淺談WiMax技術(shù)及其應(yīng)用前景

WiMax技術(shù)概述

寬帶無線接入技術(shù)作為下一代通信網(wǎng)中最具發(fā)展?jié)摿Φ慕尤爰夹g(shù)之一，正受到業(yè)界越來越多的關(guān)注。 WiMax(World Interoperability for Microwave Access)論壇是由采用IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和器件供應(yīng)商成立的一個(gè)非贏利性生產(chǎn)團(tuán)體，主要是向市場(chǎng)推廣IEEE新的無線通訊標(biāo)準(zhǔn)802.16。WiMax已成為802.16標(biāo)準(zhǔn)的代名詞，是一種面向城域網(wǎng)的寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速無線連接。WiMax的無線信號(hào)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50公里，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G(3rd Generation，第三代移動(dòng)通信)基站的10倍。WiMax(World Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性)是一項(xiàng)基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入城域網(wǎng)(Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network，BWAMAN)技術(shù)，其基本目標(biāo)是提供一種在城域網(wǎng)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的多廠商環(huán)境下，可有效地互操作的寬帶無線接入手段。WiMax的眾多支持者早在2O01年就成立了WiMax論壇組織，相關(guān)研究則開展得更早。WiMax論壇旨在推廣IEEE 802.16無線寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。目前該組織擁有105個(gè)成員，甚至包括Alcatel、AT&T、英國電信、FUJITSU、Nokia以及Intel等行業(yè)巨頭。

1.WiMax的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

WiMax的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以簡(jiǎn)要概括為以下幾點(diǎn)：

*傳輸距離遠(yuǎn)。

WiMax的無線信號(hào)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50公里，是WIFI(無線局域網(wǎng))所不能比擬的，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G基站的10倍，只要建設(shè)少數(shù)基站就能實(shí)現(xiàn)全覆蓋，這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴(kuò)展。

*接入速度高。

WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個(gè)速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)來說，這的確是一個(gè)驚人的進(jìn)步。WiMax采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)調(diào)制方式，每個(gè)頻道的帶寬為20MHz，通過室外固定天線穩(wěn)定地收發(fā)無線電波，因此，可實(shí)現(xiàn)74.81M的最大傳輸速度。

*提供廣泛的多媒體通信服務(wù)。

由于WiMax較之Wi-Fi具有更好的可擴(kuò)展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級(jí)的多媒體通信服務(wù)。其中包括語音，數(shù)據(jù)和視頻的傳輸。

2.WiMax的技術(shù)特點(diǎn)

*鏈路層技術(shù)

TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn)之一是對(duì)信道的傳輸質(zhì)量有較高的要求。無線寬帶接入技術(shù)面對(duì)日益增長(zhǎng)的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，必須適應(yīng)TCP/IP協(xié)議對(duì)信道傳輸質(zhì)量的要求。在WiMax技術(shù)的應(yīng)用條件下(室外遠(yuǎn)距離)，無線信道的衰落現(xiàn)象非常顯著，在質(zhì)量不穩(wěn)定的無線信道上運(yùn)用TCP/IP協(xié)議，其效率將十分低下。WiMax技術(shù)在鏈路層加入了ARQ機(jī)制，減少到達(dá)網(wǎng)絡(luò)層的信息差錯(cuò)，可大大提高系統(tǒng)的業(yè)務(wù)吞吐量。同時(shí)WiMax采用天線陣、天線極化方式等天線分集技術(shù)來應(yīng)對(duì)無線信道的衰落。這些措施都提高了WiMax的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋?

*QoS性能

WiMax可以向用戶提供具有QoS性能的數(shù)據(jù)、視頻、話音(VoIP)業(yè)務(wù)。WiMax可以提供三種等級(jí)的服務(wù)：CBR(Con-stant Bit Rate，固定帶寬)、CIR(Com-mitted Rate，承諾帶寬、BE(Best Effort，盡力而為)。CBR的優(yōu)先級(jí)最高，任何情況下網(wǎng)絡(luò)操作者與服務(wù)提供商以高優(yōu)先級(jí)、高速率及低延時(shí)為用戶提供服務(wù)，保證用戶訂購的帶寬。CIR的優(yōu)先級(jí)次之，網(wǎng)絡(luò)操作者以約定的速率來提供，但速率超過規(guī)定的峰值時(shí)，優(yōu)先級(jí)會(huì)降低，還可以根據(jù)設(shè)備帶寬資源情況向用戶提供更多的傳輸帶寬。BE則具有更低的優(yōu)先級(jí)，這種服務(wù)類似于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的盡力而為的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)不提供優(yōu)先級(jí)與速率的保證。在系統(tǒng)滿足其他用戶較高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的條件下，盡力為用戶提供傳輸帶寬。

*工作頻段

整體來說，802.16工作的頻段采用的是無需授權(quán)頻段，范圍在2GHz至66GHz之間，而802.16a則是一種采用2G至11GHz無需授權(quán)頻段的寬帶無線接入系統(tǒng)，其頻道帶寬可根據(jù)需求在1.5M至20MHz范圍進(jìn)行調(diào)整。因此，802.16所使用的頻譜將比其它任何無線技術(shù)更豐富，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)對(duì)于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開干擾。

(2)當(dāng)信息帶寬需求不大時(shí)，窄的信道帶寬有利于節(jié)省頻譜資源。

(3)靈活的帶寬調(diào)整能力，有利于運(yùn)營(yíng)商或用戶協(xié)調(diào)頻譜資源。

3.WiMax的具體分類

根據(jù)是否支持移動(dòng)特性，IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)可以分為固定寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)和移動(dòng)寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，其中802.16a、802.16d屬于固定無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，而802.16e屬于移動(dòng)寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)。802.16d是2？66GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)于2004年6月在IEEE 802委員會(huì)獲得通過，將以IEEE 802.16-2004名稱發(fā)布。802.16e是2？6GHz支持移動(dòng)性的寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)目前還是草案，預(yù)計(jì)2005年上半年完成。

WiMax做為一項(xiàng)新興的無線通信技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接。無論在傳輸距離、數(shù)據(jù)傳輸速度、建網(wǎng)成本方面都是一個(gè)很理想的寬帶無線接入解決方案。Intel是這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)中的核心領(lǐng)導(dǎo)者。作為全球最大的芯片供應(yīng)商，其產(chǎn)品對(duì)各種協(xié)議的支持一直是某項(xiàng)技術(shù)能否最終取得市場(chǎng)成功的重要因素之一，不僅僅Intel，更多的芯片廠商也正在加入WiMax芯片的研發(fā)隊(duì)伍。

WiMax技術(shù)的應(yīng)用前景

寬帶無線接入技術(shù)是各種有線接入技術(shù)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，在高速因特網(wǎng)接入、雙向數(shù)據(jù)通信、私有或公共電話系統(tǒng)、雙向多媒體服務(wù)和廣播視頻等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)，寬帶無線接入技術(shù)具有巨大的優(yōu)勢(shì)，如：

*無線網(wǎng)絡(luò)部署快，建設(shè)成本低廉

*無線網(wǎng)絡(luò)具有高度的靈活性，升級(jí)方便

*無線網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和升級(jí)費(fèi)用低

*無線網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)實(shí)際使用的需求階段性地進(jìn)行投資

WiMax的應(yīng)用主要可以分成兩個(gè)部分，一個(gè)是固定式無線接入，一個(gè)是移動(dòng)式無線接入。802.16d(IEEE 802.16-2004)屬于固定無線接入標(biāo)準(zhǔn)，而802.16e屬于移動(dòng)寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)。目前INTEL已經(jīng)宣布開發(fā)出符合IEEE 802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)的芯片，并且從2006年開始WiMAX技術(shù)將被逐步引入筆記本電腦中。相信不需要太多時(shí)間，WiMax即可得到廣泛的應(yīng)用。其主要的應(yīng)用范圍主要有：

*中國幅員遼闊，存在很多經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，在這些地方的信息化建設(shè)是非常落后的。應(yīng)用低成本的WiMax技術(shù)則可以給那里架起一座信息高速公路，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)有很大的促進(jìn)作用。

*應(yīng)用WiMax技術(shù)可以迅速部署完成一個(gè)高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。例如2008年奧運(yùn)會(huì)期間可以在奧運(yùn)場(chǎng)館構(gòu)建WiMax網(wǎng)絡(luò)。

*可以使用WiMax技術(shù)在大學(xué)校園內(nèi)部署高速無線網(wǎng)絡(luò)。使用WiFi技術(shù)的校園無線網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)十分普遍，但是WiMax要比WiFi先進(jìn)很多，WiMax使用很少的基站即可達(dá)到整個(gè)校園的無線信號(hào)無縫連接。

同目前正在廣泛使用的無線網(wǎng)絡(luò)相比，WiMax技術(shù)有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。WiFi技術(shù)可以提供高達(dá)54Mbps的無線接入速度，但是它的傳輸距離十分有限，僅限于半徑約為100米的范圍。移動(dòng)電話系統(tǒng)可以提供非常廣闊的傳輸范圍，但是它的接入速度卻十分緩慢。WiMax的出現(xiàn)剛好彌補(bǔ)了這兩個(gè)不足。因此在不久的將來WiFi(無線局域網(wǎng))，WiMax(無線城域網(wǎng))，3G(無線廣域網(wǎng))三者的結(jié)合將會(huì)為我們創(chuàng)造出一個(gè)完美的無線網(wǎng)絡(luò)。隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，集成了這三種技術(shù)的移動(dòng)終端將為我們隨時(shí)隨地提供高速無線連接，借用一句廣告語：“未來是無線的”。