2004/12/16 | 主题: 图文完全解说WiMAX标准及其技术演进
类别(技术) | 评论(0) | 阅读(107) | 发表于 11:41
主题: 图文完全解说WiMAX标准及其技术演进
(DigiTimes.com郭长佑/台北) 2004/11/29

 ■WiMAX的兴起背景

 东亚的韩国、日本以及台湾等地,向来在宽频指针(密度、用量)上居于领先,这与「地狭人稠」的天然地形有密切关系,使通讯服务的营运业者在布建宽频时,同样的布建成本与距离,能拥有较高的投资报酬率。相对的,地广人稀的美、加、纽、澳,自然在宽频拓展上处于落后。

 重点还是在于基础建设投资的合算性,若布牵了数十公里实体宽频线路后,仅有三户人家愿意使用,那么成本回收将遥遥无期,业者也会将此段布建的意愿、优先权降低。也因此WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)被提出,期望以无线、远距、宽频的方式取代实体宽频的布线,加速地广人稀处的宽频到户普及率。

 WiMAX的作法仿自过往的WiFi(Wireless Fidelity)成功模式,WiFi以IEEE 802.11标准为基础,由业者联合成立WiFi工作小组,负责IEEE 802.11的设备、装置之互通测试,凡通过兼容测试则可取得WiFi认证标志,如此消费者、用户可安心购买不同厂牌的IEEE 802.11产品,并可跨厂牌地兼容互通使用,如此使IEEE 802.11的采购意愿、市场规模迅速扩展,击败Bluetooth、HomeRF,成为今日WLAN(无线局域网络)的主流规格。如今WiMAX以IEEE 802.16为基础,期望成为WMAN(无线都会网络)的主流规格。

 一旦WiMAX可行、普及,则居家的ADSL调制解调器连通至公众网络的一端就不再是实体线路,将改成WiMAX无线天线,甚至更进一步的,也可能在室内就直接行动无线上网,不需要任何的固接性宽频连接、转介装置。

 此外,也因为WiMAX的传距远(最大至30英哩,约48公里),传速高(每个WiMAX基地台最快134Mbps),每个末端连网装置可获得300Kbps~2Mbps的连网频宽,使其确实具备取代实体宽频布线的能力。加上IEEE 802.16具有QoS的频宽管理能力,以及追加行动通讯的支持,这也使许多人臆测WiMAX恐将阻碍3G的普及,甚至成为3G杀手。

 WiMAX所威胁的,不仅是实体的宽频线路,也不仅是威胁3G通讯,由于IEEE 802.16也衍生制订出具穿透性的传输标准,使WiMAX与WiFi间的角色分工开始有些重复、纠叠性。

 WiMAX真有通杀一切、大开杀戒的本领?或许从它的基础规格标准:IEEE 802.16所提供的传输通讯能耐,可以略知与窥探。

■IEEE 802.16家族巡礼:802.16、16a、16b、16c、16d、16e

 IEEE 802.16最早提出于2001年12月,定位在固接、单点对多点(Point-to-Multipoint;PMP)的无线宽频传输,并设定在无障碍空间(Line Of Sight;LOS,或称:视线可见处)范畴内传送,类似无线宽频基地台的角色。

●IEEE 802.16 vs T1、ADSL

 由于802.16最远至48km,端速300Kbps~2Mbps。相对的,现有G.lite、G.dmt标准的ADSL,其速度最高1.5Mbps~8Mbps(唯日本有自用特规,最高可至26Mbps),且速度愈快,用端(家庭)到局端(机房)的距离也必须愈近,最远无法超越5.7km,同时必须倚赖现有公众电话铜线。

 若想持续延伸实线长度,只能选择专门布设的T1(1.54Mbps)、E1(2.04Mbps),甚而用T3(45Mbps),不仅布建昂贵,维护也贵。所以密集短距的T1/E1运用几乎都被ADSL所取代,但偏远长距依然要倚赖T1/E1,然WiMAX却可提供相近的长距方案,且布建成本、维护成本都比T1/E1具优势。

●IEEE 802.16a vs IEEE 802.11b、11g

 之后,2003年1月新增了IEEE 802.16a,增加了针对障碍空间(Non Line Of Sight;NLOS)的传送规范,也因为强化微波的阻碍穿透性,所以传距也缩短些,若IEEE 802.16为30~50km,则IEEE 802.16a为4~9km。笔者认为802.16a是与802.16形成长短互补效果,广大空旷范畴的传输即用802.16,在接近存取用户时改用802.16a,直接穿墙提供服务。

 虽然802.16a的用意主要在强化802.16与用户固接连网设备间的最后一段,即户外部分的连通强化,并依然认定室内当由WiFi的WLAN来衔接,有各自的角色定位区隔,然笔者认为具穿透力的WiMAX也会与WiFi有所「重叠」,802.16a有可能一个社区共享一个,社区内的用户在家都可以自由无线上网,如此即不需使用WiFi。

 当然,WiMAX至末端用户后的传输率仅约300Kbps~2Mbps,WiFi的传输率为11Mbps(802.11b)、54Mbps(802.11g),若以室内范畴的高速传输而言依然要倚赖WiFi,但就纯连外上网而言WiFi难以与WiMAX有太大差别。

●IEEE 802.16b vs IEEE 802.11a

 另外也有802.16b,是针对5GHz~6GHz全球通用的免授权频段而设计,特别是用在5.8GHz,此也称为WirelessHUMAN(Wireless High-Speed Unlicensed Metropolitan Area Network),即无线、高速、且不需授权使用的都会网络。不过802.16b不归属在WiMAX中,是另行的一项规格。笔者认为802.11b主要用意在于取代原有同为5.8GHz的IEEE 802.11a之升级、强化角色。

 至于802.16c是802.16的接续强化,增加了依循ISO/IEC 9646系列及ITU-T x.290系列的验证程序,属小幅的追增性改变。

●IEEE 802.16e vs 3G、PHS

 现在最新的发展,是针对行动上网运用而提出802.16e,或许各位会问:若在开阔地、通透性高的户外,可用802.16进行连网,而即便在室内也能用穿透性的802.16a,为何还需要802.16e?

 事实上802.16、802.16a都还是以固接运用来制订规格,虽可移动使用,但也仅限于慢速的个人走动,无法在高速移动(如:行车)时仍保持一定的通讯传输。此外各位或许认为在开放场合走动依然可用,就表示802.16可能会取代行动电话,但其实802.16的固接通讯设计,其用电特性不适合用于只倚赖电池运作的行动装置上,而802.16e正是为上述种种提出的新因应:提供高速移动的服务持续性,及功率、用电上的精省性。

 802.16e将用在笔记型计算机、个人数字助理、行动电话等行动装置上,除了省电外,期望在时速120km的移动速度下都能顺畅通讯(与GSM标准一致,PHS则稍低:100km/hr,另一说法是希望WiMAX达150km/hr时都能保持通讯),但为了省电也必然有所牺牲(如:频段、传速)。

 802.16e目前仍在草拟阶段,预计在近期内完成标准底定。而一般媒体报导将WiMAX渲染成3G杀手,便是指专为行动用途而提案,但仍尚未定案的802.16e上。

 即便不谈3G,现有的GSM/GPRS、PHS也将受胁,PHS基地台覆盖率小,一个GSM基地台的覆盖率,要布建5、6个PHS基地台才能等同,而GSM/GPRS(9600bps/115200bps)与WiMAX覆盖范畴相近,但传速远远不及,那怕是EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution)的384Kbps都不够看,这也是WiMAX可能在3G普及到临前,抢先取代现有2G、2.5G的原因,只待省电型末端规格─802.16e的更成熟底定。

 也因为能车用,所以802.11e也属NLOS传输,并且802.16e兼容于802.16d,可互通运作。由于家族中另一个规格802.16d可望取代802.16、802.16a、802.16c等前三版而成为后续发展主力,相信未来必是802.16d/802.16-2004与802.16e的舞台。


图说:WiMAX正试图仿效过去WiFi的成功推展模式,由IEEE工作小姐负责基础规格制订,而由WiMAX机构负责实现成品的标准性测试、兼容互通性测试。(制图:郭长佑)[IMG]http://[/IMG] 白菜园 上传了这个图片:


图说:IEEE 802.16家族标准图,802.11、80211a后续由802.11d取代,并正在新增制订行动通讯用的802.11e,而802.16c、802.16f、802.16g为关连性标准,至于802.16b则不在整体主轴线中。(制图:郭长佑)[IMG]http://[/IMG] 白菜园 上传了这个图片:
0

评论Comments

日志分类
首页[1019]
技术[317]
English[3]
下载[59]
IT业界[203]
发现[47]
音乐[17]
网文[322]
blog应用[36]
BLOG参考[15]