Как работает WiMAX

Dec 02 2004
WiMAX произвел фурор в технологических новостях. Эта сетевая система может обеспечить широкополосный доступ в радиусе 30 миль по сравнению с радиусом действия WiFi в 300 футов.
Модель отображает портативный компьютер, оснащенный технологией WiMAX. Смотрите больше фотографий ноутбука.

Подумайте о том, как вы выходите в Интернет сегодня. Есть в основном три разных варианта:

  • Широкополосный доступ . В вашем доме есть либо DSL , либо кабельный модем . В офисе ваша компания может использовать линию T1 или T3.
  • Доступ к Wi -Fi. Возможно, у вас дома установлен маршрутизатор Wi -Fi , который позволяет просматривать веб-страницы, пока вы отдыхаете со своим ноутбуком . В дороге вы можете найти точки доступа Wi -Fi в ресторанах, гостиницах, кафе и библиотеках.
  • Коммутируемый доступ . Если вы все еще используете коммутируемый доступ, есть вероятность, что либо широкополосный доступ недоступен, либо вы считаете, что широкополосный доступ слишком дорог.

Основные проблемы с широкополосным доступом заключаются в том, что он довольно дорог и не охватывает все регионы. Основная проблема с доступом к Wi-Fi заключается в том, что точки доступа очень маленькие, поэтому покрытие редкое.

Что, если бы существовала новая технология, которая решила бы все эти проблемы? Эта новая технология обеспечит:

  • Высокая скорость широкополосного доступа
  • Беспроводной , а не проводной доступ, поэтому он будет намного дешевле, чем кабель или DSL, и его будет намного проще распространить на пригородные и сельские районы.
  • Широкое покрытие , такое как сеть сотовой связи , вместо небольших точек доступа Wi-Fi

Эта система фактически зарождается прямо сейчас и называется она WiMAX . WiMAX является сокращением от Worldwide Interoperability for Microwave Access , а также имеет название IEEE 802.16 .

WiMAX может сделать с широкополосным доступом в Интернет то же, что сотовые телефоны сделали с телефонным доступом. Точно так же, как многие люди отказались от своих «наземных линий связи» в пользу сотовых телефонов, WiMAX может заменить кабельные и DSL-услуги, обеспечив универсальный доступ в Интернет практически в любом месте. WiMAX также будет таким же безболезненным, как Wi-Fi — включение компьютера автоматически подключит вас к ближайшей доступной антенне WiMAX.

В этой статье мы узнаем, как работает WiMAX, что делают инженеры, чтобы сделать его лучше, и что он может означать для будущего беспроводного Интернета.

­­

Содержание
  1. Беспроводная сеть WiMAX
  2. Покрытие и скорость WiMAX
  3. Стоимость WiMAX
  4. Технология WiMAX дома

Беспроводная сеть WiMAX

Передающая башня WiMAX

С практической точки зрения WiMAX будет работать аналогично WiFi, но на более высоких скоростях, на больших расстояниях и для большего числа пользователей. WiMAX потенциально может уничтожить пригородные и сельские зоны затемнения, которые в настоящее время не имеют широкополосного доступа в Интернет, потому что телефонные и кабельные компании еще не проложили необходимые провода в эти удаленные места.

Система WiMAX состоит из двух частей:

  • Башня WiMAX , похожая по концепции на вышку сотовой связи. Одна башня WiMAX может обеспечить покрытие очень большой территории — до 3000 квадратных миль (~8000 квадратных километров).
  • Приемник WiMAX . Приемник и антенна могут представлять собой небольшую коробку или карту PCMCIA , либо они могут быть встроены в ноутбук, как сегодня осуществляется доступ к Wi-Fi.

Башенная станция WiMAX может напрямую подключаться к Интернету, используя проводное соединение с высокой пропускной способностью (например, линию T3). Он также может подключаться к другой вышке WiMAX, используя микроволновую связь в пределах прямой видимости. Это соединение со второй башней (часто называемое транспортной сетью ), наряду со способностью одной башни покрывать до 3000 квадратных миль, позволяет WiMAX обеспечивать покрытие отдаленных сельских районов.

Это указывает на то, что WiMAX на самом деле может предоставлять две формы беспроводных услуг:

  • Существует услуга Wi -Fi вне прямой видимости , когда небольшая антенна на вашем компьютере подключается к вышке. В этом режиме WiMAX использует более низкий частотный диапазон — от 2 ГГц до 11 ГГц (аналогично WiFi). Передачи с более низкой длиной волны не так легко прерываются физическими препятствиями — они лучше способны дифрагировать или огибать препятствия.
  • Существует услуга прямой видимости , когда стационарная параболическая антенна направлена ​​прямо на вышку WiMAX с крыши или столба. Соединение в пределах прямой видимости более прочное и стабильное, поэтому оно может отправлять большие объемы данных с меньшим количеством ошибок. Передачи в пределах прямой видимости используют более высокие частоты с возможными диапазонами 66 ГГц. На более высоких частотах меньше помех и намного больше пропускная способность.

Доступ в стиле Wi-Fi будет ограничен радиусом от 4 до 6 миль (возможно, 25 квадратных миль или 65 квадратных километров покрытия, что аналогично зоне действия сотовой связи). Через более мощные антенны прямой видимости передающая станция WiMAX будет отправлять данные на компьютеры или маршрутизаторы с поддержкой WiMAX, установленные в радиусе 30 миль от передатчика (2800 квадратных миль или 9300 квадратных километров покрытия). Именно это позволяет WiMAX достичь максимальной дальности.

Последним шагом в масштабе локальной сети является глобальная вычислительная сеть (GAN). Предложение для GAN — IEEE 802.20 . Настоящая GAN будет работать так же, как сегодняшние сети сотовой связи, с пользователями, которые могут путешествовать по стране и все время иметь доступ к сети. Эта сеть будет иметь достаточную пропускную способность, чтобы предложить доступ в Интернет, сравнимый с услугой кабельного модема, но она будет доступна для мобильных, постоянно подключенных устройств, таких как ноутбуки или сотовые телефоны следующего поколения.

Покрытие и скорость WiMAX

WiMAX работает по тому же принципу, что и Wi-Fi, — данные передаются с одного компьютера на другой с помощью радиосигналов . Компьютер (настольный или портативный), оснащенный WiMAX, будет получать данные от передающей станции WiMAX, вероятно, используя зашифрованные ключи данных для предотвращения кражи доступа неавторизованными пользователями.

Самое быстрое WiFi-соединение может передавать до 54 мегабит в секунду при оптимальных условиях. WiMAX должен поддерживать скорость до 70 мегабит в секунду . Даже после того, как эти 70 мегабит будут разделены между несколькими десятками предприятий или несколькими сотнями домашних пользователей, они обеспечат каждому пользователю по крайней мере эквивалент скорости передачи данных кабельного модема.

Самая большая разница не в скорости; это расстояние . WiMAX опережает Wi-Fi на мили. Диапазон WiFi составляет около 100 футов (30 м). WiMAX охватит беспроводным доступом радиус 30 миль (50 км). Увеличенный диапазон обусловлен используемыми частотами и мощностью передатчика. Конечно, на таком расстоянии рельеф местности, погода и большие здания в некоторых случаях будут уменьшать максимальную дальность действия, но есть потенциал для охвата огромных участков земли.

Технические характеристики IEEE 802.16

  • Диапазон - радиус 30 миль (50 км) от базовой станции
  • Скорость - 70 мегабит в секунду
  • Между пользователем и базовой станцией не требуется прямой видимости
  • Диапазоны частот - от 2 до 11 ГГц и от 10 до 66 ГГц (лицензируемые и нелицензируемые диапазоны)
  • Определяет как уровни MAC, так и PHY и допускает несколько спецификаций PHY-уровня (см. Как работает OSI ) .

Intel прокладывает путь

Intel начнет выпускать процессоры для ноутбуков Centrino с поддержкой WiMAX в ближайшие два-три года. Это будет иметь большое значение для успеха WiMAX. Если он уже есть у каждого ноутбука (что прогнозируется к 2008 году), компаниям будет гораздо менее рискованно устанавливать базовые станции WiMAX. Intel также объявила, что будет сотрудничать с компанией Clearwire, чтобы продвинуть WiMAX еще дальше. Clearwire планирует отправлять данные с базовых станций WiMAX на небольшие беспроводные модемы. См. Intel, Clearwire для ускорения развертывания сетей WiMAX по всему миру (25 октября 2004 г.) .

Стоимость WiMAX

Общегородское покрытие беспроводным доступом в Интернет звучит великолепно, но компании не собираются устанавливать базовые станции WiMAX просто из милосердия. Кто будет платить за WiMAX?

Это зависит от того, как он будет использоваться. WiMAX может быть реализован двумя способами: как зона для беспроводных подключений, в которую попадают отдельные пользователи, когда они хотят подключиться к Интернету на ноутбуке (реализация «супер WiFi» вне прямой видимости), или как концентратор в пределах прямой видимости, используемый для подключения сотен клиентов к стабильному, всегда включенному, высокоскоростному беспроводному интернет-соединению.

В соответствии с планом «супер WiFi» города могут платить за установку базовых станций WiMAX в ключевых областях бизнеса и торговли, а затем разрешать людям использовать их бесплатно. Они уже делают это с помощью Wi-Fi, но вместо того, чтобы размещать множество точек доступа Wi -Fi , которые покрывают несколько сотен квадратных ярдов, город может заплатить за одну базовую станцию ​​WiMAX и покрыть весь финансовый район. Это может обеспечить сильное притяжение, когда городские власти попытаются привлечь бизнес в свой район.

Некоторые компании могут устанавливать передатчики WiMAX, а затем заставлять людей платить за доступ. Опять же, это похоже на стратегии, используемые для WiFi, но будет охвачена гораздо более широкая область. Вместо того, чтобы переключаться с одной точки доступа на другую, пользователи с поддержкой WiMAX могут иметь доступ в Интернет в любом месте в пределах 30 миль от базовой станции WiMAX. Эти компании могут предлагать неограниченный доступ за ежемесячную плату или план «оплата по мере использования», который взимает поминутную или почасовую оплату.

План высокоскоростного беспроводного концентратора потенциально может быть гораздо более революционным. Если у вас сейчас есть высокоскоростной доступ в Интернет, это, вероятно, работает примерно так: у кабельной (или телефонной) компании есть линия, ведущая в ваш дом. Эта линия идет к кабельному модему, а другая линия идет от модема к вашему компьютеру. Если у вас есть домашняя сеть , сначала она подключается к маршрутизатору, а затем к другим компьютерам в сети. Вы платите кабельной компании ежемесячную плату, которая частично отражает расходы на прокладку кабельных линий до каждого дома в районе.

На следующей странице мы обсудим, как WiMAX может работать на вас.

Технология WiMAX дома

Вот что произойдет, если вы получите WiMAX. Интернет-провайдер устанавливает базовую станцию ​​WiMAX в 10 милях от вашего дома. Вы купите компьютер с поддержкой WiMAX или модернизируете свой старый компьютер, чтобы добавить возможность WiMAX. Вы получите специальный код шифрования, который даст вам доступ к базовой станции. Базовая станция будет передавать данные из Интернета на ваш компьютер (со скоростью, потенциально превышающей скорость современных кабельных модемов), за которую вы будете платить провайдеру ежемесячную плату. Стоимость этой услуги может быть намного ниже, чем текущая плата за подписку на высокоскоростной Интернет, потому что провайдеру никогда не приходилось прокладывать кабели.

Если у вас есть домашняя сеть, ничего особо не изменится. Базовая станция WiMAX отправляет данные на маршрутизатор с поддержкой WiMAX, который затем отправляет данные на разные компьютеры в вашей сети. Вы даже можете комбинировать WiFi с WiMAX, заставив маршрутизатор отправлять данные на компьютеры через WiFi.

WiMAX представляет угрозу не только для поставщиков услуг DSL и кабельных модемов. Протокол WiMAX предназначен для поддержки нескольких различных методов передачи данных, одним из которых является протокол передачи голоса по Интернету (VoIP). VoIP позволяет людям совершать местные, междугородние и даже международные звонки через широкополосное подключение к Интернету, полностью минуя телефонные компании. Если WiMAX-совместимые компьютеры станут широко распространены, использование VoIP может резко возрасти. Почти любой, у кого есть ноутбук, мог совершать VoIP-звонки.

Для получения дополнительной информации о WiMAX, беспроводных сетях и связанных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Масштаб сети

Сеть наименьшего масштаба — это персональная сеть (PAN). PAN позволяет устройствам взаимодействовать друг с другом на коротких расстояниях. Bluetooth — лучший пример PAN.

Следующим шагом является локальная сеть (LAN). Локальная сеть позволяет устройствам обмениваться информацией, но ограничена довольно небольшой центральной областью, такой как штаб-квартира компании, кафе или ваш дом. Многие локальные сети используют WiFi для беспроводного подключения к сети.

WiMAX — это беспроводное решение для следующего шага в развитии городской сети (MAN). MAN позволяет соединять области размером с город.

Много дополнительной информации

Статьи по Теме

  • Как работает Wi-Fi
  • Как работает домашняя сеть
  • Как работает VoIP
  • Как работает WAP
  • Как работает широкополосный доступ по линиям электропередач
  • Как работают кабельные модемы
  • Как работает DSL
  • Как работает радио
  • Quiz Corner: викторина WiFi

Больше отличных ссылок

  • eWeek: Поиск точек доступа Wi-Fi
  • Intel: технологическое видение WiMAX
  • Ars Technica: WiMAX раскритиковали как рекламу?

Источники

  • IEEE 802.16 Backgrounder, 24 мая 2002 г. http://ieee802.org/16/pub/backgrounder.html
  • NetworkDictionary.com: IEEE 802.16: Стандарт широкополосной беспроводной связи MAN (WiMAX) http://www.networkdictionary.com/protocols/80216.php
  • TechTarget: замена вашего T1 только воздухом http://searchmobilecomputing.techtarget.com/qna/0,289202,sid40_gci896772,00.html