WiMAX技術(shù)是什么？有什么用途？

WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互聯(lián)接入。WiMAX也叫802.16無線城域網(wǎng)或802.16。WiMAX是一項新興的寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠可達50km。WiMAX還具有QoS保障、傳輸速率高、業(yè)務(wù)豐富多樣等優(yōu)點。WiMAX的技術(shù)起點較高，采用了代表未來通信技術(shù)發(fā)展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先進技術(shù)，隨著技術(shù)標準的發(fā)展，WiMAX逐步實現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動化，而3G則實現(xiàn)移動業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度會越來越高。

WiMax五大優(yōu)勢

WiMAX發(fā)展前景優(yōu)勢之一，實現(xiàn)更遠的傳輸距離。WiMax所能實現(xiàn)的50公里的無線信號傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴展。

優(yōu)勢之二，提供更高速的寬帶接入。據(jù)悉，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(wǎng)絡(luò)來說，這的確是一個驚人的進步。

優(yōu)勢之三，提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。作為一種無線城域網(wǎng)技術(shù)，它可以將Wi-Fi熱點連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可作為DSL等有線接入方式的無線擴展，實現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。WiMax可為50公里線性區(qū)域內(nèi)提供服務(wù)，用戶無需線纜即可與基站建立寬帶連接。

優(yōu)勢之四，提供多媒體通信服務(wù)。由于WiMax較之Wi-Fi具有更好的可擴展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(wù)。

優(yōu)勢之五, 從產(chǎn)業(yè)鏈來講，Wimax有商用數(shù)據(jù)上網(wǎng)卡有商用手機(HTC Max 4G)，并且還存在終端一致性測試的問題。所以，WiMAX的產(chǎn)業(yè)鏈還需要經(jīng)過像TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模試驗過程。

WiMax三大劣勢

第一，從標準來講WiMax技術(shù)是不能支持用戶在移動過程中無縫切換。其速度只有50公里，而且如果高速移動，WiMAX達不到無縫切換的要求，跟3G的三個主流標準比，其性能相差是很遠的。

第二，WiMAX嚴格意義講不是一個移動通信系統(tǒng)的標準，還是一個無線城域網(wǎng)的技術(shù)。另外，我國政府也組織了相關(guān)專家對此做了充分分析與評估，得出的結(jié)論是類似的。

第三，WiMAX要到802.16m才能成為具有無縫切換功能的移動通信系統(tǒng)。WiMAX陣營把解決這個問題的希望寄托于未來的16m標準上，而16m的進展情況還存在不確定因素。

WiMax應(yīng)用前景

寬帶無線接入技術(shù)是各種有線接入技術(shù)強有力的競爭對手，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WiMAX無線網(wǎng)卡的應(yīng)用前景。相對于有線網(wǎng)絡(luò)，寬帶無線接入技術(shù)具有巨大的優(yōu)勢，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，升級方便

*無線網(wǎng)絡(luò)的維護和升級費用低

WiMax無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)以及其應(yīng)用前景介紹

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

WiMax的應(yīng)用主要可以分成兩個部分，一個是固定式無線接入，一個是移動式無線接入。802.16d(IEEE 802.16-2004)屬于固定無線接入標準，而802.16e屬于移動寬帶無線接入標準。INTEL已經(jīng)宣布開發(fā)出符合IEEE 802.16-2004標準的芯片，并且從2006年開始WiMAX技術(shù)被逐步引入筆記本電腦中。相信不需要太多時間，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)濟欠發(fā)達地區(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，對當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展會有很大的促進作用。

*應(yīng)用WiMax技術(shù)可以迅速部署完成一個高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。例如2008年奧運會期間可以在奧運場館構(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)已經(jīng)十分普遍，但是WiMax要比WiFi先進很多，WiMax使用很少的基站即可達到整個校園的無線信號無縫連接。

同廣泛使用的無線網(wǎng)絡(luò)相比，WiMax技術(shù)有著自己獨特的優(yōu)勢。WiFi技術(shù)可以提供高達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)剛好彌補了這兩個不足。因此，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)合會創(chuàng)造出一個完美的無線網(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)的移動終端能夠隨時隨地提供高速無線連接，借用一句廣告語：“未來是無線的”。

2007年10月19日，在國際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行的無線通信全體會議上，經(jīng)過多數(shù)國家投票通過，WiMAX正式被批準成為繼WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四個全球3G標準。WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)即全球微波接入互操作性，是基于IEEE802.16標準的一項無線城域網(wǎng)接入技術(shù)，其信號傳輸半徑可達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將不僅僅是解決無線接入的技術(shù)，還能作為有線網(wǎng)絡(luò)接入(Cable、DSL)的無線擴展，方便地實現(xiàn)邊遠地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)連接。由于成本較低，將此技術(shù)與需要授權(quán)或免授權(quán)的微波設(shè)備相結(jié)合之后，將擴大寬帶無線市場，改善企業(yè)與服務(wù)供應(yīng)商的認知度。一如當年對提高802.11使用率有很大功勞的Wi-Fi聯(lián)盟，WiMAX也成立了論壇。WiMAX論壇2001年由眾多無線通信設(shè)備/器件供應(yīng)商發(fā)起組成，是一個非盈利性組織，以英特爾為首，目標是促進IEEE802.16標準規(guī)定的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用推廣，提高大眾對寬頻潛力的認識，保證采用相同標準的不同廠家寬帶無線接入設(shè)備之間的互通性，力促供應(yīng)商解決設(shè)備兼容問題，借此加速WiMAX技術(shù)的使用率，讓W(xué)iMAX技術(shù)成為業(yè)界使用IEEE802.16系列寬頻無線設(shè)備的標準。WiMAX的優(yōu)勢實現(xiàn)更遠的傳輸距離：WiMAX能實現(xiàn)的50公里的無線信號傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的。網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴展。更高速的寬帶接入：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。優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)：作為一種無線城域網(wǎng)技術(shù)，它可以將Wi-Fi熱點連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可作為DSL等有線接入方式的無線擴展，實現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。

WiMAX可為50公里線性區(qū)域內(nèi)提供服務(wù)，用戶無需線纜即可與基站建立寬帶連接。多媒體通信服務(wù)：由于WiMAX較之Wi-Fi具有更好的可擴展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(wù)。基于上述優(yōu)勢，WiMAX將能給用戶提供真正的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，甚至是移動通信服務(wù)。可以想象，實現(xiàn)WiMAX之后，用戶將在很大程度上擺脫無線局域網(wǎng)“熱點”的約束，從而實現(xiàn)更自由的移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。WiMAX的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)WiMAX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的目標是基于IEEE-802.16和IETF協(xié)議，構(gòu)建基于全IP的WiMAX端到端的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包含參考模型、參考點以及模塊化的功能分解，滿足可運營的固定/游牧/便攜/簡單移動/全移動模式下多種寬帶應(yīng)用場景的要求、滿足不同等級QoS的各種現(xiàn)有業(yè)務(wù)的需求以及與現(xiàn)有的有線或無線網(wǎng)絡(luò)互連互通。

實體形式

其中網(wǎng)絡(luò)各實體如下：接入網(wǎng)ASN：作為一個邏輯實體，管理IEEE802.16空中接口，為WiMAX用戶提供無線接入。連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)CSN：CSN是一套網(wǎng)絡(luò)功能的組合，WiMAX用戶提供IP連接。由路由器、AAA代理或服務(wù)器、用戶數(shù)據(jù)庫、Internet網(wǎng)關(guān)設(shè)備等組成。作為全新的WiMAX系統(tǒng)的一個新建網(wǎng)絡(luò)實體，也可以利用部分現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)CSN功能。網(wǎng)絡(luò)接入提供商NAP和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商NSP:支持多個NSP共享同一個NAP內(nèi)的一個或者多個ASN網(wǎng)絡(luò)，支持一個NSP與多個NAP管理的多個ASN連接。WiMAX的應(yīng)用WiMAX技術(shù)體系的核心價值在于城域覆蓋與大帶寬傳輸，WiMAX主要適用于有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的地區(qū)、城市，用以解決固定人口的寬帶接入問題以及移動人群的寬帶接入問題，特別適合城域網(wǎng)的無線高速接入。WiMAX適用的場合有兩類：無DSL等其他有線覆蓋方式時及現(xiàn)有DSL、移動網(wǎng)絡(luò)等的傳輸帶寬不夠時。業(yè)務(wù)類型主要有三種：固定無線接入：作為DSL等有線接入方式的補充，在固定地點接入WiMAX網(wǎng)絡(luò)。無縫無線接入：適用于商務(wù)人群等流動性高的人群，以及交通、物流等移動辦公需求強的行業(yè)，可以在不同地點接入WiMAX網(wǎng)絡(luò)。漫游移動接入：隨著WiMAX的發(fā)展，802.16E將會有比較好的移動網(wǎng)絡(luò)接入特性;能實現(xiàn)步行或車載的無縫漫游。WiMAX的前景WiMAX在未來要獲得比較好的應(yīng)用，必須解決頻率分配問題、系統(tǒng)與終端的性價比以及殺手級應(yīng)用問題。WiMAX終端的價格目前比較貴，未來用戶終端的價格需要低于100美金以下，才具備啟動市場的條件。同時WiMAX所用的頻率在各國不相同，在部分國家為開放的公眾頻段。對WiMAX 頻率的有效分配與管理，將成為影響WiMAX發(fā)展的重要因素。目前WiMAX發(fā)展最缺的還是市場驅(qū)動因素，在一般的應(yīng)用模式下，用戶并不需要如此高的帶寬。因此開發(fā)與WiMAX帶寬相匹配的應(yīng)用將成為其能否健康發(fā)展的重影響因素。WiMAX認證的首要動機是希望企業(yè)通過較低廉的價格、更高水準的表現(xiàn)、更快速的創(chuàng)新隨時隨地上網(wǎng)，擴大寬頻無線連網(wǎng)的市場，進而帶動硬件制造商與服務(wù)供應(yīng)商的前景。服務(wù)供應(yīng)商與企業(yè)享有設(shè)備與設(shè)備之間的互通性;硬件供應(yīng)商可以減少產(chǎn)品規(guī)范的差異性，降低生產(chǎn)成本。WiMAX的到來意味著網(wǎng)絡(luò)更為普及，不僅在家或辦公室可以上網(wǎng)，在路上也可以隨時上網(wǎng)遨游 。

參考模型

IEEE 802.16標準定義的空中接口由物理層和MAC層組成。MAC層獨立于物理層，能支持多種不同的物理層規(guī)范，以適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境。

物理層由傳輸匯聚子層(TCL)和物理媒質(zhì)依賴子層(PMD)組成，通常說的物理層主要是指PMD。TCL將收到的MAC層數(shù)據(jù)分段，封裝成TCL協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。PMD則具體執(zhí)行信道編碼、調(diào)制解調(diào)等一系列處理過程。MAC層采用分層結(jié)構(gòu)，分為三個子層：特定服務(wù)匯聚子層(CS)、公共部分子層(CPS)和安全子層。

1) CS子層負責(zé)和高層接口，匯聚上層不同業(yè)務(wù)。它將通過服務(wù)訪問點(SAP)收到的外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和映射為MAC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元，并傳遞到MAC層的SAP。協(xié)議提供了多個CS規(guī)范作為與外部各種協(xié)議的接口，可實現(xiàn)對ATM、IP等協(xié)議數(shù)據(jù)的透明傳輸。

2) CPS子層實現(xiàn)主要的MAC功能，包括系統(tǒng)接入、帶寬分配、連接建立和連接維護等。它通過MAC層SAP接收來自各種CS層的數(shù)據(jù)并分類到特定的MAC連接，同時對物理層上傳輸和調(diào)度的數(shù)據(jù)實施QoS控制。

3) 安全子層的主要功能是提供認證、密鑰交換和加解密處理。該子層支持128位、192位及256位加密系統(tǒng)，并采用數(shù)字證書的認證方式，以保證信息的安全傳輸 。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(wǎng)(Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network，BWAMAN)技術(shù)，其基本目標是提供一種在城域網(wǎng)一點對多點的多廠商環(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

WiMax的技術(shù)優(yōu)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(wǎng)絡(luò)來說，這的確是一個驚人的進步。WiMax采用 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)調(diào)制方式，每個頻道的帶寬為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具有更好的可擴展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(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

*鏈路層技術(shù)

TCP/IP協(xié)議的特點之一是對信道的傳輸質(zhì)量有較高的要求。無線寬帶接入技術(shù)面對日益增長的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，必須適應(yīng)TCP/IP協(xié)議對信道傳輸質(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機制，減少到達網(wǎng)絡(luò)層的信息差錯，可大大提高系統(tǒng)的業(yè)務(wù)吞吐量。同時WiMax采用天線陣、天線極化方式等天線分集技 術(shù)來應(yīng)對無線信道的衰落。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、高速率及低延時為用戶提供服務(wù)，保證用戶訂購的帶寬。 CIR的優(yōu)先級次之，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，優(yōu)先級會降低，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，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)先級與速率的保證。在系統(tǒng)滿足其他用戶較高優(yōu)先級業(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：

(1)對于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開干擾。

(2)當信息帶寬需求不大時，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，有利于運營商或用戶協(xié)調(diào)頻譜資源。

3.WiMax的具體分類

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

作為全球最大的芯片供應(yīng)商，其產(chǎn)品對各種協(xié)議的支持一直是某項技術(shù)能否最終取得市場成功的重要 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)強有力的競爭對手，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。相對于有線網(wǎng)絡(luò)，寬帶無線接入技術(shù)具有巨大的優(yōu)勢，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，升級方便

*無線網(wǎng)絡(luò)的維護和升級費用低

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

WiMax的應(yīng)用主要可以分成兩個部分，一個是固定式無線接入，一個是移動式無線接入。802.16d(IEEE 802.16-2004)屬于固定無線接入標準，而802.16e屬于移動寬帶無線接入標準。目前INTEL已經(jīng)宣布開發(fā)出符合IEEE 802.16-2004標準的芯片，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)濟欠發(fā)達地區(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，對當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展會有很大的促進作用。