WiMAX: эра мобильности?

Главное преимущество таких сетей заключается в широкой абонентской базе и развитой инфраструктуре, до которой сетям WiMAX пока очень далеко. Скорее всего, в ближайшем будущем нас ждет конвергенция обеих технологий, что проявится в появлении пользовательских устройств с поддержкой нескольких стандартов, которые смогут работать в различных сетях, доступных в конкретном месте.

СЕРТИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Сертифицированные устройства подразделяются на два основных типа — базовые станции (БС) и абонентские терминалы (АТ). Надо отметить, что после резкого старта в 2006 г., сертификация немного замедлилась и оживилась совсем недавно в связи с появлением продуктов мобильного WiMAX. Отчасти это объясняется осознанием невозможности совмес-тить мобильный и фиксированный WiMAX или найти какой-либо эволюционный путь от фиксированного WiMAX к мобильному. В апреле WiMAX Forum сертифицировал первое оборудование для мобильной версии WiMAX, работающее в диапазоне 2,3 ГГц. Продукты 24 компаний, получившие сертификационные документы к концу сентября, приведены в Таблице 1.

В дополнение к шести сертификационным лабораториям, действующим в Испании, США, Китае, Южной Корее и двум на Тайване, до конца года планируется открыть еще две в Индии и Японии и одну в Бразилии (в 2009 г.). В июне 2008 г. WiMAX Forum объявил о сертификации первых продуктов (четыре базовых станции и шесть абонентских терминалов) со встроенной технологией MIMO, работающих в диапазоне 2,5 ГГц. По прогнозам WiMAX Forum, до конца года будут сертифицированы устройства мобильного WiMAX во всех диапазонах — 2,3, 2,5 и 3,5 ГГц, число сертифицированных продуктов для мобильного WiMAX превысит сотню, а в дальнейшем темпы возрастут, и к 2011 г. сертификацию пройдут более тысячи устройств.

Тем не менее, фиксированный WiMAX и WiMAX-подобные системы заняли свою нишу, и далеко не все значимые игроки рынка считают необходимой сертификацию в WiMAX Forum. Так, директор по развитию одного из крупнейших российских поставщиков оборудования ШБД компании InfiNet Wireless (она является членом WiMAX Forum) на 13-й конференции БЕСЕДА (БЕспроводные СЕти передачи ДАнных), проходившей в середине сентября в Подмосковье, заявил, что его компания заморозила все разработки в сфере WiMAX. Оборудование InfiNet не значится в списках сертифицированных продуктов WiMAX Forum, хотя успешно обслуживает десятки тысяч клиентов в нашей стране и за рубежом, продолжает совершенствоваться и пользоваться спросом.

ПРОЕКТЫ И РЫНОК

Согласно статистике, в мире действует свыше 300 операторов ШБД в более чем 100 странах, на начало 2008 г. их сети обслуживали 1,7 млн клиентов ШБД, из которых 0,7 млн человек пользовались технологией WiMAX. Объем рынка сертифицированного WiMAX Forum оборудования достиг 170 млн долларов. Как отметил участник БЕСЕДЫ-13 Константин Анкилов, аналитик iKS-Consulting, ожидается, что в 2009 г. на этом рынке будет уже 7 млн пользователей, а к 2014 г. — 100 млн, причем половину роста обеспечат страны Азии. Проекты по построению сетей WiMAX запускаются по всему миру — от США и Японии до Уганды и Сьерра-Леоне, а инвестиции в технологию продолжают увеличиваться (см. Рисунок 1).

Наиболее «продвинутой» страной с точки зрения внедрения мобильного WiMAX является Южная Корея, где к концу года ожидается увеличение числа пользователей до 350 тыс. (летом их было около 200 тыс.), причем стоимость безлимитного доступа составляет 24 доллара в месяц, а экономичный тариф с предоплаченным трафиком 1 Гбайт обойдется всего в 12 долларов. В сетях HSDPA тарифы намного выше, безлимитных подключений не предусматривается, а стоимость базового пакета зависит от объема предоплаченного трафика и достигает 30-45 долларов, причем расценки за трафик, превышающий предоплаченный, почти на порядок выше, чем в сетях WiMAX (12-18 центов вместо 2,5).

В США много говорится о масштабном проекте мобильного WiMAX Sprint Nextel, однако в коммерческую эксплуатацию он пока еще не введен. С момента выхода на биржу компания подешевела в три раза, что связано не только с трудностями запуска сети, но и с общей экономической ситуацией в стране. Главная парадигма проекта —«хотспот масштаба города». В рамках начального этапа уже установлено более 1000 БС в трех городах, а в сентябре должна начаться коммерческая эксплуатация сети в Балтиморе.

По мнению Пола Отеллини, генерального директора Intel, через год (к концу 2009 г.) WiMAX будут использовать около 10 млн человек (компания уже вложила в развитие мировой экосистемы WiMAX около 1 млрд долларов), а еще через два года — сотни миллионов. Прогнозы экспертов WiMAX Forum скромнее — 133 млн к 2012 г.

В России, по данным iKS-Consalting, на разных этапах развертывания находится около 20 сетей WiMAX, а общая доля ШБД в широкополосном доступе в Internet составляет, как и в прошлом году, около 10%. Наиболее масштабным проектом является сеть «Энфорта», к которой, по словам Владимира Шкварина, директора департамента по техничес-кой политике, в 68 городах компания обслуживает более 23,5 тыс. корпоративных клиентов и 9 тыс. индивидуальных пользователей. В месяц к сети подключается более 1600 предприятий и 800 физических лиц.

В сети устанавливается как оборудование, получившее сертификаты от WiMAX Forum (Alvarion BreezeMAX), так и пре-WiMAX оборудование других компаний, в частности, той же Alvarion или InfiNet Wireless. Это оборудование обладает более широкими функциональными возможностями, но и устройства без сертификатов вполне удовлетворяют потребности абонентов, так что пока в их замене нет необходимости.

По данным сентябрьского отчета компании «Мобильные телекоммуникации», в начале июля в России было 85 тыс. абонентов сетей ШБД (юридических и физических лиц), но лишь у 100 операторов из 300, действующихих на этом рынке, количес-тво абонентов превышало отметку 30 (см. Таблицу 2). Среднее ARPU составляло около 4000 руб./мес. Всего эксплуатируется шесть операторских сетей стандарта IEEE 802.16-2004 с оборудованием, сертифицированным WiMAX Forum, и одна сеть мобильного WiMAX (IEEE 802.16-2005е).

Частоты выделены крупным игрокам — «Синтерре», «Мегафону», «Комстар». Масштабного развертывания сетей этих компаний следует ожидать в конце 2008 г. — начале 2009 г., а появление новых конкурентов маловероятно по причине непрозрачной процедуры выделения частот. Получение разрешения в ГКРЧ занимает, как правило, не менее девяти месяцев, а иногда растягивается и до двух лет. Механизмы расчета и экспертизы на электромагнитную совместимость остаются закрытыми, а их результаты невозможно оспорить.

В диапазонах, определенных профилями WiMAX Forum, частот явно не хватает, и нередко самым простым способом является скупка более мелких конкурентов, уже располагающих необходимыми ресурсами. Преимущественно так, по словам Дениса Свердлова, генерального директора компании Scartel, и действовала его компания. К тому же закрепление частотных диапазонов за конкретными технологиями и стандартами сдерживает развитие новых технологий и усугубляет дефицит радиочастот.

ПОРАЖАЮЩИЕ МАСШТАБЫ

В начале сентября в России представлен самый масштабный проект мобильного WiMAX — сеть Yota компании Scartel. Как заявили ее представители, в коммерческую эксплуатацию сеть будет запущена в конце 2008 г. — начале 2009 г. Общие инвестиции составят 300 млн долларов, уже освоено 200 млн.

В качестве базовых станций используются продукты Samsung. На момент презентации сети было установлено 150 БС в Москве и 80 в Санкт-Петербурге, а всего в рамках проекта планируется развернуть 1600 станций, что позволит охватить территорию двух столиц и их ближайших пригородов (на расстоянии 20-40 км). Каждая базовая станция подключается на скорости не ниже 200 Мбит/с к волоконно-оптической транспортной сети компании протяженностью около 1500 км. Проведенные полевые испытания показали, что сеть Yota поддерживает стабильное соединение со скоростью до 10 Мбит/с при перемещении внутри зоны покрытия на автомобиле со скоростью до 120 км/ч.

Конечным пользователям будет предложено несколько моделей устройств: USB-модемы Samsung (рекомендованная розничная цена 4500 руб.) и ASUS (3900 руб.), карта формата Express Card от ASUS (4200 руб.) и многопользовательский мобильный центр WiMAX и WiFi от ASUS (8500 руб.), который представляет собой еще и точку доступа WiFi, имеет разъемы для подключения устройств по Ethernet и обычных телефонных или факсимильных аппаратов. Все оборудование сертифицировано WiMAX Forum и российской администрацией связи. В USB-модемы и Express-карты встроено программное обеспечение Yota Access, необходимое для подключения к сети. Устройства поступят в продажу в розничные торговые сети в ноябре. О тарифах доступа руководители компании предпочли умолчать, сказав лишь, что они будут весьма демократичными. На конференции БЕСЕДА была озвучена предполагаемая цифра: 1400 руб./мес за безлимитный доступ в Internet. При таких тарифах сеть Yota способна составить серьезную конкуренцию «Скай Линк» и другим сетям сотовых операторов, а также различным проектам сетей Wi-Fi (особенно в отношении функциональности).

В конце 2008 г. запустить сеть мобильного WiMAX намерена и компания «Комстар — Объединенные ТелеСистемы»: о строительстве сети в Москве в партнерстве с Intel компания объявила еще в конце прош-лого года. Модель предоставления услуг оператором будет несколько иной, чем у Scаrtel. «Мы не намерены использовать WiMAX как доступ абонента к последней миле, тем более что базовые станции WiMAX не дают хорошего покрытия внутри помещений, — заявил Александр Горбунов, вице-президент по стратегии и развитию «Комстар-ОТС». — Наша услуга мобильного WiMAX служит дополнением к существующим сетям фиксированного широкополосного доступа. Абоненты, используя различные варианты доступа в сеть и программу Сonnection Manager, смогут получать доступ в Internet от «Комстар» в любом месте—дома, на работе, на улице, в кафе и других публичных местах по разным технологиям с использованием единого счета».

В сентябре компания «Комстар-ОТС» создала в центре Москвы тестовую зону услуги беспроводного широкополосного доступа WiMAX стандарта IEEE 802.16e (в радиочастотном диапазоне 2,5-2,7 ГГц). Три базовые станции установлены в районе Петровского бульвара, Даева переулка и улицы Щепкина; между станциями обеспечен «бесшовный» переход. До конца 2008 г. «Комстар-ОТС» планирует установить в Москве 160 базовых станций. В 2008 г. объем инвестиций в строительство сети составит около 20 млн долларов. Проектировщики остановили свой выбор на оборудовании Nortel, проектные работы осуществляет «Интеллект-Телеком», а строительство сети поручено компании «Квазар-Микро» (теперь она работает под брендом «Ситроникс Информационные Технологии»). «Комстар-ОТС» развивает проект в партнерстве Intel, которая будет способствовать расширению поставок клиентских устройств (главным образом ноутбуков и смартфонов) с интегрированной поддержкой WiMAX.

ТЕХНОЛОГИИ WIMAX

Mobile WiMАХ (IEEE 802.16-2005е) относят к четвертому поколению беспроводной связи (4G). В отличие от других технологий широкополосного доступа, она обеспечивает непрерывную связь (эстафетную передачу, или хэндовер) между базовыми станциями сети в движении. Сети мобильного WiMAX работают в частотных диапазонах 2,3-2,4 (2,3); 2,496-2,69 (2,5) и 3,4-3,6 (3,5) ГГц.

Мобильный WiMAX сочетает технологии адаптивного мультиплексирования с ортогональным разделением частот (OFDMА) и множественную передачу сигнала между устройствами (Multiple-Input Multiple-Output, MIMO), что позволяет добиться высокой спектральной эффективности и внушительной скорости передачи сигнала. В отличие от OFDM, используемой в фиксированном WiMAX, OFDMA позволяет нескольким абонентам работать в одном временном слоте на разных подканалах. Эта более сложная технология дает серьезный выигрыш в условиях многолучевого сигнала и сильных помех, динамически адаптируя свойства передаваемого сигнала к текущей помеховой обстановке.

Технология MIMO применяется и в фиксированном, и в мобильном WiMAX; по сравнению с обычными методами передачи радиосигнала, она гораздо лучше работает в зашумленном эфире. Особенность схемы кодирования MIMO состоит в том, что для увеличения скорости передачи в ней использованы особенности распространения радиоволн в помещениях, в частности, эффект множественного отражения и интерференции радиоволн. Радиосигналы отражаются от препятствий, что в обычной ситуации приводит к интерференции и ухудшению сигнала при приеме, но MIMO предусматривает наличие множественных путей для передачи большего объема информации, которую принимающее устройство собирает воедино.

Оборудование оснащено сложными антеннами, где применяется пространственно-временная обработка сигналов (SDM). Система с М передающими и М принимающими антеннами способна обеспечить пиковую пропускную способность в М раз большую, чем обычные системы Single Input Single Output (SISO). Сигналы смешиваются в канале, поскольку генерируются в одном диапазоне частот. Поэтому антенны передатчика и приемника должны быть далеко разнесены в пространстве и/или излучать поляризованную волну, для того чтобы пути распространения оказались независимыми.

Количество передатчиков и приемников в системе варьируется. Различают системы MIMO 2х2 (два приемника и два передатчика в каждом устройстве), 3х2 (три передатчика, два приемника) и 4х4. Дальнейшее увеличение числа приемников и передатчиков не приводит к линейному увеличению скорости передачи, поэтому системы с большим набором приемников и передатчиков не производятся. Кроме того, повышение пропускной способности каналов связи возможно за счет расширения полосы. В настоящее время используются полосы от 5 до 40 МГц.

В лабораторных условиях пропускная способность канала WiMAX составляла 70 Мбит/с, а дальность передачи — 70 км. Однако на практике эти параметры недостижимы, а пропускная способность значительно уменьшается по мере удаления абонента от базовой станции и увеличения числа абонентов в соте. В сети Yota компании Scartel, по словам Дениса Свердлова, реальная зона действия одного сектора базовой станции составляет от 800 до 1500 м, а скорость передачи данных на клиентское устройство — 10 Мбит/с. Время хэндовера между базовыми станциями на скорости 120 км/ч не превышает 40-60 мсек.

Важным достоинством сетей WiMAX является встроенный механизм QoS (обеспечение качества сервиса), благодаря которому предоставление канала в приоритетном режиме осуществляется в зависимости от характера приложения, отвечающего за передачу видео, речи или загрузку файлов. Другое важное преимущест-во систем мобильного WiMAX —возможность направленного формирования излучения антенны (Beamforming, BF), за счет чего удается расширить зону покрытия без установки дополнительных базовых станций, а также повысить емкость сети и скорость передачи данных. Эта технология позволяет сократить затраты на эксплуатацию сети, по расчетам Cisco Systems, на 20-30%.

В 2007 г. коммерческие системы Mobile WiMAX Release 1.0, в которые не были встроены возможности MIMO, продемонстрировали в три раза более высокую эффективность использования спектра (скорость передачи данных в выделенном диапазоне частот) по сравнению с существующими технологиями систем мобильной связи. В 2010 г., по прогнозам экспертов, Release 1.5 обеспечит пиковую скорость передачи 100 Мбит/с при наличии канала 20 МГц. А в будущем, когда пользовательское оборудование сможет поддерживать конфигурации 4х4 MIMO, максимальная скорость достигнет значений 300 Мбит/с.

Сейчас такую скорость передачи с применением технологии MIMO 2х2 обеспечивают беспроводные мосты (Р2Р, фиксированное оборудование для соединения, например, локальных сетей) компании Infinet Wireless на расстоянии до 50 км.

ФИКСИРОВАННЫЙ WIMAX: НЕ ВСЕ ТАК ПЛОХО

Что же делать операторам фиксированного ШБД в условиях надвигающегося мобильного WiMAX? Кроме уже упоминавшихся беспроводных мостов и систем фиксированного ШБД с улучшенными характеристиками, противостоять конкуренции помогает новое оборудование. Так, российской компании DreamAccess удалось снизить стоимость абонентского устройства до 6990 руб., а базовой станции до 29990 руб., причем, по словам ее генерального директора Николая Гузакова, благодаря встроенным индикаторам установка абонентской станции проста и вполне по силам неподготовленному пользователю. Это коробочное решение работает в диапазонах 2,4-2,5; 5,15-5,35; 5,725-5,925 и 5,925-6,425 ГГц. Пропускная способность базовой станции — до 26 Мбит/с, а дальность действия со встроенной антенной — до 15 км. Кроме того, как утверждается, это единственный продукт с русскоязычным интерфейсом системного администратора. В состав абонентской станции, которая представляет собой готовый шлюз для локальной сети SOHO, входят маршрутизатор, межсетевой экран, DHCP сервер и механизм NAT.

Станислав Рыбалко, руководитель направления беспроводных сетей компании CompTek, считает, что тем, кто занимается предоставлением фиксированного ШБД, рано сворачивать бизнес и продавать активы им стоит побороться за абонента в городских и муниципальных проектах, а также в пригородных, особенно коттеджных, поселках. Это надо успеть сделать в ближайшие год-два, пока до них не добрались оптика и мобильные сети третьего поколения. Особый акцент имеет смысл сделать на диапазоны выше 5 ГГц, которые в России практически свободны, к тому же мобильный WiMAX пока на них не претендует.

Более того, как полагает Дмитрий Ларюшин, директор по технологичес-кой политике Intel в России/СНГ, в нашей стране диапазоны 5,150-5,350 ГГц и 5,470-5,725 ГГц надо открыть для свободного использования при соблюдении определенных техничес-ких требований (заданного распределения радиоканалов, ограничения на мощность передатчиков и введения спектральных масок). По его мнению, решение 229 Международного радиоконгресса (WRC) в 2003 г. регламентирует параметры, гарантирующие отсутствие помех при работе систем ШБД в этих диапазонах (см. Таблицу 3).

Тем не менее, в российских условиях гораздо проще построить сеть связи, чем получить все необходимые разрешения, согласования, заключения, лицензии, свидетельства, декларации и сертификаты. Поэтому у операторов фиксированного ШБД, уже обладающих всем этим набором, есть реальные шансы остаться в заработанной тяжким трудом нише и даже несколько расширить ее. А что будет с радужными прогнозами относительно мобильного WiMAX — покажет время.

Ростислав Сергеев — зам. главного редактора «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: rsergeev@lanmag.ru.