WiMax технология: принцип на работа, оборудване, приложения

Има много различни технологии, които позволяват комуникация между различните участници. Някои от тях са по-мобилни, други имат власт. Има и средни стойности по отношение на параметри, като WiMax технологията. Това е сравнително ново развитие и по-скоро слабо познато. Какво е това? Къде се прилага? Какви са характеристиките му? По какви принципи работи? Какви са неговите перспективи за използване?

Обща информация

Първоначално нека се запознаем с пълното име "Световна оперативна съвместимост за микровълнов достъп". Това е точно това, което WiMax означава. Това е сравнително млада технология, чийто първи стандарт е издаден през 2004 г. В ежедневието започна да прониква само сега. Трябва да се отбележи, че първоначално технологията WiMax беше позиционирана като представител на четвъртото поколение, поради своята новост и скорост на предаване. Но през 2008 г. решително беше да го вземете на 3G. Това, обаче, не пречи на различните герои да го позиционират като безжични интернет 4G.

Какво е това? Технологията WiMax е описана в спецификацията 802.16d, която се появи през 2004 г., където се предвижда, че абонатните устройства не се движат на значителни разстояния, но в същото време работят на петдесет километра от базовата станция. През 2005 г. беше пусната спецификацията 802.16e, по-известна като Mobile WiMax. Тази технология може да работи в честотния обхват 2-6 GHz. Най-удобно е да се използват 2,3-2,7. Но е проблематично да получите разрешение. Следователно, оборудването често се използва 3,4-3,6 GHz, което се счита за златната среда. В крайна сметка, ако се приближите твърде близо до 6 GHz, възникват редица проблеми, свързани с проникването на вълните и заобикалянето на съществуващите пречки. В такива случаи е необходимо да се гарантира, че абонатните устройства са разположени в очите на работната базова станция.

Тази технология се използва за решаване на проблема, известен като "последната миля". Той се използва и за предоставяне на офис и регионални мрежи с интернет. Между другото, тук последната миля се решава много ефективно. Но за всичко в ред.

Как е уредено?

Затова разбрахме какво е технологията WiMax като цяло. Принципът на действие е следният: има абонатно устройство, конфигурирано за мрежата на оператора, която има базова станция в диапазона на наличност. Изпраща заявка за разпределяне на радио ресурси. В случай на успешен отговор се извършва удостоверяване. Искането се изпраща на сървъра на ААА, който решава дали да го позволи или да го отрече. Ако удостоверяването е било успешно, модемът получава адрес, режим на работа и други параметри. Тук, като цяло и всичко - устройството е готово да извършва манипулации от потребителя. Така изглежда най-простата схема.

Освен това можете да включите WiMax оборудване, чиято задача е да установите връзки между базови станции, доставчици на услуги и интернет. Между другото, за установяване на връзка може да се използва широка гама от 1,5 до 11 GHz. При идеални условия може да се осигури скорост на предаване от 70 Mbit / s. Въпреки че, ако говорим за базови станции, ситуацията е малко по-различна. Така че, за да се свързват и обменят данни, те използват честоти в диапазона 10-66 GHz. Скоростта на обмен на данни между тях може да достигне 120 Mbit / s. В същото време е необходимо да се гарантира, че поне една базова станция е свързана към мрежата на доставчика чрез класическа жична връзка. По принцип, колкото повече от тях, толкова по-висока е скоростта на предаване на данни.

Като цяло надеждността на мрежата също нараства. По принцип мрежата WiMax е много подобна на традиционната GSM. Базовите станции работят на значителни разстояния, които могат да бъдат десетки километри. За да ги инсталирате, кулите не трябва да бъдат построени, можете да направите с настройките на покривите на къщите. Но е необходимо да се спазват условията на зрителната линия. В противен случай WiMax-оборудването няма да работи с необходимата ефективност (ако въобще ще работи).

Технически въпроси

Как се осигурява надеждността? За да направите това, използвайте:

1. TDD. Този компонент на технологията ви позволява да използвате една и съща честотна лента за предаване и приемане на данни, която ви позволява да оптимизирате мрежата.
2. CP. Позволява да се предотврати смущението на отразения и директния сигнал.
3. CCCTC. Използва се за кодиране на знаци.
4. AMC. Той се занимава с преобразуването на цифрови сигнали в аналогови сигнали. Специфичността на работата зависи от нивото на шума и силата на предаването на данни. Колкото по-добри са сигналите, толкова по-висока е модулацията и ние получаваме по-високата скорост на предаване на данни.
5. HARQ. Този механизъм се използва за проследяване на грешки, а в случай на проблеми изпраща искане за препредаване.
6. MIMO. Позволява ви да обменяте данни с няколко антени по време на получаване / предаване.
7. ААС. Тази антенна система, която варира в зависимост от движението на абонатните устройства.

Разбира се, това не са всички технически проблеми, които безжичният интернет има за тази технология. Но всичко това е повече от достатъчно за запознаване.

Възможност за използване

WiMax е особено важно в случай на решаване на проблема с последната миля. Напоследък се появиха доста технологии, които предлагат отговори на това предизвикателство. И преди операторът да е задачата да избере такава конфигурация, която оптимално да решава задачата за предаване на данни на абонатите. Всеобщото решение все още не е измислено. Следователно всяка технология има свой собствен обхват, недостатъци и предимства. Окончателният избор е повлиян от много фактори, сред които:

1. Размерът на необходимата инвестиция и периодът на нейното изплащане.
2. Времето, необходимо за стартиране на мрежата и след това започването на предоставяне на услуги.
3. Съществуващата мрежова инфраструктура, както и ресурсите, необходими за нейното поддържане в ефективно състояние.
4. Избраната стратегия на оператора, неговата целева аудитория, предлаганите и планирани услуги в близко бъдеще.
5. Други фактори.

В кои случаи се използва технологията WiMax? Описанието на отговора на този въпрос е следното:

1. Когато е необходимо да се осигури безжичен широколентов достъп като алтернатива на DSL и наети линии.
2. Създайте точки за достъп, които не са географски обозначени.
3. Необходимо е да се осигурят високоскоростни услуги за телекомуникационни услуги и предаване на данни.
4. Свържете помежду си и други сегменти от световната мрежа от точки за достъп до Wi-Fi.

Така че, WiMax се използва в ролята на багажните канали. Благодарение на него можете да създадете високоскоростни мрежи в целия град.

Защо технологията е привлекателна за телекомуникационните компании?

Има няколко причини за това:

1. WiMax е по-ефективен от икономическа гледна точка при предоставяне на услуги и достъп до мрежата за клиентите (в сравнение с жичните технологии). Тя позволява на клиентите да работят дори от труднодостъпни места. И това има положителен ефект върху броя на абонатната база и обхвата на предлаганите услуги.
2. Необходимо е да се отбележи и голямата лекота на използване (вместо да се работи с традиционните кабелни канали). WiMax може лесно да се разгърне и ако е необходимо, може лесно да бъде мащабиран. Това е неговата собственост е изключително полезно, когато е необходимо да се осигури функционирането на голяма мрежа за кратък период от време. За по-добро разбиране на тази собственост даваме малък пример. През декември 2004 г. в Индонезия настъпи силен цунами. И за да помогне на оцелелите, WiMax беше разгърнат. В края на краищата, по това време комуникационната инфраструктура на целия регион не беше в ред. И беше необходимо бързо да възстанови връзката.

Всичко това позволява да се намали цената за качествени услуги както за бизнеса, така и за отделните граждани. Отделно е необходимо да се каже за потребителското оборудване. Ако се използва на закрито, е инсталирано устройство, което съответства на размера на конвенционален DSL модем. Може да се използва и извън сградата, като в този случай тя расте леко по размер и вече прилича на лаптоп. Вътрешното разположение е по-изгодно вариант, който не изисква професионални умения. Но, уви, той има по-значителни изисквания за максималното разстояние, на което може да се намира базовата станция и абонатната станция.

Архитектурни особености

В WiMax са определени много различни аспекти на това ниво, като удостоверяване, разпределение на мрежовите адреси, взаимодействие с други мрежи и много други въпроси. Трябва да се отбележи, че в този случай архитектурата не е обвързана със специфична конфигурация, поради което има висока степен на гъвкавост и мащаб. При работа в този случай се използва алгоритъм за планиране.

Как изглежда на практика? Да приемем, че имаме голям брой потребителски станции, които в реално време искат да прехвърлят данни през точка за достъп. В този случай устройството просто се свързва с него, тъй като вече има определен слот, който не може да бъде засегнат от други абонати. Благодарение на това се постига стабилност на предаването на данни, което оказва положително влияние върху цялостната работа на мрежата и нейната надеждност.

Сравнение между WiMax и Wi-Fi

Независимо колко странно може да звучи това, за много граждани тези технологии не се различават. Което, разбира се, е напълно погрешно. Може би те често се сравняват поради съгласието на името. Може би, защото технологията WiMax и Wi-Fi стартират с "802." Неговият дял в това погрешно схващане също така използва безжична връзка, за да се свърже с канала за обмен на данни. Но въпреки подобно повърхностно сходство те все още са различни.

Така че, WiMax е система за отдалечен достъп, която се използва за осигуряване на комуникация за километър пространство. В този случай могат да се използват мобилни и фиксирани подходи. Каква е тяхната разлика? Когато използвате мобилен подход, предаването на данни не е свързано с местоположението на конкретен абонат. Определянето осигурява ситуация, при която, въпреки че се използва безжична мрежа, потребителят трябва да бъде в определена точка.

Wi-Fi е система с по-кратко действие. Той обикновено обхваща стотици или десетки метри, като използва безлицентни честотни ленти за целите на достъпа. Тази технология се използва по правило за създаване на локална мрежа, която не се нуждае от свързване с интернет.

Всъщност WiMax може да се сравни с мобилната комуникация, докато Wi-Fi - със стационарен безжичен телефон. Съществува и разлика в разходите за използване. Същото Wi-Fi е по-евтино, което позволява използването му в (сравнително) малки организации като хотели, кафенета, гари и летища. Нека дори да обхване повече или по-малко значими територии и е необходимо да се осигури работа на няколко точки.

Сравнение на WiMax и Интернет

За страна с голяма територия е реално да се предоставя комуникация от всяка точка. WiMax за тази цел със сигурност е добра, ако е например около десет километра. И ако абонатът е на разстояние 50 или дори 80 км? Е, тази гама WiMax не може да осигури, без да нарушава санитарните правила на мрежата (не забравяйте, че обхватът й зависи от силата, която, когато излиза извън определени граници, оказва негативно влияние върху хората).

В такива случаи интернет помага за спасяването. Това е технология, която използва същите честоти за предаване на данни като телевизионни канали. Благодарение на това можете да се насладите на доста добра (до 3 Mb / s) интернет връзка без значителни разходи, на значително разстояние. Така че, комуникацията може да се постигне дори и в случаите, когато етерната кула се намира на разстояние 80 километра. Този диапазон е възможен само поради относително ниската скорост, която все още е достатъчна за взаимодействие със света. Тази радио технология ще позволи използването на Интернет, където е възможно да се получат радио вълни: лятната резиденция, колата, пикникът в страната и дори чистата област. За връзка е достатъчно да имате стандартна UHF телевизионна антена и съответните компютърни настройки.

Вярно е, че тук има известен недостатък. Така че за предаване и получаване на данни се използват два различни канала, които влияят на производителността. Но, от друга страна, тази технология е доста евтина. Заедно със значителен диапазон, това позволява да се счита за доста удобен и ненадежден начин за обмен на данни. Но, уви, за това трябва да платите. В сравнение със същата WiMax скоростта на предаване е по-ниска в десетки пъти. Въпреки че се възползва от обикновено посещение в интернет (а не сваляне на огромни игри или дълги филми), разликата не е много забележима.

Сравнение между WiMax и LTE

Но това е най-интересното. Само защото тези технологии се считат за преки конкуренти. Следователно сравнителен анализ на LTE мрежата и WiMax ще даде възможност за по-добро разкриване на свойствата на последната. LTE се споменава за първи път в стандарта Rel-8. По времето на появата си, тя използва почти същото нещо като в WiMax. И ако ги сравните с техническата страна, можете да видите, че разликите са минимални.

И така, и двамата използват IP протокола, който позволява да се минимизират капиталовите разходи и да се осигури гъвкаво предоставяне на услуги. Също така улеснява простото интегриране на различни обекти и опростява управлението на мрежата. Те също имат подобна мрежова структура, в която се използват основни елементи, подобни на функционалност, като клиентско устройство, базова станция, шлюзове, централен възел, транспортна мрежа (IP / MPLS протокол) и система за управление.

Също така, тези технологии нямат съществени различия в основните си характеристики. В лабораторни условия са постигнати почти идентични показатели. Но реалната ситуация е малко по-различна. Като правило, най-ниската скорост на работа. Въпреки че има някои LTE проблеми със свободни честоти. В случая с WiMax ситуацията е малко по-добра. Но крайният избор се прави от доставчика, докато за потребителите разликата между WiMax и LTE, тъй като тяхната работа е невидима.

използването на

Както можете да видите, WiMax е много прогресивна технология, която позволява да бъде използвана успешно. Вероятно с течение на времето ще се използва за осигуряване на безжична комуникация в малките градове или за агломерации от големи населени места, например Москва или Санкт Петербург. Евтиността на тази технология и същевременно нейната висока ефективност ще позволи на хората да получат достъп до висококачествени комуникационни услуги и да продължат процеса на урбанизация. Достатъчно е да работите с обичайните данни, които изпращаме: снимки, видеоклипове, текстове. Скоростта на работа е достатъчно.

Може би в бъдеще технологията WiMax ще даде път към нещо друго. Например, представители на 5G. Но не и факт, а не навсякъде. Същото 5G има смисъл да се използва само ако броят на абонатите с радиус от един километър се доближава до броя на един милион активни устройства. А за селските райони и малките градове е вероятно десетилетия да няма нищо по-добро от WiMax. Въпреки че трябва да се признае, е много трудно да се предскаже бъдещето и е вероятно тези думи да загубят значението си след няколко години.

заключение

Така се разглежда WiMax технологията, нейният принцип на работа, строителната схема и дори най-често споменаваните съседни разработки. Може би в бъдеще ще бъде финализирано и неговите характеристики ще се подобрят значително, което ще му даде нови шансове да спечели аудиторията. Дотогава може да се счита за оптимално решение, чиито перспективи са съсредоточени в малки градове и агломерации, които растат около нашите гиганти. Тя ще служи като основа за нещо по-прогресивно, тъй като технологиите от ранните поколения се използват за създаване на най-добрите начини за предаване на данни. Но докато тя задоволява нашите нужди, да използваме това, което вече съществува, и в същото време да работим по нещо по-съвършено.