4.3.3. Городские беспроводные сети wman
К беспроводным сетям масштаба мегаполиса (WMAN) относятся сети стандартов IEEE 802.16 (WiMAX) и 802.20 (Mobile Fi). Поскольку данные технологии используются в качестве стандартов беспроводного широкополосного доступа (Broadband Wireless Access, BWA), то технологию WiMAX также обозначают как BWA 802.16, а стандарт 802.20 (Mobile Fi) – как BWA-m (802.20).
В декабре 2001 года была принята первая версия беспроводного стандарта широкополосной связи IEEE 802.16-2001. Топологией нового стандарта стала "точка-многоточие". Предполагалось, что он станет альтернативой традиционным решениям широкополосного доступа для "последней мили" - кабельным модемам, xDSL и каналам Т1/Е1. Кроме того, сети стандарта 802.16a планировались для использования в качестве дополнительной технологии для подсоединения точек доступа стандарта 802.11b/g/a к интернету. В 2005 году согласована версия стандарта 802.16/HiperMAN и утверждён стандарт IEEE 802-16e.
Теоретически технология стандарта 802.16 должна обеспечивать покрытие сигналом площади радиусом до 50 км без прямой видимости. Пропускная способность WiMAX по стандарту составляет порядка 70 Мбит/с. Отметим основные характеристики стандарта IEEE 802-16.
IEEE 802-16 – спектр частот- 10-66 ГГц. Назначение – трансляция цифровых данных в зоне прямой видимости. Скорость передачи данных 32-134 Мбит/с.
IEEE 802-16d – частоты – 2- 11 ГГц. Назначение – трансляция цифровых данных, в том числе и в зоне препятствий, альтернатива DSL- модемам. Скорость – до 75 Мбит/с.
IEEE 802-16е – частоты – 2- 6 ГГц. Назначение – мобильный интернет. Скорость обмена – до 15 Мбит/с.
Сравнивая WiMAX (802.16e) и 3G, следует отметить, что протокол WiMAX, в отличие от 3G, ориентирован именно на беспроводную передачу данных, а не на беспроводную передачу голоса (хотя возможность передачи данных в 3G имеется, но распределение ресурсов происходит по "остаточному принципу"). Это отличие дает WiMAX преимущество в более высокой, чем 3G, скорости обмена.
BWA-m (IEEE 802.20) – cтандарт для мобильного доступа к данным, который, в отличие от WiMAX, рассчитан на работу в городах при ограниченном числе базовых станций. Данный стандарт имеет больше сходства с обычными сотовыми системами и предназначен для быстродействующих мобильных подключений на скоростях свыше 1 Мбит/с.
4.3.4. Глобальные беспроводные сети wwan
Стандарты сетей WWAN принято делить на поколения. К первому (The 1st Generation, 1G) относятся аналоговые стандарты, которые постепенно ушли в прошлое. Говоря о втором поколении, следует сказать о GSM
(Global Standard for Mobile Communications) – глобальном стандарте для мобильной сотовой связи с разделением канала по принципу TDMA
(Time Division Multiple Access), подразумевающему множественный доступ с разделением по времени. При этом способе использования радиочастот в одном частотном слоте находится несколько абонентов, а разные абоненты применяют разные временные слоты для передачи. В сотовых цифровых сетях стандарта GSM может передаваться не только цифровой эквивалент речи, но и цифровые данные. Первые сети GSM появились в начале 90-х годов, когда основное внимание уделялось обеспечению ими услуг речевой связи на более высоком уровне по сравнению с существовавшими ранее аналоговыми сотовыми системами. Абоненты сетей GSM могут пользоваться услугами мобильного модема, получать доступ к компьютерным системам их офисов, посылать и принимать сообщения электронной почты. Одним из основных недостатков таких сетей является низкая скорость передачи.
Возможности мобильного доступа в интернет были значительно расширены с переходом на использование технологии GPRS (General Packet Radio Service – пакетная передача данных по радиосетям), но радикальное увеличение произошло в высокопроизводительных сотовых сетях третьего поколения (3G). Поскольку функциональные возможности сети GPRS скромнее, чем у полноценной сети третьего поколения, то данный стандарт получил название 2,5G, что отражает его переходное состояние от второго поколения к третьему. Стратегия перехода к сетям 3G и 4G показана на рис. 4.45. Краткие характеристики стандартов мобильной связи приведены ниже.
Стандарт CDMA (Code Division Multiple Access) – множественный доступ с кодовым разделением. Каналы трафика при таком способе разделения среды создаются присвоением каждому пользователю отдельного кода, который распространяется на всю ширину полосы пропускания. Общепринятое понятие временного разделения каналов здесь отсутствует. Вещание абонентов накладывается друг на друга, но, поскольку их коды отличаются, они могут быть легко идентифицированы.
Рис.4.45. Стратегия развития глобальных беспроводных сетей.
CDMA One – цифровой стандарт, использующий диапазон частот 824 – 849 МГц для приема и 874 – 899 МГц для передачи данных.
CDMA 2000 1х – Следующий за CDMA One эпап развития стандарта. Сети CDMA 2000 1Х функционируют на тех же частотах, что и предшественник, но обладают вдвое большей пропускной способностью голосовых каналов и скоростью передачи данных до 144 Кбит/с.
CDMA 1х-EV – усовершенствованный стандарт CDMA 2000 1х (сети 3G).
Скорость передачи информации составляет от 2 до 5 Мбит/c. Реализуется в 2 этапа. Первый этап - CDMA 1х-EV-DO обеспечивает скорость передачи информации более 2.4 Мбит/c., на втором этапе реализации достигаются скорости передачи звука и данных в реальном масштабе времени (CDMA 1х-EV-DV).
EDGE (Enhanced Data GSM Environment) - более высокоскоростная версия GPRS (надстройка над GSM). Обеспечивает скорость передачи данных до 384 Кбит/c. Промежуточный этап перехода от GPRS к UMTS.
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) – европейская технология мобильной связи третьего поколения (3G). Обеспечивает надежную передачу голоса, текста и потокового видео. Ключевой технологией UMTS является широкополосный многостационарный доступ с кодовым разделением каналов (WCDMA). Системы WCDMA/UMTS включают усовершенствованную базовую сеть GSM и радиоинтерфейс по технологии WCDMA.
HSPDA (High- Speed Packet Downlink Access) – переходный этап к технологиям мобильной связи 4 поколения (4G).