主题： 图文完全解说WiMAX标准及其技术演进
（DigiTimes.com郭长佑／台北） 2004/11/29
■WiMAX的兴起背景
东亚的韩国、日本以及台湾等地，向来在宽频指针（密度、用量）上居于领先，这与「地狭人稠」的天然地形有密切关系，使通讯服务的营运业者在布建宽频时，同样的布建成本与距离，能拥有较高的投资报酬率。相对的，地广人稀的美、加、纽、澳，自然在宽频拓展上处于落后。
重点还是在于基础建设投资的合算性，若布牵了数十公里实体宽频线路后，仅有三户人家愿意使用，那么成本回收将遥遥无期，业者也会将此段布建的意愿、优先权降低。也因此WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）被提出，期望以无线、远距、宽频的方式取代实体宽频的布线，加速地广人稀处的宽频到户普及率。
WiMAX的作法仿自过往的WiFi（Wireless Fidelity）成功模式，WiFi以IEEE 802.11标准为基础，由业者联合成立WiFi工作小组，负责IEEE 802.11的设备、装置之互通测试，凡通过兼容测试则可取得WiFi认证标志，如此消费者、用户可安心购买不同厂牌的IEEE 802.11产品，并可跨厂牌地兼容互通使用，如此使IEEE 802.11的采购意愿、市场规模迅速扩展，击败Bluetooth、HomeRF，成为今日WLAN（无线局域网络）的主流规格。如今WiMAX以IEEE 802.16为基础，期望成为WMAN（无线都会网络）的主流规格。
一旦WiMAX可行、普及，则居家的ADSL调制解调器连通至公众网络的一端就不再是实体线路，将改成WiMAX无线天线，甚至更进一步的，也可能在室内就直接行动无线上网，不需要任何的固接性宽频连接、转介装置。
此外，也因为WiMAX的传距远（最大至30英哩，约48公里），传速高（每个WiMAX基地台最快134Mbps），每个末端连网装置可获得300Kbps～2Mbps的连网频宽，使其确实具备取代实体宽频布线的能力。加上IEEE 802.16具有QoS的频宽管理能力，以及追加行动通讯的支持，这也使许多人臆测WiMAX恐将阻碍3G的普及，甚至成为3G杀手。
WiMAX所威胁的，不仅是实体的宽频线路，也不仅是威胁3G通讯，由于IEEE 802.16也衍生制订出具穿透性的传输标准，使WiMAX与WiFi间的角色分工开始有些重复、纠叠性。
WiMAX真有通杀一切、大开杀戒的本领？或许从它的基础规格标准：IEEE 802.16所提供的传输通讯能耐，可以略知与窥探。
■IEEE 802.16家族巡礼：802.16、16a、16b、16c、16d、16e
IEEE 802.16最早提出于2001年12月，定位在固接、单点对多点（Point-to-Multipoint；PMP）的无线宽频传输，并设定在无障碍空间（Line Of Sight；LOS，或称：视线可见处）范畴内传送，类似无线宽频基地台的角色。
●IEEE 802.16 vs T1、ADSL
由于802.16最远至48km，端速300Kbps～2Mbps。相对的，现有G.lite、G.dmt标准的ADSL，其速度最高1.5Mbps～8Mbps（唯日本有自用特规，最高可至26Mbps），且速度愈快，用端（家庭）到局端（机房）的距离也必须愈近，最远无法超越5.7km，同时必须倚赖现有公众电话铜线。
若想持续延伸实线长度，只能选择专门布设的T1（1.54Mbps）、E1（2.04Mbps），甚而用T3（45Mbps），不仅布建昂贵，维护也贵。所以密集短距的T1／E1运用几乎都被ADSL所取代，但偏远长距依然要倚赖T1／E1，然WiMAX却可提供相近的长距方案，且布建成本、维护成本都比T1／E1具优势。
●IEEE 802.16a vs IEEE 802.11b、11g
之后，2003年1月新增了IEEE 802.16a，增加了针对障碍空间（Non Line Of Sight；NLOS）的传送规范，也因为强化微波的阻碍穿透性，所以传距也缩短些，若IEEE 802.16为30～50km，则IEEE 802.16a为4～9km。笔者认为802.16a是与802.16形成长短互补效果，广大空旷范畴的传输即用802.16，在接近存取用户时改用802.16a，直接穿墙提供服务。
虽然802.16a的用意主要在强化802.16与用户固接连网设备间的最后一段，即户外部分的连通强化，并依然认定室内当由WiFi的WLAN来衔接，有各自的角色定位区隔，然笔者认为具穿透力的WiMAX也会与WiFi有所「重叠」，802.16a有可能一个社区共享一个，社区内的用户在家都可以自由无线上网，如此即不需使用WiFi。
当然，WiMAX至末端用户后的传输率仅约300Kbps～2Mbps，WiFi的传输率为11Mbps（802.11b）、54Mbps（802.11g），若以室内范畴的高速传输而言依然要倚赖WiFi，但就纯连外上网而言WiFi难以与WiMAX有太大差别。
●IEEE 802.16b vs IEEE 802.11a
另外也有802.16b，是针对5GHz～6GHz全球通用的免授权频段而设计，特别是用在5.8GHz，此也称为WirelessHUMAN（Wireless High-Speed Unlicensed Metropolitan Area Network），即无线、高速、且不需授权使用的都会网络。不过802.16b不归属在WiMAX中，是另行的一项规格。笔者认为802.11b主要用意在于取代原有同为5.8GHz的IEEE 802.11a之升级、强化角色。
至于802.16c是802.16的接续强化，增加了依循ISO/IEC 9646系列及ITU-T x.290系列的验证程序，属小幅的追增性改变。
●IEEE 802.16e vs 3G、PHS
现在最新的发展，是针对行动上网运用而提出802.16e，或许各位会问：若在开阔地、通透性高的户外，可用802.16进行连网，而即便在室内也能用穿透性的802.16a，为何还需要802.16e？
事实上802.16、802.16a都还是以固接运用来制订规格，虽可移动使用，但也仅限于慢速的个人走动，无法在高速移动（如：行车）时仍保持一定的通讯传输。此外各位或许认为在开放场合走动依然可用，就表示802.16可能会取代行动电话，但其实802.16的固接通讯设计，其用电特性不适合用于只倚赖电池运作的行动装置上，而802.16e正是为上述种种提出的新因应：提供高速移动的服务持续性，及功率、用电上的精省性。
802.16e将用在笔记型计算机、个人数字助理、行动电话等行动装置上，除了省电外，期望在时速120km的移动速度下都能顺畅通讯（与GSM标准一致，PHS则稍低：100km/hr，另一说法是希望WiMAX达150km/hr时都能保持通讯），但为了省电也必然有所牺牲（如：频段、传速）。
802.16e目前仍在草拟阶段，预计在近期内完成标准底定。而一般媒体报导将WiMAX渲染成3G杀手，便是指专为行动用途而提案，但仍尚未定案的802.16e上。
即便不谈3G，现有的GSM/GPRS、PHS也将受胁，PHS基地台覆盖率小，一个GSM基地台的覆盖率，要布建5、6个PHS基地台才能等同，而GSM／GPRS（9600bps／115200bps）与WiMAX覆盖范畴相近，但传速远远不及，那怕是EDGE（Enhanced Data rates for GSM Evolution）的384Kbps都不够看，这也是WiMAX可能在3G普及到临前，抢先取代现有2G、2.5G的原因，只待省电型末端规格─802.16e的更成熟底定。
也因为能车用，所以802.11e也属NLOS传输，并且802.16e兼容于802.16d，可互通运作。由于家族中另一个规格802.16d可望取代802.16、802.16a、802.16c等前三版而成为后续发展主力，相信未来必是802.16d/802.16-2004与802.16e的舞台。
图说：WiMAX正试图仿效过去WiFi的成功推展模式，由IEEE工作小姐负责基础规格制订，而由WiMAX机构负责实现成品的标准性测试、兼容互通性测试。（制图：郭长佑）[IMG]http://[/IMG] 白菜园 上传了这个图片:
图说：IEEE 802.16家族标准图，802.11、80211a后续由802.11d取代，并正在新增制订行动通讯用的802.11e，而802.16c、802.16f、802.16g为关连性标准，至于802.16b则不在整体主轴线中。（制图：郭长佑）[IMG]http://[/IMG] 白菜园 上传了这个图片:
（DigiTimes.com郭长佑／台北） 2004/11/29
■WiMAX的兴起背景
东亚的韩国、日本以及台湾等地，向来在宽频指针（密度、用量）上居于领先，这与「地狭人稠」的天然地形有密切关系，使通讯服务的营运业者在布建宽频时，同样的布建成本与距离，能拥有较高的投资报酬率。相对的，地广人稀的美、加、纽、澳，自然在宽频拓展上处于落后。
重点还是在于基础建设投资的合算性，若布牵了数十公里实体宽频线路后，仅有三户人家愿意使用，那么成本回收将遥遥无期，业者也会将此段布建的意愿、优先权降低。也因此WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）被提出，期望以无线、远距、宽频的方式取代实体宽频的布线，加速地广人稀处的宽频到户普及率。
WiMAX的作法仿自过往的WiFi（Wireless Fidelity）成功模式，WiFi以IEEE 802.11标准为基础，由业者联合成立WiFi工作小组，负责IEEE 802.11的设备、装置之互通测试，凡通过兼容测试则可取得WiFi认证标志，如此消费者、用户可安心购买不同厂牌的IEEE 802.11产品，并可跨厂牌地兼容互通使用，如此使IEEE 802.11的采购意愿、市场规模迅速扩展，击败Bluetooth、HomeRF，成为今日WLAN（无线局域网络）的主流规格。如今WiMAX以IEEE 802.16为基础，期望成为WMAN（无线都会网络）的主流规格。
一旦WiMAX可行、普及，则居家的ADSL调制解调器连通至公众网络的一端就不再是实体线路，将改成WiMAX无线天线，甚至更进一步的，也可能在室内就直接行动无线上网，不需要任何的固接性宽频连接、转介装置。
此外，也因为WiMAX的传距远（最大至30英哩，约48公里），传速高（每个WiMAX基地台最快134Mbps），每个末端连网装置可获得300Kbps～2Mbps的连网频宽，使其确实具备取代实体宽频布线的能力。加上IEEE 802.16具有QoS的频宽管理能力，以及追加行动通讯的支持，这也使许多人臆测WiMAX恐将阻碍3G的普及，甚至成为3G杀手。
WiMAX所威胁的，不仅是实体的宽频线路，也不仅是威胁3G通讯，由于IEEE 802.16也衍生制订出具穿透性的传输标准，使WiMAX与WiFi间的角色分工开始有些重复、纠叠性。
WiMAX真有通杀一切、大开杀戒的本领？或许从它的基础规格标准：IEEE 802.16所提供的传输通讯能耐，可以略知与窥探。
■IEEE 802.16家族巡礼：802.16、16a、16b、16c、16d、16e
IEEE 802.16最早提出于2001年12月，定位在固接、单点对多点（Point-to-Multipoint；PMP）的无线宽频传输，并设定在无障碍空间（Line Of Sight；LOS，或称：视线可见处）范畴内传送，类似无线宽频基地台的角色。
●IEEE 802.16 vs T1、ADSL
由于802.16最远至48km，端速300Kbps～2Mbps。相对的，现有G.lite、G.dmt标准的ADSL，其速度最高1.5Mbps～8Mbps（唯日本有自用特规，最高可至26Mbps），且速度愈快，用端（家庭）到局端（机房）的距离也必须愈近，最远无法超越5.7km，同时必须倚赖现有公众电话铜线。
若想持续延伸实线长度，只能选择专门布设的T1（1.54Mbps）、E1（2.04Mbps），甚而用T3（45Mbps），不仅布建昂贵，维护也贵。所以密集短距的T1／E1运用几乎都被ADSL所取代，但偏远长距依然要倚赖T1／E1，然WiMAX却可提供相近的长距方案，且布建成本、维护成本都比T1／E1具优势。
●IEEE 802.16a vs IEEE 802.11b、11g
之后，2003年1月新增了IEEE 802.16a，增加了针对障碍空间（Non Line Of Sight；NLOS）的传送规范，也因为强化微波的阻碍穿透性，所以传距也缩短些，若IEEE 802.16为30～50km，则IEEE 802.16a为4～9km。笔者认为802.16a是与802.16形成长短互补效果，广大空旷范畴的传输即用802.16，在接近存取用户时改用802.16a，直接穿墙提供服务。
虽然802.16a的用意主要在强化802.16与用户固接连网设备间的最后一段，即户外部分的连通强化，并依然认定室内当由WiFi的WLAN来衔接，有各自的角色定位区隔，然笔者认为具穿透力的WiMAX也会与WiFi有所「重叠」，802.16a有可能一个社区共享一个，社区内的用户在家都可以自由无线上网，如此即不需使用WiFi。
当然，WiMAX至末端用户后的传输率仅约300Kbps～2Mbps，WiFi的传输率为11Mbps（802.11b）、54Mbps（802.11g），若以室内范畴的高速传输而言依然要倚赖WiFi，但就纯连外上网而言WiFi难以与WiMAX有太大差别。
●IEEE 802.16b vs IEEE 802.11a
另外也有802.16b，是针对5GHz～6GHz全球通用的免授权频段而设计，特别是用在5.8GHz，此也称为WirelessHUMAN（Wireless High-Speed Unlicensed Metropolitan Area Network），即无线、高速、且不需授权使用的都会网络。不过802.16b不归属在WiMAX中，是另行的一项规格。笔者认为802.11b主要用意在于取代原有同为5.8GHz的IEEE 802.11a之升级、强化角色。
至于802.16c是802.16的接续强化，增加了依循ISO/IEC 9646系列及ITU-T x.290系列的验证程序，属小幅的追增性改变。
●IEEE 802.16e vs 3G、PHS
现在最新的发展，是针对行动上网运用而提出802.16e，或许各位会问：若在开阔地、通透性高的户外，可用802.16进行连网，而即便在室内也能用穿透性的802.16a，为何还需要802.16e？
事实上802.16、802.16a都还是以固接运用来制订规格，虽可移动使用，但也仅限于慢速的个人走动，无法在高速移动（如：行车）时仍保持一定的通讯传输。此外各位或许认为在开放场合走动依然可用，就表示802.16可能会取代行动电话，但其实802.16的固接通讯设计，其用电特性不适合用于只倚赖电池运作的行动装置上，而802.16e正是为上述种种提出的新因应：提供高速移动的服务持续性，及功率、用电上的精省性。
802.16e将用在笔记型计算机、个人数字助理、行动电话等行动装置上，除了省电外，期望在时速120km的移动速度下都能顺畅通讯（与GSM标准一致，PHS则稍低：100km/hr，另一说法是希望WiMAX达150km/hr时都能保持通讯），但为了省电也必然有所牺牲（如：频段、传速）。
802.16e目前仍在草拟阶段，预计在近期内完成标准底定。而一般媒体报导将WiMAX渲染成3G杀手，便是指专为行动用途而提案，但仍尚未定案的802.16e上。
即便不谈3G，现有的GSM/GPRS、PHS也将受胁，PHS基地台覆盖率小，一个GSM基地台的覆盖率，要布建5、6个PHS基地台才能等同，而GSM／GPRS（9600bps／115200bps）与WiMAX覆盖范畴相近，但传速远远不及，那怕是EDGE（Enhanced Data rates for GSM Evolution）的384Kbps都不够看，这也是WiMAX可能在3G普及到临前，抢先取代现有2G、2.5G的原因，只待省电型末端规格─802.16e的更成熟底定。
也因为能车用，所以802.11e也属NLOS传输，并且802.16e兼容于802.16d，可互通运作。由于家族中另一个规格802.16d可望取代802.16、802.16a、802.16c等前三版而成为后续发展主力，相信未来必是802.16d/802.16-2004与802.16e的舞台。
图说：WiMAX正试图仿效过去WiFi的成功推展模式，由IEEE工作小姐负责基础规格制订，而由WiMAX机构负责实现成品的标准性测试、兼容互通性测试。（制图：郭长佑）[IMG]http://[/IMG] 白菜园 上传了这个图片:
图说：IEEE 802.16家族标准图，802.11、80211a后续由802.11d取代，并正在新增制订行动通讯用的802.11e，而802.16c、802.16f、802.16g为关连性标准，至于802.16b则不在整体主轴线中。（制图：郭长佑）[IMG]http://[/IMG] 白菜园 上传了这个图片:
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