WiMAX與Wi-Fi、DSL和3G之間的關(guān)系
2009/12/11
WiMAX與Wi-Fi、3G、DSL在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將會(huì)互補(bǔ)共存，并在重疊區(qū)有一定程度的彼此競(jìng)爭(zhēng)。
WiMAX全稱為World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性。它是一項(xiàng)無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)技術(shù)，是針對(duì)微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。它用于將802.11a無(wú)線接入熱點(diǎn)連接到互聯(lián)網(wǎng)，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(wú)線擴(kuò)展技術(shù)，被稱作“無(wú)線DSL”，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線寬帶接入。WiMAX的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(gè)基站最多6個(gè)扇區(qū);
- 服務(wù)質(zhì)量方面，可支持不同的服務(wù)等級(jí)，從而可以同時(shí)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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(duì)服務(wù)等級(jí)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(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將會(huì)互補(bǔ)共存，并在重疊區(qū)有一定程度的彼此競(jìng)爭(zhēng)。
一、WiMAX與DSL
xDSL技術(shù)按上行和下行的速率是否相同可分為速率對(duì)稱型和速率非對(duì)稱型兩種。速率對(duì)稱型的xDSL有IDSL、HDSL、SDSL(SinglelineDSL)、HDSL2等多種形式，非對(duì)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(shù)。 ADSL是一種新的在一對(duì)雙絞線上同時(shí)傳輸電話業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)信號(hào)的技術(shù)，它屬于速率非對(duì)稱型銅線接入網(wǎng)技術(shù)，并且可以在一對(duì)用戶線上進(jìn)行上行達(dá)640Kbit/s，下行達(dá)1.5~8Mbit/s速率的傳輸。另外，ADSL采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)減少線路損傷對(duì)傳輸性能的影響。 雖然ADSL采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、編碼調(diào)制技術(shù)和糾錯(cuò)技術(shù)，但是在推廣ADSL業(yè)務(wù)時(shí)，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?dāng)_、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(wù)的性能。
對(duì)比WiMAX技術(shù)與DSL技術(shù)，顯然各有自己的優(yōu)勢(shì)所在。從使用環(huán)境上講，WiMAX技術(shù)用于無(wú)線接入，而DSL技術(shù)用于有線接入，WiMAX技術(shù)比DSL技術(shù)在組網(wǎng)應(yīng)用中具有更強(qiáng)的靈活性是必然的。從傳輸速率上講，WiMAX技術(shù)的最高速率可以達(dá)到30Mbit/s，DSL技術(shù)的理論最高速率可以達(dá)到58Mbit/s，但是DSL較易受到用戶線路特性的影響，實(shí)際上的速率可能會(huì)有所下降。從覆蓋范圍方面比較，WiMAX最遠(yuǎn)可以達(dá)到6英里，而DSL最遠(yuǎn)只能覆蓋3.6公里(2.2356英里)。盡管DSL技術(shù)與WiMAX技術(shù)相比存在明顯的弱勢(shì)，但是DSL技術(shù)是基于現(xiàn)有的銅線基礎(chǔ)之上的，成本上明顯低于WiMAX，不過(guò)隨著時(shí)間的推移，一旦WiMAX技術(shù)的發(fā)展使成本大幅度下降，DSL技術(shù)將面臨被WiMAX技術(shù)淘汰的威脅。
二、WiMAX與Cable
Cable Modem技術(shù)從傳輸方式上可分為雙向?qū)ΨQ式傳輸和非對(duì)稱式傳輸。對(duì)稱式傳輸速率為2Mbit/s～4Mbit/s、最高能達(dá)到10Mbit/s。非對(duì)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(diào)制解調(diào)器，它集Modem、調(diào)諧器、加/解密設(shè)備、橋接器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、虛擬專網(wǎng)代理和以太網(wǎng)集線器的功能于一身。它無(wú)須撥號(hào)上網(wǎng)，不占用電話線，可提供隨時(shí)在線的永久連接。由于CableModem所有用戶的信號(hào)都是在同一根同軸電纜上進(jìn)行傳送的，因此有被搭線竊聽(tīng)的危險(xiǎn)。而CATV的樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)也導(dǎo)致極容易造成單點(diǎn)故障，如電纜的損壞、放大器故障、傳送器故障都會(huì)造成整個(gè)節(jié)點(diǎn)上的用戶服務(wù)的中斷。雖然Cable Modem的前期用戶一定可以享受到非常優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，因?yàn)樵谟脩魯?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(gè)Cable Modem用戶的加入都會(huì)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(wù)質(zhì)量。
而WiMAX技術(shù)卻沒(méi)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(wǎng)成本上考慮，CableModem需要對(duì)HFC改造完成后才能夠應(yīng)用。目前我國(guó)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(wù)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(shí)，要實(shí)現(xiàn)雙向的HFC需要更換目前有線電視網(wǎng)上使用的單向放大器，高昂的改造費(fèi)用也使Cable技術(shù)難以與WiMAX技術(shù)抗衡。
三、WiMAX與Wi-Fi
Wi-Fi是無(wú)線保真(Wirelessfidelity)的縮寫(xiě)，Wi-Fi技術(shù)包括已經(jīng)批準(zhǔn)的IEEE802.11a、b和g規(guī)范以及等待批準(zhǔn)的802.11n規(guī)范。Wi-Fi是第一項(xiàng)得到廣泛部署的高速無(wú)線技術(shù)，在全球的熱點(diǎn)中尤其引人注目——包括家庭和辦公室以及越來(lái)越多的咖啡屋、酒店和機(jī)場(chǎng)、Wi-Fi熱點(diǎn)幾乎是立即風(fēng)靡全球，并因?yàn)槠涮岣吖ぷ餍实哪芰Χ艿匠鲂性谕馊耸康淖放�。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(wú)線接入點(diǎn)設(shè)備(AP)300英尺的范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)高速連接。Wi-Fi是最早期的高速無(wú)線數(shù)據(jù)技術(shù)之一，現(xiàn)在因?yàn)閾碛写罅恐С之a(chǎn)品和技術(shù)而收益良多。一些最新的平臺(tái)甚至能夠支持多個(gè)Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)(如802.11a、b、g)，從而支持?jǐn)?shù)個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間的兼容性。雖然Wi-Fi擁有很多優(yōu)點(diǎn)，但是它存在的安全隱患卻是一個(gè)致命的缺點(diǎn)。Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術(shù)，通過(guò)空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，所以非常容易受到來(lái)自外界的攻擊，無(wú)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(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。
面對(duì)WiMAX咄咄逼人的發(fā)展態(tài)勢(shì)，有輿論認(rèn)為WiMAX將取代Wi-Fi，但也有人認(rèn)為WiMAX不會(huì)取代Wi-Fi，雙方將在無(wú)線接入中互補(bǔ)。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(dá)到300英尺的覆蓋范圍，而只能在無(wú)線局域網(wǎng)環(huán)境中使用，而WiMAX802.16e通�？梢赃_(dá)到1～3英里，主要定位在移動(dòng)無(wú)線城域網(wǎng)環(huán)境中使用。
四、WIMAX與3G
通過(guò)從速率、頻率、覆蓋范圍、帶寬、移動(dòng)性等指標(biāo)對(duì)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(qiáng)技術(shù)(WCDMA HSDPA、CDMA2000 1x EV/DV)相當(dāng)，主要應(yīng)用于城域網(wǎng)寬帶接入市場(chǎng)，也可用于3G系統(tǒng)基站到核心網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。
(2)3G在移動(dòng)臺(tái)高速和大范圍移動(dòng)、基站廣域覆蓋和高質(zhì)量的語(yǔ)音及中低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持方面優(yōu)于WiMAX，主要應(yīng)用于廣域網(wǎng)移動(dòng)電話與中低速數(shù)據(jù)移動(dòng)傳輸市場(chǎng)。
(3)802.16e提供的主要是具有一定移動(dòng)特性的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，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(wǎng)，也可以提供VoIP業(yè)務(wù)。3G從設(shè)計(jì)最初就是為話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共同設(shè)計(jì)的，對(duì)于話音業(yè)務(wù)，核心網(wǎng)絡(luò)仍采用電路交換方式實(shí)現(xiàn)，QoS有較高的保障。
從以上對(duì)比可以看出，WIMAX相對(duì)于其它有線或無(wú)線的接入技術(shù)，除高速率、大覆蓋范圍外，WiMAX有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這使得它在成本控制、設(shè)備互操作性以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)上更勝一籌，同時(shí)又具有成本低、易實(shí)施的優(yōu)勢(shì)，從而使新興運(yùn)營(yíng)商有機(jī)會(huì)快速切入市場(chǎng)，可帶給運(yùn)營(yíng)商一個(gè)能降低網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營(yíng)成本并加速性價(jià)比提升的公共平臺(tái)。以前要想聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)，必須要建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，比如挖掘道路、埋設(shè)光纖、進(jìn)行綜合布線，但是WiMAX的出現(xiàn)讓這樣的基礎(chǔ)架構(gòu)變得非常容易和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。在基站建設(shè)方面，能夠幫運(yùn)營(yíng)商快速開(kāi)通T1/E1級(jí)別的、按需分配大容量寬帶業(yè)務(wù)。而且，不同于過(guò)去所采用的無(wú)線技術(shù)，移動(dòng)信號(hào)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(dòng)運(yùn)營(yíng)商的成本。其對(duì)VoIP的支持也是令運(yùn)營(yíng)商和用戶心動(dòng)的地方。
此外，WiMAX還具備核心技術(shù)獨(dú)特、開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)模式、基于IP的無(wú)線寬帶、可以支持不確定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)等特點(diǎn)。也由于其超視距特性，因此可以允許更多用戶的接入，實(shí)現(xiàn)更低的部署成本、更大的容量，以及因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)化和互操作性帶來(lái)的低CPE(客戶前端設(shè)備)成本而滲透到大眾消費(fèi)市場(chǎng)。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(gè)獨(dú)立于介質(zhì)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(wú)縫漫游和切換，這一非常富有遠(yuǎn)見(jiàn)的舉措對(duì)WiMAX今后的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)�；呀�(jīng)做了很好的鋪墊。結(jié)合以上所列WiMAX的優(yōu)勢(shì)，可以說(shuō)，WiMAX是寬帶移動(dòng)性實(shí)現(xiàn)的無(wú)障礙途徑，將成為“4G”的基礎(chǔ)，并可提供真正的自由移動(dòng)性。
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