Стандарт для городских просторов

Константин Изварский,
«Экспресс-Электроника»#1/2004,

Пожалуй, никогда еще позиции проводных сетей не были столь расшатаны как ныне. Допустим, если два-три года назад и можно было говорить о какой-либо конкуренции стандартов и технологий на рынке доступа в Интернет, то сегодня о ней позабыли - это отнюдь не воображаемое сражение выиграли беспроводные решения. Именно они стали стандартом де-факто для предоставления доступа в Интернет на высоких скоростях.

Давайте посмотрим, что происходит на рынке интернет-услуг: за последний год мир покрылся беспроводными сетями, производители и разработчики сетевого оборудования только и твердят о хот-спотах. И исследования аналитиков красноречиво подтверждают это. Но речь сейчас не о цифрах.

Возможно, мы, сами того не замечая, приучились думать, ,будто альтернативы Wi-Fi на рынке услуг беспроводного доступа нет, и кажется, что выбор уже сделан. Конечно, группа стандартов беспроводной связи IEEE 802.11 - не единственное универсальное средство доступа к информации, но именно эта технология обладает большей гибкостью в плане скорости передачи данных, к тому же цена на нее динамично снижается. Если и остался неосвоенный беспроводными технологиями сегмент рынка, это сети масштаба города, или Metropolitan Area Network (MAN). Именно здесь, как предсказывают, и развернутся основные события.

Закономерен вопрос: что же мы имеем в городских сетях? Кабельные сети, xDSL, Ethernet - вот, пожалуй, и все. Конечно, возможности их немалые, но ниша все-таки не заполнена, что дало шанс побороться за потенциального пользователя другим технологиям. В эту нишу и устремился разработанный Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) стандарт 802.16, или WirelessMAN, который представляет собой рассчитанную на внедрение в городских беспроводных сетях технологию, обеспечивающую беспроводное подключение к Интернету через публичные точки доступа.

Что же представляет собой этот новый игрок? Для начала нужно сделать поправку: WirelessMAN не такая уж и новая технология и в своем нынешнем виде существует уже не первый год. Технические характеристики стандарта IEEE 802.16a, утвержденные в январе текущего года и предусматривающие работу оборудования в диапазоне от 2 до 11 ГГц, на самом деле являются расширенным вариантом технических характеристик стандарта IEEE 802.16, утвержденных в декабре 2001-го. Таким образом, WirelessMAN не является самостоятельным стандартом - это лишь дополнение к ранее существовавшим спецификациям беспроводных сетей.

Что касается самой технологии, стандарт определяет три режима "физического уровня" соединений. Предусмотрен режим без поднесущих, с одной несущей для специальных нужд, но при этом добавлено OFDM-мультиплексирование с ортогональным разделением частоты на 256 каналов, которое разбивает радиоканал на множество подканалов, что позволяет увеличить скорость обмена, за счет параллельной передачи данных. Дополнительно появляется возможность отстроиться от помех, возникающих в результате многолучевого распространения сигнала. Ортогональное размещение поднесущих обеспечивает передачу результирующего сигнала в более узком спектре по сравнению с другими методами мультиплексирования. Еще одно дополнение - мультиплексирование OFDMA на 2048 каналов, предоставляющее возможности улучшенного мультиплексирования в сетях с несколькими уровнями.

Напомним, изначально стандарт 802.16 предусматривал рабочую полосу частот 10-66 ГГц и обеспечивал радиосоединение только в пределах прямой видимости. Это обстоятельство ограничивало круг последователей новой технологии и существенно сдерживало ее развитие. Расширение стандарта, 802.16a, работает в более низком диапазоне частот - 2-11 ГГц, что позволяет организовывать связь на более обширных территориях. Дальность действия, согласно спецификации, составляет до 50 километров; спектральная эффективность - до 5 бит/с/Гц; максимальная скорость передачи данных - до 70 Мбит/с на сектор одной базовой станции (типовая базовая станция имеет до шести секторов); качество обслуживания контролируется на уровне управления доступом к среде, что дает возможность осуществлять передачу голоса и видео. Вообще говоря, имея такую высокую тактовую скорость передачи данных в радиоканале, конечному потребителю можно доставлять множество разных сервисов с гарантированным QoS.

Широкий диапазон частот, предусматриваемый стандартом, позволяет развертывать каналы передачи данных с высокой пропускной способностью с использованием передатчиков, устанавливаемых на мачтах сетей сотовой связи и высотных зданиях. Среди преимуществ технологии WirelessMAN, - а о них последнее время говорят часто, - стоит выделить лишь те, что касаются конечного пользователя. Во-первых, это зона покрытия. Возможности работы беспроводной сети вне прямой видимости позволяют оптимизировать качество покрытия обслуживаемой зоны, а значит, большее количество конечных пользователей сможет получать высокоскоростной беспроводной доступ в Интернет. Во-вторых, высокая скорость передачи данных. По большому счету, об этом сказано выше. В-третьих, это касается чисто экономических преимуществ - менее дорогой широкополосный доступ в Интернет за счет применения альтернативного решения на этапе "последней мили". Это означает, что корпоративные пользователи могут более оперативно и по конкурентоспособному тарифу получить сервис типа T1 без ожидания в течение длительного времени (как правило, это несколько месяцев), необходимого для организации проводного канала. А домашние, в свою очередь, не имея возможности подключиться к широкополосной услуге из-за отсутствия инфраструктуры и высокой цены конечного оборудования (как в случае с xDSL), - могут воспользоваться эквивалентными беспроводными услугами. Простой пример: организация корпоративной сети с доступом по каналу T1 (1,544 Мбит/с) может занимать сегодня до трех месяцев, а то и более. Беспроводное решение на основе стандарта IEEE 802.16a, обеспечивающее значительно более высокую скорость, позволит сократить сроки развертывания такой сети до нескольких дней, а стоимость одного радиоканала, вероятнее всего, будет ниже (поскольку готового оборудования WirelessMAN на рынке пока нет, можно делать только приблизительные оценки). При помощи одной базовой станции беспроводной связи мы всегда можем подключить много клиентов. Таким образом, коэффициент утилизации аппаратуры становится высоким. Чем больше клиентов обслуживается с одной единицы аппаратуры, тем точнее статистически можно предсказать нагрузку на эту аппаратуру, тем лучше ее резервирование. Такова суть экономического преимущества беспроводного решения. И это касается не только WirelessMAN. С данной точки зрения новая технология просто являет собой более эффективный способ решения проблемы "последней мили".

Но давайте посмотрим на то, что же происходит на рынке. В последнее время появилось много противоречивых сообщений о комплектующих и продуктах стандарта IEEE 802.16a: несколько компаний объявили о начале производства соответствующего оборудования (подробно см. врезку), а один российский интернет-провайдер якобы сообщил, что развернул беспроводную сеть по этой технологии. Но, очевидно, все это не более чем слухи, и к ним стоит относиться соответственно.

Чтобы внести ясность в вопрос о состоянии дел в области разработки стандарта и готовности соответствующего оборудования, WiMAX Forum (отраслевой консорциум, куда входят компании, занимающие ведущие позиции на рынке беспроводного оборудования; WiMAX продвигает стандарт IEEE 802.16a и намерен проводить сертификацию соответствующих ему продуктов) сделал заявление, согласно которому он собирается начать сертификацию продуктов на базе нового стандарта только в 2004 году. Иными словами, до тех пор, пока отрасль не придет к единому "знаменателю", реально работающих сетей WirelessMAN ждать не стоит.

Продолжая горячую тему новых разработок, следует сказать, что в недрах лабораторий зреют другие идеи развития беспроводных сетей. Так, WiMAX Forum планирует разработать новую версию IEEE 802.16, которая вберет в себя все предыдущие спецификации, а также итоги работы Группы d комитета 802.16 (802.16d). Когда эта модификация будет опубликована, все существующие сегодня наборы спецификаций, как утверждают специалисты, потеряют свою актуальность и больше применяться не будут. Известно, что разрабатывается еще одно дополнение - IEEE 802.16e. Оно должно снабдить оборудование стандарта 802.16 поддержкой мобильных устройств, а также обеспечить роуминг между разными сетями 802.16а, чтобы пользователь без ущерба для сеанса связи мог переходить из беспроводных сетей стандарта 802.11 в сети 802.16 и обратно. Фактически это означает, что данный тип связи вторгается на территорию мобильной телефонии. Если учитывать крайне низкий спрос на услуги сетей третьего поколения сотовой связи и другие обстоятельства, становится понятно, что те сегменты рынка и услуги, которые призваны захватить беспроводные сети, - далеко не все, что новая технология способна подмять под себя.

В этой связи интересен прогноз исследовательской компании Pyramid Research, предполагающей, что на долю оборудования стандарта IEEE Std 802.16-2004 к 2008 году будет приходиться 60% всего рынка широкополосного беспроводного доступа. Однако операторы начнут активно внедрять это оборудование только после того, как убедятся, что оно соответствует обещаниям, как по техническим, так и ценовым параметрам.

Считают, что IEEE 802.16a будет проникать в беспроводные сети в два этапа. Первый начнется в середине следующего года, когда на рынке появятся готовые коммерческие продукты. При этом, по мнению аналитиков Pyramid, они, скорее всего, будут мало чем отличаться по своим техническим характеристикам и цене от ранее предлагавшихся устройств.

Второй этап начнется тогда, когда новое оборудование станет поддерживать мобильные абонентские устройства, то есть соответствовать дополнению 802.16e. А реальностью это станет не раньше 2006-го, поскольку сегодня 802.16e еще не согласован. По прогнозу Pyramid, к 2008 году в мире будет эксплуатироваться от 2 дo 4 млн широкополосных радиоканалов, доход от которых может составить $2 млрд. В первую очередь, широкополосный беспроводный доступ будет востребован в Азии, Центральной и Восточной Европе. В ближайшие пять лет в этих регионах появится около 2 млн широкополосных беспроводных линий. Причем в развивающихся странах они будут широко использоваться для предоставления услуг телефонной связи!

В заключение стоит добавить, что одним из главных сторонников стандарта IEEE 802.16a является корпорация Intel. В июле она приступала к разработке наборов микросхем этого стандарта. Представители Intel также высказывают самые противоречивые прогнозы по поводу сроков появления стандартных систем, но совершенно ясно: до 2005 года их ждать не стоит, поскольку соответствующие микросхемы появятся не раньше середины 2004-го.

При наблюдении за всеми перипетиями вокруг технологии WirelessMAN кажется, что ее выход на рынок форсируют под нажимом ведущих игроков, преследующих свои цели: не успел появиться очередной утвержденный отраслью стандарт, как тут же возникает дополнение, которое заставляет заново обрисовывать позиционирование технологии. Конечно, любая перспективная технология несет новые возможности и удобство для конечного пользователя, но стремление опередить события может сыграть плохую шутку. И мы уже не раз были тому свидетелями. Известно, что всему свое время, и сегодняшний пример с WirelessMAN как раз тот случай, когда старые истины не теряют своей актуальности.