Новый стандарт беспроводных городских сетей
В конце января нынешнего года Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) утвердил стандарт беспроводных городских сетей (Wireless MAN) — IEEE 802.16a. Новый стандарт стал расширением базового стандарта IEEE 802.16, принятого в декабре 2001 года.
ледствием
широкого распространения беспроводных технологий стало развитие не только беспроводных
локальных сетей (WLAN), но и городских беспроводных сетей (WMAN). Концептуальные
подходы к построению беспроводных локальных и городских сетей существенно различаются.
Так, если в беспроводных локальных сетях, соответствующих стандартам IEEE 802.11a/b/g,
зона покрытия ограничивается десятками или сотнями метров, а максимальная скорость
передачи не превышает десятков мегабит в секунду, то для реализации городских
беспроводных сетей требуется зона покрытия как минимум в несколько десятков
километров при скорости передачи, сопоставимой с традиционными кабельными сетями.
Кроме того, беспроводные городские сети должны обеспечивать пользователям доступ
в глобальные сети, то есть решать проблему последней мили, заменяя традиционные,
но уже морально устаревшие аналоговые модемы и другие кабельные решения.
Собственно, беспроводные системы фиксированного абонентского доступа (Wireless Local Loop, WLL) известны уже довольно давно. Достаточно вспомнить такие системы, как LMDS и MMDS, первоначально предназначавшиеся для трансляции телепрограмм в районах, не имеющих кабельной инфраструктуры.
Системы LMDS (Local Multipoint Distribution Service), известные также как сотовое телевидение, и MMDS, называемые беспроводным кабельным телевидением, в последнее время рассматривались как альтернатива традиционным технологиям широкополосного абонентского доступа. Операторы сетей LMDS и MMDS способны предоставлять услуги односторонней или двусторонней связи, в том числе высокоскоростной передачи данных (доступ к корпоративным сетям и Интернету, видеоконференции и т.д.). Радиус действия передатчиков MMDS, работающих в диапазоне 2,1-2,7 ГГц, может достигать 40-50 км, а максимальная дальность передачи сигнала в системах LMDS, использующих значительно более высокие частоты в области 27-31 ГГц, составляет порядка 3 км.
В то же время применение систем LMDS и MMDS для построения беспроводного фиксированного абонентского доступа имело серьезное ограничение, поскольку отсутствие единого индустриального стандарта приводило к несовместимости продуктов различных производителей.
Отправной точкой для решения этой проблемы можно считать 1999 год, когда Институт инженеров по электротехнике и электронике сформировал рабочую группу 802.16. Основной задачей рабочей группы являлось создание стандарта построения систем широкополосной беспроводной связи. В результате в апреле 2002 года Институт инженеров по электротехнике и электронике одобрил базовый стандарт IEEE 802.16 (Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems), в котором регламентировалось использование частотного диапазона от 2 до 66 ГГц.
В рамках стандарта IEEE 802.16 определяются спецификации интерфейсов в частотном диапазоне от 10 до 66 ГГц с применением одного несущего сигнала, а также в частотном диапазоне от 2 до 11 ГГц с использованием одного несущего сигнала и технологии OFDM. Кроме того, отдельно регламентируется применение частотного диапазона от 5 до 6 ГГц с использованием технологии OFDM.
В конце января 2003 года была утверждена в окончательной редакции спецификация 802.16a, регламентирующая применение частотного диапазона от 2 до 11 ГГц. Стандарт 802.16a представляет собой рассчитанную на внедрение в городских беспроводных сетях технологию, которая обеспечивает беспроводное подключение к Интернету через публичные точки доступа стандарта 802.11b и служит своего рода альтернативой для кабельных линий и линий DSL на последней миле инфраструктуры беспроводного широкополосного доступа.
Организация корпоративной сети с доступом по типу T1 занимает сегодня до трех месяцев и более. Беспроводные широкополосные технологии на основе стандарта 802.16, обеспечивающие скорость сетевого доступа, аналогичную кабельным широкополосным решениям, позволят сократить сроки развертывания такой сети до нескольких дней, а ее стоимость упадет в несколько раз. У провайдеров появится возможность предоставлять средства высокоскоростного подключения «по требованию» организаторам крупных мероприятий (например, торговых ярмарок), обслуживать сотни тысяч пользователей через общественные точки доступа, соответствующие спецификации 802.11, или же организовывать временное широкополосное подключение в местах производства текущих работ (например, на строительных площадках).
На физическом уровне стандарт 802.16a определяет три типа соединений. Предусмотрен режим с одной несущей (Single Carrier, SC) и использование технологии ортогонального разделения каналов с мультиплексированием OFDM. Число ортогональных каналов может быть либо 256, либо 2048.
Технология OFDM позволяет увеличить скорость передачи данных за счет параллельной передачи пакетов по множеству каналов. В то же время ортогональность частотных каналов дает возможность избавиться от таких паразитных явлений, как межканальная и межсимвольная интерференция, возникающая в результате многолучевого распространения сигнала (более подробно с технологией OFDM можно ознакомиться в статье «Беспроводные сети семейства IEEE 802.11g» в этом номере журнала).
Продукция на базе стандарта 802.16a способна удовлетворить требования корпоративных пользователей в плане необходимой для приложений уровня предприятия стабильности качества обслуживания в беспроводной широкополосной сети, а также потребности домашних пользователей при работе с популярными широкополосными приложениями. Эта продукция также позволит поставщикам предложить новые голосовые и информационные услуги.
Отличительной особенностью стандарта IEEE 802.16a является зона покрытия (или дальность действия), составляющая до 50 км.
Максимальная скорость передачи данных, предусмотренная стандартом 802.16a, составляет до 70 Мбит/с (двунаправленный обмен данными) на один сектор одной базовой станции. При этом типовая базовая станция имеет до шести секторов. Этого достаточно для поддержки свыше 60 корпоративных локальных сетей с подключением по типу T1, наряду с сотнями домашних пользователей, подключенных по типу DSL.
Новый стандарт WMAN обеспечивает широкие возможности для масштабирования, необходимого в целях обеспечения поддержки сотен тысяч пользователей силами одной базовой станции, и позволяет дифференцировать уровни предоставляемых услуг.
Новый беспроводной стандарт для городских сетей уже получил широкую поддержку среди производителей. В начале апреля этого года к некоммерческой организации WiMAX (World Interoperability for Microwave Access — взаимодействие оборудования сетевого доступа на сверхвысоких частотах во всем мире), образованной в целях содействия разработке беспроводного оборудования доступа к широкополосным сетям и его сертификации на совместимость и взаимодействие, присоединились ведущие изготовители коммуникационных средств и компонентов. В настоящее время организация WiMAX объединяет такие компании, как Airspan Networks, Alvarion Ltd, Aperto Networks, Ensemble Communications, Inc., Fujitsu Microelectronics America, Intel Corporation, Nokia, OFDM Forum, Proxim Corporation и Wi-LAN, Inc.
Недавно корпорация Intel заявила о намерении начать разработку полупроводниковой продукции на базе стандарта IEEE 802.16a. Intel совместно с компанией Alvarion — ведущим поставщиком решений для последней мили в широкополосных беспроводных сетях — будет создавать недорогое оборудование на базе полупроводниковых микросхем Intel, поддерживающих стандарт 802.16а.
Как отметил Руди Лезер (Rudy Leser), вице-президент компании Alvarion по маркетингу, «мы желаем всемерного успеха деятельности организации WiMAX, направленной на обеспечение совместимости и взаимодействия систем на основе стандарта 802.16a — важнейшей предпосылки ускоренного внедрения беспроводных средств широкополосного доступа. Утверждение единых стандартов на оборудование беспроводного сетевого доступа пойдет на пользу не только компаниям-операторам, но и поставщикам, а также пользователям беспроводных системных решений. Наша компания, имеющая десятилетний опыт работы в области организации беспроводных сетей и полтора миллиона установленных комплектов абонентского конечного оборудования, намерена и впредь играть важную роль в деятельности организации WiMAX».
