Стандарт 802.20 на мобильный широкополосной беспроводной доступ.
IEEE разрабатывает новый стандарт для беспроводных городских сетей: 802.20 описывает беспроводной интерфейс вместе с необходимыми уровнями безопасности и передачи бит для мобильных соединений «точка—много точек». Будущий стандарт позволит создать систему доступа для различных служб.
В конце 2002 г. IEEE утвердил новую рабочую группу IEEE 802.20 для мобильного широкополосного беспроводного доступа (Mobile Broadband Wireless Access, MBWA) с целью разработки стандарта для эффективного пакетного интерфейса в беспроводных городских сетях (Wireless Metropolian Area Network, WMAN). Этот стандарт должен поддерживать услуги по передаче данных с IP в качестве транспорта и дополнять имеющийся стандарт IEEE 802.16 по обеспечению совместимости микроволнового доступа в мировом масштабе (Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX).
![]() |
Рисунок 1. План разработки стандарта 802.20. |
Новый стандарт WMAN должен появиться в 2006 г. (см. Рисунок 1). Он будет отличаться высокой скоростью передачи данных (более 1 Мбит/с) и в соответствии со стандартом ITU-R M.1034-2 позволит получать мобильный доступ к данным из движущихся транспортных средств, если их скорость не превышает 250 км/ч. Для нового беспроводного интерфейса специфицируются уровень передачи бит и уровень безопасности. Его также называют высокоскоростным переносным Internet (Highspeed Portable Internet, HPI). Скорость передачи HPI заметно выше, чем, к примеру, у ориентированной, скорее, на передачу голоса универсальной системы мобильной связи (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS).
Беспроводная городская сеть обеспечивает доступ к сети фиксированной связи посредством установленных на зданиях антенн, которые, в свою очередь, взаимодействуют с центральными базовыми радиостанциями. Планируемая область применения охватывает подключение персональных компьютеров в небольших и домашних офисах (Small Office/Home Office, SOHO). Речь при этом идет о широкополосной альтернативе существующей «последней миле», к примеру по медному кабелю, и традиционным проводным или оптическим сетям, где используются такие технологии, как DSL. В пределах зданий ставка делается на имеющиеся стандарты: IEEE 802.3 и 802.11 (WLAN). По причине высокой мобильности и эстафетной передачи абонента от одной базовой станции к другой (handoff) в Intel новую технологию называют беспроводной глобальной сетью (Wireless Wide Area Network, WWAN) в противовес IEEE 802.16, для которой применяется обозначение WMAN (см. сравнение 802.16 и 802.20 в Таблице 1).
ФУНКЦИИ
В конфигурации «точка—много точек» базовая станция взаимодействует, с одной стороны, с общедоступными телефонными сетями, а с другой — с абонентами: с абонентскими пунктами (Subscriber Station, SS), мобильными пунктами (Mobile Station, MS) или мобильными терминалами (Mobile Terminal, MT) (см. Рисунок 2). Базовая станция выделяет каждому, в зависимости от потребности, соответствующую пропускную способность с учетом приоритетов. Беспроводной интерфейс позволяет передавать данные или мультимедийную информацию всех типов в реальном времени с полной поддержкой качества услуг (Quality of Service, QoS). Частотные диапазоны 3,5 ГГц находятся в лицензируемом спектре, а ширина канала составляет от 25 до 30 МГц.
![]() |
Рисунок 2. Конфигурация «точка—много точек». |
Как планируется, беспроводной интерфейс для указанной скорости движения транспортного средства будет поддерживать метод эстафетной передачи между ячейками или секторами. В рамках надежной общей передачи пакетов IP это должно минимизировать потерю пакетов и время задержки. «Сектор» в данном случае означает пару передающих и принимающих каналов от базовой станции к получателю. Скорость передачи данных составит более 1 Мбит/с для нисходящего канала (от базовой станции к мобильному терминалу) и более 300 Кбит/с для восходящего (от мобильного терминала к базовой станции) (см. Рисунок 3). Параметры QoS обеспечат поддержку передачи голоса по IP (Voice over IP, VoIP).
![]() |
Рисунок 3. Сопоставление мобильных и стационарных сетей с точки зрения скорости и дальности передачи. |
КРИТЕРИИ
Рабочая группа 802.20 определила пять критериев и приняла их в качестве ориентиров для дальнейшего развития стандарта. Приложения на базе IPv4 и IPv6 используют широкий спектр стандартизированных в международном масштабе терминалов (полудуплексных и дуплексных) и услуг. Стандартом должна обеспечиваться совместимость и сосуществование с такими терминалами, протоколами и услугами, как IEEE 802.1D (мосты МАС) или IEEE 802.1Q (виртуальные локальные сети). Отдельный стандарт потребуется для функций на уровне передачи битов (физическом) и подуровне МАС. На уровне передачи битов предусмотрены как дуплексная передача с временным разделением каналов (Time Division Duplexing, TDD — восходящее и нисходящее соединения делят между собой пропускную способность), так и дуплексная — с разделением частоты (Frequency Division Duplexing, FDD — восходящий и нисходящий каналы организуются на разных каналах).
Собственные системы производителей, находящиеся в стадии испытаний или разработки, должны подтвердить техническую осуществимость и позволить тем самым провести достаточное предварительное тестирование до начала широкомасштабной эксплуатации. А сетевым операторам следует продемонстрировать надежность эксплуатации. Подтверждение рентабельности (см. UMTS) необходимо привести как в случае услуги, так и в случае терминалов и базовой станции. Само собой разумеется, что в своей ценовой политике операторы будут исходить из производительности услуг для конечного абонента: большая производительность (пропускная способность) означает большую плату.
ЭТАЛОННАЯ МОДЕЛЬ
Эталонная модель беспроводной городской сети охватывает уровни данных и управления для передачи управляющих и пользовательских данных (см. Рисунок 4). Уровень безопасности в этом случае включает следующие подуровни:
- подуровень управления логическим соединением (Logical Link Control, LLC), специфицированный в IEEE 802.2, не является частью стандартов WMAN. На уровень LLC опирается коммутация IP версий 4 или 6;
- подуровень MAC получает блоки сервисных данных (Service Data Unit, SDU) от подуровня LLC и создает блоки протокольных данных (Protocol Data Unit, PDU) для подуровня МАС получателя. Стандарт определяет службы МАС как запросы на подключение или отключение при построении или разрыве соединений.
![]() |
Рисунок 4. Эталонная модель беспроводной городской сети. |
Кроме этого, подуровень МАС отвечает за назначение необходимой пропускной способности, шифрование полезной нагрузки после заголовка МАС (MAC PDU) и вычисление контрольной суммы для обеспечения корректной передачи. Он должен поддерживать одновременно более 100 активных сеансов в одном секторе. Уровню управления с функциями поддержки плоскости данных/управления еще предстоит найти свое отражение в собственном стандарте.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Дополнительно к популярному широкополосному доступу по DSL — а в ближайшем будущем и к WiMAX 802.16e, широкополосной кабельной сети и проч. — европейские провайдеры услуг и сетевые операторы смогут пользоваться новой мобильной широкополосной технологией доступа по стандарту 802.20. Ее признание со стороны конечных клиентов (речь идет, главным образом, об индивидуальных пользователях и небольших офисах) в конце концов зависит от цен на компоненты (аппаратное и программное обеспечение) и услугу.
По данным отчета «Взаимоотношения высокоскоростных беспроводных сетей на телекоммуникационных рынках будущего», подготовленного институтом Fraunhofer для Федерального министерства экономики и труда Германии в марте 2004 г., устройства стандарта 802.16 появятся лишь в 2005 г. С технической точки зрения непосредственными конкурентами для стандарта 802.20 являются сети сотовой связи третьего поколения. Однако угрозы для рыночной стабильности UMTS и прочих высокоскоростных сетей он не представляет.
Ограниченность 802.16 заключается в том, что для абонентской станции не предусмотрена мобильность. Но 802.16е устраняет эту преграду. Стандарт IEEE 802.20 должен будет поддерживать мобильность при движении со скоростью 250 км/ч в 2007 г. В связи с чем необходимость в нем вызывает сомнения в виду запоздалой — по сравнению со стандартом 802.16е — готовности.
Вольфганг Шульте — независимый автор. С ним можно связаться по адресу: mg@lanline.awi.de.