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WiMAX-Basisstation
WiMAX-Antenne 13 Meter über dem Boden – die Gegenstelle ist ein 26 km entfernter Fernsehturm – in Betrieb seit 2004 (in Litauen)WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ist eine drahtlose Zugangstechnik zu Breitbandinternet. WiMAX ist im Wesentlichen ein Synonym für ein Funksystem nach dem IEEE-Standard 802.16 ähnlich wie WLAN, das ebenfalls auf einem IEEE-Standard 802.11 beruht. Ein großes Interesse bei der Entwicklung von WiMAX hatte lange Zeit der Chiphersteller Intel.
Bei WiMAX handelt es sich um Hochgeschwindigkeitsübertragungen im Frequenzbereich von 2 GHz bis 66 GHz. WiMAX wurde zunächst als breitbandiges Funkübertragungssystem IEEE802.16d später 802.16-2004 für stationäre Verbindungen (z.B. Fernsehturm - Hausantenne) entwickelt. Inzwischen hat sich der Standard aber auch zu einem mobilen Standard IEEE802.16e oder auch 802.16e-2005 für mobile Anwendungen entwickelt. Nach einer entsprechenden Entscheidung der ITU (International Telecommunications Union) darf sich WiMAX gemäß dem aktuellen Standard 802.16m offiziell als 4G-Technologie bezeichnen.
Im WiMAX-Forum wird an der Weiterentwicklung des Standards gearbeitet. So wurde mit IEEE802.16m (abwärtskompatibel zu 802.16e) ein Standard entwickelt, der eine High-Speed-Übertragung mit bis zu 1 Gbit/s spezifiziert. Weiterhin regelt das WiMAX-Forum die Spezifizierung der Prüfvorschriften, die für die Zertifizierung der Endgeräte und Netzkomponenten notwendig sind, um dem Standard zu entsprechen.
Derzeit sind bereits in zahlreichen Ländern wie USA, Japan, Korea (WiBro), Taiwan, Russland, Mexiko und Afrika, insgesamt in über 150 Ländern der Erde verfügbar.
Inhaltsverzeichnis
Technische Grundlagen
Der Standard IEEE 802.16 gehört zur Familie der 802-Standards, wie auch 802.3 Ethernet oder 802.11 Wireless LAN. WiMAX spezifiziert nach dem OSI-Modell die beiden untersten Schichten den PHY Layer (Physical Layer) und den MAC Layer (Data Link Layer).
Viel Wert wurde auf große Übertragungsraten mit sehr kurzen Latenzzeiten (Reaktionszeiten) gelegt. Auch wurde ein Betriebsmodus mit zugesicherten Datenraten integriert. Diese Quality-of-Service-Option (QoS) ist wichtig z. B. für Telefonie- und Videoanwendungen, damit diese nicht wegen mangelnder Datenrate unterbrochen werden. Im Gegensatz zu anderen Funktechniken ist durch bevorzugte Behandlung der Sprachdatenpakete also eine bessere Sprachqualität möglich. Eine WiMAX-Basisstation darf mit bis zu 30 Watt EIRP senden, eine mobile oder stationäre Gegenstelle entsprechend mit 4 Watt EIRP.[1]
Die verschiedenen WiMAX/IEEE-802.16-Standards
Die wichtigsten sind:
- IEEE 802.16-2004 auch fixed WiMAX genannt, statische Verbindung ohne Handover bietet Sicht- und Nichtsichtverbindungen, Frequenzbereich: 2GHz - 66GHz
- IEEE 802.16e-2005 auch mobile WiMAX genannt, erlaubt ein Handover der Funkzelle im laufenden Betrieb, Frequenzbereich: 2GHz - 6GHz
- IEEE 802.16m High-Speed Übertragung bis zu 1Gbit/s und definition des Advanced Air Interface für Gigabit-Übertragung
Es existieren verschiedene funktechnische Übertragungsarten:
WiMAX mobile
Für breitbandigen Zugang zum Internet konzipiert, bei dem ein Wechsel der Funkzelle für den Nutzer möglich ist. Verwendet OFDMA und MIMO Multiple Input Multiple Output. MIMO Technologie erhöht den Datendurchsatz und trägt zu Verbesserung der Signalstabilität in Umgebungen mit Reflexionen bzw. ohne Sichtverbindung der Antennen bei. Auch der neueste WLAN-Standard IEEE 802.11n verwendet diese Technologie, wie sie auch bei anderen Mobilfunktechnologien Anwendung findet.
Wimax fixed
Vorgänger-Version von mobile WiMAX, basierend auf OFDM. Ein Wechsel der Funkzelle unter Beibehaltung der IP-Adresse wurde hier nicht spezifiziert. Wo notwendig, werden heute die fixed Netze auf die mobile Version umgerüstet.
Weitere Verfahren für Frequenzen oberhalb von 10 GHz
Oberhalb der Frequenz von 10 GHz bieten sich zur Übertragung der Signale Parabolantennen als Antennen mit hohem Gewinn und großer Richtwirkung an. Die großen zur Verfügung stehenden Bandbreiten von 25 GHz in den USA bzw. 28 GHz in Europa ermöglichen dadurch sehr hohe Datenübertragungsraten. Voraussetzung hierfür ist jedoch eine Sichtverbindung zwischen den beiden Antennen, die sogenannte Line of Sight (LoS). Das beschriebene Verfahren eignet sich somit für den Anschluss über weite Entfernungen z.B. als Backbone oder zum Verbinden von Basisstationen per Richtfunk.
Praxis
WiMAX findet inzwischen sowohl als stationäre (fixed WiMAX) als auch als Funktechnologie für mobiles Internet mit hohen Datenraten in Mobilfunknetzen seine Anwendung. Der Versorgungsradius einer Basisstation in städtischer Umgebung liegt üblicherweise zwischen 2 und 5 Kilometern. Wie bei allen Mobilfunksystemen müssen sich die beteiligten Nutzer die zur Verfügung stehende Datenrate teilen. Für mobile WiMAX nach 802.16e-2005 wird hier zur Zeit eine Datenrate von ~40Mbit/s angegeben.
Im WiMAX-Forum haben sich über 430 Technologieunternehmen und Institutionen im zusammengeschlossen, um durch Standardisierung von WiMAX dessen Kompatibilität mit den Produkten der verschiedenen Hersteller zu gewährleisten. Bisher wurden mehr als 196 verschiedene Empfangsgeräte wie Handys, Notebooks, USB Sticks, Tablets und WiMAX home modems zertifiziert.
Verbreitung von WiMAX (geographisch)
Entwicklung in Deutschland
Nach Tests verschiedener Anbieter gibt es seit Ende 2005 die ersten kommerziellen WiMAX-Angebote von Deutsche Breitband Dienste GmbH (DBD). Das Unternehmen setzten dazu WLL-Lizenzen im 3,5-GHz-Band ein, um darüber Technologie nach dem 2005 zertifizierten Fixed-WiMAX-Standard zu verwenden. Den kommerziellen WiMAX-Betrieb in Deutschland startete im Mai 2005 die DBD in Heidelberg mit einem WiMAX-Netz für Gewerbekunden. In Berlin begann DBD am 8. November 2005 mit dem deutschlandweit ersten kommerziellen städtischen WiMAX-Netz für Privat- und Geschäftskunden im Stadtteil Pankow. Die Standard-Produkte für Privatkunden haben eine asymmetrische Bandbreite, welche mit Downloadgeschwindigkeiten von 1,0 Mbit/s und 2,0 Mbit/s buchbar sind. Reine WiMAX-Netze bis zum Endkunden werden durch die DBD seit der zweiten Jahreshälfte 2006 auch in Wuppertal, Dresden und Leipzig, im niedersächsischen Barsinghausen/Springe und seit Anfang März 2007 in Magdeburg und Dessau sowie seit Juli 2007 in Halle angeboten. Neben DBD betreiben z.B. Anbieter wie "Das Netz" WiMAX-Netze in Deutschland.
Die eigentlichen WiMAX-Lizenzen, die sogenannte Broadband-Wireless-Access-Lizenzen (BWA-Lizenzen) für Frequenzen im Bereich 3400 bis 3600 MHz, hat die Bundesnetzagentur in einer Auktion im Dezember 2006 vergeben. Fünf der sechs Interessenten haben die Lizenzen für rund 56 Millionen Euro ersteigert.
Erfolgreiche Bieter für bundesweite Lizenzen waren die US-Firma Clearwire, die Deutsche Breitbanddienste GmbH (DBD), die unter dem Namen MAXXonair in Städten und unter DSLonair im ländlichen Raum Angebote macht und Inquam, ein Joint Venture des WiMAX-Entwicklers NextWave Wireless mit Finanzinvestoren und der Omnia Holdings Limited. Regionale Lizenzen für Bayern ersteigerten die italienische MGM Productions Group S.R.L. und Televersa online.
Europa
In Europa sind weitere WiMAX-Netze in Irland (betrieben durch Imagine Communication Group), Spanien (betrieben durch Iberbanda) oder auch Portugal (betrieben von dem Unternehmen ZAPP.PT) bereits verfügbar.
Kroatien, Slowakei
Das in Österreich aktive österreichisch-schweizerische WiMAX Telecom-Konsortium expandiert nach Süd- und Ost-Europa und hat erste Netze in Kroatien und in der Slowakei aufgebaut. Das Unternehmen gibt an, in Österreich, Kroatien und der Slowakei zusammen 6000 Kunden zu versorgen. Ein weiterer Anbieter in Kroatien ist Optima Telekom. Es werden verschiedene Pakete von Optima Telekom angeboten, momentan nur in Čakovec.
Die kroatische Netzagentur hat bis jetzt in 11 Gespanschaften eine WiMAX-Lizenz vergeben, und zwar in jeder 4 Lizenzen. [2]
Firma Lizenzen Odašiljači i veze (OiV) 11 Optima Telekom 10 Wimax Telecom 8 T-Hrvatski Telekom (T-Com, Iskon) 6 H1 Telekom (Portus) 5 Vipnet 1 Globalnet 1 Novi-net 1 Dubrovnik Telekom 1 Die Firma Odašiljači i veze (OiV), welche auch die Sendeanlagen der nationalen Fernseh- und Radiosender verwaltet, ging als Sieger hervor.[3] Bis Weihnachten 2006 will OiV WiMAX in Rijeka und Split anbieten. Zuerst werden Telefonie und Breitbandinternet angeboten, später auch Fernsehen.
H1 Telekom hat das Netz bereits in Split und Rijeka aufgebaut und wartet auf eine Betriebsgenehmigung von der Netzagentur.
Litauen
In Litauen wird WiMAX seit Sommer 2004 vor allem für Gegenden angeboten, in denen es keine Telefonleitungen gibt. Die Preise liegen bei ca. 30 € für eine 64-kbit/s-Flatrate mit fester IP-Adresse.
Bulgarien
In Bulgarien wurden fünf WiMAX-Lizenzen im Sommer 2005 versteigert. Der kommerzielle Betrieb startete in Februar 2007 mit dem ersten Netz von Mobiltel. Aktuell werden die Dienste in etwa 10 größeren Städte und nur an Geschäftskunden angeboten zu Preisen von umgerechnet etwa 30 Euro im Monat für eine Flatrate mit symmetrischer Bandbreite und einer Datenrate von 1 MBit/s. Aktiv sind noch die Netze von Max Telecom (in 12 Städte) und Nexcom Bulgaria.
Russland
In Moskau und St. Petersburg ist seit November 2008, in Ufa, Krasnodar, Wyborg und Sotschi seit Mitte 2009 das mobile WiMAX gemäß IEEE 802.16e-2005 WiBro des Providers YOTA flächendeckend verfügbar. Der Service kostet ab März 2011 1400 Rubel oder ca. 35 Euro pro Monat. Die effektive Datenrate ist 5 Mbit/s.
Afrika
Südafrika
Unter dem Namen iBurst[1][4] ist die WiMAX-Technik in Südafrika seit einigen Jahren verbreitet und erfreut sich immer größerer Beliebtheit. iBurst ist in den meisten Städten in Südafrika verbreitet und die derzeit preiswerteste Möglichkeit der Hochgeschwindigkeitsanbindung an das Internet. Verschiedene Datenvolumen-Pakete ab ca. 15 Euro pro Monat stehen zur Auswahl. Der Download-Stream beträgt bis zu 1024 Kbps.
Sierra Leone & Mosambik
Aufgrund der schlechten Festnetzversorgung in Sierra Leone und Mosambik baut der Konzern Multinet [2] ein WiMAX-Netzwerk ab 2008 auf. Hierdurch wird der Durchbruch des Internets in den beiden Staaten erwartet.
USA
In den USA ist das bisher größte WiMAX Netzwerk basierend auf dem IEEE802.16e online und wird von Clearwire betrieben. Das Netz erreicht bereits mehr als 119 Millionen Menschen in mehr als 70 Städten.
Asien
In Japan wird ein WiMAX Netzwerk von UQ Communication betrieben. Hier werden bis März 2011 mehr als 800.000 Nutzer erwartet. In Korea wird von KT Teelcom ein Netzwerk mit landesweiter Abdeckung betrieben. Beide Unternehmen haben Anfang 2011 ein Roaming-Abkommen unterzeichnet. Damit können die Nutzer beide Netze nutzen. Weitere Netze sind in Malaysia, Taiwan und auch Indien zu finden.
Wimax nimmt in Taiwan eine besondere Rolle ein laut Analysten und Branchenexperten wird mit einem Umsatz von umgerechnet 100 Millionen US-Dollar gerechnet. Mit der Mobilfunktechnik LTE wird für den taiwanesischen Markt ein Umsatz von fast einer Milliarde US-Dollar erwartet.[5]
Zukunft von WiMAX
Im Mobilfunkbereich werden dem Long-Term-Evolution-Standard von der Mobilfunklobby größere Chancen zugesprochen. Alles in allem ist WiMAX jedoch eine ausgereifte Technologie, die besonders durch die einfache und kostengünstige Installation der Netzwerke besonders in den Schwellenländern eingesetzt wird.
Erste Mobiltelefone, die mobile WiMAX unterstützen, sind bereits von HTC oder Samsung verfügbar. Weitere Telefone wurden angekündigt. Auch sind für 2011 von verschiedenen Herstellern wie RIM, Motorola oder auch HTC Tablets angekündigt worden. USB-Modems und CPEs sind erhältlich.
Literatur
- K. Fazel und S. Kaiser: Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems: From OFDM and MC-CDMA to LTE and WiMAX, 2. Auflage, John Wiley & Sons, 2008, ISBN 978-0-470-99821-2
- Max Riegel, Aik Chindapol, Dirk Kroeselberg: Deploying Mobile WiMAX, John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-69476-3
Siehe auch
Quellen
- ↑ Richard Sietmann, Analoges Vermächtnis, c't 11/2009, S. 176
- ↑ http://www.telekom.hr
- ↑ http://www.oiv.hr
- ↑ http://iburst.co.za/default.aspx?link=site_home iBurst in Südafrika
- ↑ http://lte-discounter.de/taiwan-wird-vom-mobilen-long-term-evolution-profitieren-408-07/ Taiwan wird vom mobilen Long Term Evolution profitieren
Weblinks
- heise mobil: Konkurrenzwellen
- Das ELektronik-Kompendium.de: IEEE 802.16 / WiMAX
- IEEE 802.16
- Datenbank zertifizierter WiMAX-Geräte
- IP-Datenverkehr über Wimax – Standard mit Vorteilen, aber ungewisser Zukunft von Wolfgang Schulte, DHBW Stuttgart, in NET 10/10 S.37
- LTE ("Long Term Evolution") verdrängt WiMAX in Indien
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