WiMAX與Wi-Fi、DSL和3G之間的關系

2009/12/11

　　WiMAX與Wi-Fi、3G、DSL在相當長時間內將會互補共存，并在重疊區(qū)有一定程度的彼此競爭。

　　WiMAX全稱為World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性。它是一項無線城域網(WMAN)技術，是針對微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標準。它用于將802.11a無線接入熱點連接到互聯(lián)網，也可連接公司與家庭等環(huán)境至有線骨干線路。它可作為線纜和DSL的無線擴展技術，被稱作“無線DSL”，從而實現(xiàn)無線寬帶接入。WiMAX的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
　　

使用的頻率為2GHz到11GHz;

傳送距離最高31英里(50km);

每區(qū)段最大數(shù)據(jù)速率是每扇區(qū)70Mbit/s，每個基站最多6個扇區(qū);

服務質量方面，可支持不同的服務等級，從而可以同時支持采用T1類型連接的企業(yè)用戶和采用DSL類型連接的家庭用戶。

　　此外，它還可以支持話音和視頻。WiMAX支持點對點或點對多點的網絡結構，可選擇在須執(zhí)照頻段或免執(zhí)照的頻譜中操作，端視用戶對服務等級的需求而定，WiMAX的最大傳輸距離是31英里。WiMAX與Wi-Fi、3G、DSL在相當長時間內將會互補共存，并在重疊區(qū)有一定程度的彼此競爭。

一、WiMAX與DSL

　　xDSL技術按上行和下行的速率是否相同可分為速率對稱型和速率非對稱型兩種。速率對稱型的xDSL有IDSL、HDSL、SDSL(SinglelineDSL)、HDSL2等多種形式，非對稱型的xDSL有ADSL(Asymmetric DSL)、G.lite ADSL和VDSL(Very high bit rate DSL)等。目前使用最廣泛的是ADSL技術。 ADSL是一種新的在一對雙絞線上同時傳輸電話業(yè)務與數(shù)據(jù)信號的技術，它屬于速率非對稱型銅線接入網技術，并且可以在一對用戶線上進行上行達640Kbit/s，下行達1.5~8Mbit/s速率的傳輸。另外，ADSL采用了先進的數(shù)字信號處理技術來減少線路損傷對傳輸性能的影響。雖然ADSL采用先進的數(shù)字信號處理技術、編碼調制技術和糾錯技術，但是在推廣ADSL業(yè)務時，用戶線路的許多特性，包括線路上的背景噪聲、脈沖噪聲、線路的插入損耗、線路間的串擾、線徑的變化、線路的橋接抽頭、線路接頭和線路絕緣等因素都將影響高速率傳輸業(yè)務的性能。

　　對比WiMAX技術與DSL技術，顯然各有自己的優(yōu)勢所在。從使用環(huán)境上講，WiMAX技術用于無線接入，而DSL技術用于有線接入，WiMAX技術比DSL技術在組網應用中具有更強的靈活性是必然的。從傳輸速率上講，WiMAX技術的最高速率可以達到30Mbit/s，DSL技術的理論最高速率可以達到58Mbit/s，但是DSL較易受到用戶線路特性的影響，實際上的速率可能會有所下降。從覆蓋范圍方面比較，WiMAX最遠可以達到6英里，而DSL最遠只能覆蓋3.6公里(2.2356英里)。盡管DSL技術與WiMAX技術相比存在明顯的弱勢，但是DSL技術是基于現(xiàn)有的銅線基礎之上的，成本上明顯低于WiMAX，不過隨著時間的推移，一旦WiMAX技術的發(fā)展使成本大幅度下降，DSL技術將面臨被WiMAX技術淘汰的威脅。

二、WiMAX與Cable

　　Cable Modem技術從傳輸方式上可分為雙向對稱式傳輸和非對稱式傳輸。對稱式傳輸速率為2Mbit/s～4Mbit/s、最高能達到10Mbit/s。非對稱式傳輸下行速率為51Mbit/s，上行速率為500Kbit/s～31Mbit/s。CableModem本身不單純是調制解調器，它集Modem、調諧器、加/解密設備、橋接器、網絡接口卡、虛擬專網代理和以太網集線器的功能于一身。它無須撥號上網，不占用電話線，可提供隨時在線的永久連接。由于CableModem所有用戶的信號都是在同一根同軸電纜上進行傳送的，因此有被搭線竊聽的危險。而CATV的樹狀網絡特點也導致極容易造成單點故障，如電纜的損壞、放大器故障、傳送器故障都會造成整個節(jié)點上的用戶服務的中斷。雖然Cable Modem的前期用戶一定可以享受到非常優(yōu)質的服務，因為在用戶數(shù)量很少的情況下線路的帶寬以及頻帶都是非常充裕的。但是，每一個Cable Modem用戶的加入都會增加噪聲、占用頻道、減少可靠性以及影響線路上已有的用戶服務質量。

　　而WiMAX技術卻沒有以上這些顧慮，安全性、穩(wěn)定性都具有很好的保障。另外，從組網成本上考慮，CableModem需要對HFC改造完成后才能夠應用。目前我國大部分HFC只能滿足450MHz的頻帶要求，而利用HFC提供雙向業(yè)務至少需要750MHz的帶寬。這顯然需要更換所有不符合要求的同軸電纜。同時，要實現(xiàn)雙向的HFC需要更換目前有線電視網上使用的單向放大器，高昂的改造費用也使Cable技術難以與WiMAX技術抗衡。

三、WiMAX與Wi-Fi

　　Wi-Fi是無線保真(Wirelessfidelity)的縮寫，Wi-Fi技術包括已經批準的IEEE802.11a、b和g規(guī)范以及等待批準的802.11n規(guī)范。Wi-Fi是第一項得到廣泛部署的高速無線技術，在全球的熱點中尤其引人注目——包括家庭和辦公室以及越來越多的咖啡屋、酒店和機場、Wi-Fi熱點幾乎是立即風靡全球，并因為其提高工作效率的能力而受到出行在外人士的追捧。然而，Wi-Fi能夠支持的范圍非常有限：用戶只有保持在距離無線接入點設備(AP)300英尺的范圍內才能實現(xiàn)高速連接。Wi-Fi是最早期的高速無線數(shù)據(jù)技術之一，現(xiàn)在因為擁有大量支持產品和技術而收益良多。一些最新的平臺甚至能夠支持多個Wi-Fi標準(如802.11a、b、g)，從而支持數(shù)個無線網絡之間的兼容性。雖然Wi-Fi擁有很多優(yōu)點，但是它存在的安全隱患卻是一個致命的缺點。Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術，通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無線網絡使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，無線電波能穿透墻壁和隔板，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數(shù)據(jù)甚至進入未受保護的公司內部局域網。

　　面對WiMAX咄咄逼人的發(fā)展態(tài)勢，有輿論認為WiMAX將取代Wi-Fi，但也有人認為WiMAX不會取代Wi-Fi，雙方將在無線接入中互補。WiMAX與Wi-Fi最明顯的區(qū)別是覆蓋范圍存在巨大差別，Wi-Fi最高只能達到300英尺的覆蓋范圍，而只能在無線局域網環(huán)境中使用，而WiMAX802.16e通�？梢赃_到1～3英里，主要定位在移動無線城域網環(huán)境中使用。

四、WIMAX與3G

　　通過從速率、頻率、覆蓋范圍、帶寬、移動性等指標對比WiMAX與3G，可以看到：

　　(1)WiMAX單鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率、頻譜效率優(yōu)于3G，與3G增強技術(WCDMA HSDPA、CDMA2000 1x EV/DV)相當，主要應用于城域網寬帶接入市場，也可用于3G系統(tǒng)基站到核心網絡的數(shù)據(jù)傳輸。

　　(2)3G在移動臺高速和大范圍移動、基站廣域覆蓋和高質量的語音及中低速數(shù)據(jù)業(yè)務的支持方面優(yōu)于WiMAX，主要應用于廣域網移動電話與中低速數(shù)據(jù)移動傳輸市場。

　　(3)802.16e提供的主要是具有一定移動特性的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務，面向的用戶主要是筆記本終端和802.16e終端持有者。802.16e接入IP核心網，也可以提供VoIP業(yè)務。3G從設計最初就是為話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務共同設計的，對于話音業(yè)務，核心網絡仍采用電路交換方式實現(xiàn)，QoS有較高的保障。

　　從以上對比可以看出，WIMAX相對于其它有線或無線的接入技術，除高速率、大覆蓋范圍外，WiMAX有統(tǒng)一的國際標準，這使得它在成本控制、設備互操作性以及規(guī)模經濟的實現(xiàn)上更勝一籌，同時又具有成本低、易實施的優(yōu)勢，從而使新興運營商有機會快速切入市場，可帶給運營商一個能降低網絡部署和運營成本并加速性價比提升的公共平臺。以前要想聯(lián)網獲取數(shù)據(jù)，必須要建設基礎設施，比如挖掘道路、埋設光纖、進行綜合布線，但是WiMAX的出現(xiàn)讓這樣的基礎架構變得非常容易和經濟實惠。在基站建設方面，能夠幫運營商快速開通T1/E1級別的、按需分配大容量寬帶業(yè)務。而且，不同于過去所采用的無線技術，移動信號站為了更好的工作，減少障礙物的影響，都需要搭建高高的基站，所以，WiMAX可大大降低移動運營商的成本。其對VoIP的支持也是令運營商和用戶心動的地方。

　　此外，WiMAX還具備核心技術獨特、開放網絡模式、基于IP的無線寬帶、可以支持不確定應用的網絡等特點。也由于其超視距特性，因此可以允許更多用戶的接入，實現(xiàn)更低的部署成本、更大的容量，以及因為標準化和互操作性帶來的低CPE(客戶前端設備)成本而滲透到大眾消費市場。這也是WiMAX在商用方面成功的兩大首要前提，一是CPE要低于300美元，另外一條就是要求有更高的數(shù)據(jù)吞吐量。另外，IEEE802.21工作組正在為建立一個獨立于介質之上的切換方案而努力，該方案支持IEEE802.11、IEEE802.16和3G的通用、無縫漫游和切換，這一非常富有遠見的舉措對WiMAX今后的產業(yè)化和規(guī)模化已經做了很好的鋪墊。結合以上所列WiMAX的優(yōu)勢，可以說，WiMAX是寬帶移動性實現(xiàn)的無障礙途徑，將成為“4G”的基礎，并可提供真正的自由移動性。

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