Технология WiMAX : на перекрестке телекоммуникационных путей
11 октября 2006
Рубрика: Интернет и сети.
Автор: .

pic
Отраслевые аналитики полагают, что WiMAX обрела статус жизнеспособной технологии. Сегодня на повестке дня практический вопрос: каким именно путем пойдет широкое практическое внедрение этой беспроводной технологии широкополосного доступа?

WiMAX — передовая технология широкополосного доступа с небольшой, но яркой историей развития. Последовательность этапов ее становления служит отличной характеристикой динамичности современной телекоммуникационной среды, для которой характерны минимальные временные интервалы между появлением экспериментальных прототипов и широкомасштабным запуском услуг на массовом рынке.

Сравнительно недавно, в январе 2003 года, институт IEEE утвердил спецификацию IEEE 802.16a, описывающую механизмы широкополосного беспроводного доступа в условиях прямой видимости (Line-Of-Sight, LOS). Через полтора года, в июле 2004 года, состоялась ратификация версии стандарта IEEE 802.16d (IEEE 802.16-2004), который обеспечивает поддержку широкополосного доступа внутри помещений без требования прямой видимости (Not-Line-Of-Sight, NLOS) с помощью усовершенствованной радиочасти (формирование луча антенны и технология модуляции OFDM). Данный вариант стандарта классифицируется как «фиксированная» версия широкополосного доступа, в отличие от «мобильной» версии, описываемой стандартом IEEE 802.16e (IEEE 802.16-2005), который был утвержден в декабре 2005 года.
Сети WiMAX, соответствующие стандарту IEEE 802.16-2004, уже активно создаются в разных странах мира. Предполагается, что первые инсталляции решений на базе стандарта IEEE 802.16e появятся уже в этом году, а в 2007 — 2008 гг. начнется широкое предоставление сервисов WiMAX на массовом рынке.

Серьезные перспективы

Энтузиазм, связанный с внедрением технологий WiMAX, обусловлен в первую очередь открывающимися широкими горизонтами возможностей:

1. WiMAX рассматривается как новый стандарт на базе IP-протокола, охватывающий как приложения передачи данных, так и традиционные голосовые сервисы. Технология, способная работать в лицензируемых и нелицензируемых полосах частот, обеспечивает уникальную производительность в условиях NLOS, что является явным преимуществом по сравнению с более ранними технологиями организации связи типа «точка многоточка» типа MMDS или LMDS. Кроме того, технология передачи на физическом уровне, основанная на передовой технологии модуляции радиосигнала OFDM, позволяет эффективно реализовывать развитые вещательные сервисы, а также системы мобильного и беспроводного доступа.
2. Технология WiMAX дает возможность расширить сферу охвата точек беспроводного доступа в Интернет (хот-спотов WLAN) до масштаба региона и обеспечить доставку сервисов передачи данных на уровне вплоть до мобильного Интернета. В оптимальных условиях и при низкой скорости передачи данных (порядка нескольких Мбит/с) радиус покрытия достигает 50 км. Однако для реальных условий эксплуатации следует рассматривать более скромные цифры: 5 км для использования внутри помещений (NLOS) и 15 км для применения абонентского устройства (CPE), соединенного с внешней антенной (LOS). В каждом случае реальная пропускная способность канала связи с отдельным подписчиком существенно зависит от общей ширины полосы частот и количества одновременно работающих пользователей. В типичном случае можно говорить о скорости на уровне 3 Мбит/с, что несколько ниже, чем в случае с фиксированной DSL-линией, но значительно выше, чем допускает технология HSDPA.
3. Стоимость создания сети радиодоступа WiMAX операторского класса и сети 3G различается приблизительно на порядок: около 10 тыс. евро в расчете на одну соту WiMAX и приблизительно 10 тыс. евро в расчете на один сектор UMTS. Однако WiMAX обеспечивает значительное увеличение емкости в расчете на одну соту, позволяя получать существенную экономию на масштабе.
4. Технология WiMAX может эффективно использоваться для решения коммуникационных задач, ориентированных как на частных, так и корпоративных пользователей. Она может применяться с равным успехом в условиях городской среды, в пригородах и сельской местности. Последнее свойство дало некоторым экспертам основания причислить технологию WiMAX к серьезным инструментам преодоления цифрового неравенства.

Однако сегодня еще нет полной ясности, в каком именно секторе предоставления услуг данная технология окажется наиболее востребованной и каким образом будут развиваться «взаимоотношения» WiMAX с другими технологиями, обеспечивающими доставку потребителям широкополосных услуг. Тем не менее можно сделать некоторые прогнозы.

pic

Варианты применения WiMAX

В целом все возможные варианты применения технологии WiMAX относятся к одному из четырех классов:

1. Беспроводная «последняя миля» для развитых рынков — услуги передачи голоса и широкополосный доступ к данным для частных лиц и корпоративных клиентов в городах и пригородах, а также для частных лиц в районах с низкой плотностью населения.

В этом сегменте рынка WiMAX играет роль беспроводной альтернативы проводной технологии DSL, и в этой роли она находит применение в сельской местности, где проводная инфраструктура DSL вообще отсутствует, а также в качестве опорной сети для каналов E1/Wi-Fi. В этом случае применение WiMAX позволяет избежать затрат на дорогие выделенные линии (подобную роль выполняет технология LMDS в нынешнем TDM-пространстве). Кроме того, WiMAX предоставляет возможность предложить более дешевые механизмы доступа к данным для корпоративных пользователей.

В рассматриваемом качестве WiMAX обеспечивает разнообразные спектры приложений в зависимости от статуса оператора: традиционный, альтернативный или традиционный, но действующий как альтернативный в другом регионе и т. д. Все разнообразие приложений доступно сегодня в рамках стандарта 802.16-2004 для условий прямой видимости вне помещений. А в середине этого года появятся устройства CPE, размещаемые внутри помещений, которые будут выполнять роль фиксированной технологии широкополосного беспроводного доступа и/или составной части опорной сети (отметим, что ряд нестандартизованных предложений уже сегодня имеется на рынке). В частности, компания Alcatel планирует в июле 2006 года выпустить на рынок готовое решение, полностью отвечающее стандарту 802.16-2005.

Примеры реальных решений беспроводной технологии DSL

См. таблицу на следующей странице. Еще один интересный пример — совместный проект компаний Alcatel и @rteria, реализуемый с июля 2005 года в городе Трухтершайм на востоке Франции. Этот проект сети WiMAX, в котором базовые станции установлены на мачтах высоковольтных линий, позволит жителям города пользоваться беспроводным широкополосным доступом в Интернет со скоростью до 2 Мбит/с в обоих направлениях. Все абоненты новой сети: предприятия, городские службы, конечные пользователи — удалены от передатчика WiMAX на расстоянии не более 20 км, что позволяет им пользоваться разнообразными широкополосными сервисами, включая IP-телефонию. Подобный проект, охватывающий всю территорию Австрии, выполняется с октября 2004 года по заказу оператора связи WiMAX Telecom. В Норвегии услуги широкополосного симметричного и асимметричного доступа в Интернет в масштабе города на базе WiMAX оператор NextGenTel тестирует в Осло и Бергене. В феврале нынешнего года оператор «Старт Телеком» приступил к тестированию фиксированной сети WiMAX в Москве. Решение Alcatel WiMAX обеспечит высокоскоростной широкополосный доступ в Интернет с пиковой скоростью до 12 Мбит/с на расстоянии до 10 км от базовой станции (для выбранных абонентов).

Как видно из приведенных примеров, WiMAX — это весьма гибкая технология, которая равно успешно может использоваться и для организации фиксированного беспроводного доступа (Fixed Wireless Access, FBA), и для создания опорной сети, дополняющей или альтернативной, по отношению к традиционной. Развитие этого сегмента в ближайшие годы будет подпитываться внедрением систем широкополосного доступа в Интернет в домах пользователей, а также ростом проникновения домашних ПК нижнего уровня. В результате к 2010 году данный сегмент займет до 25% потенциально возможного совокупного рынка услуг широкополосного беспроводного доступа (Broadband Wireless Access, BWA) и будет насчитывать около 10 млн. конечных пользователей.

2. Беспроводная «последняя миля» для новых и развивающихся рынков — главным образом, голосовые сервисы и, возможно, передача данных для тех районов, в которых отсутствует проводная связь.

Из 6 миллиардов сегодняшних жителей земного шара две трети остаются отрезанными от фиксированных и мобильных коммуникаций. Именно для этой части населения BWA является эффективным и экономичным способом организации базового сервиса телекоммуникаций посредством технологии VoIP, а также для обеспечения высокоскоростного доступа в Интернет в качестве направления будущей эволюции сервисов.

На эту категорию пользователей ориентируются производители домашней компьютерной техники, планируя выпуск недорогих устройств в ценовой нише 100 долл. Рост аудитории потребителей такой домашней техники будет стимулировать рост потребностей в расширении полосы пропускания каналов связи, и BWA видится технологией, способной удовлетворить эти растущие требования. В частности, оборудование WiMAX, работающее в диапазоне 700 МГц, дешевле, чем технические решения CDMA или GSM в диапазоне 450 МГц. Кроме того, это оборудование способно поддерживать более широкий спектр телекоммуникационных сервисов. По нашим оценкам, к 2010 году данный сегмент займет до 35% общего рынка BWA и охватит около 25 млн. подписчиков.

pic

Примеры применения сетей WiMAX для развития
телекоммуникационной
инфраструктуры развивающихся стран

• Технологию WiMAX правительство Индии выбрало в качестве локомотива для развития в стране современной инфраструктуры связи. Начало этому процессу положило открытие в сентябре 2005 года в городе Ченнай совместного предприятия, образованного компанией Alcatel и C-DOT, правительственным центром развития телекоммуникационных технологий Индии. Новое предприятие представляет собой глобальный научный центр научных исследований и конструкторских разработок в области широкополосных беспроводных технологий, в работе которого будут учитываться индийские нормативные требования в области радиосвязи. Задачей центра являются также создание промышленных прототипов, организация массового производства, интеграция новых систем в магистральные сети связи, адаптация прикладных платформ и пользовательских терминалов. Эта деятельность должна привести в конечном итоге к росту и уверенному развитию местной индустрии связи.
• Mundostartel, оператор связи Анголы, объявил в январе о начале проекта создания национальной сети WiMAX, которая охватит три города и обеспечит широкополосными сервисами передачи данных, а также услугами VoIP более 6 млн. пользователей.
• Оператор связи Telkom, работающий в Южной Африке, собирается использовать WiMAX для высокоскоростного доступа в Интернет и телефонной связи в городских и сельских районах.

Очевидно, что новые «игроки», появляющиеся на развивающихся рынках, смогут бросить вызов бизнес-моделям традиционных операторов связи за счет активного использования инновационных сервисов. Ключевыми факторами успеха для них являются массовая доступность недорогих абонентских устройств и государственная воля к преодолению цифрового неравенства.

3. Мобильный Интернет для развитых и развивающихся рынков (хот-зоны) — для пользователей, «кочующих» (nomadic) по городу, которые пользуются привычными сервисами передачи данных вне дома и офиса.

С точки зрения технологий это последний шаг на пути к реальной конвергенции в сотовых IP-сетях, обеспечивающей полную мобильность при переходе между сетями на базе разных технологий. Технологии данного сегмента активно поддерживаются «тяжеловесом» рынка компанией Intel, что вкупе с оптимальным соотношением покрытие/пропускная способность, внушает уверенность в неуклонном поступательном развитии услуг мобильного Интернета.

Первые приверженцы таких услуг — потребители с высоким ARPU — появятся уже в этом году. По мере появления соответствующих устройств они будут использовать ноутбуки с PCMCIA-картами и карманные ПК со встроенными чипсетами WiMAX. По нашим оценкам, данный сегмент к 2010 году будет включать половину (от 45% до 55%) всех потенциальных возможностей и будет обслуживать около 40 млн. подписчиков.

Принятие данных услуг массовым рынком будет во многом определяться разнообразием интеллектуальных мультимедийных абонентских устройств и приложений, способных поддерживать услуги мобильного ТВ, музыкальные сервисы, игры и т. д. В феврале прошлого года два лидера рынка, Intel и Alcatel, подписали глобальное соглашение о стратегических разработках в области WiMAX. Компании объединили свои усилия для разработки, интеграции и тестирования инфраструктурных сетевых решений Alcatel WiMAX и процессоров нового типа Intel WiMAX, предназначенных для беспроводных клиентских устройств. Комплексное решение для домашних, «кочующих» и мобильных пользователей будет выпущено на рынок летом этого года. Основой технического решения является компактная базовая станция Evolium WiMAX, снабженная интеллектуальной антенной. Эта станция, способная передавать видеоинформацию на портативные компьютеры пользователей со встроенными картами PCMCIA, обеспечивает поддержку пользователей всех типов: фиксированных, мобильных, кочующих.

Типичный пример из данного сегмента услуг — запланированный на середину этого года запуск в Корее оператором Korea Telecom (KT) технологии беспроводной широкополосной передачи данных WiBro, базирующейся на стандарте 803.16-2005. Компания Samsung уже представила различные приложения новой технологии передачи данных: радиотрансляция, домашние беспроводные сети, видеотелефония, видео по запросу, навигация, а также ряд моделей телефонных аппаратов, дизайн которых выполнен в стиле телефона и КПК одновременно.

Компания KT пока не раскрывает точных бизнес-планов в отношении WiBro, однако очевидно ее нынешнее позиционирование в качестве услуги, дополняющей функциональность DSL или 3G. Фактически данный проект выглядит как первый этап на пути к смешению традиционной дифференциации сервисов. Иными словами, говоря о сегменте услуг мобильного Интернета, вместо поиска нового сервиса «убийственной привлекательности» следует опираться на концепцию экосистемы новых применений телекоммуникационных технологий, нацеленных на различные специфические группы пользователей (например, молодежь).

4. Конвергентные IP-услуги в сотовых сетях — поддержка мобильных широкополосных приложений, например, видео, для дополнения сервисов сетей 3G с целью улучшения возможностей полосы пропускания на пути развития по направлению к услугам уровня Triple Play.

Фактически все три рассмотренных выше сегмента представляют собой «кирпичики», образующие путь к конвергентным IP-услугам в сотовых сетях, реализующим принцип наилучшего соединения всегда и везде.

По нашим оценкам, до 2010 года полностью мобильная технология BWA не будет занимать значительного места на рынке. Лишь начиная с 2010 года мобильные широкополосные услуги будут доминировать и сосуществовать вместе с другими технологиями. Вероятные кандидаты на роль таких взаимодополняющих технологий WiMAX 802.16-2005 и 3GLTE (3G Long Term Evolution), более эффективная технология широковещания для гораздо большего числа одновременно работающих пользователей, чем 3G. Таким образом, для инновационных операторов связи следующего поколения (3G), не обремененных унаследованной сетевой архитектурой, WiMAX станет подходящей начальной технологией для организации «Интернета в кармане».

Планы внедрения услуг уровня «Мобильный Интернет»

• Оператор Sprint (США) планирует внедрить в 2007 — 2008 гг. на базе WiMAX целого спектра разнообразных приложений: от FBA для сферы небольшого бизнеса до решений для «кочующих» пользователей и решений, обеспечивающих полную мобильность.
• Компания Inukshuk Internet, совместное предприятие, образованное Bell Canada и Rodger, собирается предоставлять сервисы передачи данных в городской среде и услуги передачи голоса — в районах с невысокой плотностью населения.
• Проект Dish Networks, который планируют осуществить операторы DirecTV и EchoStar, предполагает использовать WiMAX для предоставления подписчикам услуг спутникового ТВ пакеты уровня Triple Play, которые включают передачу видео, голоса, данных.

При этом WiMAX станет частью более интеллектуальных и многорежимных устройств с разными радиоинтерфейсами, а частные и корпоративные пользователи смогут получить дешевое широкополосное решение. Пример практической реализации такого подхода — демонстрация предоставления услуг пользователю, движущемуся в автомобиле, — был продемонстрирован в прошлом году на конференции Samsung, посвященной сетям связи 4G.

Таким образом, проявление технологии WiMAX отмечает этап смены ключевой парадигмы доступа к телекоммуникационным сервисам: от персональных сетей (Personal Area Networks, PAN), подобных Bluetooth, и локальных сетей (LAN) к региональным сетям (Metro Area Network, MAN), в которых обеспечивается доставка мобильных сервисов, ориентированных на передачу данных.

Барьеры на пути развития

Технология WiMAX обладает всеми предпосылками для того, чтобы разрешить проблемы высокой фрагментированности нынешнего рынка BWA за счет стандартизации и возможности взаимодействия различных технологий. Однако сегодня достижению этих целей препятствует ряд нерешенных проблем как технологического, так и организационного характера:
• В разных странах имеются проблемы с доступностью частот для сетей WiMAX: соответствующие диапазоны могут быть уже заняты под другие нужды, либо быть выкуплены компаниями, не собирающимися предоставлять услуги связи с целью перепродажи.
• Теоретическая пропускная способность соты WiMAX составляет 70 Мбит/с. Однако в реальных условиях (с учетом размера соты и наземной обстановки) этот показатель колеблется в среднем от 20 до 30 Мбит/с. Это дает повод скептикам негативно относиться к возможности предоставления услуг класса Triple Play.
• Для обеспечения гладкого национального или интернационального роуминга, что критически важно для процесса предоставления мобильных услуг, необходимо обеспечить взаимодействие со множеством других операторов связи, включая фиксированных. Это может оказаться сложной организационной проблемой.
• Поставщики оборудования работают над задачей обеспечения роуминга технологий. Их цель — создание единого широкополосного чипсета для диапазона частот 2,3 ГГц 2,5 ГГц 3,3 ГГц 3,5 ГГц с гармонизированным профилем. Что касается радиочасти, то сегодня вендоры работают над решениями, полностью покрывающими диапазоны ото 2,3 до 3,7 ГГц, что гарантирует глобальный роуминг. На следующем этапе возможно появление чипсета, комбинирующего возможности широкополосных и радиотехнологий и охватывающего обе области беспроводного доступа: Wi-Fi и WiMAX.
• Для освоения массового рынка нужны разнообразные абонентские устройства из различных ценовых ниш: дешевые аппараты с поддержкой 802.16-2004 (для развивающихся рынков), интеллектуальные устройства (смартфоны, PDA) со встроенными PCMCIA-картами 802.16-2005 (для приложений хот-зон). Расчеты показывают, что необходимость в массовом выпуске таких устройств выявится уже после 2007 года. Следует отметить также необходимость обратной совместимости версий WiMAX 802.16-2004 и 802.16-2005.

В целом, по нашим оценкам, в результате воздействия стимулирующих и ограничивающих факторов к 2008 году объем рынка WiMAX достигнет приблизительно 1,7 млрд. евро.

pic

* * *
Сегодня беспроводной широкополосный доступ — это динамичная область, охватывающая широкий спектр возможных применений: от беспроводной альтернативы технологии DSL до конвергентных сетей мобильной связи на базе IP-протокола. Открываемые с помощью WiMAX горизонты развития телекоммуникационных сервисов предполагают появление новых источников доходов, новых категорий пользователей, а также новых сервисов для существующих подписчиков. WiMAX дает возможность повысить продуктивность имеющихся активов и стимулировать появление новых запросов пользователей.

Благодаря своей величайшей гибкости технология WiMAX стремится обрести себя на перекрестке различных телекоммуникационных тенденций: стремления сервис-провайдеров и операторов фиксированных широкополосных сервисов к обеспечению мобильности, провайдеров мультисервисных услуг к широкополосности, а также к появлению на рынке BWA игроков нового типа, подобных Skype, Yahoo или Google.

Однако WiMAX не сможет стать доминирующей технологией доступа внезапно, она должна входить на рынок постепенно, шаг за шагом. Первоначальная адаптация к новой технологии будет связана с фиксированным широкополосным доступом и лишь спустя некоторое время начнется ее популяризация в среде «кочующих» пользователей, оснащенных ноутбуками с соответствующими встроенными средствами или другими портативными устройствами. Эта фаза займет не менее двух трех лет, и все это время доминирующими останутся стандарты 3G (W-CDMA и CDMA EVDO). WiMAX предстоит определить свое точное рыночное позиционирование: в качестве или альтернативы, удобной для новых операторов, или дополнительных решений для существующих операторов 3G, открывающих для себя новые направления предоставления услуг.

Orphus system
В Telegram
В Одноклассники
ВКонтакте