WiMAX發(fā)展前景探析
WiMAX是一項新興無線寬帶技術(shù),能夠在比Wi-Fi更廣闊的地域范圍內(nèi)提供“最后一公里”寬帶連接性,由此支持企業(yè)客戶享受T1類服務(wù)以及居民用戶擁有相當(dāng)于線纜/DSL的訪問能力。
已經(jīng)過去的2005年,WiMAX獲得了巨大的發(fā)展,四月份英特爾在全球發(fā)布的第一款產(chǎn)品,使WiMAX的實用變?yōu)榭赡?。然而,關(guān)于這項技術(shù)的應(yīng)用及前景討論,也非常激烈。是否真的有市場?是取代3G還是作為現(xiàn)有接入方式的補充?融合、標(biāo)準(zhǔn)、頻率分配、各方利益的分配……大量的問題不斷出現(xiàn)。
同時,WiMAX論壇的成員在不斷增加,目前已經(jīng)由2004年初建的46家迅速壯大到356家,其中包括運營商、設(shè)備和芯片供應(yīng)商以及內(nèi)容提供商,幾乎囊括了全球頂尖的各類型通信企業(yè)。2005年11月中旬還在中國舉行了“2005 WiMAX論壇全會暨全球WiMAX高峰會議”。WiMAX未來發(fā)展究竟會怎樣?
1、什么是WiMAX技術(shù)
WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù),可以替代現(xiàn)有的有線和DSL連接方式,來提供最后一公里的無線寬帶接入。WiMAX將提供固定、移動、便攜形式的無線寬帶連接,并最終能夠在不需要直接視距基站的情況下提供移動無線寬帶連接。為此而建立的包括設(shè)備制造商、器件供應(yīng)商、運營商等在內(nèi)的微波接入全球互操作性認證產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,主要任務(wù)是通過對產(chǎn)品進行兼容性和互操作性認證,消除IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的障礙,擴大標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用范圍。IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)系列到目前為止包括802.16、802.16a、802.16c、802.16d、802.16e、802.16f和802.16g共七個標(biāo)準(zhǔn)。
2、WiMAX技術(shù)的優(yōu)勢
WiMAX已經(jīng)從本質(zhì)上改變了最初的應(yīng)用方向,增加了移動通信方面的服務(wù)。通過加入移動特性,一方面,WiMAX可以像原來設(shè)想的那樣,作為服務(wù)供應(yīng)商和電信商最后一公里接入的技術(shù)手段,同時還可成為運營商們搭建語音和數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。
按照WiMAX的商用計劃,預(yù)計到2006年802.16即可集成到筆記本電腦,實現(xiàn)在城域網(wǎng)范圍內(nèi)的可移動的寬帶無線數(shù)據(jù)服務(wù)。在城域網(wǎng)的范圍內(nèi),用戶無須購置新的終端,僅用集成802.16功能的筆記本電腦,就可以60km/h以上的移動速度,不間斷地享用高于3G十倍以上的速率而構(gòu)成的寬帶精彩內(nèi)容服務(wù)。而且WiMAX還能作為Wi-Fi的備份,使用戶可快速、容易地訪問和漫游Wi-Fi熱點,而筆記本電腦、PDA、手機也可以通過在Wi-Fi和WiMAX間自由切換訪問互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)無縫的無線連接。
WiMAX還通過將無線接入系統(tǒng)上升到無線接入網(wǎng)絡(luò),這種多中心站之間通過負荷分擔(dān)的方式大大增加了網(wǎng)絡(luò)容量。
同時WiMAX通過OFDM技術(shù)具備了非視距傳輸?shù)哪芰?,因此能夠在不同環(huán)境下獲得最佳的傳輸性能,WiMAX還采用了智能天線技術(shù)來提高覆蓋能力。
此外,WiMAX還具有成本低、易實施的優(yōu)勢,因此有利于得到更廣泛的支持和參與,從而形成新的產(chǎn)業(yè)鏈,新興運營商、設(shè)備制造商、用戶都會獲益。在基站建設(shè)方面,過去所采用的無線技術(shù)的移動信號站為了更好的工作,減少障礙物的影響,都需要搭建高高的基站,而WiMAX無需如此,可大大降低移動運營商的成本。
3、WiMAX技術(shù)存在的問題
作為一種新興的寬帶無線接入技術(shù),WiMAX相對于傳統(tǒng)的最后一公里接入手段,如DSL、FTTP、HFC、sWi-Fi、非標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線系統(tǒng)、CDMA 1X,以及CDMA2000、WCDMA、HSPDA等接入手段,雖然有著獨到的優(yōu)勢和市場空間,但是要利用WiMAX實現(xiàn)最后一公里的接入仍然需要解決以下問題。{{分頁}}
3.1 成本問題
WiMAX產(chǎn)品利用其標(biāo)準(zhǔn)化,相對于非標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線產(chǎn)品其成本有了一個大幅的下降,但是預(yù)計WiMAX產(chǎn)品終端(固定)價格仍大致為400~500美元,這比DSL(終端價格為50~60美元)、以太網(wǎng)交換機(每個端口為10美元左右)高出很多,尤其是在有線非常發(fā)達的中國,采用WiMAX產(chǎn)品介入寬帶數(shù)據(jù)市場,成本的壓力相對較高。歐美由于其資費相對較高,壓力相對較小一些。隨著WiMAX技術(shù)的進一步發(fā)展,核心芯片廠家(如英特爾、Fujitsu)的進一步推動,以及技術(shù)方案的高度集成和優(yōu)化,成本可能會有一個大幅度的下降,這時WiMAX產(chǎn)品才會在競爭中處于更為有利的位置。
目前情況正如市場調(diào)研機構(gòu)Yankee集團分析師Lindsay Schroth指出的,提供無線寬帶接入服務(wù)的MMDS(Multipoint Multichannel Distribution System)多點多通道分布式系統(tǒng)供應(yīng)商包括WiMAX天線架設(shè)在內(nèi)的平均部署成本約為每用戶3000美元左右,這種高昂的部署成本不僅很難使服務(wù)供應(yīng)商獲得足夠的投資回報,也會讓多數(shù)用戶退避三舍。雖然Wavesat、英特爾都看好WiMAX未來的商用前景,但短時間內(nèi),由于應(yīng)用難以廣泛普及,WiMAX的成本將是制約其發(fā)展的最大瓶頸。
3.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和頻率問題
在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上,WiMAX尚未完成統(tǒng)一大業(yè),國際電聯(lián)如何確定其標(biāo)準(zhǔn)還不得而知。
對于無線系統(tǒng)來說,最為關(guān)鍵的是頻率問題。頻率資源的多少、分配的方式將直接決定無線系統(tǒng)的容量和規(guī)模。WiMAX論壇主席Ron Resnick也公開表示,頻譜問題非常復(fù)雜,由于, rning: 0pt; mso-bidi-font-family: 宋體">論壇主席Ron Resnick也公開表示,頻譜問題非常復(fù)雜,由于每個國家的情況不同,所以解決起來非常困難。他稱,“對于WiMAX來說,最重要的頻段是2.3GHz到2.5GHz。”而系統(tǒng)所能達到的容量和規(guī)模將直接決定運營商的投資力度和經(jīng)營方向。目前在國際上為寬帶無線規(guī)劃的執(zhí)照頻率主要為2.5GHz(美國)和3.5GHz(全球除美國),非執(zhí)照頻率為5.8GHz,潛在的頻率還包括3.3GHz。按照各國目前的頻率分配方式,每個運營商所獲得的頻點都與大規(guī)模的蜂窩組網(wǎng)要求有較大的距離,一般情況下,需要6~8個左右的頻點才能實現(xiàn)大規(guī)模的組網(wǎng),而目前的分配方式最多為4個左右頻點,因此,WiMAX產(chǎn)品要成為主流的最后一公里接入方式,還需要在頻率資源分配方式上尋求突破。
而在我國802.16a的工作頻段是2GHz~11GHz,需指配的頻段在兩年前頒布的新的無線電頻率劃分規(guī)定中己分配完畢,未給WiMAX留下空白頻段。同時,3G技術(shù)的成熟和規(guī)模商用,也將較大程度的影響運營商對于WiMAX的投資建設(shè)。
因此,華為WiMAX產(chǎn)品部部長王占強認為,WiMAX的頻譜是當(dāng)前最應(yīng)該優(yōu)先解決的問題。目前,WiMAX論壇比較傾向于頻譜統(tǒng)一在2.5GHz或3.5GHz兩個頻段上,但現(xiàn)在各方大都各自為政,分散在多個頻段上開發(fā)產(chǎn)品。
而且有一些頻段的應(yīng)用是需要政府批準(zhǔn)的,在有的國家還需要收取執(zhí)照費。在這一點上,英特爾表示正在與中國政府及運營商溝通,但政府的態(tài)度目前尚不明朗。
3.3 如何與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的相互融合問題
WiMAX產(chǎn)品作為一種新的接入手段,還需要解決的一個重要的問題就是如何與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)融合。目前WiMAX產(chǎn)品主要還是一種接入和傳輸手段,802.16-2004也只是規(guī)定了空中的接口問題,對于業(yè)務(wù)、用戶的認證、計費等在標(biāo)準(zhǔn)上還沒有一個統(tǒng)一的考慮。在這種情況下,如何利用現(xiàn)有的核心網(wǎng)絡(luò)完成用戶認證管理、計費平臺的統(tǒng)一,是WiMAX產(chǎn)品作為一種新的最后一公里解決方案的一個關(guān)鍵問題。 {{分頁}}
3.4 如何解決室內(nèi)覆蓋問題
作為一個無線系統(tǒng),不能只實現(xiàn)室外覆蓋,否則會產(chǎn)生極高的安裝成本,這些成本包括直接的材料和安裝費用成本,還包括其它的成本,如物業(yè)、安裝位置的租賃費用等,這些成本可能會占到設(shè)備成本的20%~50%。在北美等地區(qū),由于土地和房屋為私人擁有,常常會導(dǎo)致室外型的終端無法安裝。另外,室外型的安裝方式也大大地限制了潛在用戶的范圍,限制了運營商客戶的發(fā)展。
而要實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋,需要有足夠的鏈路余量,具體到WiMAX產(chǎn)品,就需要AAS、STC、子載波等技術(shù)能夠快速地集成到WiMAX產(chǎn)品當(dāng)中。
4、WiMAX與其它技術(shù)的關(guān)系
WiMAX的未來發(fā)展在很大程度上取決于它與3G、Wi-Fi等技術(shù)的關(guān)系,如圖1所示:
圖1 不同移動通信系統(tǒng)與固定通信系統(tǒng)的比較圖
4.1 WiMAX與3G的關(guān)系
3G是支持高速無線通信的ITU規(guī)范。這一遍布全球的無線連接與GSM、TDMA和CDMA互相兼容。下一代3G蜂窩服務(wù)能夠為語音和數(shù)據(jù)提供一個遠程無線接入范圍。全球的運營商目前都在為城鎮(zhèn)、郊區(qū)和交通流量較大的鄉(xiāng)村地區(qū)部署3G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。下一代3G蜂窩服務(wù)能夠跨多種地域創(chuàng)建廣泛的數(shù)據(jù)接入范圍,從而為語音通信和互聯(lián)網(wǎng)連接提供最理想的移動計算能力。
WiMAX自提出以來一直都比較引人關(guān)注,特別是有英特爾和WiMAX組織的推動,業(yè)界對WiMAX展開了熱烈的討論,尤其是WiMAX與3G的關(guān)系,存在多種不同的觀點:有的觀點認為WiMAX會取代3G,有的則認為WiMAX不可能取代3G,只是3G的互補技術(shù)。因此可以看出只有在確立了WiMAX與3G的關(guān)系之后,才能明確WiMAX未來的發(fā)展。
對于802.16e(WiMAX)技術(shù)和3G技術(shù),由于定位的不同,二者存在很大差異。 {{分頁}}
(1)從標(biāo)準(zhǔn)化程度上看,802.16e僅定義了空中接口的物理層和MAC層。在MAC層之上采用的協(xié)議以及核心網(wǎng)部分不在802.16e包含的范圍之內(nèi)。802.16e的空中接口標(biāo)準(zhǔn)化工作預(yù)計近期完成。3G技術(shù)作為一個完整的網(wǎng)絡(luò),空中接口規(guī)范、核心網(wǎng)系列規(guī)范以及業(yè)務(wù)規(guī)范等都已經(jīng)完成了標(biāo)準(zhǔn)化工作,這些工作涉及無線傳輸、移動性管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用、用戶號碼管理等內(nèi)容。
(2)從覆蓋范圍上看,為了獲得較高的數(shù)據(jù)接入帶寬(30Mb/s),802.16e必然要犧牲覆蓋和移動性,因此802.16e在相當(dāng)長的時間內(nèi)將主要解決熱點覆蓋,網(wǎng)絡(luò)可以提供部分的移動性,主要應(yīng)用會集中在游牧或低速移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)接入。3G則是無處不在的網(wǎng)絡(luò),覆蓋是連續(xù)的,用戶可以實現(xiàn)不間斷的通信。
(3)從無線頻譜資源上看,3G擁有全球統(tǒng)一的頻譜資源,而802.16e則正在試圖尋找2GHz~6GHz之間的頻率資源,各個國家目前可用的頻率都不一致。因此,802.16e最終獲得足夠的全球統(tǒng)一頻率存在一定難度。
(4)從業(yè)務(wù)能力上看,802.16e提供的主要是具有一定移動特性的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),面向的用戶主要是筆記本終端和802.16e終端持有者。802.16e接入IP核心網(wǎng),也可以提供VoIP業(yè)務(wù)。3G最初就是為話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共同設(shè)計的,對于話音業(yè)務(wù),核心網(wǎng)絡(luò)仍采用電路交換方式實現(xiàn),QoS有較高的保障。802.16e犧牲了移動性換取了數(shù)據(jù)傳輸能力的提高,它的數(shù)據(jù)帶寬優(yōu)于3G系統(tǒng)。但是3G的數(shù)據(jù)能力也在不斷提高,3G增強型如HSDPA,已經(jīng)可以實現(xiàn)10Mb/s的接入速率。按照ITU的定義,3G增強型最終目標(biāo)可以達到30Mb/s。
(5)雖然WiMAX的傳輸速率可達到3G的10倍甚至更高,其覆蓋范圍用低階調(diào)制時可與3G匹敵甚至更遠,但這不是3G標(biāo)準(zhǔn)的以無線廣域網(wǎng)WWAN為基本模式、以公眾語音及多媒體數(shù)據(jù)為內(nèi)容、在全球范圍內(nèi)漫游的個人手機終端的基本市場定位,本質(zhì)上WiMAX是作為3G及3G演進的一種無線城域網(wǎng)、多點基站互聯(lián)的重要支持手段而已,兩者潛在的市場尺寸亦有巨大差異,從而根本談不上WiMAX會成為3G的終結(jié)者。
從以上各個角度的分析可以看出,雖然802.16e在數(shù)據(jù)能力上要優(yōu)于3G,但是從標(biāo)準(zhǔn)化、全球統(tǒng)一頻譜、技術(shù)特性等多角度考慮,802.16e距離真正商用還有很長的路要走,而且在相當(dāng)長的時間內(nèi)主要解決熱點覆蓋和部分移動性等問題。即使考慮到將來WiMAX會更加成熟的情況,它也不會在未來通信市場占據(jù)主導(dǎo)地位。但多種無線技術(shù)將在標(biāo)準(zhǔn)化和未來的產(chǎn)業(yè)化中形成既矛盾又互補的關(guān)系,使WiMAX仍有很大的發(fā)展空間?!癢iMAX將會作為現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及未來3G網(wǎng)絡(luò)的補充,能夠?qū)崿F(xiàn)更遠的傳輸距離,提供更高速的寬帶接入、優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)以及多媒體通信服務(wù),因此具有十分突出的優(yōu)勢?!币晃粯I(yè)內(nèi)人士表示。
4.2 WiMAX與Wi-Fi的關(guān)系
Wi-Fi是無線保真(Wireless Fidelity)的縮寫,Wi-Fi技術(shù)包括已經(jīng)批準(zhǔn)的IEEE 802.11a、b和g規(guī)范以及等待批準(zhǔn)的802.11n規(guī)范。它是第一項得到廣泛部署的高速無線技術(shù),在全球的熱點中尤其引人注目——包括家庭和辦公室以及越來越多的咖啡屋、酒店和機場在內(nèi)的區(qū)域Wi-Fi幾乎是立即風(fēng)靡全球,并因為其提高工作效率的能力而受到出行人士的追捧。然而,它能夠支持的范圍非常有限:用戶只有保持在距離無線接入點設(shè)備(AP)300英尺的范圍內(nèi)才能實現(xiàn)高速連接。
Wi-Fi近年來在市場上掀起了一股強勁的熱潮。據(jù)預(yù)測,到2007年美國將安裝53萬個熱點,歐洲安裝70萬個,而在亞洲也將有100多萬個熱點。Wi-Fi有著“無線版本以太網(wǎng)”的美稱。由于目前的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn))幾乎已經(jīng)成為局域網(wǎng)的代名詞,世界上至少有80%以上的局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù)。而WLAN同樣為IEEE制訂的標(biāo)準(zhǔn),所以其幾乎可以視為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在無線領(lǐng)域的延伸。這使WLAN在應(yīng)用上具備無痕過渡和順利安裝的特點。
而且WLAN的安裝及設(shè)置相當(dāng)簡單——當(dāng)需要在某個區(qū)域建立網(wǎng)絡(luò)連接時,只需要在一定范圍內(nèi)設(shè)立相應(yīng)的接入點就可以了,規(guī)劃、布線、測試等傳統(tǒng)工序可以被忽略,而且用戶增加、拆卸和遷移時的操作也非常簡單。如果布置一個網(wǎng)吧局域網(wǎng),在HUB、線纜的布置等方面會花費大量時間,而在家里引入Wi-Fi后,整個接入工序不到10分鐘。 {{分頁}}
同時WLAN的綜合成本非常低。有消息指通過實施無線局域網(wǎng)解決方案,用戶規(guī)模平均在400點的企業(yè)可以節(jié)省下來的聯(lián)網(wǎng)成本高到490萬美元,由于接入方便、成本低廉且無須申請牌照,使WLAN在公共接入服務(wù)領(lǐng)域成為矚目的明星。
在帶寬方面,802.11b的帶寬可以達到11Mb/s,而802.11a及802.11g更可達54Mb/s,如此高的帶寬幾乎趕上了線纜的連接,大大超過同類型的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。除了網(wǎng)絡(luò)以外,WLAN的應(yīng)用將被拓展到更為廣泛的領(lǐng)域,除了集成在筆記本電腦、PDA、手機等設(shè)備中外,還將被集成進諸如打印機、DVD機、游戲機、MP3等產(chǎn)品中,其功能也將進一步增強。
綜上所述Wi-Fi擁有很多優(yōu)點,但是不可忽視的是它存在的安全隱患是一個致命的缺點。Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術(shù),通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無線網(wǎng)絡(luò)使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號,所以非常容易受到來自外界的攻擊,無線電波能穿透墻壁和隔板,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進入未受保護的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。
Wi-Fi崛起雖然迅速,但是WiMAX仍具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。未來WiMAX不會取代Wi-Fi,雙方將在無線接入中互補。WiMAX與Wi-Fi最明顯的區(qū)別是覆蓋范圍存在巨大差別,Wi-Fi最高只能達到300英尺的覆蓋范圍,只能在無線局域網(wǎng)環(huán)境中使用,而WiMAX 802.16e通??梢赃_到1~3英里,因此主要在移動無線城域網(wǎng)環(huán)境中使用。
5、WiMAX技術(shù)未來的商用前景
2004年下半年,包括摩托羅拉、西方多路和奧維通等3家公司推出了相應(yīng)的WiMAX固定接入產(chǎn)品,WiMAX的產(chǎn)品化進程已經(jīng)超過了預(yù)期。
2004年10月,奧維通宣布向中國本地市場推出其準(zhǔn)WiMAX平臺BreezeMAX。該平臺產(chǎn)品基于IEEE 802.16/ETSI HiperMAN標(biāo)準(zhǔn)和WiMAX論壇協(xié)議,凝聚了奧維通在寬帶無線接入(BWA)、正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的十余年商業(yè)部署經(jīng)驗。與此同一時期,西方多路也在其新推出的寬帶無線解決方案——Tsunami BWA系統(tǒng)中宣布全面支持WiMAX應(yīng)用,并為未來升級到WiMAX論壇認證狀態(tài)提供了一個明確的途徑。
此外,摩托羅拉也在其已廣泛應(yīng)用于全球80個國家和地區(qū)的CANOPY產(chǎn)品線中融合WiMAX技術(shù)。
國內(nèi)的中興公司則把以O(shè)FDM技術(shù)為主的寬帶無線接入產(chǎn)品作為戰(zhàn)略產(chǎn)品,意圖鞏固其在世界無線通信領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。華為將WiMAX作為其“移動戰(zhàn)略”的一部分。
最具代表意義的是2005年4月份英特爾在全球發(fā)布的第一款產(chǎn)品,使WiMAX的實用真正變?yōu)榭赡堋?
總之,WiMAX必將隨著技術(shù)的不斷成熟而獲得快速發(fā)展,但它和WLAN等其它寬帶無線接入技術(shù)只能是作為3G熱點數(shù)據(jù)的補充。
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