WMAN

百科解釋

目錄·IEEE 802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn)介紹
·基于IEEE802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn)的WMAN技術(shù)WiMax
·WiMax 技術(shù)的新進(jìn)展
·802. 16 WMAN技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

IEEE 802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn)介紹

　　WMAN 標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)主要有兩大組織機(jī)構(gòu):一是IEEE 的802. 16 工作組,開(kāi)發(fā)的主要是IEEE 802.16 系列標(biāo)準(zhǔn); 二是歐洲的ETSI , 開(kāi)發(fā)的主要是HiperAccess。因此, IEEE 802. 16 和HiperAccess 構(gòu)成了寬帶MAN 的無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)。本文主要考慮基于IEEE 802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn)的WMAN 技術(shù)。
　　IEEE 802. 16 標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)初衷是在MAN 領(lǐng)域提供高性能的、工作于10～66GHz 頻段的最后一公里寬帶無(wú)線接入技術(shù),正式名稱是“固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口(Air Interface for Fixed BroadbandWireless Access Systems) ”, 又稱為IEEE WirelessMAN 空中接口,是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)技術(shù),其工作原理如圖1 所示。主要包括空中接口標(biāo)準(zhǔn): 802. 16-2001(即通常所說(shuō)的802.16 標(biāo)準(zhǔn)) 、802.16a 、802.16c、802.16d 與802.16e ; 共存問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn): 802.16.2-2001 、802.16.2a ; 一致性標(biāo)準(zhǔn): 1802.16.1 、1802.16.2 。這些標(biāo)準(zhǔn)有的已正式發(fā)布,有的正在開(kāi)發(fā)制定當(dāng)中, 如表1 所示。
　　上述標(biāo)準(zhǔn)中,起基礎(chǔ)性作用的是空中接口IEEE802. 16 與802. 16a ,主要區(qū)別如表2 所示。802. 16主要用于大業(yè)務(wù)量的業(yè)務(wù)接入,但由于設(shè)備成本高,其市場(chǎng)推廣工作較遲緩。為了在業(yè)已廣泛使用的11GHz 以下頻帶開(kāi)發(fā)市場(chǎng),而且由于這一頻段范圍的非視距特性較理想,樹(shù)木與建筑物等對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊戄^小,基站可直接安裝于建筑物頂部而不需要架設(shè)高大的信號(hào)傳輸塔, 且工作于2GHz 至11GHz 的系統(tǒng)基本上可以滿足大多數(shù)寬帶無(wú)線接入需求,因而更適于最后一公里接入領(lǐng)域。IEEE于2003 年1 月29 日推出了運(yùn)行于2～11GHz 的擴(kuò)展版本標(biāo)準(zhǔn)———IEEE 802. 16a ,新標(biāo)準(zhǔn)可適用于特許頻段和2. 4GHz、5. 8GHz 等無(wú)須許可的頻段。

基于IEEE802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn)的WMAN技術(shù)WiMax

　　為確保不同供應(yīng)商產(chǎn)品與解決方案的兼容性,802. 16 技術(shù)的部分領(lǐng)先供應(yīng)商于2003 年4 月發(fā)起并成立了旨在推進(jìn)無(wú)線寬帶接入的WiMax 論壇。WiMax 全稱為World Interoperability for MicrowaveAccess ,即全球微波接入互操作系統(tǒng),其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802. 16 系列。如同Wi-Fi 聯(lián)盟的強(qiáng)大促進(jìn)了WLAN 的快速發(fā)展一樣,WiMax 聯(lián)盟的目標(biāo)也是促進(jìn)IEEE 802. 16 的應(yīng)用。該聯(lián)盟由Intel 牽頭,包括西門子、富士通、AT &T、Covad 通訊等,我國(guó)中興通訊也名列其中,近期,英國(guó)電信(BT) 、法國(guó)電信、Qwest 通信公司、Reliance 電信和XO 通信也加入了WiMax 論壇。目前WiMax 論壇已經(jīng)擁有約100 個(gè)成員,運(yùn)營(yíng)商占25 %。自今年初Intel 宣布下半年開(kāi)始將會(huì)在其生產(chǎn)的芯片中部分采用WiMax 標(biāo)準(zhǔn)以來(lái),西門子、阿爾卡特等部分移動(dòng)設(shè)備制造商也相繼宣布將推出支持WiMax 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。當(dāng)前,WiMax 正在成為繼Wi-Fi 之后最受業(yè)界關(guān)注的寬帶無(wú)線接入技術(shù)。

　　WiMax 采用IEEE 802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn)尤其是802. 16a ,作為物理層及MAC 層技術(shù),除最高可達(dá)百兆的速率外,WiMax 技術(shù)還可具備在2～66GHz頻帶范圍內(nèi)可利用所有需要或不需要許可的頻帶,以及確保服務(wù)質(zhì)量(QoS) 等功能。WiMax 的工作原理如圖1 所示。WiMax 設(shè)備通常由安裝在建筑物上的基站或塔式基站和家庭或辦公場(chǎng)所內(nèi)的用戶接入終端組成,用戶在局域網(wǎng)內(nèi)部可使用任意局域網(wǎng)技術(shù)傳送語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和多媒體信號(hào),對(duì)外連接則通過(guò)定向天線向服務(wù)提供商的蜂窩塔發(fā)送信號(hào)在蜂窩塔接收基站接收到多個(gè)用戶發(fā)來(lái)的信號(hào)后,進(jìn)行處理(補(bǔ)償信號(hào)失真和衰落等) 后,通過(guò)無(wú)線或有線信道將信號(hào)傳送到滿足802. 16 協(xié)議的交換中心,然后交換中心將數(shù)字信號(hào)流接入互聯(lián)網(wǎng)或電話網(wǎng)進(jìn)行傳輸。WiMax 技術(shù)極強(qiáng)的傳輸能力可使信號(hào)傳輸距離最高可達(dá)50 公里,通常情況下單一基站的有效覆蓋范圍也可達(dá)6～10 公里,在這一范圍內(nèi),這一技術(shù)的非視距傳輸特性與穿透性都極為理想,可以提供高達(dá)75Mbps 的帶寬。即使在傳輸過(guò)程中超出視距信號(hào),經(jīng)過(guò)反射后也能到達(dá)蜂窩塔被接收。與此同時(shí), 802. 16a 還較好地實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有公共802. 11WLAN 及商用無(wú)線熱點(diǎn)的互連互通,因而能夠擔(dān)當(dāng)從核心網(wǎng)到家庭無(wú)線LAN 的橋接重任,進(jìn)一步提高現(xiàn)行無(wú)線熱點(diǎn)的利用效率。

WiMax 技術(shù)的新進(jìn)展

　　在國(guó)際上, IEEE802 委員會(huì)目前正在制定名為”IEEE802. 16e”的新標(biāo)準(zhǔn)。2004 年5 月17～21日, IEEE 802. 16 工作組第31 次會(huì)議在深圳召開(kāi),會(huì)議的重點(diǎn)是802. 16e (Mobile Wireless MAN) 的標(biāo)準(zhǔn)化,這是IEEE 802 在中國(guó)召開(kāi)的第一次會(huì)議。IEEE802. 15 已經(jīng)制定了固定無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)(FWA) ,為了實(shí)現(xiàn)用戶終端的移動(dòng)性, IEEE802. 16e 還將制定MAC層中的基站切換等功能。使用頻帶為6GHz 以下,而傳輸速度方面,使用20MHz 帶寬時(shí)最大可達(dá)100Mbps。調(diào)制方式采用與原來(lái)的IEEE802. 16 相同的QPSK、16QAM、64QAM。預(yù)料,WiMax 的移動(dòng)版本802. 16e 在移動(dòng)性上將有較大進(jìn)步,其日前完成的技術(shù)說(shuō)明已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了時(shí)速60 公里移動(dòng)下的平滑切換,且在頻譜利用效率、誤差修正、MIMO 天線支持、自適應(yīng)調(diào)制等很多方面都表現(xiàn)卓著。另?yè)?jù)報(bào)道,韓國(guó)已經(jīng)建立了名為“HPi”的802. 16e 標(biāo)準(zhǔn),并得到了SK電信、KTF 和Hanaro 電信等運(yùn)營(yíng)商以及三星等設(shè)備商的支持, 《韓國(guó)時(shí)報(bào)》稱”HPi 標(biāo)準(zhǔn)將有可能獲選成為802. 16e 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”。依據(jù)WiMax論壇副主席Aditya Agrawal 在2004 年3 月8 日于美國(guó)圣地亞哥開(kāi)幕的無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)議第12 屆年會(huì)暨技術(shù)博覽會(huì)(WSD) 上公布的標(biāo)準(zhǔn)化日程, IEEE802. 16e 規(guī)格約在2004 年第3 季度即可確定下來(lái),計(jì)劃2005 年最終完成, 配備該功能的產(chǎn)品預(yù)計(jì)2006 年前后即可亮相。WiMax 論壇今后將制定在IEEE 802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn)上運(yùn)行的上層協(xié)議,而且計(jì)劃從2004 年第4 季度就將開(kāi)始對(duì)符合WiMax 規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證作業(yè),以及對(duì)認(rèn)證產(chǎn)品進(jìn)行互聯(lián)試驗(yàn)。
　　在國(guó)內(nèi),中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CCSA) 無(wú)線技術(shù)委員會(huì)( TC5) 也非常重視IEEE 802. 16 的研究,在2004 年4 月的全會(huì)上已經(jīng)確立了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)研究課題,今后CCSA 將派固定代表參加會(huì)議,組織國(guó)內(nèi)企業(yè)和會(huì)員參與IEEE 的標(biāo)準(zhǔn)化工作,并適時(shí)制定我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),經(jīng)過(guò)批準(zhǔn), Intel 公司2004年開(kāi)始在成都和大連兩大城市進(jìn)行WiMax 城域網(wǎng)技術(shù)的建設(shè)和應(yīng)用試驗(yàn)。
　　此外,值得注意的是,802. 16 內(nèi)部新近成立的Mesh Ad Hoc 委員會(huì)開(kāi)始研究點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹С忠约靶盘?hào)障礙穿越等問(wèn)題,如果這些支持得到批準(zhǔn),誕生更為強(qiáng)大的802. 16f 標(biāo)準(zhǔn),將推動(dòng)WiMax獲得更大的發(fā)展。

802. 16 WMAN技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

　　在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上,以IEEE 802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn)為代表的寬帶WMAN 主要用于本地多點(diǎn)連接,既可將802. 11 系列無(wú)線接入熱點(diǎn)等連接到互聯(lián)網(wǎng),也可連結(jié)企業(yè)與家庭等環(huán)境至有線骨干線路。如圖2 所示。由于IEEE802. 16a 標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性,一般預(yù)計(jì)它首先將在無(wú)線城域網(wǎng)上應(yīng)用。Intel 正在大力推廣WiMax ,日前該公司還和阿爾卡特宣布將聯(lián)合提供WiMax 端到端解決方案。尤其是自2003 年7 月10日Intel 公司宣布將開(kāi)發(fā)支持高速無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE802. 16a 的芯片組以來(lái),富士通等也已宣布開(kāi)發(fā)相應(yīng)的芯片組,并將于2004 年下半年投入市場(chǎng),屆時(shí),有關(guān)WMAN 設(shè)備市場(chǎng)的價(jià)格將會(huì)有一個(gè)大幅度的下降,其市場(chǎng)推廣力度將進(jìn)一步加大。

　　在國(guó)內(nèi),信息產(chǎn)業(yè)部將3. 5 GHz (3400～3430MHz、3500 ～ 3530 MHz) 、5. 8 GHz ( 5725 ～ 5850MHz) 兩個(gè)頻帶規(guī)劃為城域網(wǎng)無(wú)線接入專用頻帶,截至2004 年上半年已進(jìn)行過(guò)三輪頻率評(píng)選招標(biāo)。3. 5 GHz 城域網(wǎng)無(wú)線接入試驗(yàn)網(wǎng)已于兩年前開(kāi)通,目前已推廣到國(guó)內(nèi)幾十個(gè)城市。5. 8 GHz 城域網(wǎng)無(wú)線接入試驗(yàn)網(wǎng)也已進(jìn)入實(shí)施階段。專家認(rèn)為,隨著WMAN 設(shè)備市場(chǎng)價(jià)格的下滑,國(guó)內(nèi)幾大電信運(yùn)營(yíng)商特別是新興的寬帶運(yùn)營(yíng)商將會(huì)加速對(duì)其寬帶無(wú)線的建設(shè)投入。據(jù)估計(jì),2006 年,我國(guó)對(duì)WMAN 市場(chǎng)的需求量將達(dá)到20 億元。
　　由信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)線電管理局、電信管理局、電信研究院共同組成的調(diào)研組發(fā)現(xiàn),目前運(yùn)營(yíng)商運(yùn)用寬帶無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)傾向于提供的業(yè)務(wù)主要包括:語(yǔ)音接入業(yè)務(wù)(本地和IP 電話) 、數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)、Internet 接入業(yè)務(wù)等。在商業(yè)領(lǐng)域,新興運(yùn)營(yíng)商還可以將WiMax 作為在城市密集區(qū)提供寬帶無(wú)線服務(wù)的首選標(biāo)準(zhǔn),與傳統(tǒng)大型運(yùn)營(yíng)商一爭(zhēng)高下;在企業(yè)和家庭寬帶無(wú)線接入領(lǐng)域,它可以作為xDSL 或光纖的延伸,成為提供“最后一公里”或“最初一公里”的優(yōu)選技術(shù)。如圖3 所示。當(dāng)然,WiMax 也面臨著傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商所提供的xDSL 、光纖或傳統(tǒng)T1 線路的競(jìng)爭(zhēng)。但隨著WiMax 技術(shù)的日益完善,一旦得到廣泛認(rèn)可,網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)將進(jìn)一步加速該技術(shù)的普及。此外,考慮到Wi2Fi 解決的是寬帶無(wú)線局域網(wǎng)的接入問(wèn)題,而WiMax 解決的是寬帶無(wú)線城域網(wǎng)的問(wèn)題,一些專家已經(jīng)把“WiMax + Wi2Fi”看作3G 的強(qiáng)大挑戰(zhàn)者之一。因?yàn)樵诶硐肭闆r下,WiMax 比3G 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸快30 倍以上,而覆蓋范圍也比3G大10 倍。雖然從總體上說(shuō),受其自身移動(dòng)性和話音支持能力的限制,WiMax 不大可能完全取代3G,但WiMax在高速數(shù)據(jù)傳輸能力方面的優(yōu)勢(shì)仍是顯而易見(jiàn)的,因而在公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,它可能成為未來(lái)3G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充手段。而在面向IP 為主的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域潛力巨大,極具競(jìng)爭(zhēng)力,有望得到廣泛應(yīng)用。
　　總之,全球通信發(fā)展的寬帶化、無(wú)線化、個(gè)人化、分組化是大勢(shì)所趨。當(dāng)前,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在電信總業(yè)務(wù)中的比例正不斷擴(kuò)大,特別是Internet 的迅猛發(fā)展,正推進(jìn)城域網(wǎng)由面向話音業(yè)務(wù)到面向數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變。隨著無(wú)線技術(shù)的發(fā)展,移動(dòng)辦公的流行和手持設(shè)備的普及,以及寬帶無(wú)線市場(chǎng)的日漸成熟,可以預(yù)見(jiàn),基于IEEE 802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn)的寬帶WMAN 技術(shù)以其在覆蓋范圍、傳輸速度和綜合成本等方面的優(yōu)良特性,將獲得巨大發(fā)展。

通信詞典解釋

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