Технологія WiMax, як конкурент LTE

WiMAX - це стандарт бездротового широкосмугового доступу, який заснований на стандарті IEEE 802.16. Як видно з назви, WiMAX може вважатися розширенням стандарту Wi-Fi, розробленим для забезпечення широкого діапазону пристроїв (від лептопів до смартфонів) високошвидкісним мобільним доступом в Інтернет. Поточна реалізація WiMAX заснована на специфікації 802.16e, яка в 30-ти мильному діапазоні (48,27 км) теоретично пропонує швидкості передачі до 70Мбіт/сек.

Але знову ж таки "теоретично" є тут ключовим словом, тому що WiMAX як і інші бездротові технології може працювати або на високих швидкостях, або на великих дистанціях. Але не разом. Так, створювані в США мережі WiMAX забезпечують у середньому швидкості в 3-6Мбіт/сек, з максимумами до 10Мбіт/сек. При цьому, як і LTE, WiMAX підтримує технологію MIMO, і тому додаткові антени можуть збільшити потенційну пропускну здатність.

Єдиного глобального частотного діапазону для WiMAX не існує. Однак існує три окремих - 2,3 GHz, 2,5 GHz і 3,5 GHz. Так у США найбільший сегмент WiMAX працює на 2,5 GHz і надається в основному провайдером Clearwire.

У плані загальної доступності частотного діапазону 4G для розгортання своїх сервісів, Clearwire володіє в кілька разів більшими можливостями, ніж конкуренти з діапазону 700MHz. Однак це не дуже хвилює компанії Verizon і AT & T, тому що вони при необхідності можуть перепризначити під LTE поточні діапазони сервісів 2G і 3G.

Більше того, як уже згадувалося раніше, діапазон 700MHz, який планують використовувати Verizon і AT & T, володіє значно більш високу проникаючу здатність у будівлі, ніж сигнал 2,5 GHz тієї ж потужності. Деякі експерти заявили, що стандарт 700MHz зажадає в чотири рази менше базових станцій, ніж мережі 2,5 GHz при рівному покритті.

Розвиток зв'язку WiMax в Україні рухається занадто повільними темпами. Так, в країні 1,2 млн абонентів мобільного Інтернету, з них користувачів WiMax - всього трохи більше 25 тис. Що як мінімум в чотири рази менше, ніж прогнозувало керівництво першого в країні 4G-оператора "Українські Новітні Технології" (ТМ Freshtel) під час презентації проекту влітку 2009 року. Це говорить про те, що дана технологія так і не стала популярною серед українців, а оператори, що мали широкомасштабні плани, не змогли втілити їх. Компанія запустила в комерційну експлуатацію свою мережу в січні цього року, витративши на її будівництво $ 50 млн. Сьогодні покриття оператора є лише в Києві (70%). У травні цього року в Києві почала працювати друга бездротова мережа в стандарті мобільного WiMax - Intellecom. Запуск цього проекту, так само як і Freshtel, неодноразово переносився. Зараз мережа запущена тільки в столиці, і розпочато її розгортання в Харкові. Перший і основний фактор, що пояснює такий стан речей, - це недосконалість технології, яка вимагає встановлення більшої кількості базових станцій. Але навіть це не вирішить проблеми: левова частка абонентів WiMax постійно відчувають складнощі з наявністю сигналу в приміщенні, і ці проблеми не завжди вирішуються розміщенням модемів, наприклад, на балконі. Російські 4G-оператори для вирішення цієї проблеми використовують спеціальне обладнання, яке встановлюється в приміщеннях і підсилює потужність сигналу. Але цей шлях вимагає значних грошових вкладень, окупність яких в нинішній ситуації не гарантована.

Крім об'єктивних причин недосконалості технології і слабкого покриття WiMax-операторів, є і фактор конкуренції з технологією 3G. Так, "Укртелеком" почав досить агресивно боротися за абонентів, запустивши два безлімітних тарифних плани мобільного широкосмугового. Як результат, за оцінками експертів, до кінця цього року безлімітні інтернет-пакети стануть стандартом на ринку мобільного доступу, як це вже сталося з послугою фіксованого Інтернету. За прогнозом "Укртелекому", до кінця року в компанії буде 834 тис. мобільних абонентів, тобто їх кількість зросте приблизно в 2,2 рази. Експерти вважають, що в найближчій перспективі конкуренція в сегменті швидкісного мобільного Інтернету загостриться ще більш істотно. Практично відразу на нову пропозицію держоператора відреагував його основний конкурент - "Телесистеми України" (ТМ Peoplenet), який запустив тарифний план "Зручний Безліміт" з подобової абонентською платою. Таким чином, мало не головну конкурентну перевагу WiMax-операторів нівелюється.

\

IEEE

IEEE 802.11 - набір стандартів зв'язку для комунікації в бездротової локальної мережевої зоні частотних діапазонів 0,9, 2,4, 3,6 і 5 ГГц.

Користувачам більше відомий за назвою Wi-Fi, фактично є брендом, запропонованим і просуваються організацією Wi-Fi Alliance. Одержав широке поширення завдяки розвитку в мобільних електронно-обчислювальних пристроях: КПК і ноутбуках.

Спочатку стандарт IEEE 802.11 припускав можливість передачі даних по радіоканалу на швидкості не більше 1 Мбіт / с і опціонально на швидкості 2 Мбіт / с. Один з перших високошвидкісних стандартів бездротових мереж - IEEE 802.11a - визначає швидкість передачі вже до 54 Мбіт / с. Робочий діапазон стандарту 5 ГГц.

Всупереч своїй назві, прийнятий в 1999 році стандарт IEEE 802.11b не є продовженням стандарту 802.11a, оскільки в них використовуються різні технології: DSSS (точніше, його поліпшена версія HR-DSSS) у 802.11b проти OFDM в 802.11a. Стандарт передбачає використання ліцензування Міністерства діапазону частот 2,4 ГГц. Швидкість передачі до 11 Мбіт / с.

Продукти стандарту IEEE 802.11b, що поставляються різними виробниками, тестуються на сумісність і сертифікуються організацією Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), яка в даний час більше відома під назвою Wi-Fi Alliance. Сумісні бездротові продукти, що пройшли випробування за програмою «Альянсу Wi-Fi», можуть бути марковані знаком Wi-Fi.

Довгий час IEEE 802.11b був поширеним стандартом, на базі якого було збудовано більшість бездротових локальних мереж. Зараз його місце зайняв стандарт IEEE 802.11g, поступово витісняється високошвидкісним IEEE 802.11n.

Проект стандарту IEEE 802.11g був затверджений у жовтні 2002 р. Цей стандарт передбачає використання діапазону частот 2,4 ГГц, забезпечуючи швидкість з'єднання до 54 Мбіт / с і перевершуючи, таким чином, стандарт IEEE 802.11b, який забезпечує швидкість з'єднання до 11 Мбіт / с. Крім того, він гарантує зворотну сумісність зі стандартом 802.11b. Зворотна сумісність стандарту IEEE 802.11g може бути реалізована в режимі модуляції DSSS, і тоді швидкість з'єднання буде обмежена одинадцятьма мегабітами в секунду або в режимі модуляції OFDM, при якому швидкість може досягати 54 Мбіт / с. Таким чином, даний стандарт є найбільш прийнятним при побудові бездротових мереж.

 

Частоти:

Канал	Центральна частота (ГГц)
	2,412
	2,417
	2,422
	2,427
	2,432
	2,437
	2,442
	2,447
	2,452
	2,457
	2,462
	2,467
	2,472
	2,484

 

2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

У даній роботі була досліджена мережа четвертого покоління на базі технологій LTE. Також за експериментальними даними визначено залежність швидкості прийому і передачі трафіку від ступеня дальності базової станцій. Також розглянути метод моделювання дальності дії в мобільній мережі Long-term Evolution (LTE).

 

LTE є торговою маркою для нових і швидко розвиваються технологій, які вважаються технологією 4G. Це одна з самих високошвидкісних технології мобільного доступу. Її швидкості дозволяють надавати сучасні послуги зв'язку у високій цифровій якості.

 

Метою дослідження є виявлення реальної швидкості передачі і прийому мобільного доступу в інтернет. Також залежність швидкості від відстані бездротових 4G модемів від базової станцій LTE в місті Дніпропетровськ. Експеримент може визначити, яку швидкість в інтернеті можуть дати мережі LTE і на якому відстаней. Теоретична максимальна швидкість мережі LTE може досягати 100 Мбіт / с - downlink і 50 Мб / с - uplink.

 

Радіус дії встановленої базової станції LTE може розрізнятися залежно від використовуваних частот, потужності сигналу і радіоумов в кожному окремому випадку. Як правило, цей показник становить близько 5 кілометрів, однак при достатньому піднятті антени і потужності сигналу може досягати 30 і навіть 100 кілометрів

 

Фактична швидкість для абонентів залежатиме від таких факторів, як близькість до базової станції, завантаження каналу. Для проведення експерименту необхідний модем і визначення розташування однієї базової станції.

 

Оскільки у нашому місті немає можливості провести реальний експеримент з базовою станцією LTE (бо такої нема у Дніпропетровську), мною були використані експериментальні дані для іншого мегаполісу, а саме – місто Астана (Казахстан). Ці дані були отримані компанією «Beeline» в 2010 році. За додпомогою цих даних і був проведений мій розрахунок.