二、WiMAX寬帶無線接入的特點分析

然而，IEEE 802.16系列標準只定義了空中無線接口，這也就為上層應用提供了靈活性。同時，作為解決“最后一公里”問題的無線城域網技術，如何在未來城域網接入應用中與目前廣為使用的線纜方式競爭，充分發揮無線方式的特長，這也是一個值得研究的問題。因此，就這個意義而言，確定其具有競爭力的應用模式具有重要價值。在此，首先對WiMAX寬帶無線接入的技術以及應用特點進行分析，并以此為依據對其應用模式進行初步的探討。
1.傳輸距離遠、速度快、數據安全性
在信息的傳播方式上，WiMAX技術同手機類似，同樣借助無線基站進行數據傳輸。當頻寬為20MHz時，數據傳輸速率最高可以達到75Mbps，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。高達50公里的覆蓋范圍，只要建設少數基站就能實現全城覆蓋，無線網絡的應用范圍大大擴展，是無線局域網所不能比擬的。除了速度和傳輸距離，無線網絡的安全性也是用戶關心的焦點，誰都不希望機密文件被他人輕易獲取。為了免除人們的后顧之憂，WiMAX提供了完善的加密機制，它在介質訪問層（MAC）中定義了一個加密子層，支持128位、192位及256位加密系統，通過使用數字證書的認證方式，確保了無線網絡內傳輸的信息得到完善的安全保護。

2.應用特點

首先，作為寬帶無線接入應用的WiMAX具有逐步投資和彈性部署的特點，網絡運營商可以根據用戶容量增長的需要，逐步增加投入，逐步擴容到位，實現基本平坦的成本曲線。其次，網絡的規劃可以不受地形地貌的限制，部局靈活，同時用戶密度較低的地區仍可以較低的成本實現覆蓋，減小初期投資的風險。再次，網絡部署快速，安裝和擴容方便，不需要復雜的網絡規劃，網絡結構靈活，尤其在臨時性和突發性應急通信中能發揮巨大作用。最后，作為一種小區半徑可達50km，接入速率可達70Mbit/s的寬帶無線接入技術，既可作為城域網有線方式的無線延伸，亦可作為線纜方式的替代方案。特別地，對于用戶密度或業務量不高且分布分散的地區比線纜方式更具競爭力。

3.物理層特點

WiMAX工作頻段可從2-66GHz(對于IEEE802.16標準:2-11GHz;對于IEEE802.16a標準:10-66GHz)，信道帶寬可在1.5-20MHz范圍內靈活調整，有利于在所分配的信道帶寬內充分利用頻譜資源。

WiMAX采用宏小區方式，最大覆蓋范圍達50km，當在20MHz信道帶寬時，支持高達70Mbit/s的共享數據傳輸速率(此時，最大覆蓋范圍為3-5km)。可采用多扇區技術來提高系統容量，一個扇區可同時支持60多個采用E1/T1的企業用戶或數百個家庭用戶。

WiMAX采用了OFDM、收/發分集、自適應調制等多種先進技術實現非視距NLOS和阻擋視距ONLOS傳輸，有效提高了城市內無線傳輸的效能。

物理層支持TDD/DMTA和FDD/TDMA兩種無線雙工多址方式，以適應不同國家或地區電信體制要求。支持單載波(SC)、OFDM(256點)、OFDMA(2048點)三種調制方式，可根據需要靈活選擇。物理層可以根據傳輸信道性能變化，動態調整調制方式和物理層參數(例如:調制參數、FEC參數、功率電平、極化方式等)，以保證較好的傳輸質量。

4.MAC層特點

支持QoS管理，滿足對不同業務質量的要求。MAC層根據業務QoS要求和業務參數，以輪詢方式請求連接帶寬或進行帶寬調整，以保證語音和視頻等實時業務的低延遲要求。同時，針對無線信道環境下，較高的誤碼率和丟包率，定義了基于每個應用流的ARQ，保證MAC層業務數據單元MSDU的自動重發，確保端到端包的傳輸質量。

MAC層具有ATM業務和分組業務匯聚子層CS，能方便地實現與ATM業務或IP業務為特征的網絡應用。同時，MAC層具有安全子層，支持MAC層安全機制，實現鑒權、加密等安全管理。

5.業務能力

WiMAX采用面向連接的方式，可以向用戶提供具有QoS性能的數據、視頻和語音(VoIP)業務。在IEEE802.16標準中，MAC層定義了較為完整的QoS機制，還定義了四種不同的業務，分別為:非請求的帶寬分配業務(UGS)、實時輪詢業務(rtPS)、非實時輪詢業務(nrtPS)、盡力而為業務(BE)，分別可以用來向用戶提供高質量的視頻和語音業務、普通質量的視頻和語音業務，以及質量無保證的諸如Internet等業務。可以根據業務的實際需要來動態分配帶寬，具有較大的靈活性。因此，WiMAX可為不同業務提供不同的服務質量QoS。

6.網絡結構特點

支持的點到多點(PMP，PointtoMultipoint)體系結構，可構建以WiMAX基站為中心的星形接入網結構。最新頒布的IEEE802.16a同時也支持網狀網Mesh體系結構，該結構中允許多個WiMAX節點采用無線互連方式構建網狀網。這意味著可以靈活地拓展接入網的結構，在骨干網覆蓋不到的地方，采用WiMAX網狀網覆蓋，實現城域網的彈性延伸。

三、WiMax與3G、Wi-Fi之間的比較

WiMax與3G技術相比，在許多方面WiMax都顯示出巨大的優勢。盡管與當前的技術相比，3G網絡的速度已經有了大幅提高，但是相對于WiMax來說，3G網絡速度比之慢30倍。在網絡覆蓋區域上，一個3G基站的覆蓋范圍也只有WiMax的十分之一。而且WiMAX使用了免費的頻譜，成本也比3G低很多，3G網絡的核心功能是提供移動電話服務，也可以用來傳輸數據；WiMax的標準則是高速數據傳輸，語音質量并不是關鍵要求。因此這兩種技術各自的任務和目標都不相同。WiMax的著眼點是實現寬帶無線化，而3G則更多地傾向于實現無線寬帶化。

同樣與Wi-Fi技術相比較，WiMAX技術優勢似乎更加明顯。但WiFi和WiMAX技術分別解決“最后100米”和“最后1公里”問題，因而具有不同的定位和用途。相反，Wi-Fi可以通過室外天線，利用WiMAX技術直接與骨干網相聯，而可以不采用當前Wi-Fi網絡需要將無線接入點通過有線網絡與骨干網相連的方式，從而大大減少鋪設有線網絡的成本。因此，針對WiMAX和 Wi-Fi技術的不同定位和優勢，兩者可以互為補充，共同發展。所以這三個技術之間更多的應該是互補關系而不是取代。

四、應用場景
與其它接入方式相比，WiMAX寬帶無線接入具有部署速度更快、擴展能力更強以及靈活性更高的優點，其典型應用的場景有：

1、Internet接入

針對有綜合布線的小區和大樓，在樓頂安裝WiMAX客戶端的室外單元ODU，并在建筑物或小區內安裝用戶側室內單元和以太網交換機，利用現有綜合布線接入用戶，通過無線空中接口提供寬帶上網服務。
WiMAX真正實現了寬帶無線化，使互聯網擺脫了線的束縛，與此同時，WiMAX又能根據用戶需求提供高帶寬，使終端用戶真正體驗到高科技所帶來的極速體驗。
2、網吧、話吧
話吧主要采用了軟交換VoIP（VOICE OVER IP）是新一代網絡通信技術進行電話超市的商業運營。目前VoIP通信技術已經廣泛的運用于語音運營業務，尤其是在電話超市業務中的運用中，收益最顯著，而且語音質量已可以與傳統電路相媲美。
而網吧主要需要高速率的Internet接入，經營Internet上網，在線網絡游戲，語音聊天（QQ，MSN等），在線視頻點播播放電影等業務。

3、村村通工程

對于農村和偏遠地區的低端用戶來講，通信業務主要集中在廉價的語音電話和小數據流量的數據業務。農村通信服務要求系統覆蓋范圍大，不依賴線纜的鋪設，接入速度快，成本低。WiMAX（802.16-2004）技術非常適合這一市場，提高了我國農村普遍服務的質量，在更短的時間內縮小與城市之間的“數字鴻溝”。

4、視頻實時監控
傳統的視頻監控系統大多只能在現場進行模擬監視，傳輸的監控信息簡單，不能清晰的傳輸大流量的實時圖像，無法及時準確的了解現場的實際情況，監控系統效率比較低。
WiMAX網絡讓大信息量的視頻傳輸成為可能，可以讓傳統的視頻監控在WiMAX技術的無線寬帶上得以延伸，實時監控的業務應用非常廣泛，幾乎可以涵蓋大部分行業，常見的應用可以為賓館大廳、銀行營業廳、保險公司監控、交通道路的車流量監控，還可以衍生到幼兒園監控、家庭防盜監控、煤礦井下作業面監控等等。
從另外一方面看，WiMAX可以無需鋪設管線，避免了耗時耗力的管道線路施工建設，通過無線傳輸給實時監控的業務提供了方便快捷的接入手段。

5、LAN局域網互連
對于大型企業，如果在地域內有多個企業分部，利用WiMAX寬帶固定無線接入系統，可以方便的實現總部和各個分部的局域網連接。

6、窄帶業務或基站互連
通過WiMAX寬帶固定無線接入系統提供E1接口，可以滿足GSM移動基站的接入，并在將來支持3G網絡基站互連。

五、現狀與發展趨勢
目前，WiMAX已經在國外得到大量運用，特別是16d WiMAX芯片的商用加速了設備市場的步伐，已有多家公司現可提供16d設備，全球有多家固定和移動運營商進行了WiMAX試驗，全球30多個國家有130個部署案例，其中30多個商業網絡，現階段其工作的頻段主要是3.5GHz。

3.5GHz頻率是國際電聯（ITU）推薦的用于固定無線接入FWA（Fixed Wireless Access）的頻段，3.5GHz固定無線接入系統采用點對多點微波技術，主要提供大容量的語音和數據業務，也可以為窄帶無線系統和移動基站提供回傳連接。對于不便鋪設光纜的用戶、相對分散鋪設光纜不經濟的用戶以及對開通緊迫性很強的用戶，引入快速經濟固定無線接入系統可為用戶提供急需的接入服務，對解決“最后一公司”接入網的瓶頸問題，起到了有力的補充作用。因此具有廣泛的商業應用前景。
與傳統的3.5GHz點到多點固定無線接入系統相比，采用IEEE 802.16技術標準的3.5GHz WiMAX無線接入系統具有WiMAX和3.5GHz的綜合優點，具有標準化、技術成熟、傳輸速度快、覆蓋范圍廣、良好的抗雨衰性能、擴容性強，組網靈活的優點，已成為當前運營商寬帶城域網建設“最后一公里”理想的無線接入手段。通過使用該項技術，運營商可以為客戶提供各種增值服務，運營商以較少的初期投資，可迅速地實現大面積的用戶覆蓋，快速占領市場，吸引客戶；而且，隨著客戶群體的不斷發展壯大，系統擴容的平滑性又滿足了其滾動發展的需要。