宽带无线接入技术----WiMAX

 

1、背景

WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)是一种可用于城域网(Metropolitan Area Network,MAN)的宽带无线接入技术,并且是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它的主要作用是提供无线“最后1000m”接入,可提供面向互联网的高速连接,覆盖范围可达50km,最大数据速率可达75Mbit/s,适合于有线接入性价比不高的环境。

目前,WiMAX已经成为IEEE 802.16标准的代名词。IEEE 802.16空中接口具体标准包括:

*IEEE 802.16:空中接口(媒体接入控制子层和10-66GHz物理层);

*IEEE 802.16a:增补方案,需要申请许可证的2-11GHz频段;

*IEEE 802.16b:增补方案,无需申请许可证的5-6GHz频段;

*IEEE 802.16c:增加了系统的互操作性;

*IEEE 802.16d:2-11GHz频段互操作性规范;

*IEEE 802.16e:移动无线城域网方案。

随着802.16标准的演进,2001年成立的WiMAX论坛是采用IEEE 802.16标准的设备和器件供应商成立的一个非赢利性团体,其成员由最初的6名发展到如今的200多名。在我国,华为、中兴和润迅已经加入了该论坛,还有数家国内企业正在申请加入该论坛。目前,该论坛正与各标准组织、政府各相关部门磋商,为WiMAX标准的全球一致性做努力。论坛正在建立WiMAX认证中心----进行产品的兼容性和互操作性认证,这将为WiMAX的大规模应用打下基础。按照论坛的发展计划,到2005年下半年,可实现用统一认证的WiMAX产品建设宽带无线接入网。但此时的网络虽然可实现无线接入,但是移动性比较差,对移动性的改善可望在2007年实现。虽然在移动性方面不尽人意,但是该网络能够提供接近于正常话音质量的VoIP,更能够提供宽带数据业务,因此它会有比较广阔的市场空间。

2、WiMAX技术特点

(1)链路层技术

在WiMAX技术应用(室外远距离传送)过程中,无线信道的衰落现象非常明显,在质量不稳定的无线信道上运用TCP/IP,其效率将十分低下,因为TCP/IP的特点之一是对信道的传输质量有较高的要求。面对日益增长的IP数据业务,无线宽带接入技术必须适应FCP/IP对信道传输质量的要求,因此,WiMAX技术在链路层加入了ARQ机制,减少了到达网络层的信息差错,大大提高了系统的业务吞吐量;同时,WiMAX采用天线阵、天线极化等天线分集技术来应对OLOS(阻挡视距)和NLOS(非视距)造成的深衰落。这些措施在一定程度上提高了WiMAX数据传输的性能。

(2)QoS性能

WiMAX能够向用户提供具有QoS性能的数据、视频、话音(VoIP)业务,可提供3种等级的服务:CBR(Constant Bit Rate,固定带宽)、CIR(Committed Rate,承诺带宽)、BE(Beat Effort,尽力而为)。CBR的优先级最高,在任何情况下网络操作者与服务提供商都能以高优先级、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服务,但速率超过规定的峰值时,优先级就会降低,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的优先级最低,这种服务类似于传统IP网络的尽力而为服务,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。

(3)物理层技术

物理层采用的技术是时分多址:(TDMA),可以是TDD双工模式或FDD双工模式。这种多址方式能保证较小的传输时延,支持面向连接的业务,也是系统提供QoS和差异化服务、带宽动态分配的基础。

(4)无线射频要求

由于IEEE 802.16系列协议可以使用的频率范围为2-11GHz和10-66GHz,因此不同地区、不同运营商采用的频率可能会有所区别,因此WiMAX设备的RF(无线射频)模块具有多样性,可以有多种实现方案。

另外,WiMAX技术在吞吐量、可扩展性以及增强的安全性能等几方面也具有明显的优势。

3、WiMAX应用

3.1 应用定位

WiMAX是一种定位于宽带IP城域网的无线接入技术。主要用于固定宽带无线接入(FBWA)、地理位置分散的信息热点的回程传输或大业务量用户的接入。从系统容量上看,WiMAX有显著的优势:基站的一个扇区可同时支持60多个采用E1/T1的企业用户和数百个采用xDSL的家庭用户,即WiMAX的一个基站可以同时接入数百个远端用户站;可为同一用户站提供多个业务流的传输能力,较大地提升实际接入的用户数。

WiMAX作为城域网的接入手段,采用了多种技术来应对建筑物阻挡情况下的NLOS和OLOS的传播条件,因此可实现非视距传输。WiMAX系统可连接WLAN的热点和互联网;作为企业T1(接口)或家庭xDSL和Cabel Modem的无线扩充技术。因此从这个意义上说,WiMAX解决了“最后1000m”的接入问题,特别是对于很多发展中国家或偏远地区没有Cable和DSL服务(有线基础设施费用较高),通过部署WiMAX网络能有效地解决宽带接入问题。

3.2 我国市场空间

在我国也存在着WiMAX的市场空间,如现有的固网运营商,可采用该技术给农村、山区等提供宽带网络;消防、公安局等部门采用该技术来组网,不仅实时调度功能强,可提供较高的安全保障,并且投资少;无线通信的ISP可以用WiMAX作为大范围、低成本覆盖的高速数据传输的补充;新的运营商及地区性的小公司为降低投资风险可采用WiMAX技术。

目前,我国运营商还没有加入WiMAX论坛,该技术的商业模式还比较粗糙,但相对于在我国发展的其他固定无线接入技术,该技术有其生命力。比如:LMDS接入的上下行是不对称的,从技术设计上看局限于互联网应用,而WiMAX是单一通道,与Wi-Fi的调制解调方式相同,但比Wi-Fi有更大的覆盖范围和更好的服务质量,如果再进一步发展WiMAX的可移动性,则会有比较好的应用前景。

目前,我国已经对WiMAX的频段做了相应的规划,中国无线电管理委员会已经将3.4GHz的频段预留,因为可用于发展WiMAX的频段范围为2-11GHz。
 

作者:牛晓敏   来源:中国联通网站
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