无线宽带“最后一公里”接入技术一WiMAX

摘要：WiMAX作为一种“最后一公里”无线宽带接入的网络解决方案已得到很多认可。为了深入理解WIMAX(IEEE 802．16)在解决“最后一公里”接入问题上的优势，将对现有的主流宽带接入技术进行分析比较，并展望了WiMAX未来所面临的问题。
关键词：全球微波接入互操作性；IEEE 802．16；“最后一公里”；QoS

0 引言
随着Internet的爆炸式发展，互联网上的商业应用和多媒体等服务也得以迅猛推广。占用大量带宽资源的业务不断开展，导致对接入网的部署提出了更高的要求，实现接入高速化、宽带化，解决网络瓶颈问题也就成了当务之急。“最后一公里”的接入目前仍是骨干网与城域网的瓶颈，不断寻求大容量、高性价比的宽带接入技术一直是各方的关注焦点。WiMAX(IEEE 802．16)作为面向“最后一公里”接入技术的出现，以其高带宽，低成本，部署灵活等优势，受到业界的追捧，有着重要的现实意义与战略价值。
为了深入理解WIMAX(IEEE 802．16)在解决“最后一公里”接入问题上的优势，本文将对现有的主流宽带接入技术进行分析比较，并展望了WiMAX的未来所面临的问题。

1 目前主流的宽带接入方式
1．1 ADSL
ADSI(Asymmetrical IDigital Subscriber Line，非对称数字用户环路)是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术。ADSL方案的最大特点是不用改造传输线路，完全可以利用普通铜质电话线作为传输介质，有效的传输距离在3～5公里范围以内，理论上支持上行速率640kbps到lMbps、下行速率1Mbps到8Mbps的高速数据传输。ADSL标准完善，产品互通性好，能提供QoS保证。
但由于受骨干网带宽、网站服务器速度以及线路状况的限制并基于经济性等方面的考虑，现阶段运营商在开放AD―SL接入业务时提供的下行带宽一般限制在512kMbps～2Mbps范围内。ADSL的非对称性和带宽可扩展能力差也会严重制约网络多媒体业务的开展。
1．2 FTTX+LAN
FTTX+LAN接入是采用光纤以太网技术，先铺设光纤到楼或是到小区，而后网线入户。由于采用光纤接入，在抗干扰方面较ADSL方式更加出色，同时LAN接入的上下行速率是相同的，所以不会产生由于上行速率的限制导致干扰的情况。因而具有带宽高、稳定性好、技术成熟等优势，是目前网络技术中性能最佳的接入技术。
不过，LAN接入无法像ADSL一样，单独为某个用户开通，它需要铺设光纤接入城域网，需要小区综合布线，所以在选择这种接入方式时要考虑所在地是否具备开通条件。

2 无线宽带接入的需求
在实现“最后一公里”宽带接入方面，多种宽带接入技术可供网络运营商选择。每一项技术都有其优点，并不是在所有市场中都适用，在某些情况下使用这些技术会很不经济。例如，在城市中心区和无光纤资源的小区，若采用FTTX宽带接入方式，网络建设费用和开通成本将会很高；又如采用ADSL作为宽带接入方式，只适用于拥有铜线资源的传统电信运营商，而新兴的电信运营商将受到资源短缺的限制。因而，无线接入以其自由度高、开通快、地理环境适应性强、维护简便和维护费用低等有线接入无法替代的优势，在接入网中的地位越来越高，并已渐渐成为接入市场上的热点技术。
宽带无线接入的网络架构由无线个域网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线广域网(WWAN)等共同组成。其中，IEEE 802．16标准制定了WMAN的技术规范，主要解决“最后一公里”的接入需求。

3 WiMAX协议体系
WiMAX是IEEE 802．16的代名词，它的全称为全球微波接入互操作性(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，适用于2～66GHz频段的空中接口规范，覆盖范围可达50kin，每基站提供的总数据速率最高可达280Mb／s。目前802．16系列标准中，802．16d和802．16e是两个主流的空中接口标准。IEEE 802．16d是固定宽带无线接入系统空中接口规范，不支持移动通信环境；IEEE 802．16e是802．16d的进一步延伸，是固定和移动宽带无线接入系统空中接口规范，支持便携和移动环境，最终支持的移动速度可达．120km/h。
IEEE802．16协议中定义了两种网络结构：点对多点(PMP)结构和网格(mesh)结构。点对多点结构即一个基站(BS)为多个用户站(SS)提供服务，从基站到用户站的链路称为下行链路，从用户站到基站的链路称为上行链路。业务仅在基站和用户站之间传送。而网格结构与点对多点结构最主要的不同在于，在网格结构中业务可以通过其他用户站转发，也就是说在网格结构中业务可以不通过基站可以直接在用户站之间传送。
一个完整的802．16系统应包括的网络实体有：用户设备(UE)、用户站(SS)、基站(BS)和核心网(CN)。系统的框架如图l所示。