WiMAX的机遇与风险
1、前言
作为宽带无线通信的推动者，美国电气和电子工程师学会（IEEE）于1999年设立了802.16工作组，主要开发宽带无线接入系统的标准，包括空中接口及其相关功能，涵盖了2～66 GHz的许可频段和免许可频段。随着研究的深入，相继推出了引起业界广泛关注的802.16、802.16a、802.16d、802.16e等一系列标准，被认为是解决“最后一公里”的宽带无线城域网（WMAN）的理想方案。
于2001年制定的IEEE 802.16标准，使用的频率范围为10～66 GHz，支持执照许可和非执照许可的频段，由于频率较高，需要在视距范围内进行通信。2003年1月，IEEE对802.16进行了修改，修改后的协议为 802.16a，使用的频率范围为2～11 GHz，频率的降低以及一些新技术的采用使得其可以在非视距范围内工作，802.16a标准支持1.5～20 MHz多种信道带宽划分方式，支持的常用接入距离为7-10 km，最大可达50 km。2004年6月推出的IEEE 802.16d是对802.16a标准的进一步补充和完善，重点是增强设备的互操作性，20 MHz带宽时的单信道最高容量可达75 Mbit/s。作为IEEE 802.16d标准的扩展和延伸，2005年12月发布的802.16e标准则增加了终端的有限移动能力。
为了推广遵循IEEE 802.16和ETSI HiperMAN的宽带无线接入设备，并确保其兼容性及互用性，由一些主要的芯片厂家、设备制造商和运营商结成了一个工业贸易联盟组织，即WiMAX，因此IEEE 802.16系列标准又被称为“WiMAX技术”。一般认为固定WiMAX采用IEEE 802.16d标准，而移动WiMAX采用IEEE 802.16e标准。
目前全球的WiMAX预商用试验网数量增加很快，但各地区应用程度不一，主要借助于固定WiMAX来弥补xDSL等宽带技术和移动网络接入无法到达的地方。2006年在韩国、日本、美国、欧洲等国家和地区共有24个网络进入商用试验阶段，例如日本鹰山公司和韩国KT公司等。
对于正在蓬勃发展的中国信息产业而言，WiMAX技术的出现与发展是机遇与风险并存的。如何充分发挥WiMAX的特点，扬长避短，和现有网络相结合为用户提供更加便捷和优质的服务，创造新的业务增长点，同时如何尽量减少WiMAX技术对中国现有和将来的无线网络及相应电信业务的冲击，其意义格外重要。
2、WiMAX面临的机遇
采用了OFDMA、MIMO和智能天线等先进技术的WiMAX系统有着空中接口标准化、可非视距传输（NLOS）、全面QoS保证、高双向数据传输速率和高频谱利用率等优点。目前其面临在全球大规模发展的机遇，主要表现在：
（1）无线宽带通信的需求加大
随着互联网业务的迅速增长和集团客户对带宽的需求增加，具有使用灵活、施工迅速等特点的无线宽带通信系统具有极强的发展潜力。
（2）WiMAX技术先进，标准成熟
WiMAX标准基本成熟，802.16d和802.16e标准已经分别于2004年和2005年在IEEE全部通过，基于802.16d标准的技术规范也于2006年6月在CCSA（中国通信标准化协会）的会议上通过。
（3）WiMAX的产业化初具规模
截至2006年年底WiMAX论坛已经超过400个会员，中国电信和中国网通等已经加入。截至2006年年底已有13款固定WiMAX基站产品和15款固定WiMAX终端产品通过了WiMAX论坛的认证。WiMAX论坛计划在2007年第一季度开始进行移动WiMAX设备的认证，以便为商用移动 WiMAX产品发放认证标识。
（4）WiMAX可以作为增强型技术接入3G网络
3G技术作为一个完整的网络，空中接口规范、核心网系列规范以及业务规范等都已经完成了标准化工作。虽然WiMAX论坛也致力于制定WiMAX 的网络架构规范，但目前它只能相当于3G无线接入网的部分，通过直接接入到IP城域网或3G核心网（尤其是IMS）来实现计费、鉴权等功能。3GPP在 R6版本中已规定使用IP接入方式的I-WLAN来直接接入3G核心网络，后续版本中也在考虑与WiMAX的接入和切换。
2007年1月，在ITU-R 8F 21次会议上，WiMAX论坛正式申请将IP-OFDMA方案作为第六种3G接入手段。尽管高通和爱立信提出一些反对意见，但经过激烈讨论，在大多数成员的同意下，8F初步接纳WiMAX加入IMT-2000的工作流程，会议决定按照ITU LCCE/47和LCCE/95号通函规定的工作程序进行评估，下次会议是注册评估，并提交评估报告进行讨论。WiMAX论坛提出要在两次WP8F会议后完成评估，但一般接纳新技术正常需要3次会议的周期。如果加入成功，则WiMAX本身也成为IMT-2000的一员，频率资源应该可以共用。
另外，固定WiMAX可以作为3G无线接入网络的回程传输线路，WiMAX还可以考虑与蜂窝移动通信系统的站址共享。
（5）WiMAX可以与3G业务互补
在移动WiMAX网络覆盖的地方，用户能够以较高的双向速率接入网络；在移动WiMAX网络覆盖不到的地方，用户可以利用3G网络随时随地接入网络。这样，一方面WiMAX对于3G数据接入的压力起到缓解作用，另一方面用户也能享受到更高的接入带宽。3G主要提供全球范围内漫游的公众语音及数据业务，而移动WiMAX定位为企业客户和高端家庭用户提供无线数据接入。
（6）IEEE、3GPP和3GPP2的其他相关标准发展迟缓
据报道，最近IEEE 802.11n的标准确定已经滞后，IEEE 802.20 （MBWA）工作组暂时停止活动，802.15.3a（UWB）组也已经解散。另外由于计划中的标准制定还需要1～2年的时间，3GPP的LTE（长期演进）和3GPP2的AIE（空中接口演进）的提出和发展都滞后于固定WiMAX和移动WiMAX，这都给了WiMAX更多的发展机会。
3、WiMAX面临的风险
目前WiMAX在监管政策、经济性、设备成熟度和终端等方面还存在较大风险，具体表现在以下几个方面。
（1）中国的WiMAX监管政策存在不确定性
频率风险：目前可供固定WiMAX考虑的频段主要有2.3 GHz、2.5 GHz、3.5 GHz和5.8 GHz等，可供移动WiMAX考虑的频段主要包括2.3 GHz、2.5 GHz和3.3 GHz等，世界各国倾向选用的频谱有很大差异。目前中国固定WiMAX的商业试验倾向于利用原有3.5 GHz宽带无线接入技术的频段，但中国卫星通信集团即将上天的“中星6B”卫星频带下行采用3.4～4.2 GHz，其中有4个转发器的下行频率与3.5 GHz系统的频率重叠，目前的研究表明共存困难，所以国家政策上并不支持固定WiMAX在3.5 GHz使用。目前中国固定WiMAX的商业试验网还有一些在3.3～3.4 GHz，虽然说有100 MHz的频率资源，但信息产业部并未明确这一频段一定给WiMAX。应该说及早划分统一的频率是WiMAX商用的前提，但作者估计国家在3G牌照发放前很难确定。
目前，WiMAX论坛RWG（监管工作组）正在协调全球的WiMAX工作频段问题。并在2006年11月开启了频率使用和管制数据库。2006 年9月22日一个全部由拥有WiMAX频谱并提供运营服务的企业组成的第一个全球性组织WiSOA（wimax spectrum owners alliance）在巴黎成立，并于2007年3月正式签署全球第一个WiMAX漫游协议，此漫游协议覆盖全部WiMAX服务和所有WiMAX频率范围，同时支持在WiFi和3G网络中漫游。
设备入网许可风险：本届政府非常支持科技创新，鼓励使用自主知识产权的产品，目前信威公司推出的McWill产品是集窄带语音和宽带数据于一体的移动宽带无线接入系统。使用场合与WiMAX类似，已经受到国家的支持，现在允许它在2.3～2.4 GHz、3.3～3.4 GHz范围试验，而WiMAX设备入网的许可政策至今仍不明朗。
结算政策不确定：WiMAX本身是IP技术，开展的业务是互联网业务。目前互联网业务并不进行网间结算，所以现在如果大规模发展，尤其是开展语音等传统业务，会造成互联网结算的瓶颈，如何进行流量结算是需要解决的问题。
（2）WiMAX的系统经济性尚差
目前802.16d单扇区基站的价格约为15万元/台，室内型CPE（用户终端设备）的价格约为5 000元/台，室外型CPE的价格约为15 000元/台，与ADSL等有线手段相比较高。以常用的小区楼宇接入场景（1 km以内）为例，如不考虑线路覆盖成本，WiMAX成本比ADSL高6倍以上，比LAN高4倍左右。如果提供给用户1 Mbit/s的专线业务，WiMAX的成本还要提高。目前厂商希望在运营商实现大规模商用后再降低价格，而运营商希望厂商通过降价来推动大规模商用，双方的冲突会阻碍WiMAX的商用进程。
（3）技术风险
WiMAX最大的特性在于其互操作的能力，目前已通过WiMAX论坛认证的产品可以达到空口协议的一致性认证，但在业务提供、QoS等级设置、安全定义等方面是否可以进行完全的互操作并未进行认证测试。另外，802.16d的应用场景有限，主要用于固定接入，802.16e则可以提供更为完善的基于移动的宽带无线接入功能，但802.16d的产品无法平滑升级到802.16e，尤其是CPE必须全部更换。
（4）终端风险
未来的802.16e终端被描绘得非常美好，但目前的802.16d终端单一，作为端到端使用较差，近期仅可用于SOHO接入、中小企业网关和WiFi接入点等。
（5）产业链风险
目前固定WiMAX产品的生产厂家主要是一些国外较小的IT厂家，传统主流电信厂商则一般通过转包合同进行加工生产。考虑到802.16d与 802.16e产品并不兼容，同时对802.16d的应用不看好，MOTO、中兴和华为等主流厂家基本放弃802.16d转向802.16e产品，这也给固定WiMAX的应用投下阴影。
（6）3G对移动WiMAX的影响
现有的增强性3G技术（如HSPA（高速分组接入）、EV-DO、LTE和AIE等）和移动WiMAX具有一定的相似性，有很强的竞争关系。目前移动WiMAX的业务能力和成熟度均居HSPA/EV-DO和LTE/AIE之间，而HSDPA已经非常成熟，截至2006年8月全球已经有55个 HSDPA网络开通。这对WiMAX的发展有一定制约。
4、结语
WiMAX技术发展仍处于起步阶段，WiMAX产业的运营模式尚在探索之中，发展中面临的问题也是巨大的，尤其频谱
一直是困扰WiMAX的最大问题，目前可供考虑的频段包括2.3 GHz、2.5 GHz、3.3 GHz、3.5 GHz、5.8 GHz等。由于世界各国的频谱分配现状和无线电管制政策差异很大，因而各个地区倾向的WiMAX频谱也有很大差异，所以最终将可能根据各个国家频谱的分配情况来确定WiMAX的运营频段。
考虑中国的无线频谱划分现状，作者建议：
●固定WiMAX作为众多一点多址无线接入技术的佼佼者，在“最后一公里”可以提供较高的双向传输速率，比较适合于用户稀疏的开阔区域，或在密集市区中有线资源不足的地区补充使用，因此应鼓励使用目前划分给无线固定接入（FWA）的频段，如3.5 GHz和5.8 GHz。
●移动WiMAX可用于移动速度低于120 km/h的全场景（移动、游牧和固定场合）城域范围内的宽带数据接入，在固定场合下也可取代固定WiMAX使用，但移动WiMAX还需要2～3年的成熟期和风险期，近期主要适用于对双向数据业务高传输速率有需求的企业客户和少量的高端家庭客户。应该在标准上支持WiMAX像WiFi一样，成为3G增强型（E3G）技术的一种接入手段，从而实现与HSPA或EV-DO的功能互补。
●移动WiMAX对于中国拥有核心知识产权的TD-SCDMA具有特别的意义。TD-SCDMA标准相对起步较晚，要想突出重围实现跨越式发展，实现与WiMAX的融合非常重要。另外因为主流移动WiMAX都采用TDD频段，如果可以采用3G的TDD扩展频段2.3～2.4 GHz和2.5～2.69 GHz，其频率问题可以得到解决。
文章出处：电信科学/孙震强
