Как работает WiMAX

[Carder]

Модель отображает портативный компьютер с технологией WiMAX.

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

• Широкополосный доступ - у вас дома есть DSL или кабельный модем. В офисе ваша компания может использовать линию T1 или T3.
• Доступ к Wi-Fi. У вас дома может быть установлен маршрутизатор Wi-Fi, который позволяет просматривать веб-страницы, пока вы отдыхаете с ноутбуком. По дороге вы можете найти точки доступа Wi-Fi в ресторанах, отелях, кафе и библиотеках.
• Коммутируемый доступ - если вы все еще используете коммутируемый доступ, скорее всего, широкополосный доступ недоступен или вы считаете, что широкополосный доступ слишком дорог.

Основные проблемы с широкополосным доступом заключаются в том, что он довольно дорогой и не распространяется на все районы. Основная проблема с доступом к Wi-Fi заключается в том, что точки доступа очень маленькие, поэтому покрытие невелико.

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

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

Эта система фактически создается прямо сейчас, и она называется WiMAX. WiMAX - это сокращение от Worldwide Interoperability for Microwave Access, а также IEEE- имя 802.16.
WiMAX может сделать с широкополосным доступом в Интернет то же самое, 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, обеспечивая универсальный доступ в Интернет практически в любом месте. WiMAX также будет таким же безболезненным, как и Wi-Fi - при включении компьютера вы автоматически подключитесь к ближайшей доступной антенне WiMAX.
В этой статье мы узнаем, как работает WiMAX, что инженеры делают, чтобы улучшить его, и что это 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 вышка WiMAX.

На практике WiMAX будет работать аналогично WiFi, но на более высоких скоростях, на больших расстояниях и для большего числа пользователей. WiMAX потенциально может стереть пригородные и сельские районы, где в настоящее время отсутствует широкополосный доступ в Интернет, потому что телефонные и кабельные компании еще не проложили необходимые провода к этим удаленным местам.

Система WiMAX состоит из двух частей:

• WiMAX башня, сходный по концепции сотового телефона башни - Один WiMAX башня может обеспечить покрытие на очень большой площади - такой большой , как в 3000 квадратных миль (~ 8000 квадратных километров).
• WiMAX приемник - приемник и антенна может быть небольшая коробка или PCMCIA карта, или же они могут быть встроены в ноутбук доступа WiFi путь сегодня.

Станция вышки WiMAX может напрямую подключаться к Интернету, используя широкополосное проводное соединение (например, линию T3). Он также может подключаться к другой вышке WiMAX, используя микроволновую линию прямой видимости. Это соединение со второй вышкой (часто называемое транзитным рейсом), а также способность одной вышки покрывать до 3000 квадратных миль - это то, что позволяет WiMAX обеспечивать покрытие для удаленных сельских районов.

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

• Существует услуга Wi-Fi вне зоны 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 на более низких длинах волн не так легко нарушаются физическими препятствиями - они лучше способны дифрагировать или огибать препятствия.
• Существует услуга прямой видимости , когда фиксированная тарелочная антенна направлена прямо на вышку WiMAX с крыши или столба. Соединение прямой видимости более прочное и стабильное, поэтому оно может отправлять большой объем данных с меньшим количеством ошибок. Передачи в зоне прямой видимости используют более высокие частоты , диапазон которых может достигать 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 покрытия 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 передатчика (2 800 квадратных миль или 9300 квадратных километров покрытия). Это то, что позволяет WiMAX достичь максимальной дальности.
Последним шагом в масштабировании сети является глобальная сеть (GAN). Предложение для GAN - IEEE 802.20. Настоящая GAN будет работать во многом так же, как современные сети сотовой связи, с пользователями, которые могут путешествовать по стране и при этом иметь доступ к сети все время. У этой сети будет достаточная пропускная способность, чтобы предлагать доступ в Интернет, сравнимый с услугами 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 на тех же общих принципах, как Wi - Fi - он посылает данные с одного компьютера на другой с помощью радио сигналов. Компьютер (настольный или портативный), оснащенный WiMAX, будет получать данные от передающей станции WiMAX, вероятно, с использованием зашифрованных ключей данных, чтобы предотвратить кражу доступа неавторизованными пользователями.
Самое быстрое соединение WiFi может передавать до 54 мегабит в секунду при оптимальных условиях. WiMAX должен поддерживать скорость до 70 мегабит в секунду . Даже если эти 70 мегабит разделить между несколькими десятками предприятий или несколькими сотнями домашних пользователей, они обеспечат каждому пользователю, по крайней мере, эквивалентную скорость передачи данных по кабельному модему.
Самая большая разница не в скорости; это расстояние . WiMAX опережает WiFi на много миль. Дальность действия Wi-Fi составляет около 30 м (100 футов). WiMAX обеспечит беспроводной доступ в радиусе 30 миль (50 км). Увеличенный диапазон связан с используемыми частотами и мощностью передатчика. Конечно, на таком расстоянии местность, погода и большие здания будут снижать максимальную дальность при некоторых обстоятельствах, но есть потенциал, чтобы покрыть огромные участки земли.

IEEE 802.16 Технические характеристики​

• Диапазон - 30 миль (50 км) от базовой станции
• Скорость - 70 мегабит в секунду
• Не требуется прямая видимость между пользователем и базовой станцией
• Полосы частот - от 2 до 11 ГГц и от 10 до 66 ГГц (лицензионные и нелицензионные диапазоны)
• Определяет уровни MAC и PHY и допускает несколько спецификаций уровня PHY (см. Как работает OSI)

Intel прокладывает путь
Intel начнет делать процессоры Centrino для ноутбуков доступными для WiMAX в ближайшие два-три года. Это будет иметь большое значение для успеха WiMAX. Если он уже есть в каждом портативном компьютере (что прогнозируется к 2008 году), для компаний 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 во всем мире (25 октября 2004 г.) .

Стоимость WiMAX​

Широкое покрытие беспроводного доступа в Интернет по всему городу - это здорово, но компании не собираются устанавливать базовые станции WiMAX просто по доброте. Кто будет платить за WiMAX?
Все зависит от того, как он будет использоваться. WiMAX может быть реализован двумя способами: как зона для беспроводных подключений, в которую переходят отдельные пользователи, когда они хотят подключиться к Интернету на ноутбуке (реализация «супер-WiFi» вне зоны прямой видимости), или как концентратор прямой видимости, используемый для подключения сотен клиентов к стабильному, постоянно действующему высокоскоростному беспроводному Интернет-соединению.
Согласно плану «super WiFi» города могут платить за установку базовых станций WiMAX в ключевых областях бизнеса и коммерции, а затем разрешать людям использовать их бесплатно. Они уже делают это с помощью Wi-Fi, но вместо того, чтобы устанавливать кучу 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 стать серьезным преимуществом, когда руководители города попытаются привлечь бизнес в свой район.
Некоторые компании могут установить передатчики WiMAX, а затем заставить людей платить за доступ. Опять же, это похоже на стратегии, используемые для Wi-Fi, но будет охвачена гораздо более широкая область. Вместо того, чтобы переключаться с одной горячей точки 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» с поминутной или почасовой оплатой.
План высокоскоростного беспроводного концентратора может быть гораздо более революционным. Если сейчас у вас есть высокоскоростной доступ в Интернет, он, вероятно, работает примерно так: у кабельной (или телефонной) компании есть линия, которая ведет к вашему дому. 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 по соседству.
На следующей странице мы обсудим, как WiMAX может работать на вас.

Технология WiMAX дома​

Вот что произошло бы, если бы у вас был WiMAX. Интернет-провайдер устанавливает базовую станцию WiMAX в 10 милях от вашего дома. Вы бы купили компьютер с поддержкой WiMAX или обновили свой старый компьютер, чтобы добавить возможности 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 сегодняшние кабельные модемы), за что вы будете платить провайдеру ежемесячную плату. Стоимость этой услуги может быть намного ниже, чем текущая абонентская плата за высокоскоростной Интернет, поскольку провайдеру никогда не приходилось прокладывать кабели.
Если у вас есть домашняя сеть, ничего особенного не изменится. Базовая станция WiMAX будет отправлять данные на маршрутизатор с поддержкой WiMAX, который затем отправляет данные на разные компьютеры в вашей сети. Вы даже можете объединить Wi-Fi с WiMAX, если маршрутизатор будет отправлять данные на компьютеры через Wi-Fi.
WiMAX представляет угрозу не только для поставщиков услуг DSL и кабельного модема. Протокол WiMAX разработан 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 Интернет-соединение, полностью минуя телефонные компании. Если WiMAX-совместимые компьютеры станут очень распространенными, использование VoIP может резко возрасти. Практически любой, у кого есть ноутбук, может совершать звонки по VoIP.
Для получения дополнительной информации о WiMAX, беспроводной сети и связанных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.
Масштаб сети
Самая маленькая по размеру сеть - это персональная сеть (PAN). PAN позволяет устройствам связываться друг с другом на небольших расстояниях. Bluetooth - лучший пример PAN.
Следующий шаг - это локальная сеть (LAN). ЛВС позволяет устройствам обмениваться информацией, но ограничивается довольно небольшой центральной областью, такой как штаб-квартира компании, кафе или ваш дом. Многие локальные сети используют Wi-Fi для беспроводного подключения к сети.
WiMAX - это беспроводное решение для следующего шага в масштабе - городской сети (MAN). MAN позволяет соединять области размером с город.