对WiMAX的几点看法

一d引言

　　自WiMAX问世以来,现在已成了宽带无线接入技术的焦点,引起了众多的关注。在此,笔者拟就以下一些问题谈谈对WiMAX的看法。

二dWiMAX技术的优势

　　WiMAX是一种无线城域网(MAN)技术,它可向固定d游牧d便携和移动的终端设备提供宽带无线连接,还可用来连接802.1 1热点与互联网,提供校园连接,以及在最后1英里宽带接入领域作为Cable 和DSL的无线替代品。例如,英国在伦敦和布莱顿之间的特快列车上安装了Wi-Fi天线,可与沿线的WiMAX网连接,最高通信速率达32Mbit/s。又如,在奥地利新民湖举办的世界航海锦标赛上,通过WiMAX网从一艘速度为12英里/小时的游艇上实况转播了世界航海竞标赛的场景,整个转播行程超过40公里。

　　由于WiMAX采用了正交频分复用(OFDM)d多进多出(MIMO)空间复用和空时编码d混合自动重传请求(HARQ)d白适应调制编码dQoS控制d自动切换等关键技术,它具有接入速率高(理论上在20MHz载波带宽内接入速率最高可达75Mbit/s,是3G的30倍)d传输距离远(基站覆盖范围是3G的10倍)d更好的可扩展性和安全性d有一定的Qos保证d建设成本低d应用灵活性大等优点。另外,WiMAX还是基于IP的无线接入技术,可以提供广泛的多媒体通信服务。WiMAX的频率也比较充足,可工作在需要许可或不需要许可的频谱上。所有这些,使WiMAX不仅可以用作城市宽带连接的补充,而且对宽带接入尚不普及的偏远地区具有很大吸引力,非常适用于发展中国家。值得一提的是,WiMAX在救灾应急通信中也特别有用。例如,在2005年8月发生在美国的卡特里娜飓风灾难中,WiMAX与无线VoIP大显神通,充分发挥了它覆盖半径大、应用灵活的特点,为救援人员和灾民之间提供应急通信,为连接灾区临时性WiFi热点(如救助中心d避难所)以及为断裂光纤承担回传线路等方面作出重要贡献。

　　WiMAX在技术上是先进的,在应用上是比较灵活的,在成本上是比较低的。应该说,WiMAX是一种可取的宽带无线接入技术。

三dWiMAX产业链的形成

　　802.1 6-2004(802.16d)和802.16-2005(802.16e)两项标准先后在2004年6月和2005年12月获得批准,为WiMAX产业链的形成注入了活力。WiMAX论坛的成员迅速扩大到366个,包括芯片制造商d设备制造商d运营商d相关论坛以及研究组织等。主要的WiMAX芯片制造商有Intel,Fujitsu微电子dWavesat,Sequans和Beceem等公司。Intel和Fujitsu微电子等公司开发的固定WiMAX芯片已经开始供货,而美国硅谷的Beceem公司最近开发出了移动WiMAX芯片组,现已向部分厂商供应样品。涉足WiMAX的设备制造商有Alcatel,Alvarion,Aperto Networks,Prox im,西门子以及我国的中兴通讯d华为等。加入WiMAX论坛的电信运营商有100多个,包括AT&T,Sprint,英国电信d法国电信d德国电信dVerizon等。

　　作为一个里程碑,首批固定WiMAX产品在2006年年初得到了认证,包括Aperto,Redline Communications,Sequans的发射端设备和Wavesat的终端设备。不久前,WiMAX论坛又公布了新一批工作于3.5GHz频段FDD系统认证产品。在移动WiMAX标准后不久,意法半导体即公布了其支持该标准的完整的基站调制解调器解决方案。WiMAX论坛计划在2006年第4季度开始进行移动WiMAX设备的认证,预期到2007年1季度可为商用移动WiMAX产品发放认证标志。

　　现在看来,WiMAX从标准制定到设备研发d终端芯片制造直至测试仪器仪表等各环节多厂商合作开发的环境已初步形成,产业链初具规模。

四dWiMAX的市场前景

　　目前,各大咨询公司对WiMAX的市场前景都有预测。据Infonetics称,全球WiMAX设备市场在2005年仅为1.423亿美元,预计在今后5年将平均年增139%,到2 009年全球WiMAX设备市场总收入将达到1 6亿美元。据Networking Pipeline报道,2006年第1季度全球WiMAX设备的销售收入为6830万美元,预计到2009年将增长至17亿美元。Forward Concepts公司预计,到2009年固定与移动WiMAX设备的销量将达到20亿美元。Juniper公司预计,移动WiMAX设备的全球市场在2012年将达到25.3亿美元。

　　对WiMAX用户的预测也颇乐观。有人预计到2010年,全世界将会有超过5000万个WiMAX用户,其中41%来自亚太地区。Juniper则预计,移动WiMAX用户将从2007年的170万户快速增加到2012年的2130万户。TelecomView公司预计,到2011年,WiMAX将创造530亿美元的移动收入。

　　从这些公司的预测看,它们对WiMAX的市场前景是比较看好的,并普遍认为WiMAX在发展中国家有很强的需求。根据WiMAX的特点,笔者相信它一定会有自己的市场空间。

五dWiMAX的规模商用

　　WiMAX的市场前景好坏主要取决于运营商的态度和取向。只有运营商动起来了,WiMAX才会进入规模商用。据报道,目前全球得到WiMAX许可的企业已达到了721家。北美最多,共394家。欧洲、亚洲及加勒比与拉美地区分别为186家、97家和49家。WiMAX试验项目全球已有150个,遍及美洲d欧洲d亚洲d非洲和大洋洲。2006年,在韩国、日本、美国、英国、法国、意大利、西班牙、新西兰、阿根廷和瑞典等国共有24个网进入商用阶段。

　　美国已为WiMAX分配频段。拥有WiMAX频谱最多的是Sprint Nextel公司,它将左右美国的WiMAX市场是否真正起飞。AT&T公司目前在阿拉斯加d乔治亚州和新泽西州试验固定WiMAX技术。在西雅图的电信运营商Speakeasy于2005年夏天构建了WiMAX网，向企业提供服务。

　　在欧洲,英国的固定WiMAX接入业务于2005年开始部署。Telebria公司在肯特郡,Community Internet公司在牛津都构建了WiMAX网,为用户提供服务。英国电信公司在4个农村地区试验成功的基础上,发起了一个“BT 24小时无线城市”的行动,计划在12个城市部署WiMAX网络,2007年2月份投入商用。英国政府为推动WiMAX,分配了2010～2025MHz,2290～2302MHz和2500～2690MHz等频段。其基本策略是在城市用WiMAX补充取代固定宽带网,在固定网不易到达的农村边远地区直接用WiMAX提供宽带接入业务。德国电信决定采用WiMAX来普及农村地区的宽带接入,在城市地区则用WiMAX来连接Wi-Fi热点。法国目前主要是面向中小企业提供固定WiMAX业务。俄罗斯电信运营商StartTelecom与阿尔卡特合作,从2006年2月开始对固定WiMAX网络进行测试,还准备在2006年下半年开展移动WiMAX的试验。它们认为,WiMAX技术在俄罗斯有着巨大的市场潜力,在未来的几年内必将成为主流宽带接入技术。成立于2003年的合资公司Enforta已经在俄罗斯16个城市完成WiMAX网络的部署,2007年年底前完成俄罗斯27个州府城市宽带无线网络的部署。另一运营商Prestige-Internet计划投资超过5000万美元在俄罗斯的28个城市建设WiMAX网络,网络建设预计将在2年内完成。

　　在亚太地区,韩国是急先锋,于2004年就推出了韩国版本的移动WiMAX-WiBro,韩国政府认为移动宽带接入业务肯定会成为韩国新的增长点。韩国电信计划6月底在国内部分地区开通WiBro服务。除了在国内使用之外,韩国还在积极把WiBro推向海外。WiBro在2006年意大利都灵冬奥会上正式亮相。韩国三星分别与意大利电信公司签约,2007年在意大利部署WiBro网络；与委内瑞拉的移动运营商Omnivision签约,在2006年第三季度部署Wi Bro网络；与美国Sprint Nextel公司签约,组建一个WiBro试验网。

　　日本首先开通WiMAX业务的是鹰山公司。2006年初,日本KDDI移动公司在大阪中心地区顺利完成了日本首个移动WiMAX系统测试,证实了WiMAX在城市环境中移动车辆使用的相关功能,为公司正式运营WiMAX网络奠定了基础。日本NTT DoCoMo公司也于2006年2月开始对WiMAX进行首次测试。另一日本运营商Yozan现正与AirspanNetworks合作,计划在日本东京部署WiMAX网络。###NextPage###

　　印度尼西亚的CSMd印度的VSNL以及斯里兰卡的SLT也都是WiMAX的积极推行者。由于WiMAX非常适合印尼这个世界上人口位列第四、岛屿超过17000个的国家,CSM目前正在扩建网络,以实现更大范围的覆盖。VSNL在印度6 5个城市完成了WiMAX的部署。SLT开始部署和测试Aperto Networks公司的WiMAX。还有越南政府也已允许三家服务提供商使用2.3GHz和3.3GHz两个频谱对WiMAX网络进行试运行,在2006年或2007年部署WiMAX网络,以向越南偏远地区和互联网未覆盖地区提供话音和互联网服务。马来西亚运营商NasionCom也决定2006年内推出基于WiMAX的业务。

　　我国台湾在岛内展开了为期一年的大规模固定WiMAX实验网络计划,使用频段为3.5GH。其目标是要让WiMAX的覆盖率在城市地区达到80%至90%,在乡镇地区达到30%至40%,5年内可为800万人提供无线上网。

　　在阿拉伯国家,阿尔及利亚是先行者,2005年7月其运营商SLC开通了第一个WiMAX网,使用3.5 GHz和5.8 GHz频段,提供宽带无线接入dVOIP及虚拟专网等业务。其目标是建成覆盖全国的无线宽带网。还有18个阿拉伯国家针对WiMAX在管制d频率d试验和业务预研究d设备制造商选择等方面作出了安排。

　　位于大洋洲的澳大利亚Unwired集团在悉尼地区已经拥有4万WiMAX用户。新西兰的Woosh无线也已经在2GHz和2.3GHz的频段上进行了WiMAX试验。

　　在南美洲,阿根廷Millitom电信公司将联合Alvarion以及Intel公司在拉丁美洲部署一个WiMAX网络。

　　在3G牌照未发的情况下,中国四大电信运营商都把目光转向了WiMAX。目前,中国电信正在我国北方9省1市展开测试工作,中国移动的测试工作已进行了半年有余,中国联通方面也即将进入正式网络测试阶段。中国网通则更为积极,已进入了设备采购阶段。中国网通已向信息产业部申请分配WiMAX频率,以期在2008年奥运会期间提供WiMAX接入服务。广东网通是中国网通集团WiMAX测试d商用试点之一。据报道,最近已与两家设备商签订了总金额达2.8亿元的固定WiMAX设备购货合同。今后,类似的商业活动还将在江苏d上海等地逐步展开。

　　从以上种种迹象看,包括中国在内的世界各地运营商在部署WiMAX方面都已行动起来,估计2007年WiMAX可能进入规模商用期。

六dWiMAX对话音的支持

　　笔者在“发展无线接入需注意的若干问题”(《现代电信科技》第9期,2005)一文中曾经说过,任何宽带无线接入技术必须支持话音业务,WiMAX也不例外。WiMAX在美国卡特里娜飓风灾难中的话音应用更说明了支持话音业务的必要性。在应急通信中,如果没有通话功能是不可想象的,也是不可原谅的。

　　由于WiMAX技术可以支持更高的QoS与传输带宽,更有利于VOIP的提供。设备厂商(如NextNet与Airspan)都在推出支持话音的产品。加拿大WiMAX厂商NextNet在墨西哥的WiMAX网络创造了平均每月300万次通话的高使用率。Airspan还推出名为VoiceMAX的呼叫管理控制解决方案,以更好地保证VoIP通话质量。

七dWiMAX频率的统一

　　频谱一直是困扰WiMAX的头疼问题。由于WiMAX在制定标准时,所定的工作频率在2～11GHz之间,是比较宽泛的。正因为宽泛,反而难以取得全球频率的一致性。虽然目前可供考虑的主要频段集中在2.3～2.6GHz,3.3～3.6GHz和5GHz,但世界各国的频谱分配现状和无线电管制政策差异很大,必然导致各个地区倾向的WiMAX频谱会有很大差异。事实上,WiMAX最终将可能根据各个国家频谱的分配情况来确定各自的工作频段,获得统一的希望很渺茫。在这种情况下,如果在技术政策上不拒绝WiMAX的话,不如在频率分配上主动出击,尽早为WiMAX规划指配频率,以中国的潜在大市场来影响WiMAX的全球频率取向,有利于形成设备的规模生产。

八dOFDM技术的专利问题

　　WiMAX的核心技术采用OFDM,越过了CDMA。那么是否存在像CDMA一样的专利问题呢?据称,以掌握CDMA专利著称的高通公司早在9年前就开始关注OFDM技术,做了大量研发工作,拥有很多专利。WiMAX从固定标准发展到移动标准内含了很多高通掌握的知识产权。最近,高通又收购了以F1ash-OFDM技术起家的Flarion公司,更是增强了高通公司在OFDM领域的实力。如果情况真是这样的话,高通公司一定会像对待CDMA一样谋取专利费。其实,没有高通公司也一定会有别的什么公司,只要使用OFDM技术,就会遇到知识产权问题。但可以肯定,任何公司不可能掌握有关WiMAX的全部知识产权。最近从媒体上获悉,我国中兴和华为两家公司在WiMAX技术方面的核心专利加起来,比中国企业在TD-SCDMA上所掌握的核心专利还要多。这使我们有了谈判的资本。总之,OFDM技术的专利问题是绕不过的,何况这项技术还要延伸到未来的4G中,除非不用它。

九dWiMAX与3G的互补

　　WiMAX与3G虽然都面向提供多业务,但它们仍然各有定位,各具特点。WiMAX是宽带无线接入城域网技术,作岛状的城域覆盖,其市场定位在宽带无线城域网范畴。而3G是高速移动接入广域网技术,对所有地区作蜂窝结构的广域无缝覆盖,使用户在任何地方均可以享用各种服务。WiMAX的移动性不可能比3G好。WiMAX着眼于笔记本电脑,主要针对高速数据,话音是附带的,在话音上不会喧宾夺主。而3G着眼于手机,数据速率相对较低,但在话音和手机应用方面将做得比较出色。WiMAX建网快d带宽大d成本低,使它适宜于在偏远地区和农村地区提供语音和宽带数据服务。而3G的蜂窝结构更适合于为大城市高密度地区d频繁旅行的用户提供服务。WiMAX还没有进入规模商用期,产品还不够成熟,终端设备成本偏高。而3G已进入快速成长期,手机终端已规模生产,成本大大下降。WiMAX的频谱分配尚未确定,难以取得全球一致。而3G的频率分配已作明确规定,有效地促进了3G跨国、跨区域的通信。

　　正因为WiMAX和3G各有所长,也各有所短,注定它们必然是互补,而不是取代的关系。当然,它们之间在服务区域d服务对象d所提供的业务方面又存在一定的交叉,势必在互补的同时也会引入竞争。有人认为,WiMAX将不是取代3G,而是创造一个在无线局域网和广域网之间的结合点。2006或2007年市场上将会出现WiMAX和3G双模式手机。这种说法和预测不无道理。

　　总之,鉴于无线通信环境的复杂性和用户需求的多样性,不可能有满足各种环境和需求、一统天下的无线网络,没有哪种技术能够在各种应用场合都保持优势。WiMAX只是给运营商和用户多了一种选择。既然在有线宽带接入领域有xDSL,Cable Modem,FTTx与电力线宽带接入等多种选择,那么在无线领域就也未尝不可。

十dWiMAX与802.20的关系

　　在WiMAX得到英特尔公司强烈支持的同时,另一项由高通公司全力支持的基于FLASH-OFDM技术的无线宽带标准IEEE 802.2 0(亦称MBWA)向它发起冲击。802.20从一开始就瞄准了手机,旨在向时速超过10Okm的高速移动体提供高速无线互联网服务,在抗干扰特性和高速移动接收方面将比移动WiMAX更加优越。据称,使用2OMHz带宽时,最大数据传输速度可超过260Mbit/s,但802.2 0的标准作并没完成。据华尔街日报最新报道,由于英特尔公司的力争,IEEE已经规定在2006年1O月1日之前暂时停止802.2 O工作组的活动。

　　依笔者所见,在同一个标准组织内,不宜搞两种完全对立的标准,非拼个你死我活不可。如果802.20是全移动的蜂窝网,应该把它推荐为4G的候选技术。