无线接入新技术应用研究

3 Wi―Fi与WiMAX的应用比较
众所周知，Wi―Fi主要应用于公众服务、家庭网关、大型企业以及小型办公环境等局域网络中。近年来，WiMAX异军突起，它作为一种无线城域网技术，可以将Wi-Fi热点连接到互联网，也可作为数字用户线路(Digital Subsclfiber Line，简称DSL)等有线接入方式的无线扩展，实现“最后一公里”的宽带接入。WiMAX(移动)主要提供移动宽带数据接入服务，具有更远的传输距离、更宽的频段选择以及更高的接入速度，并能全面兼容现有Wi―Fi。中国无线传播环境和业务需求多种多样，针对WiMAX具有数据速率高和覆盖范围广的特点，有机地将WiMAX技术融合到现有和即将建设的Wi―Fi、3G、有线接入网中，根据优势互补的原则，全面考虑。
Wi-Fi网络可与WiMAX网络同步建设，减少有线线路的投入；由于Wi―Fi和WiMAX技术分别解决“最后100米”和“最后一公里”问题，因而具有不同的定位和用途。在没有Wi-Fi网络的地区，用户可直接接入WiMAX网络开展数据业务。另一方面，Wi―Fi还可通过室外天线，利用WiMAX技术直接与骨干网相联，无需有线网络与骨干网相连，从而大大减少覆设有线网络的成本。因此，针对WiMAX和Wi―Fi技术的不同定位和优势，两者可以互为补充，共同发展。
3．1“无线城市”与城域宽带无线网络
随着城域网、局域网和Internet的快速发展，对通信业务的接入能力提出更高要求。无线电技术已广泛应用于国防安全、邮电通信、广播电视、交通物流、航空航海、供水供电、金融证券、医疗卫生、文化教育、家庭生活等领域。随着WiMAX技术的成熟，除了Wi―Fi固定无线宽带无线接入网络建设外，各“无线城市”逐步加大了WiMAX网络的建设力度。
现阶段“无线城市”首先是以WiMAX宽带无线网络作为信息载体，实现漫游、高速移动网络功能。其次以宽带移动网络为依托，结合身份识别和位置定位等技术，为市政服务、商务旅游等提供多种增值服务，如交通车辆流量计算、移动显示等智能交通服务，应急通信、图像等各种数据承载服务；移动电子政务；远程医疗图像、声音、诊断信息的交互传输等，将为城市信息化和产业带动产生不可估量的变革作用。
传统的Wi―Fi很难在城市范围内满足笔记本和个人数码助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)用户随时随地宽带上网的需求，而当前无线城市主要采用以WiFi―Mesh为主，WiMAX为辅的无线监控方式，其理论速率为54 Mb／s，实际笔记本上网速率可达l～2 Mb／s。基于IEEE 802．1ls的Mesh是一个多点对多点的对等网络，即客户端和AP的地位相同，是Mesh网络中的节点，都可为其他节点转发业务，其中AP网关节点具有到Internet的有线宽带连接。这样即便某节点位于AP网关节点的覆盖范围之外，也能通过其他节点的“多跳”中继转发，最终通过AP网关接入Internet。这种新型公共无线局域网和城域网解决方案，其网络结构类似于渔网，从一个点到另一个点有很多路，经这样即使有个别站点出现故障仍可以保持较好覆盖，并已在矿山、集装箱码头等无线项目中广泛应用。另外，无线网状Mesh设备价格相对其他无线技术非常低廉，大大降低建网成本，而且组网技术也具备很好的扩展性。
WiMAX具有高传输速率和覆盖面积广的优势。此外，WiMAX还具有承载语音、数据等多种业务流的QoS保证机制、带宽分配机制、自动重传机制、调制及编码方式的自适应调制机制以及网络安全机制特点，以光纤作为城域无线宽带网络的骨干和核心层；以Mesh和WiMAX作为中继和回传的汇聚层；以Wi-Fi作为“最后100米”的接入层。该方案既克服Wi―Fi覆盖、漫游的问题，又发挥在成本和组网简便性上的优势，使Wi-Fi和WiMAX技术有效互补。
3．2“无线城市”模型
以固定点宽带无线接入的Wi-Fi(802．11标准)网络和支持全速移动漫游的城域宽带无线Wi-MAX网络(802．16e标准)相结合的覆盖城域的宽带无线通信网络构成“无线城市”的基本无线宽带数据通信网络，用户实际数据带宽至少大于2 Mb／s，在宽带无线网络基础上实现电脑移动上网，移动电子政务应用，城市应急联动，移动信息查询、文化娱乐、视频会议、视频监控、远程医疗、远程教育等无线信息化应用，形成“无线城市”的基本框架。此外，以3G网络为主体的移动多媒体通信、数字集群通信网络为基础的公共数字无线调度通信平台，也可定义为“无线城市”的重要组成部分。
WiMAX系统在城市无线数字多媒体网络中的应用中具有不可低估的作用。图1是“无线城市”的示意图。类似的城市无线宽带网的建设，不仅可以为政府所用，企业也可直接使用。各个行业都可利用这些基础架构开发应用，比如物流企业可利用该网络系统有效管理车队。目前，该技术已在银行、保险业应用。