Принцип работы WiMax
Система WiMAX состоит из двух основных частей.
-
Базовая станция WiMAX, может размещаться на высотном объекте: здании или вышке.
-
Приёмник WiMAX: антенна с приёмником, в форм-факторе карты PC Card, карты расширения ПК или внешней карты.
Соединение между базовой станцией и клиентским приёмником производится в низкочастотном диапазоне 2-11 ГГц. Данное соединение в идеальных условиях позволяет передавать данные со скоростью до 20 Мбит/с и не требует наличия прямой видимости между станцией и пользователем. Этот режим работы базовой станции WiMAX близок широко используемому стандарту 802.11 (Wi-Fi), что допускает совместимость уже выпущенных клиентских устройств и WiMAX.
Следует помнить, что технология WiMAX применяется как на "последней миле" - конечном участке между провайдером и пользователем, так и для предоставления доступа региональным сетям: офисным, районным.
Рис 1. Станции и приёмники.
Между соседними базовыми станциями устанавливается постоянное соединение с использованием режима СВЧ (сверхвысокие частоты 10-66 ГГц) радиосвязи прямой видимости (line-of-sight). Данное соединение в идеальных условиях позволяет передавать данные со скоростью до 120 Мбит/с. Ограничение по условию прямой видимости, разумеется, не является плюсом, однако оно накладывается только на базовые станции, участвующие в цельном покрытии района, что вполне возможно реализовать при размещении оборудования.
Как минимум, одна из базовых станций может быть постоянно связана с сетью провайдера через широкополосное скоростное соединение (T3, или другое, гарантирующее стабильно высокую скорость передачи данных). Фактически, чем больше станций имеют доступ к сети провайдера, тем выше скорость и надёжность передачи данных. Однако даже при небольшом количестве точек система способна корректно распределить нагрузку за счёт сотовой топологии.
На базе сотового принципа разрабатываются также пути построения оптимальной сети, огибающей крупные объекты (например, горные массивы), когда серия последовательных станций передаёт данные по эстафетному принципу. Подобные разработки планируется включить в следующую версию стандарта. Ожидается, что эти изменения позволят существенно поднять скорость.
Рис 2. Покрытие WiMAX.
По структуре сети стандарта IEEE 802.16 очень похожи на традиционные сети мобильной связи: здесь тоже имеются базовые станции, которые действуют в радиусе до 50 км, при этом их также не обязательно устанавливать на вышках - для них вполне подходят крыши домов, требуется лишь соблюдение условия прямой видимости между станциями. Для соединения базовой станции с пользователем необходимо наличие абонентского оборудования. Далее сигнал может поступать по стандартному Ethernet-кабелю, как непосредственно на конкретный компьютер, так и на точку доступа стандарта 802.11 Wi-Fi или в локальную проводную сеть стандарта Ethernet.
Это позволяет сохранить существующую инфраструктуру районных или офисных локальных сетей при переходе с кабельного доступа на WiMAX. Это позволяет также максимально упростить развёртывание сетей, позволяя использовать знакомые технологии для подключения компьютеров.
Технология WiMAX | Режимы работы WiMAX
Стандарт 802.16e-2005 вобрал в себя все ранее выходившие версии и на данный момент предоставляет следующие режимы.
-
Fixed WiMAX - фиксированный доступ;
-
Nomadic WiMAX - сеансовый доступ;
-
Portable WiMAX - доступ в режиме перемещения;
-
Mobile WiMAX - мобильный доступ.
Fixed WiMAX. Фиксированный доступ представляет собой альтернативу широкополосным проводным технологиям (xDSL, T1, т.п.). Стандарт использует диапазон частот 10-66 ГГц. Этот частотный диапазон из-за сильного затухания коротких волн требует прямой видимости между передатчиком и приёмником сигнала. С другой стороны, данный частотный диапазон позволяет избежать одной из главных проблем радиосвязи - многолучевого распространения сигнала. При этом ширина каналов связи в этом частотном диапазоне довольно велика (типичное значение - 25 или 28 МГц), что позволяет достигать скоростей передачи до 120 Мбит/с. Фиксированный режим включался в версию стандарта 802.16d-2004 и уже используется в ряде стран. Однако большинство компаний, предлагающих услуги Fixed WiMAX, ожидают скорого перехода на портативный и в дальнейшем мобильный WiMAX.
Рис. 3. Fixed WiMAX.
Nomadic WiMAX. Сеансовый (кочующий) доступ добавил понятие сессий к уже существующему Fixed WiMAX. Наличие сессий позволяет свободно перемещать клиентское оборудование между сессиями и восстанавливать соединение уже с помощью других вышек WiMAX, нежели тех, что были использованы во время предыдущей сессии. Такой режим разработан в основном для портативных устройств, таких, как ноутбуки, КПК. Введение сессий позволяет также уменьшить расход энергии клиентского устройства, что тоже немаловажно для портативных устройств.
Portable WiMAX. Для режима Portable WiMAX добавлена возможность автоматического переключения клиента от одной базовой станции WiMAX к другой без потери соединения. Однако для данного режима всё ещё ограничена скорость передвижения клиентского оборудования - 40 км/ч. Впрочем, уже в таком виде можно использовать клиентские устройства в дороге (в автомобиле при движении по жилым районам города, где скорость ограничена, на велосипеде, двигаясь пешком, т.д.). Введение данного режима сделало целесообразным использование технологии WiMAX для смартфонов и КПК. В 2006 году начат выпуск устройств, работающих в портативном режиме WiMAX. Считается, что до 2008 года внедрение и продвижение на рынок именно этого режима будет приоритетным.
Mobile WiMAX был разработан в стандарте 802.16e-2005 и позволил увеличить скорость перемещения клиентского оборудования до более 120 км/ч.
Рис. 4. Mobile WiMAX.
Основными достижениями мобильного режима можно считать нижеприведённые факторы.
-
Устойчивость к многолучевому распространению сигнала и собственным помехам.
-
Масштабируемая пропускная способность канала.
-
Технология Time Division Duplex (TDD), которая позволяет эффективно обрабатывать ассиметричный трафик и упрощает управление сложными системами антенн за счёт эстафетной передачи сессии между каналами.
-
Технология Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), которая позволяет сохранять устойчивое соединение при резкой смене направления движения клиентского оборудования.
-
Распределение выделяемых частот и использование субканалов при высокой загрузке позволяет оптимизировать передачу данных с учётом силы сигнала клиентского оборудования.
-
Управление энергосбережением позволяет оптимизировать затраты энергии на поддержание связи портативных устройств в режиме ожидания или простоя.
-
Технология Network-Optimized Hard Handoff (HHO), которая позволяет до 50 миллисекунд и менее сократить время на переключение клиента между каналами.
-
Технология Multicast and Broadcast Service (MBS), которая объединяет функции DVB-H, MediaFLO и 3GPP E-UTRA для:
-
достижения высокой скорости передачи данных с использованием одночастотной сети;
-
гибкого распределения радиочастот;
-
низкого потребления энергии портативными устройствами:
-
быстрого переключения между каналами.
Технология Smart Antenna, поддерживающая субканалы и эстафетную передачу сессии между каналами, что позволяет использовать сложные системы антенн, включая формирование диаграммы направленности, простанственно-временное маркирование, пространственное мультиплексирование (уплотнение).
Технология Fractional Frequency Reuse, которая позволяет контролировать наложение/пересечение каналов для повторного задействования частот с минимальными потерями.
Размер фрейма в 5 миллисекунд создает оптимальный компромисс между надёжностью передачи данных за счёт использования малых пакетов и накладными расходами за счёт увеличения числа пакетов (и как следствие, заголовков).
- Оглавление
- Понятие системы интегрального обслуживания
- Математическая модель одноканальной смо с отказами
- Системы связи
- Технология atm
- Концептуальные основы атм
- Atm как технология лвс
- Atm как современная инфраструктура
- Концептуальные основы технологии atm
- Принципы синхронизации в атм
- Структура стека протоколов атм
- Физический уровень
- Уровень атм
- Уровень адаптации атм
- Форматы атм
- Номера виртуальных каналов и виртуальных путей
- Типы передаваемых данных
- Приоритеты селлов в системе
- Технология gsm tdma Частотный структура стандарта gsm
- 1.2. Структурная схема и состав оборудования сетей связи
- 1.4. Структура служб и передача данных в стандарте gsm
- 1.6. Структура тdма кадров и формирование сигналов в стандарте gsm
- Технология gprs
- Технология cdma
- 1. Основные принципы cdma
- 2. Отличия cdma от других стандартов
- 3. Услуги в сетях cdma
- 4. Общая характеристика и принципы функционирования
- 5. Технология мультидоступа
- 6. Развитие и перспективы стандарта cdma
- Сравнительный анализ технологий сотовой связи
- 4. Пути развития сетей 3-го поколения.
- 6. Сравнение технологий 2-го поколения (2g)
- 7. Эволюционные пути развития.
- Технология WiMax
- Принцип работы WiMax
- История развития проекта WiMax
- Перспективы WiMax в России
- Заключение
- Системы определения местоположения Технологии определения местоположения
- Методы определения местоположения
- Спутниковые системы навигации
- Принцип работы спутниковых систем навигации
- Технические параметры систем gps и глонасс
- Основные различия спутниковых систем навигации
- Наземный сегмент системы gps