WiMAX宽带产业发展状况与应用场景探讨

WiMAX宽带产业发展状况与应用场景探讨

1引言

    随着通信技术和新业务的部署，市场与技术的相互作用，未来通信领域一些新的特点逐渐显现出来。一方面，传统宽带固定接人用户已经不能满足于仅仅在家庭和办公室等固定环境内使用宽带业务，希望使用宽带接入移动服务。另一方面，传统的移动用户也不能满足于简单的语音、短信和低速数据业务，希望能使用更高数据速率的业务。用户需求的变化使固定宽带接人服务和移动服务在技术和业务上呈现融合的趋势，宽带移动化和移动宽带化也逐渐成为两个领域技术发展的方向，并互为补充、互相促进。在移动宽带化方面，3GPP/3GPP2已经制定了1xEV-DO，HSDPA/HSUPA等技术标准，在移动环境下实现宽带数据传输。在宽带移动化方面，IEEE802工作组先后制定了WLAN和WiMAX等技术规范，意图能沿着固定、游牧/便携、移动这样的演进路线逐步实现宽带移动化，其中IEEE802．16WiMAX是宽带移动的重要里程碑，促进了移动宽带的演进和发展。

WiMAX宽带无线接入技术

    2WiMAX产业链与商业化状况

    WiMAX是IEEE802．16技术在市场推广方面采用的名称，其物理层和MAC层技术基于在1EEE802．16工作组中开发的无线城域网（WMAN）技术，WiMAX也是IEEE802．16d/e技术的别称。802．16d的商用或试验大都基于3．5GHz频段，规模较小。802．16e设备的正式认证工作还未开始，但是已有少数大型运营企业开始提供商用业务，如韩国SKT公司，美国的sprint公司准备2008年中开始推出移动WiMAX业务。

    2．1WiMAX产业链向移动WiMAX倾斜趋势明显

    WiMAX的整个产业链在近两年迅速成长，WiMAX论坛成员数量从2004年初的46家增长到现在的400余家。其中，35%为业务提供商，20%以上为系统厂家和20%左右为芯片厂家。这些成员大多数都对移动WiMAX非常感兴趣。在Intel，三星，摩托罗拉等主要厂家的大力推动下，移动WiMAX的芯片已经基本准备就绪，基站和终端设备也在加紧研发，移动WiMAX的整个产业链已经基本成熟。2007年底经过认证的设备可以正式上市后，预计2008年移动WiMAX市场将全面启动。

    从WiMAX产业自身来看，全球的大型电信设备厂家更加倾向于研发802．16e设备（见表l）。国内尤其是中兴、华为等公司已经基本放弃了原来研发固定WiMAX设备的计划。

    表1全球大型电信设备厂家802．16e研发情况

 

        2．2WiMAX产业与商业化进程迅速

    WiMAX在产业发展和市场应用方面处于全球领先地位的是美国和韩国。在网络建设方面，Sprint，KT和SKT都有计划部署和运营wiMAx的网络。

    （1）Sprint-Nextel是美国第三大运营商和第二大CDMA运营商，计划在2009年之前，在2．5GHz频段上建设WiMAX网络，作为与有线电视和DSL竞争的无线接人手段。Sprint-Nextel将在2007年投资10亿美元，2008年计划投资15～20亿美元。Sprint-Nextel发展WiMAX，除了市场驱动的原因外，还因为FCC对频率资源的使用，在发展规模和用户量上有一定的要求，因此在当前的技术发展现状下，Sprint-Nextel选择WiMAX技术是最佳的，从某种程度上讲也是惟一的方案。由于目前终端类型、网络成熟度的限制，初期还是作为无线接入的方式来使用，并不能提供比3G 系统更多的业务和应用。2007年，Sprint将在美国50 个大城市中的9个建设WiMAX网络，WiMAX网络的初期建设主要由三星和摩托罗拉提供设备。2009年将发展到l00个城市，覆盖l亿人口。初期的应用场景以便携和游牧方式为主，支持移动性的应用将在后续推出。

    （2）韩国政府为了推动国内新型宽带无线接入技术的发展，为WiBro技术在2．3--24GHz上分配了TDD频段，WiBro网络主要由KT和SKT来负责建设。KT是韩国第一大固网运营商，2006年开始商用WiBr0。KT在建设WiBro上，态度相对比较积极，目前正在大力发展WiBro，希望通过该技术进入无线通信市场。由于韩国的有线宽带非常普及，因此 wiBro作为与DSL的竞争技术，本身意义不大，主要是通过WiBro进入移动通信领域，但目前为了防止恶性竞争，韩国政府还不允许在WiBro上开展VoIP业务。目前，KT的 WiBro网络主要集中在首尔的中心地区， 2007年底覆盖整个首尔和5个大城市，到 2008年底将覆盖整个韩国。2006年9月，用户数量仅为100多，目前还处于初始部署阶段。目前的WiBro终端还是以PCMCIA卡为主，业务主要是互联网接入。整个市场应用还处于探索阶段。

    （3）SKT是韩国最大的移动运营商。SKT对WiBr0的发展，目前持观望态度，主要还在市场研究和探索阶段，并关注KTWiBro的发展情况，一旦KT的WiBro网络发展良好，SKT则会迅速跟进。目前，SKT在发展WiBro上所采取的方式，还是考虑将WiBro与3G网络结合，以3G网络为主，WiBro网络则定位于热点地区的高速数据覆盖。

    2．3WiMAX在产业化过程中还面临一些问题

 WiMAX产业化进程中存在的主要问题包括：无足够可用频率，产品尚未进入成熟期，WiMAX网络规范有待完善等。

    （1）无足够可用频率。对于固定WiMAX，各国基本上均利用原有3．5GHz固定无线接入频率资源组网。频率资源有限，网络规模和应用场景也非常有限。对于移动WiMAX，由于要支持移动性的要求，需要工作在较低的频段。目前提供的设备都是2．5GHz频段的，而该频段的具体分配问题还有待ITu-R进一步讨论。因此，频率成为WiMAX发展的关键因素。

    （2）WiMAX网络规范有待完善。自IEEE802．16e空中接El标准在2005年底通过后，各厂商都开始研发符合IEEE802．16e空中接口标准的产品。同时，WiMAX论坛也加紧了WiMAX网络相关规范的制定，但总体来看，标准的完善还有待时日。

    （3）产品尚未进入成熟期。在设备的成熟度方面，WiMAX设备的成熟进程正在加快。在产业化方面，全球无线通信设备商，除了Ericcson之外，其他设备厂家均在开发WiMAX产品。Samsun9最早推出WiBro设备。Nortel重心全面转移，主推WiMAX产品，作为其后续的主打战略产品。其他厂家，包括Motorola，Nokia．Alcatel，Siemens均将WiMAX作为其未来的主力产品。在2006年，Intel可以提供802．16e芯片的 Demo版。各设备提供商如中兴、华为等公司主要开发符合WiMAX规范的基站和ASNGW产品。终端方面，目前所能提供的类型主要以CPE（Customer PremiseEquipment）和PCMCIA卡式的终端为主，后续终端的类型将逐步系列化，包括PCMCIA卡，CF卡， EXPRESS卡，USB，桌面Modem，以及手机和PDA 等。目前，终端设备商主要集中在中国***、韩国、以色列等国家和地区。终端芯片方面，目前包括INTEL， T1等公司都在积极开发相关的芯片。除了美国企业之外，以色列的厂家也在开发相关的芯片。

    3WiMAX宽带移动技术的主要应用场景

    （1）固定应用场景

    固定接人业务是802．16运营网络中最基本的业务模型，包括用户因特网接入、传输承载业务及Wi-Fi热点回程等。

    （2）游牧应用场景

    游牧式业务是固定接人方式发展的下一个阶段。终端可以从不同的接人点接入到一个运营商的网络中。在每次会话连接中，用户终端只能进行站点式的接入；在两次不同网络的接人中，传输的数据将不被保留。在游牧式及其以后的应用场景中均支持漫游，并应具备终端电源管理功能。

    （3）便携应用场景

    在这一场景下，用户可以步行连接到网络，除了进行小区切换外，连接不会发生中断。便携式业务在游牧式业务的基础上进行了发展，从这个阶段开始，终端可以在不同的基站之间进行切换。当终端静止不动时，便携式业务的应用模型与固定式业务和游牧式业务相同。当终端进行切换时，用户将经历短时间（最长为2s）的业务中断或者感到一些延迟。切换过程结束后，TCP/IP应用对当前IP地址进行刷新，或者重建IP地址。

    （4）简单移动应用场景

    在这一场景下，用户在使用宽带无线接入业务中能够步行、驾驶或者乘坐公共汽车等，但当终端移动速度达到60～120km/h时，数据传输速度将有所下降。这是能够在相邻基站之间切换的第一个场景。在切换过程中，数据包的丢失将控制在一定范围，最差的情况下，TCP/IP会话不中断，但应用层业务可能有一定的中断。切换完成后，QoS将重建到初始级别。简单移动和全移动网络需要支持休眠模式、空闲模式和寻呼模式。移动数据业务是移动场景（包括简单移动和全移动）的主要应用，包括目前被业界广泛看好的移动E、mail、流媒体、可视电话、移动游戏、移动VolP（MVolP）等业务，同时它们也是占用无线资源较多的业务。

    （5）全移动应用场景

    在这一场景下，用户可以在移动速度为120km/h甚至更高的情况下无中断地使用宽带无线接入业务当没有网络连接时，用户终端模块将处于低功耗模式。

    4结束语

    WiMAX技术在数据带宽支持能力上的优势是各方都承认的，但是否能够提供一些特色业务，目前各方都在探索中。目前，从韩国的发展来看，WiBro的建网成本与3G系统相当，但由于系统的数据容量较大，因此相同容量下用户的成本则较低。由于缺乏特色业务，WiBro相对于3G的高速承载能力的优势，目前只体现在低成本的用户接入和更高的接入带宽上，在业务类型上还没有体现出优势。由于目前终端类型、网络成熟度的限制，WiMAX初期还是作为无线接人的方式来使用，并不能提供比3G系统更多的业务和应用，也就是说，WiMAX是否真正具有生命力还有待市场的进一步检验。

    参考文献

    1WiMAx技术演进北京邮电出版社2006

    2wiMAX下一代高速通信技术机械工业出版社2007