Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Для стимулирования рынка, IEEE сформировал группу, чтобы стандартизировать широкополосную городскую беспроводную сеть. Следующее число в нумерации 802 было 802.16, таким образом, стандарт получил этот номер. Неофициально технологию называют WiMAX( Worldwide Interoperability for Microwave Access). Мы будем использовать термины 802.16 и WiMAX попеременно.

Впервые стандарт 802.16 был апробирован в декабре 2001 года. Ранние версии обеспечили беспроводную местную линию связи между фиксированными точками с прямой видимостью друг друга. Эта схема вскоре была изменена, чтобы сделать WiMAX более конкурентоспособной альтернативой кабелю и DSL для доступа к Интернету. К январю 2003 года стандарт 802.16 был пересмотрен, чтобы поддержать связи вне прямой видимости с использованием технологии OFDM в частотах между 2 и 10 ГГц. Это изменение сделало установку намного легче, хотя станции все еще были с фиксированными местоположениями. Угрозу представлял рост сотовых сетей поколения 3G, обещающий высокие скорости передачи данных и подвижность. В ответ к декабрю 2005 года 802.16 снова был улучшен, чтобы позволить подвижность на скоростях транспорта. Мобильный широкополосный доступ к Интернету — цель текущего стандарта, IEEE 802.16-2009.

Подобно некоторым другим стандартам из серии 802, стандарт 802.16 построен с использованием идей модели OSI. Здесь можно найти и уровни, и подуровни, используется схожая терминология, сервисные примитивы и т. п. К сожалению, как и OSI, стандарт 802.16 страдает громоздкостью. Фактически, форум WiMAX( WiMAX Forum) создавался для того, чтобы определить имеющие возможность взаимодействовать подмножества стандарта для коммерческих предложений. В последующих разделах мы приведем краткое описание основных свойств 802.16, но такое исследование является далеко не полным, в нем опущены многие детали. Дополнительную информацию о WiMAX и широкополосных беспроводных сетях в целом вы найдете в (Andrews и др., 2007).

4.5.1. Сравнение стандарта 802.16 с 802.11 и 3G

Казалось бы, зачем провозглашать новый стандарт? Почему бы не использовать 802.11 или 3G? Фактически, WiMAX комбинирует подходы и 802.11 и 3G, становясь больше похожа на технологию 4G.

Как и стандарт 802.11, WiMAX относится к беспроводным технологиям присоединения устройств к Интернету на скоростях порядка нескольких мегабит в секунду, вместо использования кабеля или DSL. Устройства могут быть мобильными, или, по крайней мере, портативными. WiMAX не начинался с добавления данных с низкой скоростью к подобным голосовым сотовым сетям; 802.16 был разработан, чтобы перенести IP пакеты по радиоканалу и соединиться с основанной на IP сетью с минимумом суеты. Чтобы поддержать различные приложения, пакеты могут нести трафик соединения равноправных узлов ЛВС, звонки IP-телефонии или потоковые мультмедиа-трансляции. Так же как и 802.11, WiMAX основан на технологии OFDM, чтобы гарантировать хорошую работу, несмотря на ухудшения беспроводного сигнала, такие как многолучевое затухание, и на технологии MIMO, чтобы достигнуть высоких уровней пропускной способности.

Однако WiMAX больше походит на 3G (и, таким образом, отличается от 802.11) в нескольких ключевых отношениях. Ключевая техническая проблема состоит в том, чтобы достигнуть большой емкости эффективным использованием спектра, так чтобы большое количество абонентов в зоне охвата могли получить высокую пропускную способность. Типичные расстояния, по крайней мере, в 10 раз больше чем для сетей

802.11. Следовательно, базовые станции WiMAX — более мощные, чем точки доступа

802.11. Чтобы обработать более слабые сигналы на больших расстояниях, базовая станция использует большую мощность и лучшие антенны, а также выполняет больше работы по обработке ошибок. Чтобы максимизировать пропускную способность, передачи для каждого абонента тщательно распланированы базовой станцией; использование спектра не позволяет использовать CSMA/CA, который с коллизиями может впустую потратить пропускную способность.

Имеющий лицензию спектр — ожидаемый случай для WiMAX, в США это, как правило, приблизительно 2,5 ГГц. Система в целом существенно более оптимизирована, чем 802.11. Сложность стоит того, учитывая крупную сумму денег, потраченную на лицензированный спектр. В отличие стандарта 802.11 результатом является управляемый и надежный сервис с хорошей поддержкой качества обслуживания.

Со всеми этими особенностями 802.16 наиболее близко к сотовым сетям 4-го поколения (4G), которые теперь стандартизируются под именем LTE( Long Term Evolution). В то время как сотовые сети 3G основаны на CDMA и поддерживают речь и данные, сети 4G будут основаны на OFDM с MIMO и ориентированы на передачу данных, а передача голоса будет только одним из приложений. Выглядит так, как будто WiMAX и 4G находятся на встречных курсах с точки зрения технологии и приложений. Возможно, эта конвергенция неудивительна, учитывая, что Интернет — революционная технология, а OFDM и MIMO — самые известные технологии для того, чтобы эффективно использовать спектр.