WiMax－新興無線通信技術簡介

2019-11-03 09:22:42

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中興通訊移動事業部上海軟件二部王紅霞

　　WiMax是一項新興的無線通信技術，能提供面向互聯網的高速連接。WiMax的無線信號傳輸距離最遠可達50公里，其網絡覆蓋面積是3G基站的10倍。

　　WiMax（World InterOperability for Microwave access，全球微波接入互操作性）是一項基于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網（Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network，BWAMAN）技術。WiMax亦常被稱為IEEE Wireless MAN（Metropolitan Area Network），其基本目標是提供一種在城域網一點對多點的多廠商環境下,可有效地互操作的寬帶無線接入手段。

　　WiMax技術的出現無疑在無線寬帶接入技術領域投下了一顆重磅炸彈，眾多IT廠商對此大加追捧。此場面與2002年Wi-Fi技術出現時的熱鬧場面相比，有過之而無不及。

　　WiMax的眾多支持者早在2001年就成立了WiMax論壇組織，相關研究則開展得更早。WiMax論壇旨在推廣IEEE 802.16無線寬帶網絡技術。目前該組織擁有105個成員，甚至包括Alcatel、AT&T、英國電信、FUJITSU、Nokia以及Intel等行業巨頭。WiMax技術的研發、推廣是一個早有預期的計劃，WiMax的興起則反映了產業發展的趨勢。

　　WiMax聯盟的成員包括運營商、芯片廠商、設備廠商等，具有完整的產業鏈。據統計，目前WiMax聯盟內1/4的成員都是電信運營商。作為一項新興的技術，能受到許多大運營商的關注這本身就顯示出巨大的市場吸引力。運營商加入WiMax聯盟也有利于解決WiMax在未來的互聯互通問題。

　　WiMax之所以能獲得如此廣泛的關注，并不完全是商業上的炒作，與其固有的技術優勢也是分不開的。各廠商正是看到了WiMax的優勢所可能引發的廣闊的市場需求才對其抱有濃厚的興趣。

　　WiMax的技術優勢

　　WiMax的技術優勢可以簡要概括為以下幾點：

　　◆ 傳輸距離遠。

　　WiMax的無線信號傳輸距離最遠可達50公里，是無線局域網所不能比擬的，其網絡覆蓋面積是3G（3rd Generation，第三代移動通信）基站的10倍，只要建設少數基站就能實現全城覆蓋，這樣就使得無線網絡應用的范圍大大擴展。

　　◆ 接入速度高。

　　WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對無線網絡來說，這的確是一個驚人的進步。WiMax采用與無線LAN（Local Area Network，局域網）標準802.11a和11g相同的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用）調制方式，每個頻道的帶寬為20MHz。這也和11a和11g幾乎相同。不過因為可通過室外固定天線穩定地收發無線電波，所以無線電波可承載的比特數高于11a和11g。因此，可實現74.81M的最大傳輸速度。

　　◆ 無“最后一公里”瓶頸限制。

　　作為一種無線城域網技術，它可以將Wi-Fi熱點連接到互聯網，也可作為DSL（Digital Subscriber Line，數字用戶線）等有線接入方式的無線擴展，實現最后一公里的寬帶接入。WiMax可為50公里線性區域內的用戶提供服務，用戶無需線纜即可與基站建立寬帶連接。

　　◆ 提供廣泛的多媒體通信服務。

　　由于WiMax較之Wi-Fi具有更好的可擴展性和安全性，從而能夠實現電信級的多媒體通信服務。高帶寬可以將IP網的缺點大大降低，從而大幅度提高VoIP的QoS（服務質量）。

　　從技術層面講，WiMax更適合用于城域網建設的“最后一公里”無線接入部分，尤其是對于新興的運營商更為合適。

　　WiMax的發展現狀

　　與WiMax概念的熱烈討論相輔，商業應用研究也在各IT廠商的大力支持下如火如荼地開展著。

　　Intel是這場運動中的核心領導者。作為全球最大的芯片供應商，其產品對各種協議的支持一直是某項技術能否最終取得市場成功的重要因素之一。如，在Intel等芯片廠商的支持下，就2003年的營業收入來說，Wi-Fi已經在全球有了33億美元的收益。據稱，Intel將在下半年推出含有WiMax標準的芯片產品。不僅僅Intel，更多的芯片廠商也正在加入WiMax芯片的研發隊伍。

　　2004年6月初，Intel與大連和成都兩市政府達成協議，在這兩個城市布設最新的WiMax寬帶無線技術。根據Intel與這兩個城市簽署的諒解備忘錄，成都與大連將架設接入WiMax所需的網絡設施，屆時企業和家庭將可以使用無線方式進行寬帶連接。通過對新技術和IT設施的投資，大連與成都在新型無線寬帶技術的應用上將遙遙領先。在全球經濟一體化的環境下，對無線寬帶技術的創造性使用將提高城市的競爭能力。同時這也是WiMax發展歷程中的一個里程碑。

　　2004年5月，Nokia在其WiMax論壇會員資格到期后沒有續簽，這讓業界充滿了疑慮。而一個月之后它又宣布重新加入WiMax論壇組織，此舉成為當時業界關注的焦點。無論如何，Nokia重返WiMax論壇對于WiMax技術的推廣都是一個利好消息，它將讓投資者對這一技術更有信心。同時有了Nokia和Intel等業界巨頭的支持，WiMax的前景也更加光明。

　　圖1為未來數年內全球WiMax設備銷售收入的市場預測。

　　WiMax與Wi-Fi、3G的區別

　　Wi-Fi接入

　　Wi-Fi是一種無線局域網（Wireless LAN，WLAN）接入技術，其信號傳輸半徑只有幾百米遠。Wi-Fi的目的是使各種便攜設備（手機、筆記本電腦、PDA等）能夠在小范圍內通過自行布設的接入設備接入局域網，從而實現與Internet的聯接。Wi-Fi網絡使用無繩電話等設備所使用的公用信道，只要有一個“熱點”和一個高速互聯網連接，就可在其周圍數百米的距離內架設一個Wi-Fi網絡。

　　隨著“熱點”的增加，Wi-Fi網絡所覆蓋的面積就像蜘蛛網一樣在不斷擴大延伸。Wi-Fi的傳輸速度可以達到每秒11M，屬于寬帶范疇，可以滿足個人和社會信息化的需求。Wi-Fi網絡的架構十分簡單，廠商在機場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設置“熱點”后，用戶只需要將支持Wi-Fi的設備拿到該區域內，便可以接受其信號，高速接入Internet。

　　WiMax接入

　　WiMax是一種無線城域網（MAN）接入技術，其信號傳輸半徑可以達到50公里，基本上能覆蓋到城郊。正是由于這種遠距離傳輸特性，WiMax不僅能解決無線接入問題，還能作為有線網絡接入（Cable、DSL）的無線擴展，方便地實現邊遠地區的網絡連接。

　　企業或政府機構可以在城市中架設WiMax基站，所有在基站覆蓋范圍內的移動設備均可通過基站接入Internet。由于WiMax只能提供數據業務，因此話音業務的提供需要借助VoIP技術來實現。WiMax網絡建設與3G網絡一樣，均需要架設大型基站。但由于它只需要實現城域覆蓋，因此網絡建設成本相對3G網絡比較低。

　　3G技術

　　3G是一種廣域網（Wide Area Network，WAN）技術。而3G網絡則是全球移動綜合業務數字網，它綜合了蜂窩、無繩、集群、移動數據、衛星等各種移動通信系統的功能，與固定電信網的業務兼容，能同時提供話音和數據業務。

　　3G的目標是實現所有地區（城區與野外）的無縫覆蓋，從而使用戶在任何地方均可以使用系統所提供的各種服務。3G同時提供語音和數據服務，在目前的條件下，基于電路交換的語音業務其服務質量比VoIP高出許多。

　　三者之間關系

　　圖2能很好地說明三種技術之間的關系。

　　WiMax與3G技術相比，在許多方面WiMax都顯示出巨大的優勢。盡管與當前的技術相比，3G網絡的速度已經有了大幅提高，但是相對于WiMax來說，3G網絡速度比之慢30倍。在網絡覆蓋區域上，一個3G基站的覆蓋范圍也只有WiMax的十分之一。

　　在過去幾年里，為了獲得3G運營牌照，無線運營商已經投入了上千億美元的資金，而且目前他們還在花費幾百億美元以運行3G網絡。而目前WiMax的頻譜不需要花費額外費用，基于WiMax技術的網絡所需的基站數量也會比3G大大減少。

　　對于固定電話運營商來說，他們可以首先建立一個基于WiMax技術的低成本網絡，并通過他們的固定電話網絡把無線網絡與互聯網相連，從而可以逐步從移動運營商手中奪回部分市場份額。

　　3G網絡的核心功能是提供移動電話服務，也可以用來傳輸數據；WiMax的標準則是高速數據傳輸，語音質量并不是關鍵要求。因此這兩種技術各自的任務和目標都不相同。WiMax的著眼點是實現寬帶無線化，而3G則更多地傾向于實現無線寬帶化。

　　總之，在如此眾多大廠商的共同推動下，我們似乎很有理由相信WiMax將成為未來一項具有革命性應用的技術。但我們在抱有這樣的信心的時候，還需要保留對WiMax與其他無線網絡技術的關系更客觀的認識。

　　WiMAX是3G的終結者嗎？

　　有分析認為WiMAX將是3G的終結者。但實際情況真的會是這樣嗎？

　　首先，WiMAX與Wi-Fi、3G的確具有很多重疊的甚至是超越的功能，具有和Wi-Fi、3G競爭的關系，但它們更多的是一個互補關系。這是因為Wi-Fi、WiMAX、3G分別針對的是無線局域網WLAN、城域網MAN、廣域網WAN，具有不同的市場定位。尤其是3G已經取得了實質性的進展，運營商、設備制造商都進行了大量投入，不可能期望已經在3G進行大量投資的運營商會放棄3G技術。電信監管部門也不會讓已有的投資付諸東流。因此，未來WiMAX與其它無線網絡技術很可能是共存于市場，就如同今天移動通信的GSM和CDMA制式共存一樣。

　　其次，WiMAX雖然現在風頭很勁，但其本身還有待完善，諸如標準統一、互聯互通、降低成本等問題。因此，在WiMAX還處于完善、推廣時期就斷言它能取代已經在許多國家運營的3G技術未免為時過早。

　　再次，WiMAX目前的優勢之一：免費的頻譜，在將來終將不會是免費的午餐。在WiMAX投入大規模應用之時，管理機構必將要求各運營商為現在免費的頻譜付出同樣高昂的租用費。這些費用最終將體現在其服務成本中，會對WiMAX的吸引力產生削弱作用。

　　最后，由于WiMAX使用了免費的頻譜，因此相對于3G網絡來說，WiMAX信號受其它信號干擾的可能性更大。另外，由于WiMAX所使用的頻率范圍（2G～11GHz）遠高于GSM（Global System for Mobile Communication，即全球通）和3G，因此信號穿透能力將更差，在城區復雜的地形地貌情況下，實現無縫覆蓋必將會使整個網絡變的異常復雜。

　　有分析指出，WiMAX將不是取代3G，而是創造一個在無線局域網和廣域網之間的結合點。2006或者2007年市場上將會出現WiMAX和3G雙模式手機。移動運營商擁有WiMAX無法匹敵的全球覆蓋率。電信運營商應該開發包含局域網、廣域網和城域網的無線策略。

摘自　賽迪網

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