全球微波互联接入技术：WiMAX

    WiMAX简介

    WiMAX全称为Worldwide Interoperability for Microwave Access，即全球微波互联接入。WiMAX的另一个名字是802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX将逐步实现宽带业务的移动化，而3G则将实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度将会越来越高。
    WiMAX(全球微波互联接入)不仅在北美、欧洲迅猛发展，而且这股热浪已经推进到亚洲。WiMAX又称为802.16无线城域网，是一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25～30英里的范围)，以及对3G可能构成的威胁，使WiMAX在最近一段时间备受业界关注。
    WiMAX是一项新兴技术，能够在比Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接性，由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线缆/DSL的访问能力。凭借其在任意地点的1～6英里覆盖范围(取决于多种因素)，WiMAX将可以为高速数据应用提供更出色的移动性。此外，凭借这种覆盖范围和高吞吐率，WiMAX还能够提供为电信基础设施、企业园区和Wi-Fi热点提供回程。

    WiMAX技术应用

    IEEE 802.16建议的WiMAX技术的应用主要有以下4种：
    (1)终端接入：在终端接入模式下，用户终端设备直接通过作为SAP的WiMAX基站接入核心网，这种应用用户需要配备WiMAX无线网卡。
    (2)小区回程：WiMAX也可以作为基站和BSC、BSC和MSC之间的通信连接手段。
    (3)企业网互联：WiMAX也可以充当将企业网、校园网等局域网接入到城域网的手段。
    (4)无线网桥：WiMAX提供点到点无线链接，与网桥的作用相似，其目的是把地理位置分离的两个子网络通过WiMAX无线链路连接在一起。

    IEEE 802.16建议的WiMAX技术的应用主要有以下4种：
    (1)终端接入：在终端接入模式下，用户终端设备直接通过作为SAP的WiMAX基站接入核心网，这种应用用户需要配备WiMAX无线网卡。
    (2)小区回程：WiMAX也可以作为基站和BSC、BSC和MSC之间的通信连接手段。
    (3)企业网互联：WiMAX也可以充当将企业网、校园网等局域网接入到城域网的手段。
    (4)无线网桥：WiMAX提供点到点无线链接，与网桥的作用相似，其目的是把地理位置分离的两个子网络通过WiMAX无线链路连接在一起。

    WiMax的技术特点 

    ●链路层技术
    TCP/IP协议的特点之一是对信道的传输质量有较高的要求。无线宽带接入技术面对日益增长的IP数据业务，必须适应TCP/IP协议对信道传输质量的要求。在WiMax技术的应用条件下（室外远距离），无线信道的衰落现象非常显着，在质量不稳定的无线信道上运用TCP/IP协议，其效率将十分低下。WiMax技术在链路层加入了ARQ机制，减少到达网络层的信息差错，可大大提高系统的业务吞吐量。同时WiMax采用天线阵、天线极化方式等天线分集技术来应对无线信道的衰落，这些措施都提高了WiMax的无线数据传输的性能。 

    ●QoS性能
    WiMax可以向用户提供具有QoS性能的数据、视频、话音（VoIP）业务。WiMax可以提供三种等级的服务：CBR（Con-stant Bit Rate，固定带宽）、CIR（Com-mitted Rate，承诺带宽）、BE（Best Effort，尽力而为）。CBR的优先级最高，任何情况下网络操作者与服务提供商以高优先级、高速率及低延时为用户提供服务，保证用户订购的带宽。CIR的优先级次之，网络操作者以约定的速率来提供，但速率超过规定的峰值时，优先级会降低，还可以根据设备带宽资源情况向用户提供更多的传输带宽。BE则具有更低的优先级，这种服务类似于传统IP网络的尽力而为的服务，网络不提供优先级与速率的保证。在系统满足其他用户较高优先级业务的条件下，尽力为用户提供传输带宽。 

    ●工作频段
    整体来说，802.16工作的频段采用的是无需授权频段，范围在2GHz至66GHz之间，而802.16a则是一种采用2G至11GHz无需授权频段的宽带无线接入系统，其频道带宽可根据需求在1.5M至20MHz范围进行调整。因此，802.16所使用的频谱将比其它任何无线技术更丰富，具有以下优点：
    （1）对于已知的干扰，窄的信道带宽有利于避开干扰。
    （2）当信息带宽需求不大时，窄的信道带宽有利于节省频谱资源。
    （3）灵活的带宽调整能力，有利于运营商或用户协调频谱资源。

    WiMax四大优势

    WiMax之所以能掀起大风大浪，显然是有自身的许多优势。而各厂商也正是看到了WiMax的优势所可能引发的强大市场需求才对其抱有浓厚的兴趣。
    优势之一：实现更远的传输距离。WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。
    优势之二：提供更高速的宽带接入。据悉，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。
    优势之三：提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术，它可以将Wi－Fi热点连接到互联网，也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。WiMax可为50公里线性区域内提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。
    优势之四：提供多媒体通信服务。由于WiMax较之Wi－Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。

    WiMax四大劣势

    第一，从标准来讲WiMax技术现在是不能支持用户在移动过程中无缝切换。目前其速度只有50公里，而且如果高速移动，WiMAX达不到无缝切换的要求，跟目前3G的三个主流标准比，其性能相差是很远的。
    第二，WiMAX严格意义讲不是一个移动通信系统的标准，只是一个无线城域网的技术。另外，我国政府也组织了相关专家对此做了充分分析与评估，得出的结论是类似的。
    第三，从产业链来讲，目前Wimax只有商用数据上网卡而并没有商用手机，并且还存在终端一致性测试的问题。所以，WiMAX的产业链还需要经过像TD-SCDMA产业链的规模试验过程。
    第四，WiMAX要到802.16m才成成为具有无缝切换功能的移动通信系统。WiMAX阵营把解决这个问题的希望寄托于未来的16m标准上，而16m的进展情况现在还存在不确定因素。

    WiMax的应用前景
    宽带无线接入技术是各种有线接入技术强有力的竞争对手，在高速因特网接入、双向数据通信、私有或公共电话系统、双向多媒体服务和广播视频等领域具有广泛的应用前景。相对于有线网络，宽带无线接入技术具有巨大的优势。

    1. 无线网络可以根据实际使用的需求阶段性地进行投资
    WiMax的应用主要可以分成两个部分，一个是固定式无线接入，一个是移动式无线接入。802.16d（IEEE802.16-2004）属于固定无线接入标准，而802.16e属于移动宽带无线接入标准。其主要的应用范围主要有：经济欠发达地区，在这些地方的信息化建设是非常落后的。应用低成本的WiMax技术则可以给那里架起一座信息高速公路，对当地的经济发展会有很大的促进作用。

    2. 应用WiMax技术可以迅速部署完成一个高速数据通信网络
    例如2008年奥运会期间可以在奥运场馆构建WiMax网络。

    3. 可以使用WiMax技术在大学校园内部署高速无线网络
    使用WiFi技术的校园无线网络目前已经十分普遍，但是WiMax要比WiFi先进很多，WiMax使用很少的基站即可达到整个校园的无线信号无缝连接。
    同目前正在广泛使用的无线网络相比，WiMax技术有着自己独特的优势。WiFi技术可以提供高达54Mbps的无线接入速度，但是它的传输距离十分有限，仅限于半径约为100米的范围。移动电话系统可以提供非常广阔的传输范围，但是它的接入速度却十分缓慢。WiMax的出现刚好弥补了这两个不足。因此在不久的将来WiFi（无线局域网），WiMax（无线城域网），3G（无线广域网）三者的结合将会为我们创造出一个完美的无线网络。随着无线通信技术的不断发展，集成了这三种技术的移动终端将为我们随时随地提供高速无线连接，借用一句广告语：“未来是无线的”。

    WiMAX的机遇与挑战

    每一种新技术的出现都是机遇与挑战并存的，WiMAX技术也一样存在着机遇和挑战。WiMAX技术的应用方式从全球来讲均有其对应的市场空间，无论是已经形成较为完整网络的老牌运营商，还是刚进入移动通信市场的新兴运营商，都对WiMAX技术有较大的兴趣。移动WiMAX技术在诸如双工方式、智能天线技术等许多技术层面与我国的TD-SCDMA标准有不少相似之处。相对于其它两种主流3G标准来讲，移动WiMAX技术与我国TD-SCDMA技术的结合是最佳“结合点”，我国的TD-SCDMA的发展也将为其提供发展的契机。
    相对于其它无线通信产品的互通性测试所需时间往往高于最初的期望，WiMAX技术的发展过程中十分注重产品的兼容性和互通性测试，这样使企业的投资风险明显的降低，有利于吸引更多的企业投资WiMAX技术的研发工作。WiMAX技术已经得到许多大型通信企业的关注，通过共同参与标准的制定，有更多的企业进入了这个市场。同时，有更多的企业参与竞争最终将使产品更为廉价。

    当然，WiMAX技术面临的挑战也不少。主要有以下几点：
    首先，在WiMAX标准发布至商用化产品投向市场这段时间，正处于中国3G牌照发放的敏感时期，国家政策对我国WiMAX技术发展的影响是决定性的。
    其次，根据无线电波的传播模型，在700/800MHz频率上的有效小区半径是1.9GHz频率上的约两倍。同理，2.5～3.5GHz的有效小区半径是700/800MHz的1/8～1/4，也就是使用3.5G频率的WiMAX系统在以覆盖为目的的初期网络建设中，所需基站数量要远多于GSM系统。这对于运营商初期的设备和基站土建投资是一个考验。
    第三，业界认为移动WiMAX技术不可能完全取代3G，3G的建设不会因为WiMAX技术的出现而停止。能否与3G做到良好的互补，能否找到真正可行的运营模式都直接影响着移动WiMAX技术能否良好发展。
    第四，国家至今还没有为WiMAX划定其所使用的频段，能否拥有统一的频段也是影响移动WiMAX技术能否良好发展的一个重要因素。