Беспроводные сети нового поколения: WiMAX против LTE
В нескончаемых спорах противоборствующих технологий индустрия связи любит выдвигать нетехнологические аргументы. Наиболее известными примерами стали дуэли «GSM против CDMA» и «IP против ATM».
Это относится не только к телекоммуникационной индустрии. Аналогичные аргументы характерны и для потребительской электроники, и для других отраслей. Кто не помнит историю борьбы «Betamax против VHS» в конце 80-ых и ее недавнее воспроизведение в виде победы формата Blueray над HD DVD?
Все это запутанные проблемы, в которых технические аргументы никогда не служили решающим фактором. Всякий раз он сводился к экономической эффективности и простоте или к приятию открытых стандартов. В том же примере с видеомагнитофонами, хотя технически спецификация Betamax во многих отношениях превосходила технологию VHS, решающую роль сыграла способность последней обеспечить более длительную запись домашнего видео.
Времена кассетных видеомагнитофонов давно ушли в прошлое, и мы вошли в эру видеокреатива, генерируемого пользователями контента и социальных сетей. Все это стало возможным благодаря широкополосному доступу в интернет. Его влияние за последнее десятилетие трудно переоценить, а ошеломительный успех мобильной телефонии поставил на повестку дня широкополосный мобильный доступ. Поэтому не удивительно, что в центре внимания теперь оказывается поединок между технологиями Long Term Evolution (LTE) и WiMAX, каждая из которых собрала своих сторонников из нового поколения специалистов.
LTE и WiMAX часто называют технологиями «4G», подчеркивая преодоление ограничений стандартов беспроводных сетей предыдущего, третьего поколения. Технологии 3G отталкивались от концепции и требований Международного союза электросвязи (МСЭ), сформулированных в рамках структуры International Mobile Telecommunications 2000 года (IMT-2000). Эти стандарты достигли предела своих возможностей, и потребовалась новая концепция для их модернизации. В результате МСЭ предложил структуру систем мобильной связи IMT-Advanced с расширенными возможностями по сравнению с IMT-2000 и сформулировал международные требования к семейству стандартов мобильной связи четвертого поколения.
МСЭ опубликовал детальные рекомендации по определению технологий, отвечающих требованиям IMT-Advanced, но чаще всего 4G определяют как мобильную технологию, обеспечивающую скорость передачи данных свыше 100 Мбит/с в целиком основанной на IP инфраструктуре. Формально WiMAX и LTE считаются технологиями IMT-2000, хотя следующие версии этих спецификаций, WiMAX 802.16m и LTE Advanced, должны соответствовать требованиям IMT-Advanced и, следовательно, стать полноправными технологиями 4G. Использование этого обозначения для современных технологий, по существу, является маркетинговым преувеличением.
В 2008 году путь к технологии 4G несколько прояснился. После официального прекращения компанией Qualcomm разработки Ultra-Mobile Broadband (UMB) остались всего два жизнеспособных варианта: LTE и WiMAX. Это несколько прояснило ситуацию для большинства операторов во всем мире, но создало значительную путаницу и платформу для противостояния между оппонентами каждой из технологий. Проблема в том, что эволюцией сетей и в конечном итоге лежащих в их основе технологий почти всегда движет конкуренция, а не фактические потребности. Современные бизнес-модели широкополосного доступа с применением технологий третьего поколения в лучшем случае играют стимулирующую роль и редко бывают рентабельными, что стало главной причиной появления WiMAX, тогда как традиционные мобильные технологии нацелены главным образом на голосовые услуги и практически не дают стимулов к предоставлению доступа к данным.
Более 100 коммерческих контрактов во всем мире и первые крупномасштабные мобильные сети WiMAX, построенные в США оператором Sprint, должны оказать существенное влияние на дальнейшее распространение этой технологии. По иронии судьбы, столь быстрое развитие WiMAX оказалось главной причиной ускорения процесса стандартизации LTE. С технической точки зрения LTE и WiMAX очень близки и используют в качестве главных компонентов IP и OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов). Технология OFDM не нова, но из-за сложности алгоритма она не имела коммерческого применения, пока стоимость микропроцессоров не снизилась до тех уровней, когда такая технология становится выгодной. Кроме LTE и WiMAX, технологию OFDM используют также технологии WiFi и DSL. Сами стандарты еще находятся в стадии спецификаций и должны быть завершены к 2010 году. Однако WiMAX имеет некоторое преимущество, так как спецификация 802.16e уже утверждена в качестве стандарта, тогда как стандарты LTE только готовятся к завершению.
Однако между ними есть некоторые другие серьезные различия, например, то, что в основе WiMAX лежит разработка IEEE, а в основе LTE — разработка организации 3GPP (Third Generation Partnership Project - глобальный проект совместной координации разработки WCDMA институтами стандартизации стран Европы, Японии, Южной Кореи и США). IEEE исторически больше привержен к открытым стандартам, чем 3GPP, хотя и в 3GPP было предпринято много усилий в направлении поддержки открытых стандартов. Главное же различие между WiMAX и LTE кроется в стратегии внедрения. WiMAX требует строительства новой сети, а LTE служит развитием существующих сетей WCDMA/HSPA, на долю которых приходится около 80% абонентов сетей 3G во всем мире. Так как альтернативы UMB больше не существует, операторы как сетей CDMA, так и сетей GSM пойдут по пути LTE.
Другая ключевая проблема связана с ресурсами частотного спектра. Сейчас свыше 50% мирового населения проживает в странах, где доступно лицензирование WiMAX. Лицензии выдаются главным образом в диапазонах 2,3 ГГц, 2,5 ГГц и 3,5 ГГц для дуплексной связи с разделением времени (TDD). После состоявшихся недавно аукционов полос частотного спектра Advanced Wireless Services (AWS) в США должно начаться строительство сетей WiMAX на основе дуплексной связи с частотным разделением каналов (FDD) в диапазонах 1,7 ГГц (downlink) или 2,1 ГГц (uplink). Для упрощения охвата больших территорий при пониженных расходах доступны также частоты в диапазоне 700 МГц.
С другой стороны, LTE обеспечивает больше гибкости по сравнению с WiMAX. У всех операторов 3GPP уже есть спектр, который можно использовать для LTE. В первую очередь появятся сети LTE FDD в диапазонах 2.1 ГГц, AWS, 700 МГц, 2,6 ГГц, 900 МГц и 1800 МГц. Операторы могут выделять полосу шириной от 1,3 МГц до 20 МГц, добавляя LTE к уже действующим технологиям. LTE TDD также проходит стандартизацию ввиду наличия рыночного спроса, особенно в Китае — в связи с развертыванием сетей TD-SCDMA. В обоих случаях качество связи и полоса пропускания, которые операторы смогут предложить абонентам, будут в большой мере зависеть от доступной полосы спектра и ее деления на каналы.
Таким образом, даже при наличии доступных лицензий, подходящих для той и другой технологии, их выбор будет зависеть от того, какая лицензия при меньших затратах обеспечит более привлекательные услуги для конечных пользователей.
Опубликовано 14.01.2009