WiMAX

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) on vuosituhannen alussa kehitetty langaton  laajakaistatekniikka. WiMAX perustuu IEEE 802-sarjan avoimeen 802.16 standardiin, joka valmistui syksyllä 2001 ja julkaistiin 8. huhtikuuta 2002. Standardin kehitys jatkui ja sen viimeisin versio IEEE Std 802.16-2004 hyväksyttiin kesäkuussa 2004. 2010-vuosikymmenen puolivälissä WiMAXin tekniikka oli vanhentunutta ja uudemmat tekniikat kuten LTE ovat syrjäyttäneet sen.
WiMAX Forum omistaa WiMAX-tavaramerkin ja valvoi sitä käyttävien laitteiden yhteensopivuutta. Siihen kuului yli 520 yritystä ympäri maailmaa. Siihen kuuluivat esimerkiksi johtokunnassa olevat Alcatel-Lucent, AT&T, British Telecom, Fujitsu, Intel, Motorola, ja Samsung. Suomalaisista yrityksistä mukana olivat myös Elektrobit, NetHawk, TeliaSonera ja Tieto. Nokia vetäytyi WiMAXista 2009.

Käyttökohteet

WiMAX-tekniikan tarkoituksena on tarjota käyttäjille liikennöintinopeuksiltaan kaapelimodeemi- ja DSL-yhteyksiä vastaava langaton verkkoyhteys, jonka käyttö ei ole sidoksissa esimerkiksi rakennuskohtaisiin rajoihin. Käytännössä WiMAXin toimintaa voidaan verrata WLAN-verkkoon, mutta sen toiminta-alue on huomattavasti suurempi. Teoreettinen kantama voi optimaalisissa olosuhteissa olla jopa viisikymmentä kilometriä – käytännössä kolmenkymmenen kilometrin ylittäminen lienee kuitenkin epävarmaa, ja yhteydet yli 20 kilometrin etäisyyksiltä vaativat toimiakseen suoran näköyhteyden tukiasemaan. Kantamaan vaikuttavat radioaaltojen etenemistä vaimentavat fyysiset esteet sekä vaikeat sääolosuhteet, kuten vesi- tai lumisade ja sumu.
Laajan kantoalueensa ja langattomuutensa ansiosta WiMAX sopisi hyvin laajakaistayhteyksien tarjoamiseen harvaan asutuille seuduille, joille valokuidun tai kuparikaapelin vetäminen olisi kallista ja hankalaa. Haja-asutusalueiden lisäksi samaa tekniikkaa voidaan hyödyntää kokonaisia kaupunkialueita kattavien MAN-verkkojen (Metropolitan Area Network) toteuttamiseen. Tällaisen verkon alueella käyttäjä voisi liikkua solusta toiseen yhteyden katkeamatta.

Laitteisto

WiMAX-yhteys muodostetaan radioteitse käyttäjän kiinteistöön sijoitetun asiakaspäätelaitteen ja operaattorin tukiaseman välille. Tukiasema muistuttaa matkapuhelinverkoista tuttuja radiomastoja, ja voi olla yhteydessä operaattoriin joko suoraan nopean kaapeliyhteyden avulla tai mikroaaltolinkillä toisen maston kautta. Asiakaspäätelaite voidaan liittää tietokoneen korttipaikkaan tai kytkeä erillisenä laitteena. Päätelaitteeseen voidaan kytkeä jo olemassa oleva lähiverkko; WiMAX ei siis korvaa WLAN-verkkoja, vaan täydentää niitä langattomana laajakaistana. Yhteyden laadun takaamiseksi rakennuksen katolle voidaan tarvittaessa asentaa erillinen antenni, joka kytketään kaapelilla päätelaitteeseen.

Tekniset ominaisuudet

Alkuperäinen 802.16-standardi sisälsi taajuusalueet 10-66 GHz. Taajuusalueet 2–11 GHz tulivat mukaan standardissa 802.16a, joka julkaistiin tammikuussa 2003. Nämä taajuudet toivat mukanaan toiminnallisuuden ilman esteetöntä yhteyttä. 802.16e toimii taajuusalueella 2-6 GHz. 802.16-standardi käyttää dynaamista modulaatiota, jossa käytettävää modulointitekniikkaa (64 QAM, 16 QAM, QPSK) voidaan vaihtaa tarpeen mukaan. Paremman kantaman saavuttamiseksi yhteydessä käytettyä taajuutta voidaan pudottaa.
Suurin kiinnostus kohdistuu kolmeen taajuusalueeseen. Niistä 5,8 GHz ja 2,5 GHz -taajuuksia käytetään Yhdysvalloissa ja 3,5 GHz -taajuutta esimerkiksi Euroopassa. Viimeksi mainittua taajuutta käytettiin myös Suomessa toteutettaviin WiMAX-ratkaisuihin.
Yksi tukiasema voi tarjota noin 75 Mbps nopeuden, joka jaetaan solun käyttäjien kesken. Nopeuden on arvioitu riittävän tarpeeksi nopeiden yhteyksien tarjoamiseksi useille kymmenille yrityksille ja sadoille kotitalouksille.

WiMAX-verkot Suomessa

Suomessa oli parhaimmillaan noin 15 operaattoria, jotka ottivat WiMAX-verkkoja käyttöön. Maantieteellisesti nämä verkot sijoittuvat joka puolelle Suomea, saaristosta pohjoisimpaan Lappiin. Pääosin verkkoja on rakennettu haja-asutusalueille, joilla ei ole olemassa olevaa verkkoinfrastruktuuria. Joitakin WiMAX-verkkoja löytyy kuitenkin jo myös kaupungeissa, kuten esimerkiksi Turussa vuonna 2005 käyttöön otettu verkko.

Joitakin Suomessa toteutettuja WiMAX-projekteja

Pääkaupunkiseudulla, Jyväskylässä ja Porissa yhteyksiä kuluttajille ja yrityksille tarjoaa SuomiCom. Finnet-ryhmään kuuluva Pohjanmaan Puhelin Oy rakensi WiMAX-verkon Ylivieskaan kevättalvella 2005. Kainuun Puhelinosuuskunta, joka myös kuuluu Finnet-ryhmään, on rakennuttanut WiMAX-verkon koko Kainuun maakunnan alueelle. Ylä-Pirkanmaan seutukunta ja Pirkanmaan liitto ovat rakennuttaneet Pohjois Hämeen Puhelimen, Coression Oy:n ja Daimler Finland Oy:n kanssa yhteistyössä WiMAX-laajakaistaverkon Mäntän ja Vilppulan alueelle. Iniössä oli Suomen ensimmäinen koko kunnan kattava langaton laajakaistaverkko. Turunmaan seutukunnan suunnitelmissa on laajentaa langaton WiMAX-laajakaistaverkko kattamaan koko Turun saaristo parin vuoden sisällä. Haminan Energia Oy rakentaa yhteistyössä Daimler Finland Oy:n kanssa Haminaan langattoman laajakaistaverkon. Verkko-operaattori, LAN&WAN tuottaa langattomia laajakaistapalveluja yhteistyössä Keuruun kaupungin, Multian ja Petäjäveden kuntien kanssa. Tällä ns. Multipoint-alueella LAN&WAN operaattorina tarjoaa Internet-palveluita. Multipoint-verkko valmistui maaliskuussa 2006. Kymen Puhelin Oy:n WiMAX-verkko kattaa Etelä-Kymenlaaksossa Kotkan ja Pyhtään rannikko- ja saaristoalueen.
Edellä mainittujen lisäksi julkisia verkkoja ovat rakentaneet Etelä-Savon alueelle Mikkelin Puhelin ja Savonlinnan Puhelin. Rakenteilla on koko maakunnan alueen kattava laajakaistapeitto, joka toteutetaan osaksi DSL- ja osaksi WiMAX-tekniikalla. Lisäksi Finnet Telepohja on avannut Lapissa Tervolan kunnassa kuuden kylän alueen kattavan WiMAX-verkon.

Tulevaisuus

Suomessa WiMAXin elinkaari on lopussa, sillä vuoden 2013 aikana useat operaattorit ilmoittivat aikeistaan vähentää tukiasemiensa määrää ja lopulta vuosien mittaan lakkauttaa verkkonsa kokonaan. Tätä on perusteltu tekniikan vanhenemisella ja varaosien saatavuuden heikentymisellä. Suomen suurin ja ensimmäinen standardinmukainen WiMAX-verkko käynnistyi syys-lokakuun vaihteessa 2005 Keuruun, Multian ja Petäjäveden yhteisenä hankkeena. Kolmen kunnan alue katettiin 95%:sti WiMAXilla. Verkko oli kokonaan valmis vuoden 2006 maaliskuussa - samaan aikaan kun ensimmäiset WiMAX-laitteet saivat sertifikaatin. Tällöin verkkoon on liittynyt n. 300 käyttäjää pääasiassa seudun haja-asutusalueilta.
WiMAXin kehitystyö oli käynnissä 2000-vuosikymmenen puolivälissä ja kokeiluverkot oli pystytetty vuoden 2005 alkupuolella. Muun muassa Pohjanmaalla ja Ruotsin Skellefteåssa testattiin tekniikan toimivuutta muutamia kymmeniä talouksia sisältävien testiverkkojen avulla. Tokiossa valmisteltiin ensimmäistä laajan mittakaavan WiMAX-verkon käyttöönottoa vuoden 2005 syyskuussa. Yhdysvalloissa teleoperaattori Sprint Nextel aikoi investoida vuoden 2008 loppuun mennessä 2,5 miljardia Yhdysvaltain dollaria kattavan WiMAX-verkon rakentamista varten. Vuoden 2010 loppuun mennessä Sprintin WIMAX-investointien oli määrä nousta jo viiteen miljardiin dollariin. Sprint aikoi lanseerata verkkonsa kaupalliset palvelut vuoden 2008 lopussa. Operaattorin suunnitelmien mukaan verkon oli määrä kattaa 125 miljoonaa käyttäjää vuoden 2010 loppuun mennessä. Kuitenkin vuonna 2011 WiMAX-verkkojen käyttäjämäärät olivat Yhdysvalloissa laskussa ja vuonna 2015 teleoperaattori Sprint alkoi sulkemaan niitä.
Nokia valmisti WiMAX yhteensopivia puhelimia vuonna 2008, mutta ilmoitti tammikuussa 2009 lopettavansa niiden tuotannon.
Toisen sukupolven WiMax2-tekniikan kehittäjien tavoitteena on saavuttaa 350 megabitin nopeus. WiMax2-tekniikkaa työstetään parhaillaan Euroopan komission kolmivuotisessa WiMagic-projektissa.

Mobiliteetti WIMAX-verkoissa

Mobiliteettistandardi IEEE 802.16e on julkaistu helmikuussa 2006 ja se mahdollistaa sen, että päätelaite liikkuu tukiasemasta toiseen. Ensimmäiset tämän standardin mukaiset päätelaitteet tulivat markkinoille vuosina 2006–2007.