3.5 Базовые технологии канального уровня вычислительных систем Структура стандартов Ethernet. Понятие мас адреса (3/3)

Технология 10 Gigabit Ethernet

Физический уровень 10 GBase - SR , 10 GBase - LR , 10 GBase - ER

Строение физического интерфейса вполне типично, он состоит из трех уровней: PCS(Physical Coding Sublayer), отвечающий за управление передаваемыми битовыми последовательностями,PMA(Physical Medium Attachment) -преобразование группы кодов в последовательный поток бит и обратно, плюс синхронизация, иPMD(Physical Media Dependent), преобразующий биты в оптические сигналы. Традиционно, они выполнены логически независимыми друг от друга частями.

На каждую из длин волн принят свой PMD- 10GBASE-S для 850нм (от short), 10GBASE-L для 1310нм (long) и 10GBASE-E для 1550нм (extralong).

10GBASE-SR- Технология 10 ГигабитEthernetдля коротких расстояний (до 300 метров),используется многомодовое оптоволокно.

10GBASE-LRи10GBASE-ER- эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 (80) километров соответственно.10GBASE-LRиспользует лазеры 1310нм, а10GBASE-ERлазеры 1550 нм.

10GBASE-LX4- использует уплотнение по длине волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому оптоволокну,IEEE 802.3Clause 48PCSи технологию «грубый»WDM. Данная спецификация позволяет поддерживать два типа оптоволокна. При использовании многомодового оптоволокна длина участка может достигать до 300 м, при скорости 10Гбит/с, а при использовании одномодового оптоволокна расстояние увеличивается до 10 километров.Это достигается использованием 4-х лазерных источников, работающих на уникальных длинах волн в диапазоне 1300 нм.

10GBASE-LRM (Long Reach Multimode)также известный какIEEE802.3aq,используетIEEE 802.3Clause 49 64B/66BPCSи 1310 нм лазерные излучатели.Это обеспечивает передачу данных, используя многомодовый оптический кабель, со скоростью 10.3125 Гбит/с. 10GBASE-LRM поддерживает расстояния в 220 метров, при использовании многомодового оптического кабеля

10GBASE-ZR.Некоторые производители создали сменные интерфейсные устройства, для работы на расстоянии до 80 км. Так как эти устройства не определены стандартомIEEE 802.3ae,, изготовители создали свою спецификацию10GBASE-ZR, описанную в спецификацииOC-192/STM-64SDH/SONET.

Модуль XFP, разрабатывался как универсальный модуль с оптическим интерфейсом. Основными достоинствами данного решения считаются большой список поддерживаемых скоростей (практически всевозможные "около" 10 гигабит), и миниатюрные размеры.

Рисунок 99 . Схема XFP10 G

Кодирование битовой последовательности (PCS) вынесено из модуля на основное устройство, и самXFPявляется по сути универсальным последовательным преобразователем, которому все равно, что передавать в линию .Внешний вид модуля показан на рис.

Рисунок 100 . DEM-422XT

Технические особенности: - интерфейс XFI 1*10G; - размер устройства - 78*18*10 мм; - не поддерживает стандарт 10GBASE-LX4; - потребление электроэнергии - 3,5 Вт; - коннектор 30 pin; - оптический разъемLC; - реализован в устройствах D - Link :DEM-421XT, DEM-422XT, DEM-423XT - поддерживает скорости, отличные от 10GB (10.3 Гбит/с), -ОС-192/STM-649,95Gb/c, 10GFC10,5 Gb/c, G.709 10,709 Gb/c.

Физический уровень 10 G Base- CX 4

10GBASE-CX4— Технология 10 ГигабитEthernetдля коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель CX4 и коннекторы InfiniBand. Этот стандарт был первым опубликованным «медным» 10Гигабитным стандартом какIEEE 802.3ak-2004. Он использует 4-х линейный интерфейс XAUI,подуровень физического кодированияPCS(Clause 48) и прокладку медного кабеля аналогично использовавшемуся в InfiniBand. Длина участка 15 м, скорость в каждой паре3.125 Гбит/с. Ориентирован этот вид на внутри узловые соединения.

Infiniband — высокоскоростная коммутируемая последовательная шина, применяющаяся как для внутренних (внутрисистемных), так и для межсистемных соединений

Хотя этот вариант 10-ти гигабитного Ethernetне является оптическим, он так же далеко от витой пары, как и от "стекла".Частотные возможности твинаксиального кабеля близки к оптическому,соответственно, используются похожие технические решения.

Рисунок 101 . Твинаксиальный кабель.

Разработчики пошли примерно по тому же пути, как в вышеописанном 10GBASE-LX4. А именно, применили четырех дифференциальных передатчика и приемника на каждую линию. В каждом канале скорость 2,5 Гбит/с,тактовая частота 3,125 ГГц и кодированием по стандарту 8B/10B (т.е. тому же,что и в LX4). Для этого требуются четыре дифференциальные пары, работающие в каждом направлении, и, соответственно, общее число твинаксиальных каналов в соединительном кабеле равно восьми.

Рисунок 102 . DEM-412CX

Рисунок 103 . D-Link DEM - CB300CX . Кабель10 GE - CX 4, 3 м

Модули D-Link с портом CX4 предоставляют предприятиям доступное по цене, высокопроизводительное сетевое подключение со скоростью 10GE по коаксиальному медному кабелю. Этот медный кабель значительно дешевле оптоволоконного и позволяет передавать информацию на расстояния от 15 до 20 метров в зависимости от сортамента проводов. Модули не требуют установки дорогостоящих трансиверов, исключая необходимость в их приобретении.

Модули с портом CX4 устанавливаются в открытые слоты гигабитных коммутаторов D-Link DGS-34xx. При работе в режиме полного дуплекса порт обеспечивает полосу пропускания до 20 Гбит/с. Модули можно использовать для высокоскоростного стекирования коммутаторов или их подключения к корневому коммутатору на основе шасси. Также они могут применяться при подключении серверов или сетевых устройств хранения информации с поддержкой CX4.

Модули с портом CX4 - это идеальное решение для организации высокоскоростного сетевого подключения внутри высокопроизводительных вычислительных кластеров и серверных комнат.

10GBASE-T, IEEE 802.3an.Использует экранированную витую пару. Расстояние до 100 метров.

10GBASE-KX4, 10GBASE-KR. BackplaneEthernet— направление деятельности рабочей группы 802.3ap —использование объединительных плат для «блэйд-серверов» (blade servers) и маршрутизаторов/коммутаторов с расширительными сетевыми картами. СтандартIEEE 802.3apреализован на участке медного кабеля на расстояниях до 1 метра, со скоростью 10Гбит/с. В 10Gbase-KX4 используется подуровень физического кодированияIEEE802.3 Clause 48, а в 10GBASE-KR используется подуровень физического кодированияIEEE 802.3Clause 49.

В настоящее время в сфере Ethernetприоритет отдан разработке стандартов 40/100 Гбит/с.

Перспективные темы группы IEEE 802.3

802.3 av ,10 GEPON(10Гигабит EPON ). Потребность в увеличении пропускной способности существует и на уровне доступа. Это объясняется тем, что в будущем одной семье могут понадобиться, к примеру,четыре канала телевидения высокой четкости(High Definition Television, HDTV)или широкоэкранное цифровое изображение(Large Scale Digital Imagery, LSDI).10GEPONпредставляет собой расширение стандартаIEEE802.3ah,EFM. Ратифицированный в 2004 г. стандарт определяет технологию Gigabit EPON, которая,как ожидается, будет расширена до 10 Гбит/с. Между коммутационным узлом и домашней сетью развертывается распределительная сеть, по которой через оптическое волокно подается 10 Гбит/с для 32 домохозяйств.

802.3at, DTE Power Enhancements. СтандартIEEE 802.3af,DTE Power, был принят в 2003 г. Предусмотренных в нем 15Втсегодня недостаточно.Новый стандартIEEE802.3at, PoEPlus, совместим с существующим, и обеспечивать мощность 30Вт.

802.3az, энергоэффективные сети Ethernet(Energy EfficientEthernet).Рабочая группа 802.3azзанялась актуальными вопросами экономии электроэнергии. Ее деятельность началась в марте 2007 г.,и уже в ноябре того же года группа получила задание PAR. Лавинообразно растущий сетевой сегмент может внести значительный вклад в экономию энергии. Суть идеи заключается в переводе соединений в режим низкого энергопотребления (LowPower), когда передавать данные не требуется. Режим Low Power реализуется путем уменьшения скорости передачи вплоть до нуля.

802.3ba, 40/100 Gigabit Ethernet: для того чтобы удовлетворить потребность в еще большей пропускной способности, в ноябре 2006 г. проектная группаIEEEP802 учредила «группу исследования высоких скоростей» (High Speed StudyGroup), которая в декабре 2007 г. под эгидой рабочей группыIEEE 802.3ba получила«запрос на авторизацию проекта» (Project Authorization Request, PAR) о разработке стандартаEthernetна 40/100 Гбит/с со следующими задачами:

· поддержка исключительно полнодуплексного режима;

· поддержка обоих форматов кадров (CSMA/CDиEthernetV2.0);

· сохранение минимальной и максимальной длины кадров;

· поддержка оптических транспортных сетей (Optical Transport Network,OTN);

· скорость передачи данных 40 и 100 Гбит/с. 

«На выходе» ожидается технология с поддержкой оптического волокна, меди и объединительных плат (Backplane).Эти расширенияEthernetкасаются только физического уровня моделиOSI. ПодуровеньMACостается без изменений. Аналогично обстоит дело сMACControl и Logical Link Control (LLC).Стандарт ратифицирован в 2010 году, и вскоре должно появится оборудование с его поддержкой.

Беспроводные технологии

Кроме стандартов для проводных линий и каналов,информационных сетей, разработаны стандарты для беспроводных соединений.

IEEE802.11 (Wi-Fi)

IEEE 802.11— набор стандартов связи, для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц.Пользователям более известен по названиюWi-Fi,фактически являющийся брендом, предложенным и продвигаемым организациейWi-FiAlliance. «Wi-Fi»—торговая марка«Wi-FiAlliance».Технологию назвалиWireless-Fidelity (дословно«беспроводная точность»)по аналогии с Hi-Fi .

Изначально стандарт IEEE 802.11предполагал возможность передачи данных по радиоканалу на скорости не более 1 Мбит/с и опционально на скорости 2 Мбит/с. Один из первых высокоскоростных стандартов беспроводных сетей,IEEE 802.11a,определяет скорость передачи уже до 54 Мбит/с.Рабочий диапазон стандарта 5 ГГц. + использованиеOFDM.

OFDM (англ. Orthogonal frequency-division multiplexing)является цифровой схемой модуляции, которая использует большое количество близко расположенных ортогональных поднесущих. Каждая поднесущая модулируется по обычной схеме модуляции (например, квадратурная амплитудная модуляция) на низкой символьной скорости, сохраняя общую скорость передачи данных, как и у обычных схем модуляции одной несущей в той же полосе пропускания. На практике сигналы OFDM получаются путем использования БПФ ( Быстрое преобразование Фурье ).

Вопреки своему названию, принятый в 1999 году стандарт IEEE802.11bне является продолжением стандартаIEEE 802.11a,поскольку в них используются различные технологии:DSSS(точнее, его улучшенная версия HR-DSSS) вIEEE 802.11b против OFDM вIEEE 802.11a. Стандарт предусматривает использование диапазона частот 2,4 ГГц. Скорость передачи до 11 Мбит/с.Продукты стандартаIEEE 802.11b, поставляемые разными изготовителями,тестируются на совместимость и сертифицируются организациейWireless EthernetCompatibility Alliance (WECA),которая в настоящее время больше известна под названиемWi-FiAlliance.

Проект стандарта IEEE 802.11gбыл утверждён в2003г. Этот стандарт предусматривает использование диапазона частот 2,4 ГГц,обеспечивая скорость передачи 54 Мбит/с и превосходя, таким образом, стандартIEEE 802.11b (который обеспечивает скорость передачи 11 Мбит/с). Кроме того, он гарантирует обратную совместимость со стандартомIEEE 802.11b.Обратная совместимость стандартаIEEE 802.11g может быть реализована в режиме модуляцииDSSS, и тогда скорость передачи будет ограничена одиннадцатью мегабитами в секунду либо в режиме модуляции OFDM, при котором скорость составляет 54 Мбит/с.

Производители всегда стремятся представить быстрые беспроводные продукты. Например, стандарт IEEE 802.11g неофициально преодолел лимит54 Мбит/с с помощью технологий объединения каналовSuper G, AirPlus XtremeG, MIMO, Turboи получил поддержку пропускной способности 108 и даже 150 Мбит/с.

Рисунок 104 Беспроводной маршрутизатор DIR-300/NRU Wireless 150

IEEE 802.11 y -2008дополненный стандартIEEE 802.11-2007 предусматривает использование оборудованияWi-Fiс рабочими частотами 3650 - 3700 МГц на территории США Обеспечивает скорость до 54 Мбит/с на расстоянии до 5000 м на открытом пространстве.

IEEE 802.11n— новейшая версия стандартаIEEE 802.11 для сетейWi-Fi. СтандартIEEE 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартаIEEE 802.11g, при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. ТеоретическиIEEE 802.11nспособен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с. Устройства 802.11nработают в диапазонах 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц.

Кроме того, устройства 802.11n могут работать в трёх режимах:

· наследуемом (Legacy), в котором обеспечивается поддержка устройств 802.11b/g и 802.11a

· смешанном (Mixed), в котором поддерживаются устройства 802.11b/g, 802.11a и 802.11n

· «чистом» режиме — 802.11n (именно в этом режиме и можно воспользоваться преимуществами повышенной скорости и увеличенной дальностью передачи данных, обеспечиваемыми стандартом IEEE 802.11n).

Основные направления деятельности IEEE по темам беспроводной передачи данных

802.11, беспроводные локальные сети с наиболее важными на данный момент группами:

Группа High-ThroughputStudy Group (HTSG);

802.11ac , Very High Throughput,работает над гигабитной технологией;

802.15, беспроводные персональные сети (Wireless Personal Area Network,Wireless PAN), технологию Bluetooth планируется дополнить следующими функциями: TG3c, mm WavePHY- 1-2 Гбит/с для применения внутри помещений; ячеистые сети TG5 (Mesh Networking); «телесные сети» TG6 BAN (BodyArea Networks), а также TG7 (Visual Light Communication) - связь при помощи видимого света;

802.16, широкополосный беспроводной доступ (Broadband Wireless Access). Этой темой занимаются три группы: 802.16h, 802.16j, мобильная многоузловая трансляция (Mobile Multihop Relay); 802.16m, усовершенствованный воздушный интерфейс (Advanced Air Interface), разрабатывающая гигабитную технологию.

Исследователи уже смотрят в сторону гигабитных беспроводных сетей. Группа High-ThroughputStudy Group (HTSG),которая ранее ставила задачу добиться утверждения 802.11n, разделилась на два новых образования,которые работают над будущими стандартами с частотами до6 ГГц ( IEEE802.11ac)и 60 ГГц ( IEEE802.11ad).Эти беспроводные технологии потенциально могут удвоить пропускную способность 802.11n.

Организация IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers - Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике)объявила о планах по разработке стандартаIEEE802.11acдляWi-Fi, который обещает стать одним из ключевых нововведений в сфере беспроводной передачи данных в ближайшие два года. Ожидается, что в новый стандарт, построенный на базеIEEE 802.11a, будет использовать каналы шириной 80 МГц или даже160 МГц. В перспективе разработка сможет обеспечить пропускную способность эквивалентную GigabitEthernet: 1 Гбит/c, что более чем в три раза превышает характеристики недавно утвержденного стандартаIEEE 802.11n (600 Мбит/c). На данный момент проект находится на стадии обсуждения. Предположительно испытания начнутся в конце 2011 года, а окончательное утверждение стандарта произойдет в декабре2012.

Вместе с тем пока Wi-Fiтолько планирует подобраться к отметке 1 Гбит/с, организацияWireless Gigabit Alliance, ответственная за продвижение беспроводной 60-ГГц технологии, уже заявила о завершении работ над первой версией спецификацииWiGig(IEEE 802.11ad).. Новый стандарт предусматривает более чем в десять раз большую пропускную способность по сравнению с самыми быстрыми современными сетямиWi-Fi. При этом, что немаловажно, сохранена обратная совместимость с существующими на рынкеWi-Fiустройствами.

Несмотря на высокую производительность технологии WiGig, она уступает современномуWi-Fiпо дальности действия. ЕслиWi-Fiв помещениях позволяет связывать устройства на расстоянии в несколько десятков метров, тоWiGigгарантирует качественное соединение на расстоянии всего 10 метров. Впрочем, во многих случаях этого может оказаться вполне достаточно для организации домашней беспроводной сети. Напомним, недавно представленный стандартWHDI1.0имеет дальность связи в тридцать метров, но его максимальная скорость передачи данных не превышает 3 Гбит/с.

Новый стандарт Wireless Home Digital Interface (WHDI)предусматривает передачу высококачественного несжатого видео 1080p/60 Гц на расстояние до тридцати метров, при этом стены – не помеха.WHDIпозволяет пользователям строить беспроводные HD-сети у себя дома и наслаждаться новейшими интерактивными сервисами. Источниками видео высокого разрешения, которое передается на телевизоры (а их в квартире может быть несколько), могут выступать самые разнообразные устройства, включая настольные персональные компьютеры, ноутбуки и нетбуки, смартфоны, карманные плееры. Подключение устройств с логотипомWHDIудобное и простое, и не требует прокладки кабелей.

Спецификацией предусмотрена пропускная способность сети до трёх гигабит в секунду в 40-МГц полосе 5-ГГц диапазона. Задержка сигнала составляет менее одной миллисекунды. Также в WHDIпредусмотрена поддержка защиты контента HDCP 2.0.

Технология WiMax

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). Основана на стандартеIEEE802.16, который также называют WirelessMAN. Название «WiMax» было созданоWiMaxForum — организацией, которая была основана в июне 2001 года сцелью продвижения и развития технологииWiMax. Форум описываетWiMaxкак«основанную на стандарте технологию, предоставляющую высокоскоростной беспроводной доступ к сети, альтернативный выделенным линиям иDSL»

WiMaxподходит для решения следующих задач:

Соединения точек доступа Wi-Fiдруг с другом и другими сегментамиИнтернета.

Обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.

Предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.

Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.

WiMaxпозволяет осуществлять доступ вИнтернетна высоких скоростях,с гораздо большим покрытием, чем уWi-Fiсетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционныеDSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в масштабах целых городов.

IEEE 802.16-2004 (известен также какIEEE 802.16d и фиксированныйWiMax).Спецификацияутверждена 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 такжеPCMCIA-карты для ноутбуков. В большинстве стран под эту технологию отведены диапазоны 3,5 и 5 ГГц. По сведениямWiMaxForum, насчитывается уже порядка 175 внедрений фиксированной версии. Многие аналитики видят в ней конкурирующую или взаимодополняющую технологию проводного широкополосного доступаDSL.

IEEE 802.16-2005 (известен также какIEEE 802.16e и мобильныйWiMax).Спецификацияутверждена в 2005 году. Это — новый виток развития технологии фиксированного доступа (IEEE 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 MobileWiMaxтаковы: 2,3–2,5; 2,5–2,7; 3,4–3,8 ГГц. КонкурентамиIEEE 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например,EV-DO, HSDPA).

Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMaxпозволяет 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, мобильныйWiMaxможет применяться и для обслуживания фиксированных пользователей.

Таблица 5 .Сравнительная таблица стандартов беспроводной связи

Технология	Стандарт IEEE	Использование	Пропускная способность	Радиус действия	Частоты
UWB	802.15.3a	WPAN	110–480 Мбит/с	до 10 метров	7,5 ГГц
Wi-Fi	802.11a	WLAN	до 54 Мбит/с	до 100 метров	5,0 ГГц
Wi-Fi	802.11b	WLAN	до 11 Мбит/с	до 100 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11g	WLAN	до 108 Мбит/с	до 100 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11n	WLAN	до 300 Мбит/с (в перспективе до 450, а затем до 600 Мбит/с)	до 100 метров	2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц
WiMax	802.16d	WMAN	до 75 Мбит/с	6–10 км	1,5–11 ГГц
WiMax	802.16e	Mobile WMAN	до 30 Мбит/с	1–5 км	2–6 ГГц
WiMax	802.16m	WMAN, Mobile WMAN	до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN)	н/д (стандарт в разработке)	н/д (стандарт в разработке)

WiMaxэто система дальнего действия, покрывающая километры пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот (хотя возможно и использование не лицензированных частот) для предоставления соединения с интернетом типа точка-точка провайдером конечному пользователю.Разные стандарты семействаIEEE 802.16 обеспечивают разные виды доступа, от мобильного (схож с передачей данных с мобильных телефонов) до фиксированного (альтернатива проводному доступу, при котором беспроводное оборудование пользователя привязано к местоположению).

Wi-Fiэто система более короткого действия, обычно покрывающая сотни метров, которая использует не лицензированные диапазоны частот для обеспечения доступа к сети. ОбычноWi-Fiиспользуется пользователями для доступа к их собственной локальной сети, которая может быть и не подключена кИнтернету. ЕслиWiMaxможно сравнить с мобильной связью, тоWi-Fiскорее похож на стационарный беспроводной телефон.

WiMaxиWi-Fiимеют совершенно разный механизм Quality of Service (QoS).WiMaxиспользует механизм, основанный на установлении соединения между базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметрQoSдля каждого соединения.Wi-Fi, в свою очередь, использует механизмQoSподобный тому, что используется вEthernet, при котором пакеты получают различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковыйQoSдля каждого соединения.

Из-за дешевизны и простоты установки, Wi-Fiчасто используется для предоставления клиентам быстрого доступа вИнтернетразличными организациями. Например, в некоторых кафе, отелях, вокзалах и аэропортах можно обнаружить бесплатную точку доступаWi-Fi.

Ведущие разработчики, поставщики элементной базы и производители оборудования WiMaxвыдвинули инициативу, направленную на ускорение внедрения нового поколения технологииWiMax, известного под обозначениемWiMax2.

Технология WiMax2 будет построена на стандартеIEEE802.16m, представляющем собой стандартIEEE 802.16e, дополненный новыми возможностями, но сохранивший обратную совместимость. Стандарт соответствует требованиям International Telecommunications Union для4G(или IMT-Advanced) по части производительности — пиковое значение скорости передачи превышает 300Мбит/с, задержки уменьшены, а «вместимость» с точки зрения приложенийVoIPувеличена. Эти изменения помогут операторамWiMaxсоответствовать взрывному росту потребностей широкополосного доступа, вызванному распространением мультимедийных мобильных приложений.

Технология3G

3 G (от англ. third generation — «третье поколение»),технологии мобильной связи3 поколения— набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сетиИнтернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных.

Стандарт 3Gбыл разработан Международным союзом электросвязи (International Telecommunication Union,ITU) и носит названиеIMT-2000(International Mobile Telecommunications 2000). Основная цель —гармонизация систем третьего поколения для обеспечения глобального роуминга — в настоящее время трудно достижима, так как многие из них работают в разных стандартах: под аббревиатуройIMT-2000, объединены 5 стандартов, а именно:

· W-CDMA

· CDMA2000

· TD-CDMA/TD-SCDMA

· DECT

· UWC-136

Из этих пяти только три первых — W-CDMA, CDMA2000 иTD-CDMA/TD-SCDMAобеспечивают полное покрытие в макро-, микро- и пико сотах, и поэтому фактически только они могут рассматриваться в качестве полноценных3G-решений. В числе остальных стандартов,DECTиспользуется, в частности, в беспроводных телефонах домашнего и офисного назначения. Кроме того, он может применяться для организации3Gхот-спотов с небольшой зоной обслуживания (с этой точки зрения его можно рассматривать в качестве подмножества "большой"3G-сети). И, наконец,UWC-136— это просто другое название технологииEDGE, которую обычно относят к2,5G.В 2007 году к этому стандарту причислили иWiMax.

Наибольшее распространение в мире получили два стандарта: UMTS (или W - CDMA ) и CDMA 2000( IMT - MC ), в основе которых лежит одна и та же технология— CDMA ( Code Division Multiple Access — множественный доступс кодовым разделением каналов). Также возможно использование стандарта CDMA 450.

Технология CDMA 2000обеспечивает эволюционный переход от узкополосных систем с кодовым разделением каналов IS -95(американский стандарт цифровой сотовой связи второго поколения) к системам CDMA «третьего поколения» иполучила наибольшее распространение на североамериканском континенте, а также встранах Азиатско-Тихоокеанского региона.

Технология UMTS ( Universal Mobile Telecommunications Service —универсальная система мобильной электросвязи) разработана для модернизациисетей GSM (европейскогостандарта сотовой связи второго поколения), и получила широкое распространениене только в Европе, но и во многих других регионах мира.

Работа по стандартизации UMTS координируется международной группой 3 GPP ( Third Generation Partnership Project ), а по стандартизации CDMA 2000— международной группой 3 GPP 2( Third Generation PartnershipProject 2),созданными и сосуществующими в рамкахITU.

В сетях 3 G обеспечивается предоставление двух базовых услуг: передача данных и передачаголоса. Согласно регламентам ITU( International Telecommunications Union )—Международный Союз Электросвязи) сети 3 G должны поддерживать следующие скорости передачи данных:

· для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч)— не менее 144кбит/с;

· для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч)— 384 кбит/с;

· для неподвижных объектов— 2,048 кбит/с.

Технология HSDPA

HSDPA (англ. High-SpeedDownlink PacketAccess— высокоскоростная пакетная передача данных отбазовой станции к мобильному телефону) — стандарт мобильной связи,рассматривается специалистами как один из переходных этапов миграции ктехнологиям мобильной связи четвёртого поколения (4 G ). Максимальная теоретическая скоростьпередачи данных по стандарту составляет 14,4 Мбит/сек, практически жедостижимая скорость в существующих сетях обычно не превышает 4 Мбит/сек.

Технология4G

4G— перспективное (четвёртое) поколение мобильной связи,характеризующееся высокой скоростью передачи данных и повышенным качеством голосовой связи. К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с.

В отличие от 3G, стандартизованного Международным союзом электросвязи какIMT-2000, общепринятого определения для4Gпо состоянию на 2009 г. не существует. Сторонники технологииWiMaxиногда утверждают, чтоWiMaxотносится к четвёртому поколению мобильной связи, однако такой взгляд не является общепринятым, так как стандарт не обладает функционалом телефонной связи, а является одной из многочисленных технологий беспроводного широкополосной передачи данных.

В конце января 2008 г. спецификация сети LTE-TRAN (LTETerrestrial Radio AccessNetwork) была одобрена организацией3GPP(3rdGeneration Partnership Project) и стала частью спецификаций3GPPRelease 8. Фактически, эта технология базируется на радиоинтерфейсе OFDMA (OrthogonalFrequency Division Multiple Access) и технологииMIMO(Multiple Input MultipleOutput). Кроме того, протоколLTEуже поддерживают решения таких компаний, как Alcatel-Lucent, Broadcom, Ericsson, Hewlett-Packard, LSI Logic, Motorola, Nokia-SiemensNetworks, Panasonic, Qualcomm, Telcordia и т.д.

Long Term Evolution (LTE)– стандарт сотовой связи, позволяющий передавать и принимать информацию на скорости 100-326 Мбит/с. Для сетейLTEиспользуются диапазоны 760-870 МГц и 2000 МГц. ТехнологияLTEдолжна прийти насмену сетям сотовой связи третьего поколения (3G). Технология Long Term Evolution, как ожидается, приведет к появлению качественно новых мобильных сервисов: пользователи смогут здесь и сейчас получать высококачественное видео, работать с интерактивными службами.

На сегодняшний день, провайдер мобильной связи TeliaSoneraсообщает, что его усилиями введены в эксплуатацию первые в мире коммерческие сети4G, работающие по протоколуLTE. Протестировать их работу смогут жители центральных частей Стокгольма, Швеция и Осло, Норвегия.