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June 29, 2008
June 21, 2007
何謂WiMAX技術 PDF 列印 E-mail
2007/03/04, 週日

Ref: http://www.e-taichung.net.tw/portal/portal.php?go=b02

何謂WiMAX技術

  WiMAX是Worldwide Interoperability for Microwave Access的縮寫,一般中譯為「全球互通微波存取」,是一種新興的無線通訊技術,這項技術的標準規格又稱為IEEE802.16x,其傳輸速度最高可達70Mbps,傳輸範圍最廣可達30英哩,對個人、家庭與企業的行動化將有很大助益。
WiMAX這項無線寬頻新技術的發展,預期可改善傳統無線網路的缺失,其特性為:

  1. 包含非直視性(Non-Line-of-Sight,NLOS)及直視性(Line-of-Sight,LOS)技術、傳輸距離長、網路涵蓋範圍廣。
  2. 高頻譜效率、高傳輸速率。
  3. 具彈性的系統容量。
  4. 支援語音、影像等服務之服務品質(QoS)需求。
  5. 支援多種工作頻段,可配合不同國家之頻譜指配。

WiMAX之頻段

  目前WiMAX尚未有全球一致之頻段,各國最常見考慮之頻段為:
執照頻段(Licensed Band):

  1. 美國WCS(Wireless Communication Services)頻段:2.305-2.320GHz、 2.345-2.360GHz。
  2. 美國MMDS(Multi-point Microwave Distribution System或Multi-channel Multi-point Distribution System)頻段:2.50-2.69GHz。
  3. 國際FWA(Fixed Wireless Access)頻段:3.4-3.7GHz。

免執照頻段(Unlicensed Band):

  1. 2.4GHz 工科醫(ISM)頻段:2.4000-2.4835GHz。
  2. 5GHz U-NII(Unlicensed National Information Infrastructure)頻段:
    5.15-5.35GHz、5.470-5.725GHz、5.725-5.825GHz。

WiMAX之願景

  目前需要寬頻連線時,通常是以T1、xDSL或纜線數據機(cable modem)擔任接取網路,WiMAX這項技術的出現便是針對此種最後一哩(last mile)環境。WiMAX基地台以單點對多點(PTMP)的無線網路,初期的應用為連接戶外用戶設備(Outdoor Customer Premises Equipment,Outdoor CPE);第二階段直接連接戶內用戶設備(Indoor CPE);最後的目標則是連接到可移動裝置如筆記型電腦、PDA與其他各式無線手持裝置。基地台再以點對點(PTP)直視性傳輸經由遠方中繼連上Internet骨幹網路。

  WiMAX可能之應用領域包括:偏遠地區寬頻上網、住宅區或SOHO(Small Office/Home Office)網路、T1級小型企業網路、T1+級企業網路、熱點(Hotspot)後置網路(backhaul)等等。此外,一般民眾將可透過WiMAX進行行動上網、VoIP、IP Multimedia等應用。

WiMAX目前發展情形

  以下就三方面來說明WiMAX的發展狀況。

  規格制定
  固定式的WiMAX於2004年完成規格的制定,其標準稱為IEEE 802.16-2004;而移動式的標準IEEE 802.16e也於2005年底完成規格制定。

  設備裝置
  包括英特爾、富士通在內的晶片商都已經推出IEEE 802.16-2004規格的產品,許多設備商陸續於2005年與2006年推出通過此項規格認證的WiMAX設備;又英特爾預計於2006年下半年推出符合IEEE 802.16e規格的PC IMCIA介面的WiMAX無線網卡,還計劃於2007年推出可以內建於筆記型電腦的WiMAX晶片。此外摩托羅拉、三星、北電、諾基亞等大廠,亦陸續投入支援WiMAX技術的手持裝置開發,這些產品的上市時程大都落於2007~2008年。

  佈建營運
  愈來愈多世界各國的電信與網路服務營運商,相繼投入WiMAX的網路佈建與營運,例如:

  1. 日本鷹山公司(Yozan)於2005年12月推出WiMAX商用化服務後,又於2006年2月宣布擴建WiMAX網路的計畫:預計涵蓋東京、名古屋和大阪市中心, 2006年上半年將佈建1,500個WiMAX基地台,30,000個公眾無線網路接取點。
  2. 越南郵政及通訊部於於2006年3月宣佈推動WiMAX發展計畫,開放了2.3GHz至3.3GHz的頻段,供三家服務供應商開始進行WiMAX的先導推動計畫。
  3. 德國通訊顧問公司tkt teleconsult與北電合作,在德國西伐利亞州的Erkelenz鎮共同布建WiMAX網路基礎建設,協助當地電力公司NEW Energie完成WiMAX試驗計畫,預期於2006年第二季,即可提供給當地小型企業與消費者高速的無線寬頻網路環境。
  4. 加拿大的Inukshuk Wireless公司於2006年5月宣佈,將佈建覆蓋範圍達500萬加拿大家庭的WiMAX網路,此舉成為北美最大規模的WiMAX網路提供者。

June 14, 2007
wpe9.jpg (11145 bytes)
June 14, 2007

無線網路的種類與相關標準淺談

無線個人網路(Wireless Personal Area Network,簡稱WPAN)
無線區域網路(Wireless Local Area Network,簡稱WLAN)
無線都會網路(Wireless Metropolitan Area Network,簡稱WMAN)
無線廣域網路(Wireless Wide Area Network,簡稱WWAN),其中WWAN亦被稱為「行動通訊技術」

(表一)無線標準傳輸技術的演進

 

1G 2G 2.5G

3G

4G

 

WWAN

Wireless Wide Area Networks

 

802.20

“Mobile-Fi”

 

 

WMAN

Wireless Metropolotan Area Networks

 

 

IEEE 802.16a

"WiMAX" (fixed), 802.16e(mobile)

 

WLAN

Wireless Local Area Networks

 

 

IEEE 802.11 b, a, g

“Wi-Fi”

 

 

IEEE 802.11n

WPAN

Wireless Personal Area Networks

802.15.4

“Zigbee”

802.15.1

“Bluetooth”

 

IEEE 802. 15.3a

UWB

“WiMedia”

  10Kpbs 100kbps
1Mbps
10Mbps
100Mbps

1Gbps

資料來源: www.wimaxforum.org

資料來源: www.wimaxforum.org

(圖一)無線標準及其傳輸速率比較示意




(表二)IEEE 802.11各傳輸技術標準之比較

標準

工作頻率(Hz)

資料傳輸速率 (bps)

調變技術

傳輸
距離
(公尺 )

制定時間

主導之廠商

802.11

2.4GHz

2M

FH/DS/IR

100

7,’97

---

802.11a

5GHz

54M

OFDM

30

9,’99

Atheros

802.11b

2.4GHz

11M

CCK

100

9,’99

Agere 、 Conexant(Intersil)

802.11g

2.4GHz

54M

CCK/OFDM

100

7,’03

TI 、 Broadcom 、 Conexant(Intersil)




(表三)IEEE 802.11各傳輸技術簡介

802.11

此乃最初之 WLAN 標準,定義了 PHY ( 實體層 ) 與 MAC (Medium Access Control 媒體存取控制 ) 的規範,其資料傳輸速度有 1M bps 及 2M bps 兩種;該 PHY 有 RF 及紅外線兩種傳輸方法, RF 傳輸方法係使用 2.4G Hz ISM 頻帶

802.11a

使用 5G Hz UNII 頻帶,其資料傳輸速度為 54M bps ,但缺乏 2.4G Hz 的相容性

802.11b

此標準為更新許多 802.11 部份,使用 2.4G Hz ISM 頻帶,資料傳輸速度較快,有 5.5M bps 及 11M bps 兩種,此標準並被 Wi-Fi Alliance( 即原名 WECA) 組織以 Wi-Fi 的 Logo 廣為促銷

802.11c

定義 WLAN AP 之 Bridge( 橋接器 ) 功能

802.11d

試圖尋求 ISM ( 工科醫 ) 或 UNII (Unlicensed National Information Infrastructure) 頻帶以外之其他頻道以供 WLAN 使用,俾讓 Client 能自 AP 了解所在國家有那些頻道可用

802.11e

定義 WLAN 的 QoS (Quality of Service) 功能,使 WLAN 能傳送聲音 (Voice) 及影像 (Video) 等信號

802.11f

此標準係於 2003 年 6 月 12 日 定案,為增進漫遊功能,乃定義 AP 與 AP 之通訊標準,俾讓使用者得以跨越 AP 而作漫遊

802.11g

此標準係於 2003 年 6 月 12 日 定案,為更新許多 802.11b 部份,其資料傳輸速度與 802.11a 相當,亦使用 2.4G Hz ISM 頻帶,能與 802.11b (Backward) 相容,可使 802.11b 網路得以便宜的升級

802.11h

為符合其他國家的 DFS (Dynamic Frequency Selection) 及 TPC (Transmit Power Control) 標準

802.11i

定義 WEP 2 ,為 WLAN 的安全標準

802.11j

促進 802.11a 及 HyperLAN2 之並存

802.11m

m 表示 maintenance ,乃將先前幾個 802.11 標準予以綜合性整理後而成為單一文件

802.11n

定義 802.11a 及 802.11g 之後更快的資料傳輸速度,可能達到 300M bps




(表四)WPAN各種傳輸技術比較

WPAN

802.15.1

802. 15.3A

802.15.4

公佈時間

June 2002

Start 2005

May 2003

技術特色

2.45GHz 頻段、速率 ≦ 720kbps 、跳頻

更高速率 ( < 110M bps 、 200M bps)

低速率 ( < 250kbps) 、低功率、家庭通訊

傳輸距離

33 英呎

110Mbps : 30 英呎 200Mbps : 12 英呎

200 英呎

代表性標準

Bluetooth

( 發展至 802. 15.1a)

UWB(Ultra Wide Band)

ZigBee



(表五)第三代行動通信傳輸技術比較

IMT-2000 行動通訊標準

制定標準組織

使用地區

多工接取技術

推出服務時間

歐盟與日本支持的歐規 W-CDMA/UMTS

3GPP 協會

韓、日、歐、美

CDMA

2001 年

中國自行開發的 TD-SCDMA

CWTS( 中國 )/3GPP

中國

TDMA/CDMA

2004 年 ( 含 ) 以後

美規 CDMA 2000

3GPP2 協會

韓、美、日

CDMA

2001 年



表六)第三代行動通訊WWAN與WLAN之特性比較

 

3G

WLAN

標準

IMT-2000

IEEE 802.11

技術規格

W-CDMA 、 CDMA 2000 、 TD-SCDMA

SWAP 1.1(FH)、OpenAir(FH)、IEEE 802.11(DS)、IEEE 802.11b(DS)、HIPERLAN(GMSK/OFDM)、IEEE 802.11a (OFDM)、IEEE 802.11g(OFDM)

頻段

2.1 GHz/ 800 MHz

2.4 GHz 、 5 GHz

頻段取得

競標 / 審議 ( 須經政府許可 )

無需政府許可

頻段費用

高 ( 執照費 )

免費

建置費用

高昂

低廉

資料傳輸速率

11 Mbps

2 Mbps ~ 54 Mbps 以上

傳輸範圍

藉由業者間的漫遊協定,達成全球的通訊

50 ~ 200 公尺

費率

主要由行動電話系統業者訂定

由 ISP 業者訂定

傳輸內容

語音及資料

資料為主



http://www.fisc.com.tw/FISCWeb/FISCBimonthly/Article.aspx?Volume=44&TNo=54