. Архивировано из оригинал в 2012-07-31. Получено 2008-03-28.
28. "WiMAX Forum Overview". Wimaxforum.org. Архивировано из оригинал on 2008-07-28. Получено 2008-08-01.
29. "WiMAX Forum — Frequently Asked Questions". Wimaxforum.org. Архивировано из оригинал на 2008-03-06. Получено 2008-03-12.
30. "WBA and WiSOA join efforts on WiMAX global roaming". Архивировано из оригинал на 2008-04-26. Получено 2008-12-10.
31. "TIA-1164 : WiMAX-HRPD Interworking: Core Networks Aspects". Global.ihs.com. В архиве из оригинала на 2017-07-08. Получено 30 июля 2018.
32. "LTE". 3GPP web site. 2009. Получено 20 августа, 2011.
33. "WiMAX and the IEEE 802.16m Air Interface Standard" (PDF). WiMax Forum. 4 апреля 2010 г.. Получено 2012-02-07.
34. "'WiMAX 2' coming in 2011?". Networkworld.com. Архивировано из оригинал на 2011-06-13. Получено 2010-10-13.
35. "802.16m submitted to ITU for IMT-Advanced standardization". Архивировано из оригинал на 2009-03-03. Получено 2009-10-18.
36. "WiMAX 2 Collaboration Initiative (WCI) Frequently Asked Questions" (PDF). Форум WiMAX. April 12, 2010. Archived from оригинал (PDF) on 2011-09-04. Получено 2011-08-27.
37. "Global WiMAX network deployments surpass 500". Выпуск новостей. Форум WiMAX. October 6, 2009. Archived from оригинал на 2011-09-28. Получено 25 августа, 2011.
38. "SUIRG full interference test report" (PDF). Suirg.org. Архивировано из оригинал (PDF) on 2009-03-04. Получено 2012-08-22.
39. "WiMAX Forum". Форум WiMAX. В архиве from the original on 2010-10-08. Получено 2010-10-13.
40. "Wimax Forum Industry Research Report" (PDF). Wimaxforum.org. Архивировано из оригинал (PDF) on 2011-11-17. Получено 2011-09-10.
41. Ken, Wieland (6 July 2009). "The rise and rise of HSPA". Telecoms.com. В архиве с оригинала от 28.10.2014. Получено 30 июля 2018.
42. Larry Dignan (February 15, 2010). "WiMax deployments ramp globally, but U.S. lags". Between the lines blog. ZDNet. Архивировано из оригинал на 2010-05-14. Получено 11 сентября, 2011.
43. «Архивная копия». Архивировано из оригинал on 2010-05-03. Получено 2010-04-28.
44. "На одной волне. Как интернет-гигант отстал от стартапа". Unova.ru. 8 февраля 2010 г. В архиве из оригинала на 2018-07-30. Получено 30 июля 2018.
45. "WiMAX Directory". Blycroft Ltd. 2010-09-01. Архивировано из оригинал на 2011-02-21. Получено 2011-02-28.

Рекомендации

• K. Fazel and S. Kaiser, Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems: From OFDM and MC-CDMA to LTE and WiMAX, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 2008, ISBN  978-0-470-99821-2
• M. Ergen, Mobile Broadband – Including WiMAX and LTE, Springer, NY, 2009 ISBN  978-0-387-68189-4

• Ramon Ray(2009) WiMax – Your Fast and Longer Distance WiFi has arrived. Personal Technology.

внешняя ссылка

• Official page of the WiMAX Forum