Технология WiMAX PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Sunday, 19 August 2012 21:11

Значительно более функциональное решение подключения к магистральной сети с гораздо большими скоростями для образования сетей MAN-уровня предлагает WiMAX-технология. Она поддерживает и ячеистые структуры, и большее число пользователей, и обладает значительно большей производительностью, а главное, решает проблемы мобильной связи. Технология WiMAX в части решения проблемы "последней мили" и организации доступа к магистрали для удаленных сетей во многих чертах подобна технологии WiFi. Нетрудно увидеть, что WiMAX является как бы естественным развитием Wi-Fi на более высоком уровне. В этой технологии также используется модуляция OFDM, но количество поднесущих увеличено до 256 (против 64 в WiFi). В условиях многолучевого распространения прямой и отраженные сигналы приходят в точку приема с разными задержками. При прерывистом характере передачи (передача пачками) длительность задержки, соизмеримая с длительностью символа или даже превышающая его, приводит к наложению соседних символов и их неверному декодированию. Чем на меньшую долю времени длительности передаваемого символа задержана его отраженная копия, тем меньше искажается сигнал и тем точнее его восстановить. Чем выше длительность передаваемого символа, тем большие величины задержки времени прихода отраженного сигнала допустимы. В целях компенсации задержек применяют либо технически сложные устройства — эквалайзеры, либо вводят защитные интервалы времени, в течение которых передача не ведется, либо передаются разделительные биты — циклические префиксы (CP— cyclic prefix). В качестве циклических префиксов используется часть общего количества поднесущих. Чем больше их количество, тем надежнее декодируются переданные символы, но тем меньше остается поднесущих под трафик. В стандарте 802.11 под префиксы используется 1/4 часть от всех поднесущих. В основе технологии OFDM важным является то, что передаваемая пачка длиной N битов (где N равно числу поднесущих) из последовательного потока преобразуется в параллельный, в котором каждый бит растягивается по времени на длительность всей пачки (т. е. в N раз). Далее каждый бит модулирует свою поднесущую. В стандарте 802.16 длительность символов в 4 раза (256/64) больше, чем в стандарте 802.11, поэтому и допустимы более длительные времена задержек отраженных копий. Следовательно, допустимо иметь меньшее значение отношения числа поднесущих к общему их числу. Стандартом 802.16—2004 предусмотрено обеспечение различных соотношений 1/32, 1/16, 1/8 и 1/4 для динамического выбора оптимального соотношения в конкретных условиях распространения. Для повышения надежности связи в условиях мобильности стандартом 802.16е применяется технология OFDMA с 2048 поднесущими, что позволит еще больше увеличить длительность передаваемых символов и уменьшить искажающее влияние задержек отраженных копий сигнала. Стандарт 802.16 предусматривает полосы частот 20, 25 и 28 МГц в диапазонах от 10 до 66 ГГц. Этим стандартом предусматривается применять метод прямого расширения спектра с использованием одной несущей SC (Single Carrier). Стандарты 802.16—2004 и 802.16е предназначены для работы на частотах от 2 ГГц до 11 ГГц и позволяют гибко устанавливать полосы от 1,25 МГц до 20 МГц. Стандартом 802.16—2004 предусматривается или применение метода с прямым расширением спектра (только в условиях прямой видимости), или применение OFDM, наиболее подходящее для условий существования прямой и непрямой видимости. В стандарте 802.16е используется технология ортогонального частотного уплотнения OFDMA с динамическим распределением частотных поднесущих между терминалами пользователей, как более приспособленная для мобильной связи. При этом определены следующие полосы:

□    1,25 МГц— 128 поднесущих;

□    5 МГц — 512 поднесущих;

□    10 МГц — 1024 поднесущих;

□    20 МГц — 2048 поднесущих.

Доступ на передачу данных в сети WiMAX организуется применением механизма множественного доступа по запросу DAMA (Demand Assignment Multiple Access).

Скорость передачи в системе с технологией WiMAX может достигать 136 Мбит/с для стационарных пользовательских станций и 2 Мбит/с для мобильных терминалов при скорости их движения до 155 миль/час.

Технология WiMAX позволяет объединить большое количество локальных сетей Wi-Fi и обеспечить им выход к высокоскоростной магистральной сети, а через нее и к глобальным сетям типа Интернет.

Для сетей MAN обычно используются проводные технологии DSL и DOCSIS. Беспроводная технология WiMAX становится альтернативой проводным сетям, а во многих случаях и единственно возможным решением создания сети MAN. В случае успешного внедрения первых этапов WiMAX ее последующее развитие может не только успешно конкурировать с системами сотовой связи GSM, WCDMA поколений 3G и 4G, но и быть принятой в качестве системы беспроводного доступа поколения 4G, обеспечивая глобальный роуминг.