С приставкой Wi

Девятая Беседа была посвящена обсуждению WiMAX

Вычислительная техника стремится к беспроводности. Компьютеры становятся мобильными, но все больше требуют постоянного соединения с Internet. Чтобы удовлетворить обеим тенденциям, требуются технологии передачи данных, голоса и видео, которые позволяли бы без проводов передавать данные на большие расстояния. Сейчас такие технологии только разрабатываются, но уже вырисовываются перспективы их ближайшего будущего. В частности, об одной из таких технологий — стандарте WiMAX — и говорили на очередной ежегодной конференции Беседа, которая традиционно посвящена проблемам операторов городских радиосетей передачи данных.

Стандарты

Основу WiMAX составляет стандарт 802.16, принятый в декабре 2001 года. Он определяет единую для всех производителей технологию беспроводной передачи информации на скоростях до нескольких десятков Мбит/с и на расстояние до нескольких десятков километров. Правда, первая версия стандарта была сформулирована для частот от 10 ГГц до 66 ГГц, на которых сильное затухание сигнала не позволяло строить сети с большим покрытием. Однако в январе 2003 года был принят подстандарт 802.16a, который уже относился к более эффективному диапазону от 2 ГГц до 11 ГГц.

Поскольку стандарт получился очень «общим», в его рамках будет трудно добиться совместимости оборудования разных производителей. Поэтому компания Intel решила выбрать из 802.16a наиболее интересные функции и технологии и назвать это подмножество WiMAX. Аналогично совсем недавно Intel поступила с 802.11 и стандартом Wi-Fi. В отличие от 802.11, стандарт 802.16 разрабатывался для использования в качестве последней мили операторами беспроводной связи.

Сейчас стандарт 802.16 описывает только стационарную связь, но уже идет работа над созданием механизмов мобильной связи — роумингом и процедурами прозрачной передачи клиентов из одной соты в другую. Этот стандарт носит имя 802.16e, а его принятие запланировано на 2005 год. В частности, Эдуард Ермилов, директор Intel по развитию ИТ в промышленности, заявил, что корпорация планирует в 2005 году начать развертывание беспроводной инфраструктуры WiMAX, в 2006-м — приступить к интеграции этого стандарта в мобильные компьютеры, как это было сделано с Centrino, а в 2007-м — интегрировать поддержку WiMAX в карманные компьютеры и мобильные телефоны.

Технологии

Важной особенностью 802.16a является работа с отраженными радио-сигналами в условиях не прямой видимости. Это достигается благодаря применению технологии OFDM для расшифровки сильно искаженного отраженного сигнала. Суть OFDM заключается в использовании большого количества узкополосных сигналов — поднесущих. Каждый из них отвечает за свой отдельный бит, а все вместе они определяют кодовое слово, в котором используются методы восстановления информации — коды Рида-Соломона вместе со сверточным кодированием. Стандарт также допускает более гибкое по сравнению с 802.11 распределение полосы частот, используемых для передач данных. Причем это можно сделать как за счет уменьшения количества поднесущих, так и с помощью их сужения. Минимальная ширина сигнала, предусмотренная стандартом, составляет 1,25 МГц, а максимальная — 20 МГц. Естественно, что с уменьшением частотного ресурса скорость передачи уменьшается, но сама эта возможность позволяет использовать частотный спектр отдельными фрагментами, а не целиком, как это было в 802.11.

Существенным отличием 802.16 от 802.11 является возможность использования протокола с разрешением конфликтов. Устройства 802.11 работают по принципам Ethernet, все они имеют равные права на доступ к радиотракту, а попытавшись одновременно установить связь, разрешают конфликты, повторяя попытки захвата среды через случайное время. В 802.16 имеется выделенное устройство — базовая станция оператора, которая раздает своим подчиненным права доступа к радиосреде. В результате протокол нового стандарта позволяет более эффективно использовать радиочастотный ресурс и обеспечить эффективную передачу данных. Причем в самом стандарте предусматриваются несколько режимов передачи — так называемых профилей. Один предназначен для пакетных данных, другой — для псевдосинхронных каналов, третий — для широковещательных передач.

Из довольно объемного стандарта 802.16a консорциум WiMAX планирует выбрать подмножество технологий, для которых будет производить массовые продукты. Этот стандарт будет носить имя 802.11d. В частности, Intel планирует выбрать из диапазона частот от 2 до 66 ГГц три фиксированных спектра — 2,5, 3,5 и 5,8 ГГц. Кроме того, планируется, что вначале будет реализован только профиль передачи данных, и лишь в дальнейшем будут реализованы и другие возможности 802.16. «Скорее всего, полностью весь стандарт не будет реализован ни одним производителем», — считает Игорь Акулов, технический директор компании InfiNet Wireless.

Производители

Создание консорциума WiMAX было инициировано Intel, чтобы договориться с другими компаниям о производстве совместимых продуктов. Хотя стандарт 802.16d еще не принят — утверждена только его четвертая редакция — по заверениям Intel, после четвертой редакции, которая была принята в марте, требования к аппаратной части уже меняться не будут, что дает производителям возможность заняться разработкой соответствующих наборов микросхем. В частности, Intel готовит к октябрю выход первых своих наборов микросхем для стандарта WiMAX.

Следует отметить, что все производители оборудования, предназначенного для «уличного» использования, уже давно разработали свои собственные протоколы контроля среды передачи. Российская компания InfiNet Wireless, выделившаяся в этом году из Comptek, использовала радиомодуль, соответствующий стандарту 802.11, но разработала свой собственный протокол управления средой. Аналогичного подхода придерживались и другие поставщики оборудования для организации городских радиосетей. Однако их продукты были не совместимы между собой, и поэтому в сетях, построенных на их основе, можно было пользоваться только оборудованием одного производителя. Собственно, стандарт WiMAX как раз и задуман для обеспечения взаимодействия оборудования разных разработчиков.

С появлением наборов микросхем для стандарта WiMAX производители оборудования, скорее всего, будут использовать их в качестве радиоинтерфейсов, применяя для управления средой свои старые наработки. Таким образом, за счет использования более массовой и дешевой стандартной элементной базы можно будет создавать экономически более выгодные продукты, чем существующие на сегодняшний момент. Однако распространение WiMAX вовсе не означает, что «индивидуальность» каждого решения будет потеряна, поскольку различные наработки в протоколах, управлении и программном обеспечении можно будет перенести и на новую платформу.

Потребители

Основные препятствия на пути развития радиодоступа — это несовместимость оборудования различных производителей и его высокая стоимость — более 1 тыс. долл. за устройство. Именно для решения этих проблем и создавался консорциум WiMAX. Однако если сейчас базовая станция и клиентское устройство стоят примерно одинаково, то распространение WiMAX, скорее всего, приведет к тому, что базовая станция будет постепенно дорожать, а клиентский терминал — дешеветь. То есть возникнет ситуация, которая сейчас наблюдается в мобильной связи, где базовая станция очень дорогая, а мобильный телефон стоит несколько сотен долларов. Фактически, WiMAX — это будущий конкурент мобильной связи третьего поколения, которая сейчас развивается не очень активно.

Существенным ограничением для развития технологии WiMAX в нашей стране является процедура лицензирования радиочастотного спектра. В частности, Александр Стадинчук, заместитель генерального директора НПФ «Гейзер», заметил, что в России нет свободных частот в диапазонах, на которые претендует WiMAX. Поэтому как будут распределяться частоты для нового стандарта, пока не понятно. Но даже в тех случаях, когда частоты уже отданы оператору под использование другого оборудования, придется заново проходить процедуру лицензирования для устройств нового стандарта. Причем по новому закону о связи частотные присвоения будут сделаны только по результатам проведенного конкурса. Но поскольку стандарт WiMAX более гибок по несущей частоте и полосе сигнала, то, вероятно, все проблемы с легитимизацией WiMAX будут успешно преодолены.

Впрочем, еще не придя на рынок, WiMAX уже начал влиять на него. Поддержка этой инициативы со стороны Intel демонстрирует всю серьезность намерений этой компании. Все операторы и производители видели, как Intel практически единолично «продавила» на рынок решения Wi-Fi. И хотя до сих пор зоны Hot Spot так и не получили должного распространения в России, операторы уже готовятся к маркетинговому давлению Intel для продвижения WiMAX. Некоторые компании уже начинают снижать цены на свое оборудование, чтобы захватить до прихода новой технологии большую долю рынка и потом предложить своим клиентам переход на новый стандарт, но уже в рамках своих технологий.

По прогнозам Акулова, еще два года потребуется на создание коммерческих сетей стандарта WiMAX, но его пока еще нечеткий образ уже заставляет рынок видоизменяться.

Другие варианты