几种宽带无线接入技术的分析对比

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长期以来，无线技术一直被认为是有
线技术的补充，不可能取代有线技术。但
是，随着技术的不断发展，一系列宽带无线
技术已经带领无线技术走向关键应用领域。
以20世纪70年代诞生的以太网为代表的有
线网络技术不但极大地扩展和提高了人类
的工作模式和效率，促使互联网蓬勃地发
展，也给后来的技术提供了充分想象的空
间。

从历史的进程来看，现在的无线技术
与当初有线网络初创时期的环境极为相
似，面临着标准林立、市场错综复杂、带宽
不足等等挑战。而且，今天无线遇到的问题
更为复杂，长距离传输的信号衰减、成本、
辐射、QoS、安全脆弱和更高的带宽需求
等。相比起有线技术，无线应用的环境和需
求也更加复杂，这也决定了无线技术必然
是以多种不同的技术标准来满足不同的应
用需求。

在众多的无线技术中，W i - F i 、
WiMAX、UWB、IEEE 802.20/3G 成为
不同领域的无线技术的代表，非常引人注
目。由于目前无线领域标准众多，即使是
一种技术也可能存在多种竞争的标准。为
了争夺未来市场的主导权，制定标准的网络巨头们也展开了激烈的争夺，围绕着不
同的标准形成了不同的利益集团。

Wi-Fi：局域网接入技术
Wi-Fi是无线保真(Wireless fidelity)
的缩写，W i - F i 技术包括已经批准的
IEEE802.11a、b 和g 规范以及等待批准的
802.11n 规范。Wi-Fi 是第一项得到广泛部
署的高速无线技术。Wi-Fi 首先在笔记本
电脑中顽强地站稳了脚跟，笔记本电脑快
速上升和移动办公模式的逐渐深入人心奠
定了Wi-Fi 进一步流行的基础。在英特尔、
IBM、AT&T 等众多IT 和电信运营商的努
力下，Wi-Fi 被广泛部署在全球机场、酒
店、咖啡馆等场所。然而，Wi-Fi 能够支
持的范围非常有限，用户只有保持距离无
线接入点设备(AP)300英尺的范围内才能实
现高速连接。尽管以目前的情况，希望通过
公共服务来盈利还不够现实，但这些热点
的存在无疑对Wi-Fi 的推广起到了至关重
要的作用。

W i - F i 有着“无线版本以太网”的
美称。802.11b 的带宽可以达到11Mbit/
s，而802.11a 及802.11g 更可达54Mbit/
s ，如此高的带宽几乎赶上了线缆的连
接，超过同类型的无线网络技术。
IEEE 802.11 的影响不仅源于IEEE
802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g已
经被广泛应用，而且在于802.11n将会使其
应用格局跃上一个新台阶。IEEE 802.11系
列规范主要从无线局域网的物理层(PHY)和
媒体访问控制层(MAC)两方面来制订无线
局域网标准。其中物理层标准规定了无线
局域网的传输速率、信号等基础规范，如
IEEE 802.11b、802.11a、802.11g、802.11n
等；而媒体访问控制层则在物理层的基础
上提出一些应用要求规范，如IEEE 802.
11e、802.11f、802.11i等。目前，802.11n
标准是横跨MAC 与PHY 两层的标准，预
计带宽将达到108Mbps，最高速率或许会
达到320Mbps，并加入服务质量管理功能。
以此看来，WLAN 从IEEE 802.11b 发展到
IEEE 802.11g，只不过是升级；而到IEEE
802.11n，才能说是换代。

虽然Wi-Fi 拥有很多优点，但是它存在的安全隐患却是一个致命的缺点。Wi-
Fi 采用的是射频(RF)技术，通过空气发送
和接收数据。由于无线网络使用无线电波
传输数据信号，所以非常容易受到来自外
界的攻击，无线电波能穿透墙壁和隔板，黑
客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗
取数据，甚至进入未受保护的公司内部局
域网。

W i - F i 崛起虽然迅速，但是面对
W i M A X 咄咄逼人的发展态势，有舆论认
为WiMAX 将取代Wi-Fi，但也有人认为
WiMAX 不会取代Wi-Fi，双方将在无线
接入中互补。WiMAX 与Wi-Fi 最明显的
区别是覆盖范围存在巨大差别，Wi-Fi 最
高只能达到300 英尺的覆盖范围，而只能
在无线局域网环境中使用，而W i M A X
802.16e通常可以达到几英里，主要定位在
移动无线城域网环境中使用。

WiMAX:城域网无线技术
W i M A X 技术是微波接入全球互操作
性的缩写(Worldwide Interoperability for
Microwave Access)，主要任务是通过对
产品进行兼容性和互操作性认证，消除
IEEE802.16 标准应用的障碍，扩大标准的
应用范围。802.16 是由IEEE802 开发的无
线接入技术空中接口标准，具有代表性的
标准包括802.16d固定无线接入和802.16e
移动无线接入标准。按照目前的技术发展
情况，802.16d主要定位于企业用户，提供
长距离传输的手段，而802.16e的用户群则
定位于个人用户，支持用户在移动状态下
宽带接入网络。

802.16d 可支持TDD(时分双工) 和
FDD(频分双工)两种无线双工方式，根据使
用频段的不同，分别有不同的物理层技术
与之相对应，即单载波(SC)、OFDM(256
点)、OFDMA(2048 点)。其中，10-66GHz
固定无线接入系统主要采用单载波调制技
术，而对于2-11GHz 频段的系统，将主要
采用O F D M 和O F D M A 技术。O F D M 和
O F D M A 具有较高的频谱利用率，且在抵
抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰
上具有明显的优势，因此O F D M 和
OFDMA 是低频段802.16 系统采用的主要
物理层方式。802.16e的物理层实现方式与
802.16d 是基本一致的，主要差别是对
OFDMA 进行了扩展。在802.16d 中，仅规
定了2048 点OFDMA。而在802.16e 中，可
以支持2048 点、1024 点、512 点和128 点，
以适应不同地理区域从20MHz 到1.25MHz
的信道带宽差异。在802.16 标准中，MAC
层定义了较为完整的QoS 机制。MAC 层针
对每个连接可以分别设置不同的QoS参数，
包括速率、延时等指标。为了更好地控制
上行数据的带宽分配，M A C 层定义了四
种不同的上行带宽调度模式，可以根据业
务的需要提供实时、非实时的不同速率要
求的数据传输服务。

按照人们原来的理解，Wi-Fi 解决的
是无线局域网的接入问题，而WiMAX 解
决的是无线城域网的问题，它能把信号传
送几英里之远， 网络连接速度达到
70Mbps。实际上，整个行业对WiMAX 的
看法并不一致。有些人把它看作是Wi-Fi
未来的替代品，有些人认为它将取代目前
的DSL 和CATV 有线宽带接入方式。

如果说Wi-Fi 的成功是因为前无古
人，那么以WiMAX 无线技术所代表的新
型无线W A N 技术将强烈冲击传统的电信
通信和运营架构。二者是相辅相成的：
W i - F i 占领的是无线局域网市场，
W i M A X 则进军无线城域网和广域网。
W i M A X 网络的建设成本更低，能为
用户提供更经济的数据服务，尤其适合没
有传统有线网络和偏远的地区。W i M A X
甚至能在50 公里范围内提供75Mbps 的连
接速度，并能为成百上千用户同时访问提
供足够的带宽。更为吸引人的是，WiMAX
还能作为Wi-Fi 的备份，快速而容易地访
问、漫游Wi-Fi 热点。笔记本电脑、PDA、
手机可以通过在Wi-Fi 和WiMAX 间自由
切换访问互联网，从而实现无缝的无线连
接。将WiMAX 技术内置于笔记本电脑和
移动设备的功能也许将于未来2～3年内实现。