WiMAX


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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，主要用在城域网络（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 物理层的三个变体中，WiMAX 选择了 802.16-2004 版的 256 carrier OFDM[1]，能够借由较宽的频带以及较远的传输距离，协助电信业者与 ISP 业者建置无线网络的最后一哩，与主要以短距离区域传输为目的之 IEEE 802.11 通信协定有着相当大的不同。

WiMAX能提供许多种应用服务，包括最后一英里无线宽带接入、热点（hotspot）、蜂窝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互联网分组数据。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

WiMAX的应用

WiMax logo

WiMAX 达到的带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 热点到达网络其他部分之连接。
  • 为最后一公里宽带存取提供电缆或数字用户回路（DSL）以外的无线替代方案。
  • 提供高速的移动通信服务。
  • 为企业营运持续计划中的网络连线提供分集化的来源：若企业同时拥有固定及无线网络连接，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。

宽带存取

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络的地区，原本因费用过高而无法提供之宽带服务将可望由 WiMAX 提供另一项宽带存取的替代方案。在 WiMAX 之前，许多运营商都提供专用制无线网络作为宽带服务。

许多制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 基站间的距离将必须更小。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调制解调器或 ADSL 调制解调器之大小相似。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）的范围内，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 公里范围内以 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）的范围，也因此实际上，用户仅能在 2 公里范围内以 10 Mbps 的速率传输。WiMAX 在此方面与数字用户回路有一些相似处，只能在高带宽与长距离传输间作取舍，而无法兼得。关于 WiMAX 的另一项特征是其带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带宽是与单一区域内的有效用户数成反比的。2008年5月澳大利亚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米。

行动应用

一些行动业者正评估 WiMAX 作为增加带宽以满足分集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 技术的扩建计划。[1]

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络这段网络或行动传输，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 基站作为连接原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。对于原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宣布了一项加速计划采用与发展IEEE 802.16e。此项合作涵盖了移动装置、基础网络建设、工业用市场的开发。
  • Motorola公司与Intel 在2005年10月宣布联合采用IEEE 802.16e 标准。包含固定与移动的宽带应用。Intel将与Motorola公司进行移动装置、网络仪器等产品的互通性测试。
  • 2005年8月，高通公司收购Flarion。对于行动无线通信巨擘高通公司并购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布了在Bucaramanga城的PRE-WiMAX计划。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计划。 第一项英国标准的WiMAX网络在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划，此项计划将会包含100个都会区与农村的网络。
  • WiBro/WiMAXm 在韩国的发展：自"简单的移动"至于"完整的移动特性"并与802.16e-2005相容。
  • 台湾与韩国一样，在2.3GHz的频谱保留了部份带宽，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的计划。
  • 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

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。[2]


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

各项标准

WiMAX Forum
  • IEEE Std 802.16-2004于2004年6月通过。这项标准使得之前的版本802.16-2001与其相关的802.16a、802.16c失效。IEEE Std 802.16-2004阐述固定式系统的标准。
  • 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 移动式标准，是一项对于固定式WiMax标准的改良，特别是在调制（modulation schemes）的部分。 这项标准经由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，经由新的调制方式--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

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，主要是来自已广为布局且能提供相同服务的无线系统，如 UMTS 和 CDMA2000，以及许多网络导向的系统如 HIPERMAN 和 WiBro。市场定位模糊成为WiMax的最大致命伤。

3G 及 4G 移动通信系统

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 等级的网络服务。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带宽时提供比 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原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 系统的传输范围外使用时，也能无缝地以旧有的技术传输，如 GPRS。

目前主要的行动标准正升级到所谓的 4G 技术，提供高带宽、低延迟，及语音服务建置于最上层的全 IP 网络服务。由 GSM／UMTS 升级到 4G 的计划称为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带（UMB）的替代方案在推展。两项计划均舍弃现存的空中接取标准（air interfaces），改以 OFDMA 为下行链路技术，及为上行链路采用以 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 更快速的互联网连线服务。

在世界上的许多其他地方，由于 UMTS 的普及以及对标准化的竞争，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带宽给 WiMAX 使用，因为当地的电信设备制造商已投资了大笔的金钱在UMTS技术上面；2006年9月，马来西亚的带宽竞标也被中止。

网络导向之系统

早期的 WMAN 标准如欧洲的 HIPERMAN 及韩国的 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系，例如所有部署于 Wibro 的发展母国韩国的网络便早已全是 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络方案，Wi-Fi 802.11g 系统由于早广为铺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。

比较

 查 • 论 • 编 • 历 
移动式系统之比较
标准 家族 一般用途 无线技术 下载 (Mbit/s) 上传 (Mbit/s) 注记
LTE UMTS/4GSM Mobile Internet OFDMA/MIMO/SC-FDMA 326.4 86.4 LTE-Advanced update to offer over 1 Gbit/s speeds.
802.16e WiMAX Mobile Internet MIMO-SOFDMA 70 70 Quoted speeds only achievable at very short ranges, more practically 10 Mbit/s at 10 km.
Flash-OFDM Flash-OFDM Mobile Internet
mobility up to 200mph (350km/h)		 Flash-OFDM 5.3
10.6
15.9		 1.8
3.6
5.4		 Mobile range 18miles (30km)
extended range 34 miles (55km)
HIPERMAN HIPERMAN Mobile Internet OFDM 56.9 56.9
WiBro WiBro Mobile Internet OFDMA 50 50 Mobile range (900 m)
iBurst iBurst 802.20 Mobile Internet HC-SDMA/TDD/MIMO 64 64 3–12 km
EDGE Evolution GSM Mobile Internet TDMA/FDD 1.9 0.9 3GPP Release 7
UMTS W-CDMA
HSDPA+HSUPA
HSPA+		 UMTS/3GSM Mobile Internet CDMA/FDD

CDMA/FDD/MIMO		 0.384
14.4
42		 0.384
5.76
11.5		 HSDPA widely deployed. Typical downlink rates today 2 Mbit/s, ~200 kbit/s uplink; HSPA+ downlink up to 42 Mbit/s.
UMTS-TDD UMTS/3GSM Mobile Internet CDMA/TDD 16 16 Reported speeds according to IPWireless using 16QAM modulation similar to HSDPA+HSUPA
1xRTT CDMA2000 Mobile phone CDMA 0.144 0.144 Succeeded by EV-DO
EV-DO 1x Rev. 0
EV-DO 1x Rev.A
EV-DO Rev.B		 CDMA2000 Mobile Internet CDMA/FDD 2.45
3.1
4.9xN		 0.15
1.8
1.8xN		 Rev B note: N is the number of 1.25 MHz chunks of spectrum used. Not yet deployed.


另见

查 • 论 • 编 • 历
Wireless system generations
1G NMT · AMPS · Hicap · CDPD · Mobitex · DataTAC · TACS ·ETACS
2G GSM · iDEN · D-AMPS · IS-95 · PDC · CSD · PHS · GPRS · HSCSD · WiDEN
2.75G EDGE/EGPRS ·CDMA2000 (1xRTT)
3G UMTS (W-CDMA) · CDMA2000 (1xEV-DO/IS-856) ·FOMA · TD-SCDMA · GAN/UMA · WiMAX
3.5G UMTS (HSDPA) · UMTS (HSUPA) · CDMA2000 (EV-DO Rev.A)
3.75G UMTS (HSPA+) · CDMA2000 (EV-DO Rev.B/3xRTT)
4G Flash-OFDM · 3GPP LTE
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参考

  1. ^ Sprint Nextel Announces 4G Wireless Broadband Initiative with Intel, Motorola and Samsung
  2. ^ 网络通信产业 ─ WiMAX－05年元年；06年起飞；07年适应；08年普及

外部链接

性





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