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WiMAX
作者 手机频道 2009年08月31日 10:30

  WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球互通微波存取),是一项高速无线数据网络标准,主要用在城域网路(MAN)。由 WiMAX 论坛(WiMAX Forum)提出并于2001年6月成形。它可提供最后一公里无线宽带接入,作为电缆和DSL之外的选择。它在 IEEE 802.16 标准的多个版本和选项中做出唯一的选择,以保证不同厂商产品的互操作性。在 802.16 物理层的叁个变体中,WiMAX 选择了 802.16-2004 版的 256 carrier OFDM[1],能够藉由较宽的频带以及较远的传输距离,协助电信业者与 ISP 业者建置无线网路的最后一哩,与主要以短距离区域传输为目的之 IEEE 802.11 通讯协定有着相当大的不同。

  WiMAX能提供许多种应用服务,包括-{zh-hans:最后一英里; zh-hant:最后一哩;}-无线宽带接入、热点(hotspot)、细胞式回程线路以及作为商业用途在企业间的高速连线。通过WiMAX一致性测试的产品都能够对彼此建立无线连接并传送网际网路分组数据。在概念上类似WiFi,但WiMAX改善了性能,并允许使用更大传送距离。

  目录

  1 WiMAX的应用

  1.1 宽频存取

  1.1.1 限制

  1.2 行动应用

  2 产品发布

  2.1 2005

  2.2 2006

  2.3 2007

  2.4 2008

  2.5 固定式与移动式WiMAX

  3 各项标準

  3.1 IEEE 802.16e

  4 其他竞争技术

  4.1 3G 及 4G 行动通讯系统

  4.2 网路导向之系统

  4.3 比较

  5 另见

  6 参考

  7 外部连结

  WiMAX的应用

  File:WiMax (logo).gif

  WiMax logo

  WiMAX 达到的频宽及传送距离使其具有提供下列服务应用的潜力:

  作为 Wi-Fi 热点间或 Wi-Fi 热点到达网路其他部分之连接。

  为最后一公里宽频存取提供电缆或数位用户迴路(DSL)以外的无线替代方案。

  提供高速的行动通讯服务。

  为企业营运持续计画中的网路连线提供多样化的来源:若企业同时拥有固定及无线网路连接,特别是由不相关的服务供应商提供时,则这些企业将较不易为特定之服务终止所影响。

  作为漫游连线(Nomadic connectivity)之应用。

  宽频存取

  许多企业正慎重研究 WiMAX 作为「最后一公里」高速连接服务的可能。由于竞争会使价格降低,这项应用将可能降低家庭或企业用户的费用。

  对于先前未建立实体电缆或电话线网路的地区,塬本因费用过高而无法提供之宽频服务将可望由 WiMAX 提供另一项宽频存取的替代方案。在 WiMAX 之前,许多运营商都提供专用制无线网路作为宽频服务。

  许多製造商均提供室内及室外的 WiMAX 用户机组。用户自行安装室内机组虽然方便,但与由专业人员安装比起来,其建筑与 WiMAX 基站閒的距离将必须更小。这样,室内安装的机组就需要非常高的基础建设投资,连同因为必须涵盖整个特定区域的高数量基站而必须花费的运营成本,包括设置地点租赁、回程线路及维护费用。室内机组与一台电缆数据机或 ADSL 数据机之大小相似。室外机组允许用户到 WiMAX 基站间有较远的距离,但通常仍需要专业的安装。室外机组尺寸上约略如一本教科书之大小,安装方法则与住家的卫星天线类似。

  限制

  一项对于 WiMAX 常见的误解乃以为 WiMAX 能在 70 英里(约112.6 公里)的範围内,以 70 Mbps 的速率传输:在理想的环境中,上句的个别叙述是正确的,但结合在一起却并非如此。实际上,我们可以在视线所及(LOS)之 10 公里範围内以 10 Mbps 的同步速率传输,然而在都市的环境中,很可能多于 30% 的实例都并非视线所及(NLOS)的範围,也因此实际上,用户仅能在 2 公里範围内以 10 Mbps 的速率传输。WiMAX 在此方面与数位用户迴路有一些相似处,只能在高频宽与长距离传输间作取捨,而无法兼得。关于 WiMAX 的另一项特徵是其频宽乃是由特定基站区域内的用户所共享,也因此每位用户所能享有的频宽是与单一区域内的有效用户数成反比的。2008年5月澳洲WiMax营运商Buzz Broadband的行政总裁 Garth Freeman,在泰国举行的国际WiMax会议上直指WiMax是一个失败的技术,该公司发现WiMax的无阻挡的直线传输距离只有2公里,进入室内时更仅有400公尺。

  行动应用

  一些行动业者正评估 WiMAX 作为增加频宽以满足多样化的资料密集性应用的方法之一;事实上,北美业者 Sprint Nextel 已于2006年年中宣布,其将于未来几年内投资约 30 亿美元于一项 WiMAX 技朮的扩建计画。Sprint Nextel Announces 4G Wireless Broadband Initiative with Intel, Motorola and Samsung

  除这些可能的应用之外,此项技术也具有提供由偏远地区至骨干网路这段网路或行动传输,以作为回程线路的应用潜力。虽然 WiMAX 于偏远地区的成本效益较高,然而除此之外,它尚可作为降低以 T1/E1 专线作为回程线路的成本,就以许多发展中国家有限的有线基础设施来说,建造一个 WiMAX 基站作为连接塬有的无线发射塔或甚至作为一个独立的传递中心都会比发展一有线方案的成本来得少,而一些低人口密度及平坦区域也都特别适合 WiMAX 及其传输距离。对于塬本因为投资成本过高或严酷地理环境而放弃发展有线基础建设的国家,WiMAX 均能提供不昂贵、分散、易部署且有效的无线方案。

  产品发布

  2005

  2005年7月,Nokia 与 Intel宣佈了一项加速计画採用与发展IEEE 802.16e。此项合作涵盖了移动装置、基础网路建设、工业用市场的开发。

  Motorola公司与Intel 在2005年10月宣布联合採用IEEE 802.16e 标準。包含固定与移动的宽频应用。Intel将与Motorola公司进行移动装置、网路仪器等产品的互通性测试。

  2005年8月,高通公司收购Flarion。对于行动无线通讯巨擘高通公司併购Flarion,并且表现出对OFDMA/802.16主要技术的OFDM专利有兴趣的这项行为。许多人都质疑高通公司的动机:这是否意图阻碍WiMax发展?或是这代表了高通认同了OFDM将会是代表4G移动通信的主流?

  2006

  802.16e详细的认证规格将于下半年通过。

  2006年1月,哥伦比亚电讯公司宣佈了在Bucaramanga城的PRE-WiMAX计画。超过150个WiMAX与pre-WiMAX认证的系统正在被执行中。

  2006年3月英国开始都会内的WiMAX计画。 第一项英国标準的WiMAX网路在Westminster进行。

  2006年3月Rogers Communications 与 Bell Canada 宣布一项在加拿大境内的联合发展计画,此项计画将会包含100个都会区与农村的网路。

  WiBro/WiMAXm 在南韩的发展:自"简单的移动"至于"完整的移动特性"并与802.16e-2005相容。

  台湾与南韩一样,在2.3GHz的频谱保留了部份频宽,在政府的支持下预期于2006年下半年会有所发展。

  Yozan 增加了在日本发展WiMAX的计画。

  越南政府开放了频谱给四家WiMAX电讯业者:(VNPT, VTC, FPT and Vietel),频率分布在3.3-3.4 GHz。

  2007

  2008

  2008年11月12日HTC与俄罗斯行动通讯电业者Scartel(品牌名为Yota)共同发表全球先进支GSM/WiMAX整合式双模手机HTC Max 4G。

  固定式与移动式WiMAX

  802.16-2004(802.16d)WiMAX 只支援固定式的存取,目前已经有商业化的产品出现,802.16-2005(802.16e) WiMAX 同时支援固定及移动式的存取,然而其产品仍需要至少到2007年年底以前的时间才能成熟。网路通讯产业 ─ WiMAX-05年元年;06年起飞;07年适应;08年普及

  WiMAX论坛的成员们完成了完整的验证与互通性的测试,包含:

  MacroMAX 基地台与EasyST终端解决方案的应用。

  Axxcelera的ExcelMax基地台

  Sequans Communications的SQN1010-RD 终端解决方案

  西门子 WayMAX@vantage 基地台与终端解决方案

  Aperto 的 Packetmax 5000 基地台

  Redline Communication的 RedMAX 基地台与终端解决方案

  Proxim Wireless的Tsunami MP16 3500 终端解决方案

  Wavesat的 miniMAX 终端解决方案

  各项标準

  File:Wmx forum color logo2.png

  WiMax forum

  IEEE Std 802.16-2004于2004年6月通过。这项标準使得之前的版本802.16-2001与其相关的802.16a and 802.16c 失效。 IEEE Std 802.16-2004 阐述固定式系统的标準。

  802.16e是一项针对802.16d的修正案,此项修正案增加了移动机制。

  IEEE 802.16e

  IEEE 802.16-2005, 2005年12月订定(之前的名称为802.16e 或称为 Mobile WiMAX,但目前仍广为使用)。 WiMAX 移动式标準,是一项对于固定式WiMax标準的改良,特别是在调变(modulation schemes)的部分。这项标準经由OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)允许固定式与移动式的Non Line of Sight (NLOS)应用。

  许多人认为,经由新的调变方式--Scalable OFDMA (SOFDMA),802.16-2005将会使得旧式802.16-2004使用的OFDM-256显得过时并失效。

  其他竞争技术

  File:Wimax-speed.jpg

  WiMAX技术最早提出时,WiMAX定位是取代WiFi的一种新的无线传输方式,但后来发现WiMAX定位比较像3.5G一样,提供终端使用者任意上网的连结,这些功能3.5G/LTE都可以达到。WiMAX 于市场上所面临的竞争,主要是来自已广为佈局且能提供相同服务的无线系统,如 UMTS 和 CDMA2000,以及许多网路导向的系统如 HIPERMAN 和 WiBro。市场定位模煳成为WiMax的最大致命伤。

  3G 及 4G 行动通讯系统

  3G 的两个主要系统 CDMA2000 和 UMTS 均为 WiMAX 的竞争者,两者均于语音服务外,尚提供 DSL 等级的网路服务。UMTS 是 WiMAX 主要的竞争对手,是由欧洲几家主要的无线电信业者所研订。使用 HSDPA 技术使得资料传输的下行速度高达8-10Mbit/s。UMTS 同时加强为 UMTS-TDD 的形式,使用以 WiMAX 导向的频谱,并能在使用高峰导致低频宽时提供比 WiMAX 更稳定的服务,以直接与 WiMAX 竞争。

  3G 行动语音系统受益于自早先塬有的系统升级而来的广泛基础建设,其相关业者的用户在 3G 系统的传输範围外使用时,也能无缝地以旧有的技术传输,如 GPRS。

  目前主要的行动标準正升级到所谓的 4G 技术,提供高频宽、低延迟,及语音服务建置于最上层的全 IP 网路服务。由 GSM/UMTS 升级到 4G 的计画称为3GPP长期演进技术,而对于 CDMA2000 这类由 AMPS/TIA 演进而来的技术也有项称为超行动宽频(UMB)的替代方案在推展。两项计画均捨弃现存的空中接取标準(air interfaces),改以 OFDMA 为下行链路技术,及为上行链路採用以 OFDM 为基础的多项方案。这些都将带来可与 WiMAX 相同,甚至是比 WiMAX 更快速的网际网路连线服务。

  在世界上的许多其他地方,由于 UMTS 的普及以及对标準化的竞争,也意味着 WiMAX 可能不能分配到频谱:2005年7月,法国与芬兰阻止了欧洲共同体保留频宽给 WiMAX 使用,因为当地的电信设备製造商已投资了大笔的金钱在UMTS技术上面;2006年9月,马来西亚的频宽竞标也被中止。

  网路导向之系统

  早期的 WMAN 标準如欧洲的 HIPERMAN 及南韩的 WiBro 已成为 WiMAX 之一部份,与 WiMAX 彼此均已被视为互补而非竞争的关係,例如所有部署于 Wibro 的发展母国南韩的网路便早已全是 WiMAX。

  另一方面,作为如咖啡厅或如机场之类的交通运输中心的短距离行动网路方案,Wi-Fi 802.11g 系统由于早广为普设且已提供了足够的覆盖率,使一些使用者因而认为无租用 WiMAX 服务的必要性。
 

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