宽带无线接入之路 让最后1公里“无限”自由

    宽带无线接入技术的发展，将会 让最后1公里“无限”自由 

    新世纪之初，宽带接入大有普及之势，电信运营商纷纷铺设光缆，在价格战中争先恐后地涌入DSL销售市场。两年后的今天，DSL在宽带接入中已经雄踞榜首，而价格低廉的快速以太网接入似乎也比以前更加红火。

    与此同时，新的无线局域环(WLL)系统的开发崭露头角，技术试验和初期部署拉开序幕，在提供比DSL更高的数据速率方面展现出新的希望，并以更低的成本实现更大范围的网络接入。

    随着无线局域环技术的发展，电信运营商能够用无线网络服务于大型企业到居民家庭的多种类型的用户。由于无线局域环技术容易实现，系统便于部署，而且不依赖于现有的线缆基础设施，因此更显出其竞争优势，效益相当可观。众多的服务提供商可以借助无线局域环技术，获得同等的服务于用户的机会，并可为用户提供更多的选择。

    随着无线局域环技术的发展，系统的大量部署，相关标准的不断出台，无线城域网也显现出耀眼的光环，宽带无线接入(BWA)技术的开发炸响动地惊雷，宽带接入市场春意盎然。

    WLL系统“先行攻坚”

    无线局域环系统在多通道多点分配业务(MMDS)中，有时被称为无线DSL。在上世纪90年代末的美国， AT&T、Sprint和WorldCom这三大长话公司，拿到了MMDS经营许可证，他们试图找到一种绕过市话公司，直接连接本地新用户的方式，但只可惜生命力不强，一年前，三家公司都关闭了对新用户的MMDS业务。其原因是，出现了运行速率更快的本地多通道分配业务(LMDS)，并有一家名为高级无线通信公司的厂商，尝试把高带宽的无线设备放在大城市摩天大楼的楼顶进行通信试验。一些电信运营商利用其设备和技术，梦想建立点到点传输的全国性网络。

    在此期间，宽带无线接入处于徘徊阶段。据美国联邦通信委员会对高速通信业务从1999年到2001年的利用情况统计显示，固定宽带无线接入应用量远远低于租用线、光纤接入、ADSL、Cable Modem等其他接入方式。在企业、政府部门和大型机构中，宽带无线通信业务用户量不到光纤、ADSL或Cable Modem接入业务的十分之一。

    业界人士认为，尽管宽带无线接入在起步初期业绩不佳，但它为最后1公里宽带无线接入的发展做好了技术储备。目前，至少有6家公司开发出新的改进型最后1公里无线接入系统。如表1所示。这些系统不是有线接入的简单复制，而是基于无线接入技术在任何地点都可使用的突出优点开发出来的。

表1 最后1公里宽带无线接入系统

    表1中所列6个公司的系统大多利用专有技术，采用基于802.11b和802.11a的接入方式，彼此互不兼容，没有一个系统是基于IEEE最近颁布的适用于固定和便携式无线接入系统的802.16标准的。

    传统的MMDS和LMDS要求在运营商基站和用户的收发信机之间有视距通信路径，而且常常需无线专业技术人员安装系统，并使基站天线保持正确的指向。但表1所列的最后1公里宽带无线接入系统，则不要求这些，其收发信机可以放在任何地方，甚至可放在楼宇内部，所以，它们更像蜂窝电话，而且大多数系统还是便携式的。但便携式并不意味着全移动，二者的区别在于，便携式装置不可能总是在移动时使用，其网络在基站之间没有任何切换连接的机制。生产厂商正在从事增加这种切换连接机制的研究，从而赋予其系统类似第三代(3G)蜂窝电话的接入能力。

    便携式不仅为用户增加基站之间的切换功能，而且装置本身还能自动安装这种切换功能，这就免除了技术人员上门为用户安装的麻烦。这样，就能够大大节省成本，有可能使WLL系统比DSL更便宜。

    例如，日本老牌电信运营商NTT公司的通信分公司，已开始使用WLL技术，部署最后1公里宽带无线接入系统。该系统连接的用户比DSL更多，并能使大多数业务提供实现自动化。用户无需等待NTT公司在其市话交换机上安装DSLAM（DSL接入多路复用器），也不需要在其用户住所安装分线盒，而只要买或租一个能插入其电话插头或以太网电缆的小盒子即可。小盒子接通电源，它就向用户的浏览器传送链接页面，用户从该链接页面能够选择其所需的话音和数据业务。该盒子能传送窄带话音和12Mbps的数据；使业务升级或降级的用户能够在线进行，而无需其他硬件。

    宽带无线接入“标准开路”

    由于现有的MMDS系统彼此不兼容，因此经营该系统的电信运营商仍在进行技术试验。但由于缺乏统一的标准，所采用的技术多种多样，其中主要有正交频分复用(OFDM)技术；码分多址(CDMA)技术或厂商专用CDMA技术。技术体制的多样性，自然会使系统相互之间缺乏兼容性。

    为解决宽带无线接入的兼容性问题，IEEE制订了802.16标准。该标准着眼于有效利用10～66GHz之间的带宽，2002年底的修正草案选择2～11GHz的带宽，并定义了媒体访问控制(MAC)层，以支持为利用频谱而定制的多物理层规范。定义涵盖三个主要的无线城域网的网络类型，即固定式、便携式和移动式，分别对应的标准版本为IEEE 802.16、IEEE 802.16a、IEEE 802.16e。其中802.16适用于为视距传输，工作频率在10～66GHz，应用于LMDS；802.16a为超视距传输，工作频率在2～11GHz，应用于MMDS；802.16e的工作频率在0～6GHz，主要用于蜂窝及3G。此外，该标准还定义了802.16无线城域网(WMAN)的空中接口。在此基础上，802.16标准将规定可互通的无线城域网2～11GHz空中接口，包括通过共用媒体访问控制层实现的一体化环境下任意方式的无线接入。这样，802.16标准使原来无法互通的无线接入系统实现互通，能够支持许多特许频率(如10.5GHz、25GHz、26GHz、31GHz、38GHz和39GHz)的多种双向通信业务，从而使运营商能够利用多厂商的产品，并保证较低成本的设备可用性。2～11GHz修正草案将支持特许和非特许频谱的利用。

    IEEE 802.16标准是一种代表未来发展的无线接入技术，是特地为解决在无线城域网(WMAN)特殊环境下无线接入的特殊问题设计的，其功能比专用接口或基于无线局域网(WLAN)、移动电话技术接口更加丰富。

    极目市场“旌旗在望”

    现在，人们已认识到，不管在什么地点，只要有高速无线接入网就可以为用户提供网络连接。而用户期望无论是在家里、车站、码头，还是在汽车内或海滨浴场，都能够像收听广播一样轻松地接入互联网。从发展看，这种网络连接是以无线宽带高速接入实现的。这种高速无线互联网接入月费有可能很低，甚至是免费的。这就是最后1公里宽带无线接入的一种构想。它不是把光纤或电缆引入用户家庭来扩大宽带网络接入，而是通过改变利用频谱的方式，在网络接入方面能够以低成本实现巨大的改进(见表2)。

表2 宽带无线接入成本示例

    对于无线运营商来说,投入的成本大体可划分为7项,按其所占比例而论,设备成本最低,市场营销成本居首位(见表3)。

表3 无线运营商成本划分和所占比例

    最后1公里宽带无线接入解决方案与普通的互联网和蜂窝电话技术有相似之处。与互联网相似之处在于，这种解决方案采用灵活的网络结构，即根据“摩尔定律”的经济增长速度实现其网络接入的经济效益。而与蜂窝电话的相似性表现在，它可使人们利用无线通信业务的移动性，实现对网络的宽带接入。

    在2002年，无线宽带接入成为了全球各宽带运营商追逐的热点，无线宽带的商业前景也被业界所看好。美国、英国等北美和欧洲国家，韩国、日本、新加坡和中国等亚洲国家的ＩＴ企业都开始了对无线宽带市场的开发。

    目前，不少厂商正在向服务提供商销售大量的产品，而服务提供商凭借这些产品，利用自己的网络架构，提供最后1公里无线网络接入。例如，美国纽约的Winstar公司，在其网上连接了3400座楼宇，还计划增加6300个，采用PTP（点到点）和PTM（点到多点）技术对用户提供网络接入。再如，北欧奥地利尽管只有800万人口，但由于宽带无线接入发展很快，其接入增长率在2001年超过200%，2003年的增长率预计为120%，尤其在消费市场方面需求量很大，大多数家庭都采用512Kbps以上接入速率，预计将占宽带无线接入总量的88%。

    就中国而言，中国电信、中国网通、中国联通、中国移动和中国铁通等电信运营商，就宽带无线接入领域与外商合作进行了卓有成效的探讨。中国电信开始在上海、福州等地推出“天翼通”无线宽带局域网接入服务。中国网络通信有限公司、联想集团和英特尔（中国）有限公司正式对外宣布，三家公司将携手推动无线局域网在中国市场的普及和部署，并通过将无线局域网服务、网卡和笔记本电脑的无缝整合，为广大消费者提供安全、方便、高速的无线上网一揽子解决方案。

    据业界人士预测，到2004年，固定无线接入的年收入将达到163亿美元。到2005年，全球固定无线接入市场宽带无线接入业务将部署到2800万个家庭和企业，其中1/4的业务将部署在北美。业界人士还预计，宽带无线接入将迅速由北美和欧洲向世界其他地区扩展，而发展中国家的设备制造商和运营商角逐这一市场，将在电信领域引发新的竞争浪潮。

    最后1公里无线接入为电信运营商拓宽网络接入市场展现了新的机会和前景。当然，在成本和效益方面也将会带给人们新的思考。

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    IEEE 802.16标准及进展简介

    为了给本地无线环路WLL提供一个标准，IEEE 802委员会于1999年成立了802.16工作组来专门开发宽带无线标准。 IEEE 802.16负责对无线本地环路的无线接口及其相关功能制定标准，它由三个小工作组组成，每个小工作组分别负责不同的方面：IEEE 802.16.1负责制定频率为10G到60G赫兹的无线接口标准；IEEE 802.16.2负责制定宽带无线接入系统共存方面的标准；IEEE 802.16.3负责制定频率范围在2G到10G赫兹之间获得频率使用许可应用的无线接口标准。

    IEEE于2003年1月29日通过了支持无线城域网（WMAN）的802.16a标准规范书，其频率范围介于2～11GHz之间。

    802.16a标准规范明确定义了三种无线数据传输方式：第一种是单载波存取，这是为特殊需求的网络所保留的部分；第二种是经由256个载波的OFDM（正交频分复用）存取，专门提供给大部分的应用程序使用；最后一种是使用2048个载波的特殊OFDMA标准，使用于搭配选择性的多点传送应用程序、阶梯状网络的进阶多路传输技术。

    专门解决10到66GHz频带上互通性问题的802.16任务组C,仍不断研究一些可供高频网络服务的方法，比如在50到60GHz的频带间进行点对点的无线电通信。802.16c的规范书以及测试文件在2002年4月公布，正式文件在2003年1月中旬公布。

    现阶段工作的重中之重在802.16e小组，他们正在努力为无线城域网络提供更高程度的可移动性。802.16e标准瞄准低速轻巧的移动设备，在跨越不同存取点的时候，仍能维持一定程度的网络漫游服务，该工作组希望在今年7月可以发布第一版技术文件。

    点击二

    WMAN与WLAN

    ■ 简明

    当IEEE通过无线城域网（WMAN）802.16a的标准规范书时，曾有人评价这将使无线通信产生巨大转变。无线城域网的构想目前正被一个名为WiMAX Forum的企业联盟支持，领头羊是Intel。Intel的一位宽带无线网络投资部门负责人还将802.16看成是继802.11后的又一次革命。WiMAX Forum的目的是打造成像Wi-Fi一样的联盟组织，推广无线城域网应用，并将无线城域网标准看为是通向未来全球无线网络存取标准化的重要步骤。主要原因是他们看到了现阶段WLAN的一个主要问题，就是没有一个在跨越WLAN存取点时的备用网络连接。而802.16正是一个可行的最后一公里解决方案。

    关于WMAN和WLAN的关系，802.11与802.16两种协议标准如何协同工作的讨论，从协议诞生那天起就没有中断过。支持WLAN应用的恨不得拿802.11来组织城域网，而同样有人倡导在企业内部局域网中使用802.16a来替代现有的WLAN系统。较为中立的看法是根据各自的特点和实际的网络情况兼顾互补，这也是获得更高效率，节省成本的正确途径。毕竟，从协议本身看，二者其实是有着不同的定位的。在理想状况下，WMAN能够作为WLAN热点的骨干网络。如果没有对QoS等优先级顺序的过高要求，也完全没有必要将原来的802.11WLAN系统撤换。

    从协议本身来看，802.16无线城域网标准似乎更加贴近无线接入通信网络的组织运行，但是可谓“生不逢时”。在其诞生初期主要集中在如何进行高频带认证服务上，被WLAN热潮所淹没。市场应用决定一切，现在802.16无线产品还鲜见于市，但随着标准的不断完善、充实，以及WiMAX Forum的不断壮大，也许不会让人们等待太久。

    编者视点

    放眼望去，现在的宽带接入“最后1公里”还是双绞线、网线和光纤“一统”江湖。我们的市场还处于宽带接入的普及当中，无线接入还只是市场的新贵，所承载的更多的还只是人们的美好愿望。WLAN似乎也走过了第一个高速发展期，宽带无线接入并没有像某些人预计的一样，遍地开花。但毕竟，“无限”自由的通信方式是人们所向往的，它应该代表了未来的方向。旁观了人们对802.11WLAN标准的问题讨论、置疑后，802.16标准组能否为我们带来一份满意的答卷呢？现在都还是一个未知数。编者想要说的是，无论厂家、业内人士如何追捧，最终使用者关心的永远不会是技术本身。喧嚣过后，不能带来最广泛应用的技术，终究会被市场淘汰。 (完 )