慧聪网首页所有行业资讯中心企业管理商务指南展会访谈行业研究博客慧聪吧找供应找求购免费注册立即登录加入买卖通即时沟通网站导航

深入浅出析WiMAX

2006/8/11/10:32 来源:慧聪通信网
    近一段时间,WiMAX这一个名词不断冲击着人们的视野。有人说它将是对3G的一个补充,有人说它将对移动运营网络构成威胁,也有人说它是无线宽带接入的一项技术手段。那么,WiMAX是什么,它的现状和未来如何?我们以下就来讨论这一些问题。

    WiMAX是什么

    WiMAX是WorldInteroperabilityforMicrowave Access(全球微波接入互操作性)的简称,它基于IEEE 802.16标准,其初衷是提供在城域网多厂商环境下,点对多点的宽带无线接入,因此WiMAX亦常被称为IEEE Wireless MAN(Metropolitan Area Network)。

    该技术涉及到两个国际组织的工作:IEEE802标准委员会802.16工作组和WiMAX论坛。IEEE802.16工作组是标准的制定者;WiMAX论坛是IEEE802.16技术的推广者。后文分别对标准演进和应用模式进行介绍。

    从图1中,可以看到WiMAX的技术定位,它在城域网中实现无线环境下高速数据接入。



    WiMAX标准演进

    从WiMAX标准的演进历程,可以清晰地看到这一技术本身的过去和未来。到目前为止,IEEE802.16标准系列括802.16、802.16a、802.16c、802.16d、802.16e、802.16f、802.16g、802.16h、802.16i、802.16k十个标准,各标准关注的相应技术领域如1所示。

    其中,802.16标准于2001年12月发,它对10-66GHz系统的空中接口物理层和MAC层进行了规范,由于使用的频段较高,因此仅能应用于视距范围内。

    802.16d标准于2004年发布,该标准冻结版本称为802.16-2004,该标准详细规范了2-66GHz系统的空中接口物理层和MAC层,整合前期规范,引入非视距传输,引入OFDM技术。同时,为了能够后向平滑过渡到支持用户终端以车辆速度移动的802.16e标准,802.16d增加了部分功能以支持用户的移动性。

    802.16e标准于2006年初发布,该标准冻结版本称为802.16-2005,但还没有产品面市。该标准规定的系统工作在2-6GHz之间适宜于移动性的许可频段,引入OFDMA技术,在5MHz的信道范围内提供15Mbit/s的速率。在提供高速数据业务的基础上,引入用户端以车辆速度的可移动性,提出支持小区和信道间高层切换能力。

    WiMAX应用模式

    从上述802.16标准来看,目前WiMAX仍不足以独立组建全程覆盖的移动网络,因此,WiMAX论坛成立了网络工作组和应用工作组,研究和开发基于IEEE802.16标准的应用层和网络标准。

    网络工作组标准制定分为3个阶段。阶段1定义了游牧、便携和简单移动、全移动4种使用场景和演进,以及4个场景下系统功能和性能需求,目前基本结束;阶段2定义4种模式下参考模型和参考点、网络功能,并选择流程和协议;阶段3制定详细的流程图、协议栈、消息定义以及互操作下的必选和可选要求。

    抛开标准的各个阶段,可以把WiMAX的应用划分为两类:固定接入应用模式和移动应用模式。

    *固定接入应用模式

    固定接入业务是WiMAX基于802.16-2004标准的最基本业务模型。组网模式与现在的点对多点固定无线接入相似。在这个场景下,不支持切换和小区间用户数据交换。终端设备可以选择连接到信号最好的中心站。目前已经开始规模商用。

    WiMAX固定应用模式的用户及场景包括:企业用户、小区E1/IP的承载线路;移动通信网络中基站和基站控制器互连的线路;在有上网需求、用户分布分散的地方如农村及边远地区,作为DSL的替代者进行无线宽带接入网络覆盖;有线网络无法进入的地方,如地形地貌限制或历史文化古迹区;链路备份;应急通信。

    与目前的3.5GHz点到多点固定无线接入相比,基于802.16-2004的设备的优势在于:空中接口是标准化的,设备之间具备互操作性,并具备大规模生产芯片以降低成本的可能;采用OFDM、MIMO技术以后,增强了抗多径衰落的能力,能够非视距传输,提高了频谱利用率。

    从2001年到2004年,信息产业部先后主持了三次3.5GHz频率资源的招标工作,从目前已经取得频率资源的运营商的运营情况看,3.5GHz业务开展得并不顺利。而要求视距传输、空中接口私有化、设备成本高昂、组网复杂一直是3.5GHz在中国不能大规模实施的原因。

    *移动应用模式

    移动应用模式包括:游牧式业务,终端可以从不同的接入点,接入一个运营商的WiMAX网络,不支持不同基站之间的切换;便携式业务,在步行速度下具有有限的切换能力,主要面向家庭接入和商务人士用户市场,终端可为PCMCIA卡,放置在便携机里,规模商用时间估计要到2007年以后;全移动业务,支持车速移动下无中断的应用,面向个人用户市场,可漫游切换,终端可为PDA,市场容量很大,商用时间估计要到2008年甚至2009年以后。

    WiMAX移动应用模式采用符合IEEE802.16e标准的设备。WiMAX移动应用模式是面向个人用户的,提供支持切换和QoS机制的无线数据接入业务,可以通过蜂窝组网方式覆盖较大区域。由于WiMAX移动应用模式和WLAN、3G一样能够提供个人用户无线数据接入业务,而在覆盖范围、速率、移动性支持及终端成本方面各不相同,因此电信运营商需要考虑它们之间的协同工作,以满足用户的多样化需求。但是符合IEEE802.16e标准的设备的工作频段在我国还没有确定下来,相关的系统容量、覆盖范围等仍无法确定。

    问题讨论

    介绍标准演进和应用模式以后,我们可以看到WiMAX得以声名远播,很大因素上是因为把这一个概念与高速率、高覆盖面积、移动性几个性能指标联系到了一块。为了客观看待这一技术,我们对几个问题做简要分析。

    *WiMAX能否替代现有的3.5GHz系统?

    前文在固定接入应用模式中分析了WiMAX与3.5GHz系统相比的优势。3.5GHz系统由于互操作性差、成本高、组网模式不清晰等原因,在中国没有得到广泛应用。

    WiMAX覆盖的频率范围比3.5GHz更广,目前,比较成熟的产品多是工作在2.5GHz、3.5GHz、5.8GHz频段。3.5GHz频段需要执照许可,获得执照的运营商可以利用3.5GHz的频率资源,借助WiMAX网络,提供新的组网思路,走出目前在3.5GHz点对多点无线宽带接入的业务发展困境。

    *WiMAX能够很快形成与3G移动系统的竞争?

    WiMAX(802.16e)与3G技术,由于定位的不同,二者存在很大差异。

    从运营系统上看,WiMAX首先定义了空中接口的物理层和MAC层,而MAC层之上采用的协议以及核心网部分不在802.16e所包含的范围之内,暂时不构成完成的移动系统。3G首先是完整的移动系统,空中接口、核心网和业务规范等都已经完成了标准化工作。

    从无线应用上看,WiMAX在相当长的时间内将主要解决热点覆盖,网络可以提供部分的移动性。3G则是连续覆盖,用户以全移动为主。

    从业务能力上看,WiMAX提供的主要是具有一定移动特性的宽带数据业务,面向的用户主要是笔记本终端和802.16e终端持有者。3G从设计最初就是为话音业务和数据业务共同设计的,语音QoS有较高的保障。3G的数据能力也在不断提高,3G增强型如HSDPA,已经可以实现10Mbit/s的接入速率。

    WiMAX可作为3G及3G演进的一种无线城域网、多点基站互联的重要支持手段,两者潜在的应用模式存在巨大差异,到目前为止,不存在3G和WiMAX竞争问题。未来WiMAX可能融合入3G的成熟运营系统。在3G发展初期,WiMAX可以在数据方面弥补3G的不足。

    总结

    从固定宽带无线接入系统的一个分支出发,随着IEEE802.16系列标准的完善以及WiMAX论坛对应用的推动,凭借高数据传输速率、良好的覆盖性能、逐步提高的移动能力,WiMAX的运营模式即将成熟。WiMAX将如何改变人们的通信方式,让我们拭目以待。

我要评论

】 【打印