Технологии фиксированной и мобильной беспроводной связи снова стали одной из ключевых тем американской конференции разработчиков Intel

Корпорация Intel воспользовалась осенней конференцией IDF (подробнее см. Сети, 2004, № 13, с. 16), чтобы представить первый в истории набор микросхем, реализующий стандарт IEEE 802.16-2004 (он более известен под названием WiMAX). Однако этим беспроводное «наполнение» конференции в Сан-Франциско не ограничилось. Если февральская IDF в значительной мере концентрировалась на технологии WiMAX (поскольку Intel начала активно поддерживать данный стандарт только в середине прошлого года и была заинтересована в его скорейшем продвижении на рынок), то на сей раз организаторы конференции попытались объять весь мир беспроводных технологий — от «эфирного» варианта шины USB до мобильных сетей третьего поколения. Как оказалось, небезуспешно.

Долина роз

Как мы уже писали, выпустив микросхемы WiMAX первого поколения с романтичным названием Rosedale, компания Intel вознамерилась существенно снизить стоимостную планку клиентского оборудования WiMAX (Сети, 2004, № 12, с. 49). По расчетам Intel, в течение ближайших двух лет абонентские устройства беспроводного широкополосного доступа должны подешеветь с сегодняшних 350—500 долл. примерно до 200 долл.

В архитектурном плане компания позиционирует свою разработку как первую «систему на кристалле», предназначенную для использования в законченных клиентских продуктах. При этом подчеркивается, что высокая степень интеграции упростит и удешевит процесс проектирования, производства и тестирования оборудования на базе Rosedale. В новую микросхему Intel встроены функции MAC-уровня, регламентируемые стандартом 802.16-2004, возможности физического интерфейса (PHY) на основе технологии ортогонального частотного мультиплексирования (OFDM), MAC-уровня для 10/100-Мбит/с сетей Ethernet, а также средства шифрования пакетов и функции интерфейса TDM-контроллера. Последние обеспечат запуск в сетях WiMAX приложений потоковой передачи данных и видео по широкополосным каналам Internet.

Судя по всему, эта перспектива станет реальностью уже в ближайшие год-два. Согласно прогнозам Intel, появление на рынке первых микросхем, реализующих стандарт WiMAX, уже в будущем году станет мощным стимулом к производству законченных устройств множеством компаний. В 2006 году ожидается активное внедрение средств поддержки WiMAX в ноутбуках, а еще через год — в карманных ПК. В 2008 году почти половина пользователей для выхода в Internet будет использовать беспроводные технологии (см. таблицу).

Однако прогресс в продвижении технологии WiMAX на рынок заметен уже сегодня. По данным Пола Отеллини, президента и директора по операциям Intel, если год назад в состав консорциума WiMAX Forum входили только десять фирм-учредителей, то сейчас в его рядах — около 140 компаний. Летом прошлого года стартовали самые первые испытания новой технологии, а сегодня ее активно тестируют более 40 сервис-провайдеров по всему миру. Понятно, что коренной перелом ситуации стал возможным в первую очередь благодаря принятию стандарта IEEE 802.16-2004.

Сама Intel видит три ключевых сценария применения WiMAX. Первый из них связан с предоставлением услуг фиксированной беспроводной связи на базе сетевых топологий «точка — точка» и «точка — много точек». В этом смысле сети WiMAX становятся альтернативой цифровым абонентским линиям и сетям кабельного телевидения.

Второй вариант основан на поддержке технологии WiMAX (будущий стандарт 802.16e) в портативных устройствах с низким энергопотреблением. Он может задействоваться для предоставления фиксированного доступа в офисных сетевых средах и построения кампусных пикосетей. Подобный проект в сети Metrozone предполагается реализовать к 2006 году в Южной Корее.

Наконец, третий сценарий связан с поддержкой в сетях мобильных пользователей. В техническом отношении он предполагает увеличение зоны покрытия и производительности сети благодаря применению интеллектуальных антенн. О перспективности мобильного варианта с точки зрения Intel свидетельствует такой факт: выпустив микросхему Rosedale, компания отдала производство радиоинтерфейса на откуп независимым производителям, а вот производство всей элементной базы для оборудования, соответствующего будущему стандарту 802.16е, она намерена сосредоточить в собственных руках (правда, это не исключает поддержки радиоинтерфейсов других изготовителей).

Выбор того или иного сценария операторами, действующими на конкретной территории, будет определяться несколькими факторами, включая доступность радиоресурса и наличие частотных присвоений. Руководители Intel прогнозируют, что в ближайшие три года частотный спектр, выделяемый для построения беспроводных сетей доступа, в ряде стран будет существенно расширен. Судя по всему, Intel активно сотрудничает по этому вопросу с разными регулирующими органами. На IDF было заявлено, что обсуждается возможность использования диапазона 700 МГц для построения сетей WiMAX. Как известно, эта область спектра пока не фигурирует в официальных спецификациях, но переход на более низкие частоты (по сравнению с 2,3—2,7 МГц и уж тем более с 5,25—5,85 МГц) позволит операторам реализовать достаточно экономичные проекты развертывания сетей.

Повседневная мобильность

Другая стратегия, на практическую реализацию которой Intel направляет значительные ресурсы, — обеспечение полной мобильности обладателя ПК в течение рабочего дня. Компания видит четыре составляющие этой задачи: расширение функциональности мобильных ПК-платформ, существенное увеличение ресурса аккумуляторов, оптимизация приложений с ориентацией на мобильные вычисления и постепенный переход к интеллектуальной модульной сетевой инфраструктуре.

В отношении развития мобильных платформ Intel делает ставку на две свои перспективные разработки. Первая — платформа Sonoma, которая обсуждалась еще на февральском IDF и выпуск которой из-за проблем с процессором Dothan (Pentium M, выпущенный по 90-нм технологии) компания была вынуждена перенести со второй половины нынешнего на начало будущего года. Известно, что платформа Sonoma будет основана на процессоре Pentium M с ускоренной внешней шиной (тактовая частота 533 МГц), включать в себя чипсет Alviso с поддержкой технологии Intel High Definition Audio и средства поддержки беспроводных сетей Intel PRO/Wireless 2915ABG.

Еще меньше информации — о мобильной платформе следующего поколения Napa, которая придет на смену Sonoma. Для нее разрабатываются двухъядерные процессоры Yohan (65-нм технология), графический чипсет Calistoga и модуль поддержки беспроводных сетей Golan.

Борьба за уменьшение размеров транзисторов при проектировании процессоров следующих поколений, которую можно подметить уже на примере платформ Sonoma и Napa, не случайна. Увеличение производительности и расширение функциональности не должны приводить к повышению энергопотребления, особенно если речь идет о портативных устройствах.

Правда, усовершенствование технологического процесса, как и развитие дисплейных технологий, не могут привести к увеличению времени автономной работы от батарей в несколько раз. Intel же ставит перед собой задачу к 2010 году довести время автономной работы ноутбуков до 8 ч, а значит, без радикального изменения технологии батарей не обойтись. Соответствующие исследования ведутся в стенах организации Mobile PC Extended Battery Life Working Group, которая на второй день работы IDF выпустила спецификацию ACPI v3.0. Тем менее, по словам Ананда Чандрасекера, вице-президента и руководителя подразделения мобильных платформ корпорации Intel, эта деятельность еще далека от завершения. На IDF компания анонсировала также программу оптимизации времени работы батарей, нацеленную на обеспечение независимых производителей техническими спецификациями в области энергосбережения и управления энергопотреблением.

Для реализации третьей составляющей курса на тотальную мобильность (оптимизация бизнес-приложений) Intel намерена сделать сети WLAN столь же безопасными, как и проводные сети. В этих целях компания создала документ Intel Secure OnConnect Authentication Guide, содержащий рекомендации по применению стандарта 802.1x и протокола аутентификации Extensible Authentication Protocol (EAP) в беспроводных сетях. По оценкам Intel, уже более 250 приложений модернизированы в целях поддержки мобильных платформ, включая продукты SAP, PeopleSoft и SAS.

Наконец, переход на модульную инфраструктуру облегчит поддержку сетевых сервисов VoIP, «видео по требованию» и игровых приложений. По словам Ховарда Бабба, вице-президента и руководителя подразделения Communications Infrastructure Group корпорации Intel, в ближайшие десять лет сети будут эволюционировать к единой архитектуре, основанной на стандартных компонентах, протоколах и прикладных сервисах. Модульные сети следующего поколения будут полностью широкополосными и основанными исключительно на пакетной коммутации, что позволит использовать их для предоставления мультимедийных услуг мобильным клиентам. В этой трансформации Intel намерена играть роль ведущего поставщика модульных сетевых компонентов и активного сторонника индустриальных стандартов, включая Carrier Grade Linux и AdvancedTCA.

Беспроводная совместимость USB

Перемещаясь вниз по иерархии «беспроводные сети доступа — беспроводные локальные сети — беспроводные персональные сети», в прошлом году Intel активно взялась за разработку эфирного варианта шины USB. Как мы подробно рассказывали (см. Сети, 2004, № 5, с. 46), платформа Wireless USB является развитием технологии сверхширокополосных беспроводных сетей (Ultra-Wideband, UWB). Последняя разрабатывается подкомитетом IEEE 802.15.3, а также консорциумами MultiBand OFDM Alliance (MBOA) и WiMedia Alliance, в деятельности которых Intel принимает самое активное участие. На февральской конференции IDF было объявлено о создании консорциума Wireless USB Promoter Group, задачей которого является разработка спецификации Wireless USB.

В плане продвижения технологий UWB и Wireless USB полгода после предыдущей конференции IDF не прошли напрасно. В феврале организация Wireless USB Promoter Group приняла на вооружение разработанные MBOA спецификации физического и MAC-уровней сверхширокополосных сетей для их использования в стандарте радиоверсии USB. В мае консорциум MBOA утвердил окончательный вариант спецификации физического уровня для сетей UWB. В декабре должна быть готова финальная версия такого же документа, относящегося к MAC-уровню. В IV квартале ожидается завершение работ над спецификацией Wireless USB, а в будущем году обе технологии реализуют на уровне микросхем.

Кроме того, Федеральная комиссия связи США закончила испытания радиоинтерфейса, основанного на технологии многополосного ортогонального частотного мультиплексирования (Multiband OFDM). Окончательное решение по их результатам должно было быть принято до конца октября. Члены консорциума MBOA активно сотрудничают с регулирующими органами Японии, Сингапура, Южной Кореи и ряда европейских государств в выработке правил применения технологии UWB на разных региональных рынках.

На IDF впервые была продемонстрирована совместимость оборудования UWB и Wireless USB разных поставщиков. В тестировании участвовали компании Intel, NEC, Texas Instruments и Wisair. Взаимодействие осуществлялось с использованием трех различных реализаций протоколов MAC-уровня, единого интерфейса физического уровня и прототипа стека приложений Wireless USB. В ходе испытаний использовался инструментарий Evaluation Tool Kit (EVT) производства Wisair, базирующийся на первой в отрасли микросхеме многополосного радиочастотного OFDM-приемопередатчика. Последняя была анонсирована в апреле текущего года и поддерживает скорость 480 Мбит/с.

Успех тестирования позволяет надеяться на то, что уже в недалеком будущем на рынке появятся коммерческие продукты, реализующие технологию Wireless USB. По мнению руководителей Intel, поначалу (2005—2006 годы) они будут представлять собой дискретные компоненты в различных формфакторах, включая карточки для шин PC Card и Express Card, внешние модули флэш-памяти и коннекторы для разъемов USB 2.0 и IEEE 1394. Однако уже в 2006 году на рынке могут появиться внутренние модули, одновременно поддерживающие стандарты UWB и WLAN. Несколько позднее ожидается выход периферийных устройств и абонентских терминалов, поддерживающих обмен данными по беспроводной шине USB.


Мобильный хот-спот

Подобный заголовок поставит в тупик кого угодно, а между тем он как нельзя лучше иллюстрирует позицию Intel в отношении рыночных перспектив технологий Wi-Fi и WiMAX. Вопрос об их противостоянии или гармоничном сосуществовании стал актуальным в связи с тем, что успехи технологии WiMAX в какой-то момент дали повод для сомнений в светлом будущем беспроводных локальных сетей на основе стандартов 802.11.

В действительности же эти две технологии с похожими названиями рассчитаны на различные области применений, и на IDF превалировало мнение, что сети двух указанных типов удачно дополнят друг друга. По мнению Лиянг Ву, исполнительного вице-президента по передовым технологиям гонконгского оператора PCCW, технология Wi-Fi станет использоваться операторами сетей WiMAX для формирования иерархической структуры, в которой сети WiMAX будут обеспечивать покрытие значительных территорий, а технология Wi-Fi — построение внутриофисных и домашних беспроводных сетей (для чего она, собственно, и создавалась).

Джим Джонсон, вице-президент подразделения Intel Communications Group, возглавляющий отдел беспроводных сетей, полагает, что клиентские устройства WiMAX будут похожи на сегодняшнее оборудование Wi-Fi. Логично предположить, однако, что их близость окажется сродни сходству обычного и беспроводного ADSL-модемов. Иными словами, во многих случаях терминальному оборудованию WiMAX предстоит выполнять функции точки доступа WLAN, олицетворяя истинный симбиоз двух технологий.

Другая версия такого симбиоза представлена мобильными WLAN общего пользования. Судя по всему, пионером в их построении стала упомянутая фирма PCCW, обнаружившая в Гонконге новую рыночную нишу. Как рассказывает Ву, к середине лета на территории Гонконга насчитывалось около 300 хот-спотов, развернутых преимущественно в аэропортах, ресторанах и кофейнях Pacific Coffee (аналог американской сети Starbucks). Правда, такие беспроводные зоны не пользовались особой популярностью. Зато на этом крошечном острове с населением 7 млн человек широко распространен общественный транспорт, ежедневно перевозящий 11 млн пассажиров. Они-то, по мнению руководства компании, и должны составить основную массу пользователей беспроводных локальных сетей на основе технологии Wi-Fi.

Концепция, принятая на вооружение оператором PCCW, на удивление проста: развернуть WLAN общего пользования внутри автобусов, поездов и вагонов подземки, чтобы в дороге (а средняя продолжительность поездки составляет около 30 мин) можно было получать полноценный доступ в сеть. Единственная возникающая при этом проблема — обеспечить подключение самих точек доступа к Internet. Ее решение Ву видит в использовании технологии WiMAX. Оператор намерен приступить к тестированию базовых станций данного стандарта, как только они появятся на рынке.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями