WiMax无线网络的技术以及其应用前景介绍

WiMax（World Interoperability for Microwave Access）论坛是由采用IEEE802.16标准的设备和器件供应商成立的一个非赢利性生产团体，主要是向市场推广IEEE新的无线通讯标准 802.16.WiMax已成为802.16标准的代名词，是一种面向城域网的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速无线连接。WiMax的无线信号传输距离最远可达50公里，其网络覆盖面积是3G（3rd Generation，第三代移动通信）基站的10倍。WiMax（World Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性）是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网（Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network，BWAMAN）技术，其基本目标是提供一种在城域网一点对多点的多厂商环境下，可有效地互操作的宽带无线接入手段。WiMax的众多支持者早在2O01年就成立了WiMax论坛组织，相关研究则开展得更早。WiMax论坛旨在推广IEEE 802.16无线宽带网络技术。目前该组织拥有105个成员，甚至包括Alcatel、AT&T、英国电信、FUJITSU、nokia以及 Intel等行业巨头。
1.WiMax的技术优势
WiMax的技术优势可以简要概括为以下几点：
*传输距离远。
WiMax的无线信号传输距离最远可达50公里，是WIFI（无线局域网）所不能比拟的，其网络覆盖面积是3G基站的10倍，只要建设少数基站就能实现全覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。
*接入速度高。
WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。WiMax采用 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）调制方式，每个频道的带宽为20MHz，通过室外固定天线稳定地收发无线电波，因此，可实现74.81M的最大传输速度。
*提供广泛的多媒体通信服务。
由于WiMax较之Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。其中包括语音，数据和视频的传输。
2.WiMax的技术特点
*链路层技术
TCP/IP协议的特点之一是对信道的传输质量有较高的要求。无线宽带接入技术面对日益增长的IP数据业务，必须适应TCP/IP协议对信道传输质量的 要求。在WiMax技术的应用条件下（室外远距离），无线信道的衰落现象非常显着，在质量不稳定的无线信道上运用TCP/IP协议，其效率将十分低下。 WiMax技术在链路层加入了ARQ机制，减少到达网络层的信息差错，可大大提高系统的业务吞吐量。同时WiMax采用天线阵、天线极化方式等天线分集技 术来应对无线信道的衰落。这些措施都提高了WiMax的无线数据传输的性能。
*QoS性能
WiMax可以向用 户提供具有QoS性能的数据、视频、话音（VoIP） 业务。WiMax可以提供三种等级的服务：CBR（Con-stant Bit Rate，固定带宽）CIR（Com-mitted Rate，承诺带宽、BE（Best Effort，尽力而为）。CBR的优先级最高，任何情况下网络操作者与服务提供商以高优先级、高速率及低延时为用户提供服务，保证用户订购的带宽。 CIR的优先级次之，网络操作者以约定的速率来提供，但速率超过规定的峰值时，优先级会降低，还可以根据设备带宽资源情况向用户提供更多的传输带宽。BE 则具有更低的优先级，这种服务类似于传统IP网络的尽力而为的服务，网络不提供优先级与速率的保证。在系统满足其他用户较高优先级业务的条件下，尽力为用户提供传输带宽。
*工作频段
整体来说，802.16工作的频段采用的是无需授权频段，范围在2GHz至 66GHz之间，而802.16a则是一种采用2G至11GHz无需授权频段的宽带无线接入系统，其频道带宽可根据需求在1.5M至20MHz范围进行调整。因此，802.16所使用的频谱将比其它任何无线技术更丰富，具有以下优点：
（1）对于已知的干扰，窄的信道带宽有利于避开干扰。
（2）当信息带宽需求不大时，窄的信道带宽有利于节省频谱资源。
（3）灵活的带宽调整能力，有利于运营商或用户协调频谱资源。
3.WiMax的具体分类
根据是否支持移动特性，IEEE 802.16标准可以分为固定宽带无线接入空中接口标准和移动宽带无线接入空中接口标准，其中802.16a、802.16d属于固定无线接入空中接口标准，而802.16e属于移动宽带无线接入空中接口标准。802.16d是2？66GHz固定宽带无线接入系统的标准，已经于2004年6月在IEEE 802委员会获得通过，将以IEEE 802.16-2004名称发布。802.16e是2？6GHz支持移动性的宽带无线接入空中接口标准，该标准目前还是草案，预计2005年上半年完成。
作为全球最大的芯片供应商，其产品对各种协议的支持一直是某项技术能否最终取得市场成功的重要 因素之一，不仅仅Intel，更多的芯片厂商也正在加入WiMax芯片的研发队伍。
WiMax技术的应用前景
宽带无线接入技术是各种有线接入技术强有力的竞争对手，在高速因特网接入、双向数据通信、私有或公共电话系统、双向多媒体服务和广播视频等领域具有广泛的应用前景。相对于有线网络，宽带无线接入技术具有巨大的优势，如：
*无线网络部署快，建设成本低廉
*无线网络具有高度的灵活性，升级方便
*无线网络的维护和升级费用低
*无线网络可以根据实际使用的需求阶段性地进行投资
WiMax的应用主要可以分成两个部分，一个是固定式无线接入，一个是移动式无线接入。802.16d（IEEE 802.16-2004）属于固定无线接入标准，而802.16e属于移动宽带无线接入标准。目前INTEL已经宣布开发出符合IEEE 802.16-2004标准的芯片，并且从2006年开始WiMAX技术将被逐步引入笔记本电脑中。相信不需要太多时间，WiMax即可得到广泛的应用。其主要的应用范围主要有：
*中国幅员辽阔，存在很多经济欠发达地区，在这些地方的信息化建设是非常落后的。应用低成本的WiMax技术则可以给那里架起一座信息高速公路，对当地的经济发展会有很大的促进作用。
*应用WiMax技术可以迅速部署完成一个高速数据通信网络。例如2008年奥运会期间可以在奥运场馆构建WiMax网络。
*可以使用WiMax技术在大学校园内部署高速无线网络。使用WiFi技术的校园无线网络目前已经十分普遍，但是WiMax要比WiFi先进很多，WiMax使用很少的基站即可达到整个校园的无线信号无缝连接。
同目前正在广泛使用的无线网络相比，WiMax技术有着自己独特的优势。WiFi技术可以提供高达54Mbps的无线接入速度，但是它的传输距离十分有限，仅限于半径约为100米的范围。移动电话系统可以提供非常广阔的传输范围，但是它的接入速度却十分缓慢。WiMax的出现刚好弥补了这两个不足。因此在不久的将来WiFi（无线局域网），WiMax（无线城域网），3G（无线广域网）三者的结合将会为我们创造出一个完美的无线网络。随着无线通信技术的不断发展，集成了这三种技术的移动终端将为我们随时随地提供高速无线连接，借用一句广告语：“未来是无线的”。