WiMAX，寬帶無線接入新進程

　　WiMAX推行的IEEE802.16標準是一種開放的寬帶無線接入技術，它在具有高速率數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢的同時，兼具一定范圍內的移動性。WiMAX在部署、配置、安全性、QoS、長距離覆蓋等方面優(yōu)勢突出，尤其適用于解決城域網(wǎng)建設的"最后一公里"接入問題。

　　WiMAX，推進IEEE802.16商用進程

　　寬帶無線接入（BWA）是一個大家族。其中，MMDS（多點多信道分布式系統(tǒng)）、LMDS（本地多點分配接入系統(tǒng)）等技術和產(chǎn)品都獲得了一定范圍的應用。但是，由于各廠商提供的設備采用了私有協(xié)議，無法實現(xiàn)互連互通，從而加大了終端成本，大規(guī)模應用受到限制。

　　在這種背景下，在2001年4月份，由支持IEEE802.16標準的器件供應商、設備供應商和運營商共同成立一個非贏利性的WiMAX（World Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性）組織聯(lián)盟。該聯(lián)盟的主要職能是制訂一套基于IEEE 802.16、ETSI Hiper MAN標準的測試規(guī)范和認證體系，保證不同設備商開發(fā)的系統(tǒng)構件在經(jīng)過認證以后具有良好的互操作性，從而推進基于IEEEI802.16的產(chǎn)品的廣泛應用，降低產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)成本，運營商則可以根據(jù)自身的發(fā)展需求選擇供應商或網(wǎng)絡設備，取得商業(yè)成功。

　　表1給出了WiMAX產(chǎn)品與非標的LMDS、MMDS產(chǎn)品的比較。不難看出，基于IEEE802.16的WiMAX作為一種標準的無線接入技術，必將對未來的無線寬帶業(yè)務產(chǎn)生深遠影響。



　　IEEE802.16系列化標準，逐步提高接入性能

　　起初，IEEE 802.16標準主要是針對10-66GHz高頻段視距（LOS）環(huán)境而制定的無線城域網(wǎng)標準，并于2001年12月獲得批準。隨著無線接入技術的發(fā)展，IEEE 802.16逐漸擴展到各種傳播環(huán)境，包括視距、近視距和非視距，并形成系列標準。目前，我們所說的IEEE 802.16標準主要包括802.16a、802.16d、802.16e三個標準族。其中：802.16a于2003年批準，主要是為工作在2-11GHz頻段的非視距（NLOS）寬帶固定接入系統(tǒng)而設計的；802.16d于2004年第三季度批準，它是802.16a的增強型，業(yè)界又常將該標準稱作802.16-2004；802.16e是IEEE 802.16a/d的進一步延伸，它在現(xiàn)有的標準中增加了數(shù)據(jù)的移動性，預計在2005年四季度發(fā)布。后續(xù)系列，如802.16g、802.16f協(xié)議仍在討論進展中。

　　802.16系列標準是為在各種傳播環(huán)境中獲得最優(yōu)性能而設計的，即使在鏈路狀況最差的情況下，也能提供可靠的性能。通過正交頻分復用（OFDM）技術可在2-40km的通信距離上支持高頻譜效率，理論上，802.16d在20MHz載波內速率最高可達75Mbit/s。結合先進的網(wǎng)絡網(wǎng)絡拓撲（網(wǎng)狀網(wǎng)）和天線技術（智能天線、MIMO）還可進一步改善覆蓋，提高頻譜效率、容量、復用以及每射頻信道的平均/峰值吞吐量。

　　TCP/IP協(xié)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(shù)據(jù)業(yè)務，必須適應TCP/IP協(xié)議對信道傳輸質量的要求。在WiMAX應用條件下，尤其是室外遠距離，無線信道的衰落現(xiàn)象非常顯著，在質量不穩(wěn)定的無線信道上運用TCP/IP協(xié)議，其效率將十分低下。對此，WiMAX技術在鏈路層加入了ARQ機制，減少到達網(wǎng)絡層的信息差錯，提高系統(tǒng)的業(yè)務吞吐量。同時，WiMAX協(xié)議還提供實現(xiàn)自適應天線陣（AAS）、MIMO和空時編碼（STC）增強型天線技術的途徑，以應對NLOS造成的深衰落，從而提高WiMAX的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋?br />
　　802.16-2004標準為運營商帶來可運營、可管理網(wǎng)絡的一個重要特點是QoS保證。802.16 MAC具有帶寬分配和QoS機制，支持不同的服務水平。協(xié)議的下行鏈路采用TDM數(shù)據(jù)流，上行鏈路采用TDMA，通過集中調度來支持對時延敏感的業(yè)務，如話音、視像業(yè)務。由于確保了無碰撞數(shù)據(jù)接入，MAC層改善了系統(tǒng)總吞吐量和帶寬效率，確保數(shù)據(jù)時延受到控制。

　　運營商可針對不同的業(yè)務種類進行優(yōu)先級分類：UGS（Unsolicited Grant Service）業(yè)務適合于優(yōu)先級很高的業(yè)務，如E1、VoIP；rtPS（real-time Polling Service）業(yè)務適合進行實時性要求高的Video業(yè)務；nrtPS（non real-time Polling Service）業(yè)務適合實時性要求不高的業(yè)務，如FTP；BE（Best Effort）則適合優(yōu)先級較低的業(yè)務，如Web瀏覽、收發(fā)E-mail。

　　另外，在安全性方面，MAC層了提供了一個專用子層來實現(xiàn)認證、保密和加密等功能。

　　WiMAX應用場景全息

　　WiMAX可根據(jù)接入的移動性分為四個應用場景和發(fā)展階段：

　�。�1）固定接入（IEEE 802.16d）：固定接入業(yè)務是WiMAX運營網(wǎng)絡中最基本的業(yè)務模型，它類似于固定DSL或電纜寬帶業(yè)務，不支持便攜式連接或切換。SS（Subscriber Station）可以選擇或者將連接改變到信號最佳的基站。在這個應用場景下，在IP連接建立之前首先要進行鑒權或授權。終端可以作成一個小盒子，包括室外型的ODU和天線，市場容量一般，規(guī)模商用時間大致在2006年。

　�。�2）游牧式（IEEE 802.16d）：游牧式業(yè)務是固定接入方式發(fā)展的下一個階段，終端可從不同的接入點，接入到一個運營商的WiMAX網(wǎng)絡，它不支持不同基站之間的切換，這種應用可與固定接入同時提供。

　�。�3）便攜式（IEEE 802.16e）：便攜式業(yè)務是游牧業(yè)務發(fā)展的下一個階段，它對步行速度具有有限的切換能力。當終端靜止時，這種應用模型與固定式業(yè)務和游牧業(yè)務相同。這種應用場景主要面向家庭接入或商務人士的市場定位，終端一般為放置在便攜機里的PCMCIA卡，市場容量較大，規(guī)模商用時間估計在2007年以后。

　�。�4）全移動（IEEE 802.16e）：支持車速移動的無中斷應用場景，主要面向個人用戶市場，可實現(xiàn)漫游和切換，終端一般為PDA，市場容量很大，商用時間估計在2008甚至2009年以后。

　　IEEE 802.16d主要適用于中小型企業(yè)接入和無線傳輸環(huán)境，IEEE 802.16e主要適用于家庭接入和個人終端環(huán)境，支持數(shù)據(jù)、語音和視頻等業(yè)務，可與2G/3G、WLL、WLAN、NGN等網(wǎng)絡混合組網(wǎng)。

　　WiMAX作為一種城域網(wǎng)接入手段，引入了多種技術來應對在建筑物阻擋情況下的非視距（ NLOS ）和阻擋視距（OLOS ）等傳播條件，實現(xiàn)非視距傳輸。當然，這種情形下，傳輸距離會受到影響。

　　推動WiMAX發(fā)展進程，華為率先推出產(chǎn)品

　　WA5700是由華為公司根據(jù)IEEE802.16-2004協(xié)議自主開發(fā)的WiMAX點對多點基站，它工作于LOS和NLOS環(huán)境下的3.5GHz頻段。WA5700可與相應的SS終端設備聯(lián)合起來，在各種環(huán)境中共同組網(wǎng)，滿足運營商的多種業(yè)務需求。

　　首先，WA5700與不同的SS終端設備共同組網(wǎng)，可廣泛用于解決最后一公里的接入問題，直接接入運營商已運營的移動網(wǎng)絡或固定網(wǎng)絡，滿足SOHO、SMB（Small to Medium sized Business）、SME（Small to Medium sized Enterprise）等環(huán)境的寬帶接入需求。另外，WA5700以及對應的SS設備還可與多種不同的網(wǎng)絡環(huán)境如2G、3G、WLAN、NGN、WLL共同組網(wǎng)，作為其網(wǎng)絡傳輸?shù)幕爻陶荆╞ackhaul）。

　　華為公司提供的多型號WiMAX設備（包括BS、SS）具有快速建網(wǎng)能力，特別適用于無法布線的傳輸環(huán)境。由于在基站與SS終端之間采用了開放的WiMAX空中接口，因此既可以單獨組網(wǎng)，也可與第三方的WiMAX設備聯(lián)合組網(wǎng)，滿足不同用戶的需求。

　　針對應用場景，華為全面推出WiMAX解決方案

　　企業(yè)接入

　　這種無線接入手段，可對布線困難的區(qū)域，提供快捷的低成本接入方式。如圖1所示，多樣化的WiMAX終端適應各類城域接入的需求，如中小企業(yè)、SOHO和高端家庭用戶。WiMAX設備可通過標準的SNMP接口接入華為網(wǎng)管系統(tǒng)（N2000/M2000），重用現(xiàn)網(wǎng)已有的認證和記費系統(tǒng)。



　　基站傳輸

　　WiMAX技術可以為移動基站、WLAN AP等設備提供E1/T1和IP雙通道無線傳輸，遠端接口容量為1-2個E1/T1。通過采用OFDM技術，WiMAX提高了非視距傳輸能力，并改善了覆蓋特性。
圖2為華為WiMAX基站傳輸解決方案，WiMAX系統(tǒng)可以提供E1/T1和IP傳輸接口。對于語音等實時性強的業(yè)務建議選擇E1線路，對于數(shù)據(jù)等業(yè)務則建議選擇IP線路，這樣既可保證業(yè)務性能又能節(jié)省帶寬，同時也適應基站系統(tǒng)IP化的發(fā)展趨勢。

　　另外，華為WiMAX傳輸解決方案還可充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源，WiMAX設備可與基站設備共站址、共電源，甚至還可內置到室外型基站內。設備可由華為基站系統(tǒng)的iM2000網(wǎng)管系統(tǒng)管理，實現(xiàn)網(wǎng)管統(tǒng)一化，提高網(wǎng)絡的維護性能。




　　混合組網(wǎng)

　　2G/3G網(wǎng)絡提供廣覆蓋的話音和移動速數(shù)據(jù)業(yè)務；WiMAX為企業(yè)和商業(yè)用戶提供固定或便攜式高速數(shù)據(jù)業(yè)務，同樣也可為移動運營商提供企業(yè)接入手段；WLAN實現(xiàn)熱點覆蓋。不同的網(wǎng)絡技術覆蓋相應的區(qū)域和用戶群，通過這種混合網(wǎng)絡，各種技術既各自發(fā)揮所長，又相互補充，為2G/3G用戶提供更全面的服務。

　　WiMAX設備可通過標準的SNMP接口接入華為網(wǎng)管系統(tǒng)（M2000），重用運營商原有的認證和記費系統(tǒng)。在未來，WiMAX還將共享移動核心網(wǎng)PDSN、GGSN、AAA和HA等網(wǎng)元設備。