Особенности внедрения Интернета новейшего поколения 4G

С целью создания сетей абонентского беспроводного доступа в масштаба города (Wireless Metropolitan Area Networks – WMAN) может быть использована технология WiMAX - Worldwide Interoperability for Microwave Access на базе семейства стандартов IEEE 802.16. Для координации усилий по продвижению технологии IEEE 802.16 WiMAX на рынке телекоммуникационных услуг широкополосного беспроводного доступа был создан WiMax Forum, определивший WiMAX, как технологию высокоскоростного беспроводного доступа, альтернативную технологиям выделенной линии и цифровой абонентской линии (DSL). Технология WiMAX позволяет осуществлять широкополосный беспроводный доступ в глобальную сеть Интернет на более высоких скоростях и с расширенным радиопокрытием, нежели сети технологии Wi-Fi, что позволяет создавать на базе сетей IEEE 802.16 масштабируемые высокоскоростные сети масштабов города (WMAN).

Технология широкополосного абонентского беспроводного доступа WiMAX стандарта IEEE 802.16 обладает рядом преимуществ, в частности:

1. Использование спектроэффективной радиотехнологии OFDMA;

2. Применение адаптивной модуляции несущих;

3. Возможность покадрового распределения канальной емкости;

4. Повышенная помехоустойчивость в радиоканале;

5. Поддержка градаций качества обслуживания (QoS);

6. Улучшенные возможности радиораспространения и качества связи;

7. Высокая системная производительность и спектральная эффективность;

8. Поддержка IP обслуживания;

9. Возможности системного масштабирования;

10. Улучшенные механизмы безопасности;

11. Улучшенные механизмы управления системными ресурсами.

В состав семейства технологий WiMAX входят:

· набор стандартов на фиксированную подсистему WiMAX IEEE 802.16-2004 (IEEE 802.16d);

· набор стандартов на мобильную подсистему WiMAX IEEE 802.16-2005 (IEEE 802.16е);

· самостоятельная система Wi-Bro, которая развивается в диапазоне частот 2,3 ГГц согласно стандарту IEEE 802.16е рядом азиатских производителей и операторов.

Фиксированная подсистема WiMAX IEEE 802.16-2004 (IEEE 802.16d) призвана обеспечить скоростной широкополосный радиодоступ к сетям пакетной передачи с протоколами IP и АТМ на участке "последней мили". В стандарте IEEE 802.16-2004 (IEEE 802.16d) применяется радиотехнология ортогонального многочастотного мультиплексирования (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - OFDM), поддерживается фиксированный радиодоступ с необязательным условием прямой видимости. В качестве абонентских устройств используются стационарные модемы, а тажке PCMCIA-карты для мобильных устройств (лаптопов, ноутбуков и т.д.). Основные диапазоны используемых частот: 3,5 ГГц и 5 ГГц.

В свою очередь Мобильная подсистема WiMAX IEEE 802.16-2005 (IEEE 802.16e) являются дополнением к базовой спецификации IEEE 802.16-2004 с целью предоставления услуг мобильности и разработки адаптеров для непосредственного доступа к сети WiMAX спецификации IEEE 802.16e. Ожидается, что мобильная подсистема WiMAX (Mobile WiMAX) будет повторять в общих чертах структуру системы сотовой радиосвязи, в которой точки доступа будут играть роль базовых станций. Также отличием Mobile WiMAX является использование усовершенствованной радиотехнологии OFDMA (OFDMA=OFDM+FDMA+TDMA/TDD), отличающейся разделением несущих на субнесущие с группированием множественных субнесущих в субканалы. При этом абонент IEEE 802.16e может передавать использование всех субканалов в пределах несущей или множественные пользователи могут осуществлять одновременную передачу с частью субканалов. Поскольку в радиоинтерфейс IEEE 802.16e инкапсулирован стек протокола TCP/IP, то общее название радиотехнологии для Mobile WiMAX - IP-OFDMA.

В ноябре 2006 г. IEEE предложил использовать радиотехнологию Mobile WiMAX (IP-OFDMA) в качестве дополнительного наземного радиоинтерфейса Проекта мобильных систем 3-го поколения (проект IMT-2000) с включением ее в базовую Рекомендацию Международного союза электросвязи (ITU) ITU-R M.1457. Принятие радиотехнологии Mobile WiMAX в качестве радиотехнологии IMT-2000 позволит глобализовать системы широкополосного беспроводного доступа.

В общем виде WiMAX сети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой, с поставщиком сервисов и с Интернетом.

Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приемником.

WiMAX применяется как для решения проблемы «последней мили», так и для предоставления доступа в сеть офисным и районным сетям.

Между базовыми станциями устанавливаются соединения (прямой видимости), использующие диапазон частот от 10 до 66 ГГЦ, скорость обмена данными может достигать 120 Мбит/c. При этом, по крайней мере одна базовая станция подключается к сети провайдера с использованием классических проводных соединений. Однако, чем большее число базовых станций подключено к сетям провайдера, тем выше скорость передачи данных и надёжность сети в целом.

Структура сетей семейства стандартов IEEE 802.16 схожа с традиционными GSM сетями (базовые станции действуют на расстояниях до десятков километров, для их установки не обязательно строить вышки — допускается установка на крышах домов при соблюдении условия прямой видимости между станциями).

Мобильный WIMAX дает возможность пользователю получать как фиксированный доступ (похожий на привычный xDSL, только без проводов), так и выход в Сеть из любого места в пределах зоны покрытия или даже в движении.

До последнего времени в России существовали только сети фиксированного WiMAX. Первая и самая крупная сеть Mobile WiMAX (стандарт IEEE 802.16e-2005) в России развернута компанией Yota.

Основой интеграции технологии широкополосного абонентского беспроводного доступа WiMAX (IEEE 80.16) с Телефонной сетью общего пользования выступает Концепция IP Мультимедийной платформы (IMS), которая позволит осуществить вертикальную интеграцию фиксированных и мобильных сетей. Технологической платформой мобильности в WiMAX должна стать роуминговая IP платформа, как составляющая общей транспортной платформы Сетей последующего поколения (сети NGN).