Стандарт ieee 802.16a

В начале 2003 года принят стандарт беспроводных городских сетей (WirelessMAN). В дополнение к спецификациям стандарта IEEE 802.16, утвержденному в апреле 2002 года, был введен стандарт IEEE 802.16a. Первый стандарт описывал спецификацию интерфейса модуляции с одной несущей (SC – Single Carrier), работающего на частотах от 10 до 66 ГГц. Cтандарт открывает возможности создания систем стационарного беспроводного широкополосного доступа, которые станут недорогой заменой оптоволоконным кабелям при создании городских сетей. По стандарту 802.16, операторы могут устанавливать базовые станции, подключенные к общей сети. Каждая из станций может поддерживать сотни абонентских станций.

802.16a учитывает тонкости распределения спектра в диапазоне 10 – 66 ГГц. Он определяет три режима «физического уровня» соединений. Предусмотрен режим с одной несущей для специальных нужд, но при этом добавлено OFDM – мультиплексирование с ортогональным разделением частоты на 256 каналов, которое разбивает радиоканал на множество каналов, что позволяет увеличить скорость обмена, за счет параллельной передачи данных. Дополнительно появляется возможность отстроиться от помех, возникающих в результате многолучевого распространения сигнала. Ортогональное размещение поднесущих обеспечивает передачу результирующего сигнала в более узком спектре по сравнению с другими методами мультиплексирования. Еще одно дополнение – мультиплексирование OFDMA на 2048 каналов, предоставляющее возможности улучшенного мультиплексирования в сетях с несколькими уровнями.

802.16 отнюдь не является конкурирующим стандарту 802.11, он предназначен для производительных беспроводных сетей, таких, как WMAN (Wireless Metropolitan Network).

В то время как устройства 802.11, по спецификации, действуют максимум на 300м, стандарт 802.16 позволит соединять компьютеры на расстоянии до 50 км. При этом используются частоты, не требующие лицензирования в США – 2 – 11ГГц, скорость передачи данных в такой сети – 70 Мбит/с.

В первой версии стандарта рассматривается диапазон частот 10 – 66 ГГц (включающий лицензируемые диапазоны 10.5, 25, 26, 31, 38 и 39 ГГц) для которого предусмотрено использование указанных выше видов модуляции в одночастотном (single-carrier – SC) режиме. Особенности распространения радиоволн этого диапазона ограничивают возможности работы условиями прямой видимости. В типичных городских условиях это позволяет подключить около 50% абонентов, находящихся в пределах рабочей дальности от базовой станции. До остальных 50% прямой видимости, как правило, нет. Поэтому было разработано дополнение к стандарту 802.16a для диапазонов 2 – 11 ГГц, предусматривающее, помимо одночастотной передачи SC, еще и режимы ортогонального частотного мультиплексирования (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – OFDM) и множественного доступа на основе ортогонального частотного мультиплексирования (Orthogonal Frequency Division Multiply Access – OFDMA). В режиме OFDM предусмотрена одновременная передача на 256 поднесущих, что позволяет, за счет увеличения примерно в такое же число раз длительности элементарного символа, одновременно принимать прямой и отраженные от препятствий сигналы или вообще работать только по отраженным сигналам вне пределов прямой видимости. Режим OFDMA предусматривает работу на 2048 поднесущих сразу с несколькими абонентами в режиме OFDM. При стандартном количестве поднесущих – 256, обеспечивается одновременная работа с 8 абонентами.

В стандарте также описаны модели сред распространения радиоволн и на этой основе сформулированы требования к параметрам радиооборудования. Предусмотрены возможности автоматической регулировки усиления, динамического выбора частоты в нелицензируемых диапазонах. Помимо топологии точка-многоточка стандартом опционально предусмотрена полносвязная топология – Mesh Mode, позволяющая обеспечить прямую связь между пользователями, преодолеть помехи, характерные для безлицензионных диапазонов, за счет выбора направления приема, свободного от них, создавать хорошо масштабируемые сети и работать вне прямой видимости даже в одночастотном режиме SC, за счет ретрансляции сигналов абонентскими станциями.