WiMax無線網絡的技術以及其應用前景介紹
2020-07-11 15:07:20
供稿：網友
WiMax（World Interoperability for Microwave Access）論壇是由采用IEEE802.16標準的設備和器件供應商成立的一個非贏利性生產團體，主要是向市場推廣IEEE新的無線通訊標準 802.16.WiMax已成為802.16標準的代名詞，是一種面向城域網的寬帶無線接入技術，能提供面向互聯網的高速無線連接。WiMax的無線信號傳輸距離最遠可達50公里，其網絡覆蓋面積是3G（3rd Generation，第三代移動通信）基站的10倍。WiMax（World Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性）是一項基于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網（Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network，BWAMAN）技術，其基本目標是提供一種在城域網一點對多點的多廠商環境下，可有效地互操作的寬帶無線接入手段。WiMax的眾多支持者早在2O01年就成立了WiMax論壇組織，相關研究則開展得更早。WiMax論壇旨在推廣IEEE 802.16無線寬帶網絡技術。目前該組織擁有105個成員，甚至包括Alcatel、AT&T、英國電信、FUJITSU、nokia以及 Intel等行業巨頭。
1.WiMax的技術優勢
WiMax的技術優勢可以簡要概括為以下幾點：
*傳輸距離遠。
WiMax的無線信號傳輸距離最遠可達50公里，是WIFI（無線局域網）所不能比擬的，其網絡覆蓋面積是3G基站的10倍，只要建設少數基站就能實現全覆蓋，這樣就使得無線網絡應用的范圍大大擴展。
*接入速度高。
WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對無線網絡來說，這的確是一個驚人的進步。WiMax采用 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用）調制方式，每個頻道的帶寬為20MHz，通過室外固定天線穩定地收發無線電波，因此，可實現74.81M的最大傳輸速度。
*提供廣泛的多媒體通信服務。
由于WiMax較之Wi-Fi具有更好的可擴展性和安全性，從而能夠實現電信級的多媒體通信服務。其中包括語音，數據和視頻的傳輸。
2.WiMax的技術特點
*鏈路層技術
TCP/IP協議的特點之一是對信道的傳輸質量有較高的要求。無線寬帶接入技術面對日益增長的IP數據業務，必須適應TCP/IP協議對信道傳輸質量的 要求。在WiMax技術的應用條件下（室外遠距離），無線信道的衰落現象非常顯著，在質量不穩定的無線信道上運用TCP/IP協議，其效率將十分低下。 WiMax技術在鏈路層加入了ARQ機制，減少到達網絡層的信息差錯，可大大提高系統的業務吞吐量。同時WiMax采用天線陣、天線極化方式等天線分集技 術來應對無線信道的衰落。這些措施都提高了WiMax的無線數據傳輸的性能。
*QoS性能
WiMax可以向用 戶提供具有QoS性能的數據、視頻、話音（VoIP） 業務。WiMax可以提供三種等級的服務：CBR（Con-stant Bit Rate，固定帶寬）、CIR（Com-mitted Rate，承諾帶寬、BE（Best Effort，盡力而為）。CBR的優先級最高，任何情況下網絡操作者與服務提供商以高優先級、高速率及低延時為用戶提供服務，保證用戶訂購的帶寬。 CIR的優先級次之，網絡操作者以約定的速率來提供，但速率超過規定的峰值時，優先級會降低，還可以根據設備帶寬資源情況向用戶提供更多的傳輸帶寬。BE 則具有更低的優先級，這種服務類似于傳統IP網絡的盡力而為的服務，網絡不提供優先級與速率的保證。在系統滿足其他用戶較高優先級業務的條件下，盡力為用戶提供傳輸帶寬。
*工作頻段
整體來說，802.16工作的頻段采用的是無需授權頻段，范圍在2GHz至 66GHz之間，而802.16a則是一種采用2G至11GHz無需授權頻段的寬帶無線接入系統，其頻道帶寬可根據需求在1.5M至20MHz范圍進行調整。因此，802.16所使用的頻譜將比其它任何無線技術更豐富，具有以下優點：
（1）對于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開干擾。
（2）當信息帶寬需求不大時，窄的信道帶寬有利于節省頻譜資源。
（3）靈活的帶寬調整能力，有利于運營商或用戶協調頻譜資源。
3.WiMax的具體分類
根據是否支持移動特性，IEEE 802.16標準可以分為固定寬帶無線接入空中接口標準和移動寬帶無線接入空中接口標準，其中802.16a、802.16d屬于固定無線接入空中接口標準，而802.16e屬于移動寬帶無線接入空中接口標準。802.16d是2？66GHz固定寬帶無線接入系統的標準，已經于2004年6月在IEEE 802委員會獲得通過，將以IEEE 802.16-2004名稱發布。802.16e是2？6GHz支持移動性的寬帶無線接入空中接口標準，該標準目前還是草案，預計2005年上半年完成。
作為全球最大的芯片供應商，其產品對各種協議的支持一直是某項技術能否最終取得市場成功的重要 因素之一，不僅僅Intel，更多的芯片廠商也正在加入WiMax芯片的研發隊伍。
WiMax技術的應用前景
寬帶無線接入技術是各種有線接入技術強有力的競爭對手，在高速因特網接入、雙向數據通信、私有或公共電話系統、雙向多媒體服務和廣播視頻等領域具有廣泛的應用前景。相對于有線網絡，寬帶無線接入技術具有巨大的優勢，如：
*無線網絡部署快，建設成本低廉
*無線網絡具有高度的靈活性，升級方便
*無線網絡的維護和升級費用低
*無線網絡可以根據實際使用的需求階段性地進行投資
WiMax的應用主要可以分成兩個部分，一個是固定式無線接入，一個是移動式無線接入。802.16d（IEEE 802.16-2004）屬于固定無線接入標準，而802.16e屬于移動寬帶無線接入標準。目前INTEL已經宣布開發出符合IEEE 802.16-2004標準的芯片，并且從2006年開始WiMAX技術將被逐步引入筆記本電腦中。相信不需要太多時間，WiMax即可得到廣泛的應用。其主要的應用范圍主要有：
*中國幅員遼闊，存在很多經濟欠發達地區，在這些地方的信息化建設是非常落后的。應用低成本的WiMax技術則可以給那里架起一座信息高速公路，對當地的經濟發展會有很大的促進作用。
*應用WiMax技術可以迅速部署完成一個高速數據通信網絡。例如2008年奧運會期間可以在奧運場館構建WiMax網絡。
*可以使用WiMax技術在大學校園內部署高速無線網絡。使用WiFi技術的校園無線網絡目前已經十分普遍，但是WiMax要比WiFi先進很多，WiMax使用很少的基站即可達到整個校園的無線信號無縫連接。
同目前正在廣泛使用的無線網絡相比，WiMax技術有著自己獨特的優勢。WiFi技術可以提供高達54Mbps的無線接入速度，但是它的傳輸距離十分有限，僅限于半徑約為100米的范圍。移動電話系統可以提供非常廣闊的傳輸范圍，但是它的接入速度卻十分緩慢。WiMax的出現剛好彌補了這兩個不足。因此在不久的將來WiFi（無線局域網），WiMax（無線城域網），3G（無線廣域網）三者的結合將會為我們創造出一個完美的無線網絡。隨著無線通信技術的不斷發展，集成了這三種技術的移動終端將為我們隨時隨地提供高速無線連接，借用一句廣告語：“未來是無線的”。
