IDF Москва 2004: прошлое, настоящее и будущее WiMAX

Среди ежегодных IT-событий осени, Форум Intel для разработчиков является одним из крупнейших событий, уже третий год подряд по праву приковывающим внимание читателей и всей пишущей на околокомпьютерные темы братии. Особенно интересными эти конференции стали после провозглашенного в прошлом году курса Intel на всестороннюю поддержку сложившейся в индустрии тенденции по конвергенции коммуникационных и вычислительных средств.

Теперь сообщество компаний, принимающих участие в Форуме, представляет собой щедрую смесь из разработчиков современных коммуникационных и компьютерных стандартов, производителей всевозможной техники, в том числе - связной и портативной. То есть, по профилю Mobile-Review.com - не все, но многое.

Мероприятия Форума можно разделить на две законченные логические части, каждая из которых сама по себе достойна подробного описания. Это многочисленные доклады, научные презентации и лабораторные работы, проводимые Intel и ее близкими партнерами по совместному продвижению новых технологий. Плюс, это выставка компаний отрасли, где участники показывают преимущественно перспективные разработки, а не готовые продукты, в отличие от обычных IT-шоу. С учетом того, что значительная часть экспозиции представлена российскими компаниями, у посетителя появляется возможность краешком глаза заглянуть в будущее отечественных высоких технологий.

Хорошо бы рассказать о событиях Форума по максимуму. Увы, приходится выбирать между стилем многочисленных "наскоков" на все мероприятия Форума и рассказом о ключевом (на мой взгляд) событии. Об остальном - как-нибудь в другой раз.

Не секрет, что настоящее домашних и корпоративных сетей принадлежит высокоскоростным линиям DSL и кабельным инфраструктурам, в будущем многие из них станут беспроводными. Разумеется, сейчас большинство операторов связи во всем мире производят значительные капиталовложения в развитие современных сотовых сетей, главным образом, третьего поколения, которые, наряду с традиционными услугами связи, предлагают скоростной доступ в интернет и к корпоративным сетям. Одновременно с этим движением со стороны сетей мобильной связи растет и ширится подход "с другой стороны", когда обычная компьютерная сеть становится беспроводной, все более "дальнобойной", все чаще предлагая не только традиционный обмен данными, но и всевозможные варианты голосовой связи, среди которых наиболее динамично развивается VoIP.

Первые попытки создания беспроводных сетей выразились в виде появления первых точек доступа Wi-Fi. За несколько лет сети Wi-Fi прошли путь от робких попыток чего-то более-менее упорядоченного до серьезных корпоративных инфраструктур и разветвленных сетей точек доступа во многих развитых странах, где покрытие Wi-Fi обеспечивается на площади отдельных микрорайонов. При всех преимуществах такого решения "последней мили" в связи с дороговизной инфраструктуры и малым радиусом охвата одной точкой доступа, такие решения может позволить себе только малая часть пользователей по всему миру. В нашей стране развитие таких сетей пока что продвигалось достаточно умеренными темпами, в основном в столицах, в присутственных местах, и на массовость пока не может претендовать ни в коей мере.

Новый магистральный стандарт WiMAX позволяет организовать недорогие высокоскоростные беспроводные соединения для домашних и корпоративных пользователей, как в городах, так и в сельской местности. WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) представляет собой сводное название для широкополосного беспроводного доступа, обеспечиваемого стандартами семейства IEEE 802.16. Точки доступа IEEE 802.16 будут устанавливаться главным образом на высотных зданиях и мачтах, подобно оборудованию сетей сотовой связи. Кстати упомянуть, больше всех лицензированием и приобретением оборудования WiMAX в настоящее время интересуются как раз операторы сотовых сетей, для которых включение этого вида коммуникаций в свои структуры было бы наименее затратным и в перспективе, может принести значительные прибыли. По крайней мере, лично для меня, не будет большим удивлением, если со временем сотовые сети 3G/4G будут уживаться вместе с оборудованием Wi-Fi/WiMAX, а в перспективе даже будут значительно потеснены последними, ибо уже сейчас первичная задача сотовых сетей - передача голосовых данных, является лишь подмножеством задач для обычного мобильного телефона. Лиха беда начало...

Подразумевается, что оборудование для сетей WiMAX в общем случае эксплуатируется в частотных каналах диапазона 2 - 11 ГГц, специфических для разных стран, участками с шириной канала 10 МГц. В масштабе одной базовой станции первого поколения WiMAX-продуктов предполагается обеспечение беспроводного доступа на площади с радиусом до 50 км при пиковой производительности канала до 35 Мбит/с. Ширина канала, выделяемого конкретному пользователю, определяется провайдером и может нормироваться как на уровне DSL - для физических лиц, так и до уровня T1 для организаций. Не удивительно, что максимальное внимание внедрению сетей WiMAX уделяется в странах с большими территориями и удаленностью от мегаполисов, а также с приличным процентом сельского населения. В эту категорию попадают не только Бразилия, Китай и Россия, но даже, например, Швеция, где внедрение WiMAX также нынче в фаворе - разумеется, в качестве дополнения к GSM/EDGE и 3G.

На прошедшем Форуме теме развития WiMAX было посвящено очень многое. Это и демонстрация в помещении РАН экспериментальной сети IEEE802.16-2004, и выставка магистрального и клиентского оборудования, и, наконец, подробнейший доклад на тему "Развитие широкополосного беспроводного доступа: от стационарного доступа к мобильности", сделанный Дмитрием Ларюшиным, менеджером по техническому маркетингу в Intel Broadband Wireless Division.

Согласно концепции Intel о развитии широкополосного беспроводного доступа во всем мире, сертифицированное WiMAX-оборудование начнет появляться на рынке с середины 2005 года.

В настоящее время Intel и партнеры по продвижению WiMAX разрабатывают три основные модели применения нового беспроводного интерфейса.

Стационарная модель продвигается как альтернатива традиционным кабельным/T1/DSL линиям передачи сигнала и предназначена для сегментов рынка, которые недостаточно качественно и не в полной мере обслуживаются услугами проводного широкополосного доступа - сельских областей и развивающихся стран. Использование этой модели подразумевает установку наружной антенны, шлюзовые устройства, выполняющие функции, аналогичные функциям кабельного модема и модема DSL. для этой модели будет характерно использование физического уровня OFDM256 и протокола IEEE802.16-2004.

Портативная модель использования WiMAX подразумевает создание сети расширенных соединений Wi-Fi для мобильных и стационарных клиентов с настольными ПК, ноутбуками и КПК. Устройство клиента заново подключается и проходит аутентификацию в каждой стационарной точке обслуживания. Основное назначение - обеспечение доступа в интернет и VoIP телефония. Для этой модели будет типичным применение масштабируемого физического уровня OFDMA, стандарта IEEE802.16e, практика обеспечения повышенного уровня безопасности (PKMv2), а также работа с адаптивными и MIMO системами антенн.

Наконец, модель обеспечения полной мобильности, или, как ее еще называют, "Расширенная передача данных 3G". Целевая группа - пользователи смартфонов и карманных ПК с функцией передачи речи и данных, интерфейсы, интегрированные в автомобили и т.п. Использование модели для полностью мобильных ПК подразумевает возможности портативной модели плюс поддержку приложений, работающих в режиме реального времени, включая голосовые данные и видеоматериалы при перемещении. В качестве примеров использования можно привести IP-приложения - доступ в интернет, к электронной почте, обмен сообщениями, FTP, VPN и т.п.; приложения в режиме реального времени - игры через интернет, потоки мультимедийных данных, VoIP; услуги по передаче данных класса 3G: службы на базе местонахождения, обмен пейджинговыми сообщениями, SMS, MMS, E911. Основной упор при использовании этой модели будет делаться на применение стандартов IEEE802.16f/g со стандартизированными сетевыми интерфейсами.

Что касается применения протокола IEEE802.16e с масштабируемым физическим уровнем OFDMA, адаптирующим ряд используемых тонов FFT в зависимости от выделенной доли пропускной способности канала, в перспективе применение этой технологии позволит гибко подстраиваться под каждый локальный рынок со своей полосой спектра. Одновременно с этим OFDMA поддерживает адаптируемые системы антенн (AAS), что обеспечивает передачу с помощью нескольких антенн, а также распределенную передачу, формирование луча и нулевое управление.
OFDMA также поддерживает набор вариантов антенны MIMO, где используется несколько массивов передающих и приемных антенн.

Применение систем из 2, 3, или 4 антенн нисходящей передачи (DL) и 2 антенн восходящей передачи (UL) обеспечивает гибкое соотношение производительности и охвата c поддержкой пространственного мультиплексирования (SM) в целях обеспечения максимальной эффективности использования спектра частот. MIMO увеличивает число путей распространения между передатчиком и приемником, информация собирается по отношению к системе SISO в затухающем канале, если пути распространения различаются. MIMO можно использовать для увеличения диапазона в сети WiMAX Кроме того, обеспечивается пространственное мультиплексирование для повышения скорости передачи данных через системы с одной антенной.

Несмотря на схожесть стандартов семейства IEEE802.16, между ними имеются некоторые различия, соответствующие различным целевым схемам применения. Например, как изображено на схеме выше. Главное на данном этапе - внедрение единого всемирного стандарта для портативных и мобильных систем, а также унификация сетей и клиентских устройств Wi-Fi и WiMAX для взаимного дополнения.

Разумеется, список возможных моделей использования WiMAX-оборудования этим не исчерпывается. Основными преимуществами WiMAX по сравнению с 3G при этом называют более эффективное использование спектра частот для передачи данных, дополнительный диапазон и покрытие Wi-Fi, а также уверенную поддержку обмена данными в движущихся объектах (до 120 км/час). К этому можно добавить гибкость архитектуры, поддерживающую успешное функционирование нескольких операторов, а также использование IP-сетей, обеспечивающее взаимосовместимость и сокращение капитальных затрат.

К сожалению, до повсеместного внедрения новых стандартов WiMAX предстоит непростой путь по сертификации и тестированию совместимости с портативными и мобильными системами, а также решение дополнительных сложностей, связанных с инфраструктурой радиосети, спецификаций I/F и взаимной совместимости. Об этом шел подробный разговор в дни Форума.

К тому же, для российского рынка определенную сложность вызывает получение лицензии на использование подходящего частотного диапазона. В Северной Америке для WiMAX будут использоваться участки в диапазонах 2,5 и 5 ГГц, в Центральной и Южной Америке - 2,5, 3,5 и 5 ГГц, на Ближнем Востоке, в Африке, Западной и Восточной Европе - 3,5 и 5 ГГц, в Азиатско-тихоокеанском регионе - 2,3, 3,5 и 5 ГГц. В нашей стране ожидается получение лицензии на диапазон 5 ГГц, однако, до сих пор не решены определенные сложности с выводом этого диапазона из юрисдикции военных. Решение всех вопросов возложено на созданную для этих целей организацию WiMAX Forum.

На выставке, проходившей в дни Форума, широкой публике демонстрировалось одночиповое решение Intel Rosedale, включающее в себя MAC-уровень стандарта 802.16-2004 (ранее известный как IEEE 802.16REVd) и протокол физического уровня OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), а также встроенную систему защиты информации и интерфейс с контроллером мультиплексной передачи с временным уплотнением каналов. Это оборудование будет устанавливаться в жилых домах и на предприятиях, обеспечивая прием и передачу сигналов для широкополосного доступа в интернет.

В целом, чип Rosedale можно назвать основой первой клиентской одночиповой WiMAX-системы, ориентированной на использование в недорогом компьютерном оборудовании. Правда, на первом этапе цена клиентских WiMAX-устройств будет составлять порядка $350. Однако с дальнейшим распространением технологии стоимость оборудования понизится до $200, а затем и вовсе сравняется со стоимостью аппаратного обеспечения для современных сетей Wi-Fi.

Инициатива Intel, направленная на продвижение технологии WiMAX в России, осуществляется в сотрудничестве с общественно-государственным объединением "Ассоциация документальной электросвязи" (АДЭ) через рабочую группу по беспроводным сетям данных.

В рамках третьего российского Форума Intel для разработчиков была развернута публичная технологическая демонстрация системы стандарта 802.16а (WiMAX), разработчиком и поставщиком которой выступила отечественная компания "Р.М. Телеком", партнер компании Alvarion, подписавшей с корпорацией Intel стратегическое соглашение по разработке WiMAX-систем. В рамках Форума компания "Р.М. Телеком" продемонстрировала прообраз подобных платформ - систему BreezeACCESS VL, оснастив базовой станцией и несколькими клиентскими устройствами с поддержкой технологии 802.16а (WiMAX) интернет-кафе в здании РАН.

Что касается стоек для базовых станций, их первоначальная цена будет колебаться в пределах $100 тысяч, однако, со временем она снизится до $20 тыс.

Среди более чем 80 стендов выставки технологий и решений, стенд компании "Р.М.Телеком" был интересен демонстрацией оборудования для организации магистральных беспроводных каналов связи и беспроводного доступа в интернет: российскими радиорелейными станциями WOCCOM с пропускной способностью до 100 Мбит/с, оборудованием "последней мили" Motorola Canopy и Alvarion BreezeACCESS VL стандарта OFDM.

Что касается перспектив внедрения WiMAX в ближайшие годы, с точки зрения Intel в 2005 году ожидается первое внедрение широкополосных сетей для SOHO-сектора и рынка потребительских систем, в 2006 году можно ожидать реализации WiMAX в мобильных телефонах и появления его поддержки в ноутбуках. К 2007 году возможно быстрое распространение WiMAX в мобильных компьютерах, а к 2008 году прогнозируется реализация поддержки стандарта в 50% продаваемых в мире ноутбуков.

К 2009 году аналитики ожидают начала интенсивного роста инфраструктуры беспроводных сетей на базе 802.16/WiMAX. Прогнозируется, что за пять лет продажи WiMAX-оборудования могут составить порядка $2 млрд.

Сергей Селиванов ([email protected])
Опубликовано - 25 октября 2004 г.

Новости:

13.05.2021 MediaTek представила предфлагманский чипсет Dimensity 900 5G