Что нужно знать для строительства WiMAX-сети

WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Название «WiMAX» было создано WiMAX Forum — организацией, которая была основана в июне 2001 года с целью продвижения и развития технологии WiMAX.

В России под WiMAX выделены следующие полосы частот: 2,3–2,4 Ггц и 2,496–2,69 Ггц (удивительно, но на сайте ГКРЧ мы не нашли конкретного протокола по этим частотам).

Нацеленность технологий WiMAX на разные рыночные ниши привела к созданию двух отдельных версий стандарта (вернее, их можно считать двумя разными стандартами). Каждая из спецификаций WiMAX определяет свои рабочие диапазоны частот, ширину полосы пропускания, мощность излучения, методы передачи и доступа, способы кодирования и модуляции сигнала, принципы повторного использования радиочастот и прочие показатели. А потому WiMAX-системы, основанные на версиях стандарта IEEE 

802.16 e и d, практически несовместимы. Краткие характеристики каждой из версий приведены ниже.

802.16-2004 (известен также как 802.16d и фиксированный WiMAX), спецификация утверждена в 2004 году. Используется ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM), поддерживается фиксированный доступ в зонах с наличием либо отсутствием прямой видимости. Пользовательские устройства представляют собой стационарные модемы для установки вне и внутри помещений, а также PCMCIA-карты для ноутбуков. В большинстве стран под эту технологию отведены диапазоны 3,5 и 5 ГГц. По сведениям WiMAX Forum, насчитывается уже порядка 175 внедрений фиксированной версии. Многие аналитики видят в ней конкурирующую или взаимодополняющую технологию проводного широкополосного доступа DSL.

802.16-2005 (известен также как 802.16e и мобильный WiMAX), спецификация утверждена в 2005 году. Это новый виток развития технологии фиксированного доступа (802.16d). Оптимизированная для поддержки мобильных пользователей версия поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер (англ.), idle mode и роуминг. Применяется масштабируемый OFDM-доступ (SOFDMA), возможна работа при наличии либо отсутствии прямой видимости. Планируемые частотные диапазоны для сетей Mobile WiMAX: 2,3–2,5; 2,5–2,7; 3,4–3,8 ГГц. В мире реализованы несколько «пилотных» проектов, в том числе первым в России свою сеть развернул «Скартел». Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, EV-DO, HSDPA).

Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMAX позволяет обслуживать только «статичных» абонентов, а мобильный ориентирован на работу с пользователями, передвигающимися со скоростью до 120 км/ч. Мобильность означает наличие функций роуминга и «бесшовного» переключения между базовыми станциями при передвижении абонента (как происходит в сетях сотовой связи). В частном случае, мобильный WiMAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей.

В 2006 году, по заказу регионального GSM оператора, мы провели анализ технологий альтернативных, на тот момент, сетям 3G (UMTS FDD). Интерес региональных операторов связи к мобильным технологиям, отличным от 3G, определялся отсутствием лицензий на разработку стандарта (кроме операторов «большой тройки»). Хотя и прошло уже 4 года, многое из той статьи актуально и по сей день . По итогам анализа были выбраны альтернативные технологии, однако их внедрение осложнилось по ряду причин (отсутствие частотного ресурса, высокая стоимость оборудования). Прошло время, и теперь можно с уверенностью говорить: конкурировать с федеральными сотовыми операторами на рынке мобильного интернета можно только в исключительных случаях.

В зависимости от плотности абонентов в зоне охвата, базовые станции WiMAX можно условно разделить на два типа: «Микро станция» и «Макро станция», малой емкости и большой емкости. Стоимость больших станций сопоставима со стоимостью базовых станций сотового оператора. Установка станции, даже с учетом затрат на монтаж и дополнительное оборудование (источники питания, кабель, антенные устройства и т. д.), обойдется в сумму от 1 млн. рублей и более. Несложно посчитать, что для покрытия небольшого города потребуется несколько станций и общая стоимость проекта перевалит за 10 млн. Кроме этого, потребуются дополнительные затраты на клиентское оборудование. В настоящее время это 2000–15000 рублей за устройства, в зависимости от производителя и технического исполнения.

А теперь рассмотрим сроки окупаемости небольшого проекта. Например, Вы планируете организовать WiMAX-сеть в городе с населением 50 тыс. человек. Основная услуга — предоставление мобильного и фиксированного интернета для юридических и физических лиц. Учитывая рельеф местности и географические координаты, для обслуживания города потребуется 3–4 базовых станции с секторными антеннами 120–360 градусов. Общая стоимость проекта начинается от 5–10 млн. рублей, и это для маленького города, не считая стоимости абонентских устройств.

Тем временем, в этом же городе сотовые операторы предлагают бесплатные 3G модемы и стартовый «бесплатный» трафик, которые работают везде в городе, поддерживается роуминг. Ежедневно услуги 3G рекламируются в СМИ и предлагаются в огромном количестве офисов по продажам. Не забываем также о процедуре частотных присвоений в WiMAX диапазоне, которая является чуть ли не главным «камнем преткновения» в реализации любого подобного проекта.

Мы не являемся противниками WiMAX-технологии и не отрицаем существование единичных проектов. Многие цифры являются общими и применимы не для всех задач и не во всех регионах. Мы всего лишь задаем вопросы: как заработать на строительстве WiMAX-сетей в России, как конкурировать с сотовыми операторами c их бюджетами и рекламными компаниями? Конечно, можно делать беспроводные WiMAX микро сети (при наличии разрешительных документов на использование частот) в маленьких населенных пунктах, однако такой проект будет окупаться очень долго, в связи с низкой платежеспособностью и концентрацией абонентов, а в конечном результате и там рано или поздно построят 3G сети.

Пока для соединения трех офисов в корпоративную беспроводную сеть, Вы ищете в поисковых системах «WiMAX оборудование», на российском рынке появилось огромное количество беспроводного оборудования, позволяющего соединять две и более точки, решать задачи по организации телефонной связи, передаче данных, а так же обеспечивать беспроводное видеонаблюдение на расстояниях до 50 км. (при определенных условиях), с начальной стоимостью от трех тысяч рублей за штуку.

Рабочие диапазоны частот этого оборудования 2,4 или 4,9–6,4 ГГц. Оборудование работает как по традиционным протоколам 802.11 a/b/g, так и по собственным, разработанным производителями, с использованием технологий TDD, OFDM, MIMO. Для использования этого оборудования также необходимо получить разрешение на использование в определенном частотном спектре, в некоторых случаях процедура на получение частотных присвоений упрощена. Емкость базовых станций варьируется от 10 до 100 Мбит на сектор, при этом распределяется равномерно или по назначению между клиентами, которых может быть от одного до нескольких сотен. Зоны уверенного приема в пределах оптической видимости исчисляются десятками километров. Технология OFDM позволяет обеспечивать работу в режиме «около прямой видимости».

Стоимость базовой станции редко превышает границу в сто тысяч рублей. Многие вендоры поддерживают клиентские устройства других производителей, если они работают в одном частотном диапазоне, включая офисные устройства, компьютеры и ноутбуки.

Рассмотрим стоимость проекта по организации корпоративной сети, состоящей из 7 офисов, находящихся на расстояниях 1–10 км. Основная цель — передача данных между офисами, организация IP-телефонии и передачи видеосигнала с объектов. Необходимое условие — наличие прямой видимости между объектами. Средняя стоимость 3-х секторной базовой станции не превышает 300 тысяч рублей, стоимость клиентских устройств от 3000 до 15000 рублей, в зависимости от расстояния до объекта и наличия препятствий между точками. Таким образом, общая стоимость активного оборудования не будет превышать 400 000 рублей. Потребуются дополнительные затраты на кабель, разъемы и монтажные работы — 20–50% от стоимости оборудования.

Конечно, на этом оборудовании не организовать беспроводную сеть на сотни тысяч клиентов с возможностью использовать «мобильные» беспроводные устройства, и все же можно решать десятки задач, которые ежедневно возникают у сотен компаний, при этом не «вылезая» за выделенные бюджеты. В остальном выбор за Вами.