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，主要用在城域網路（MAN）。由 WiMAX 論壇（WiMAX Forum）提出並於2001年6月成形。它可提供最後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]，能夠藉由較寬的頻帶以及較遠的傳輸距離，協助電信業者與 ISP 業者建置無線網路的最後一哩，與主要以短距離區域傳輸為目的之 IEEE 802.11 通訊協定有著相當大的不同。

WiMAX能提供許多種應用服務，包括最后一英里无线宽带接入、熱點（hotspot）、細胞式回程线路以及作為商業用途在企業間的高速連線。通過WiMAX一致性測試的產品都能夠對彼此建立無線连接並傳送網際網路分组数据。在概念上類似WiFi，但WiMAX改善了性能，并允许使用更大傳送距離。

目录

[编辑] WiMAX的應用

WiMax logo

WiMAX 達到的頻寬及傳送距離使其具有提供下列服務應用的潛力：

  • 作為 Wi-Fi 熱點間或 Wi-Fi 熱點到達網路其他部分之連接。
  • 為最後一公里寬頻存取提供電纜或數位用戶迴路（DSL）以外的無線替代方案。
  • 提供高速的行動通訊服務。
  • 為企業營運持續計畫中的網路連線提供多樣化的來源：若企業同時擁有固定及無線網路連接，特別是由不相關的服務供應商提供時，則這些企業將較不易為特定之服務終止所影響。
  • 作為漫遊連線（Nomadic connectivity）之應用。

[编辑] 寬頻存取

許多企業正慎重研究 WiMAX 作為「最後一公里」高速連接服務的可能。由於競爭會使價格降低，這項應用將可能降低家庭或企業用戶的費用。

對於先前未建立實體電纜或電話線網路的地區，原本因費用過高而無法提供之寬頻服務將可望由 WiMAX 提供另一項寬頻存取的替代方案。在 WiMAX 之前，許多運營商都提供專用制無線網路作為寬頻服務。

許多製造商均提供室內及室外的 WiMAX 用戶機組。用戶自行安裝室內機組雖然方便，但與由專業人員安裝比起來，其建築與 WiMAX 基站間的距離將必須更小。這樣，室內安裝的機組就需要非常高的基礎建設投資，連同因為必須涵蓋整個特定區域的高數量基站而必須花費的運營成本，包括設置地點租賃、回程線路及維護費用。室內機組與一台電纜數據機或 ADSL 數據機之大小相似。室外機組允許用戶到 WiMAX 基站間有較遠的距離，但通常仍需要專業的安裝。室外機組尺寸上約略如一本教科書之大小，安裝方法則與住家的衛星天線類似。

[编辑] 限制

一項對於 WiMAX 常見的誤解乃以為 WiMAX 能在 70 英里（约112.6 公里）的範圍內，以 70 Mbps 的速率傳輸：在理想的環境中，上句的個別敘述是正確的，但結合在一起却並非如此。實際上，我們可以在視線所及（LOS）之 10 公里範圍內以 10 Mbps 的同步速率傳輸，然而在都市的環境中，很可能多於 30% 的實例都並非視線所及（NLOS）的範圍，也因此實際上，用戶僅能在 2 公里範圍內以 10 Mbps 的速率傳輸。WiMAX 在此方面與數位用戶迴路有一些相似處，只能在高頻寬與長距離傳輸間作取捨，而無法兼得。關於 WiMAX 的另一項特徵是其頻寬乃是由特定基站區域內的用戶所共享，也因此每位用戶所能享有的頻寬是與單一區域內的有效用戶數成反比的。2008年5月澳洲WiMax營運商Buzz Broadband的行政總裁 Garth Freeman，在泰國舉行的國際WiMax會議上直指WiMax是一個失敗的技術，該公司發現WiMax的無阻擋的直線傳輸距離只有2公里，進入室內時更僅有400公尺。

[编辑] 行動應用

一些行動業者正評估 WiMAX 作為增加頻寬以滿足多樣化的資料密集性應用的方法之一；事實上，北美業者 Sprint Nextel 已於2006年年中宣布，其將於未來幾年內投資約 30 億美元於一項 WiMAX 技朮的擴建計畫。[1]

除這些可能的應用之外，此項技術也具有提供由偏遠地區至骨幹網路這段網路或行動傳輸，以作為回程線路的應用潛力。雖然 WiMAX 於偏遠地區的成本效益較高，然而除此之外，它尚可作為降低以 T1／E1 專線作為回程線路的成本，就以許多發展中國家有限的有線基礎設施來說，建造一個 WiMAX 基站作為連接原有的無線發射塔或甚至作為一個獨立的傳遞中心都會比發展一有線方案的成本來得少，而一些低人口密度及平坦區域也都特別適合 WiMAX 及其傳輸距離。對於原本因為投資成本過高或嚴酷地理環境而放棄發展有線基礎建設的國家，WiMAX 均能提供不昂貴、分散、易部署且有效的無線方案。

[编辑] 產品發布

[编辑] 2005

  • 2005年7月，Nokia 與 Intel宣佈了一項加速計畫採用與發展IEEE 802.16e。此項合作涵蓋了移動裝置、基礎網路建設、工業用市場的開發。
  • Motorola公司與Intel 在2005年10月宣布聯合採用IEEE 802.16e 標準。包含固定與移動的寬頻應用。Intel將與Motorola公司進行移動裝置、網路儀器等產品的互通性測試。
  • 2005年8月，高通公司收购Flarion。對於行動無線通訊巨擘高通公司併購Flarion，並且表現出對OFDMA/802.16主要技術的OFDM專利有興趣的這項行為。許多人都質疑高通公司的動機：這是否意圖阻礙WiMax發展？或是這代表了高通認同了OFDM將會是代表4G移動通信的主流？

[编辑] 2006

  • 802.16e詳細的認證規格將於下半年通過。
  • 2006年1月，哥倫比亞電訊公司宣佈了在Bucaramanga城的PRE-WiMAX計畫。超過150個WiMAX與pre-WiMAX認證的系統正在被執行中。
  • 2006年3月英國開始都會內的WiMAX計畫。 第一項英國標準的WiMAX網路在Westminster進行。
  • 2006年3月Rogers Communications 與 Bell Canada 宣布一項在加拿大境內的聯合發展計畫，此項計畫將會包含100個都會區與農村的網路。
  • WiBro/WiMAXm 在南韓的發展：自"簡單的移動"至於"完整的移動特性"並與802.16e-2005相容。
  • 台灣與南韓一樣，在2.3GHz的頻譜保留了部份頻寬，在政府的支持下預期於2006年下半年會有所發展。
  • Yozan 增加了在日本發展WiMAX的計畫。
  • 越南政府開放了頻譜給四家WiMAX電訊業者：(VNPT, VTC, FPT and Vietel)，頻率分布在3.3-3.4 GHz。

[编辑] 2007

[编辑] 2008

[编辑] 固定式与移動式WiMAX

802.16-2004(802.16d)WiMAX 只支援固定式的存取，目前已經有商業化的產品出現，802.16-2005(802.16e) WiMAX 同時支援固定及移動式的存取，然而其產品仍需要至少到2007年年底以前的時間才能成熟。[2]


WiMAX論壇的成員們完成了完整的驗證與互通性的測試，包含：

  • MacroMAX 基地台與EasyST終端解決方案的應用。
  • Axxcelera的ExcelMax基地台
  • Sequans Communications的SQN1010-RD 終端解決方案
  • 西門子 WayMAX@vantage 基地台與終端解決方案
  • Aperto 的 Packetmax 5000 基地台
  • Redline Communication的 RedMAX 基地台與終端解決方案
  • Proxim Wireless的Tsunami MP16 3500 終端解決方案
  • Wavesat的 miniMAX 終端解決方案

[编辑] 各項標準

WiMAX Forum
  • IEEE Std 802.16-2004於2004年6月通過。這項標準使得之前的版本802.16-2001與其相關的802.16a、802.16c失效。IEEE Std 802.16-2004闡述固定式系統的標準。
  • 802.16e是一項針對802.16d的修正案，此項修正案增加了移動機制。

[编辑] IEEE 802.16e

IEEE 802.16-2005, 2005年12月訂定（之前的名稱為802.16e 或稱為 Mobile WiMAX，但目前仍廣為使用）。 WiMAX 移動式標準，是一項對於固定式WiMax標準的改良，特別是在調變（modulation schemes）的部分。 這項標準經由OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)允許固定式與移動式的Non Line of Sight (NLOS)應用。

許多人認為，經由新的調變方式--Scalable OFDMA (SOFDMA)，802.16-2005將會使得舊式802.16-2004使用的OFDM-256顯得過時並失效。

[编辑] 其他競爭技術

WiMAX技術最早提出時，WiMAX定位是取代WiFi的一種新的無線傳輸方式，但後來發現WiMAX定位比較像3.5G一樣，提供終端使用者任意上網的連結，這些功能3.5G/LTE都可以達到。WiMAX 於市場上所面臨的競爭，主要是來自已廣為佈局且能提供相同服務的無線系統，如 UMTS 和 CDMA2000，以及許多網路導向的系統如 HIPERMAN 和 WiBro。市場定位模糊成為WiMax的最大致命傷。

[编辑] 3G 及 4G 行動通訊系統

3G 的兩個主要系統 CDMA2000 和 UMTS 均為 WiMAX 的競爭者，兩者均於語音服務外，尚提供 DSL 等級的網路服務。UMTS 是 WiMAX 主要的競爭對手，是由歐洲幾家主要的無線電信業者所研訂。使用 HSDPA 技術使得資料傳輸的下行速度高達8-10Mbit/s。UMTS 同時加強為 UMTS-TDD 的形式，使用以 WiMAX 導向的頻譜，並能在使用高峰導致低頻寬時提供比 WiMAX 更穩定的服務，以直接與 WiMAX 競爭。

3G 行動語音系統受益於自早先原有的系統升級而來的廣泛基礎建設，其相關業者的用戶在 3G 系統的傳輸範圍外使用時，也能無縫地以舊有的技術傳輸，如 GPRS。

目前主要的行動標準正升級到所謂的 4G 技術，提供高頻寬、低延遲，及語音服務建置於最上層的全 IP 網路服務。由 GSM／UMTS 升級到 4G 的計畫稱為3GPP長期演進技術，而對於 CDMA2000 這類由 AMPS／TIA 演進而來的技術也有項稱為超行動寬頻（UMB）的替代方案在推展。兩項計畫均捨棄現存的空中接取標準（air interfaces），改以 OFDMA 為下行鏈路技術，及為上行鏈路採用以 OFDM 為基礎的多項方案。這些都將帶來可與 WiMAX 相同，甚至是比 WiMAX 更快速的網際網路連線服務。

在世界上的許多其他地方，由於 UMTS 的普及以及對標準化的競爭，也意味著 WiMAX 可能不能分配到頻譜：2005年7月，法國與芬蘭阻止了歐洲共同體保留頻寬給 WiMAX 使用，因為當地的電信設備製造商已投資了大筆的金錢在UMTS技術上面；2006年9月，馬來西亞的頻寬競標也被中止。

[编辑] 網路導向之系統

早期的 WMAN 標準如歐洲的 HIPERMAN 及南韓的 WiBro 已成為 WiMAX 之一部份，與 WiMAX 彼此均已被視為互補而非競爭的關係，例如所有部署於 Wibro 的發展母國南韓的網路便早已全是 WiMAX。

另一方面，作為如咖啡廳或如機場之類的交通運輸中心的短距離行動網路方案，Wi-Fi 802.11g 系統由於早廣為铺設且已提供了足夠的覆蓋率，使一些使用者因而認為無租用 WiMAX 服務的必要性。

[编辑] 比較

 查 • 論 • 編 • 歷 
移動式系統之比較
標準 家族 一般用途 無線技術 下載 (Mbit/s) 上傳 (Mbit/s) 註記
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.


[编辑] 另見

查 • 論 • 編 • 歷
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
Related articles Comparison of mobile telecommunications standards · List of mobile telecommunications standards

[编辑] 參考

  1. ^ Sprint Nextel Announces 4G Wireless Broadband Initiative with Intel, Motorola and Samsung
  2. ^ 網路通訊產業 ─ WiMAX－05年元年；06年起飛；07年適應；08年普及

[编辑] 外部連結

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