WiMAX端到端接入策略研究

張 晨， 吳建坤

0 引言

使用基于IEEE 802.16d的室外固定終端作為建筑物的接入手段，成為固定網(wǎng)絡(luò)的補充和延伸，可以快速布網(wǎng)、降低建網(wǎng)成本，其業(yè)務(wù)主要針對企業(yè)用戶、商業(yè)用戶、集中個人用戶。同時家庭用戶也可以安裝基于IEEE 802.16d室內(nèi)固定終端。

目前，根據(jù)固定WiMAX終端的設(shè)備能力，客戶端的典型接入方式有八類[1]，即WiMAX客戶端+IAD、WiMAX客戶端+HUB、WiMAX客戶端+IAD+HUB、WiMAX客戶端+二層交換機+IAD、WiMAX客戶端+二層交換機+多個IAD、WiMAX客戶端+AG、WiMAX客戶端+Wi-Fi AP+Wi-Fi終端（+IAD）、WiMAX客戶端+Wi-Fi AP+Wi-Fi中繼器+Wi-Fi終端。對于各地存在的主要應(yīng)用場景，可以靈活地選擇上述應(yīng)用方式或組合形式來滿足業(yè)務(wù)需求。

1 WiMAX客戶端+IAD

該接入方式可以同時滿足客戶的VoIP語音和數(shù)據(jù)上網(wǎng)的需求，根據(jù)綜合接入設(shè)備（IAD）的具體配置，可以實現(xiàn)4～24等多種規(guī)格的POTS接口以及1～2路10～100 M以太網(wǎng)接口，如下頁圖1所示。在應(yīng)用時，需要注意的事項包括：適用于VoIP為主要業(yè)務(wù)需求、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為可選或少量需求的場所；關(guān)于IAD配置：支持VLAN劃分，并需要根據(jù)各地的網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃、分配IP地址；要求語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別設(shè)置成不同的VLAN，保證各類業(yè)務(wù)的QoS。該接入方式可應(yīng)用于以下場景：寫字樓、政府大樓、開發(fā)區(qū)或工業(yè)園區(qū)、話吧、批發(fā)市場。

2 WiMAX客戶端+HUB

該接入方式可以滿足客戶單純的數(shù)據(jù)上網(wǎng)需求，但是由于HUB屬于物理層的設(shè)備，不支持VLAN劃分和基于端口的業(yè)務(wù)優(yōu)先級保障，出于客戶體驗效果和今后業(yè)務(wù)發(fā)展的考慮，在應(yīng)用時，需要注意的事項包括：適用于小規(guī)模用戶（10戶以下）、不強調(diào)業(yè)務(wù)質(zhì)量的純上網(wǎng)業(yè)務(wù)或臨時應(yīng)用的上網(wǎng)業(yè)務(wù)；建議在基站側(cè)進(jìn)行IP地址的分配，如圖2所示。該接入方式可應(yīng)用于以下場景：寫字樓、網(wǎng)吧、休閑場所[2]。

圖1 WiMAX客戶端+IAD接入

圖2 WiMAX客戶端+HUB接入

3 WiMAX客戶端+IAD+HUB

該接入方式可以同時滿足客戶的VoIP語音和數(shù)據(jù)上網(wǎng)的需求，根據(jù)IAD的具體配置，可以實現(xiàn)4～24等多種規(guī)格的POTS接口以及多路（建議8～10路以內(nèi)）無業(yè)務(wù)優(yōu)先級區(qū)分的數(shù)據(jù)上網(wǎng)業(yè)務(wù)，如圖3所示。在應(yīng)用時，需要注意的事項包括：適用于VoIP為主要業(yè)務(wù)需求、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較少或?qū)I(yè)務(wù)質(zhì)量不敏感的場所；關(guān)于IAD配置：支持VLAN劃分，并需要根據(jù)各地的網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃，分配IP地址；要求語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別設(shè)置成不同的VLAN，保證各類業(yè)務(wù)的QoS。該接入方式可應(yīng)用于以下場景：寫字樓、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府大樓、網(wǎng)吧、話吧、休閑場所。

圖3 WiMAX客戶端+IAD+HUB接入

4 WiMAX客戶端+二層交換機+IAD

如圖4所示，該接入方式可以同時滿足客戶的VoIP語音和數(shù)據(jù)上網(wǎng)的需求，根據(jù)IAD的具體配置，可以實現(xiàn)4～24等多種規(guī)格的POTS接口以及多路可保證業(yè)務(wù)優(yōu)先級的數(shù)據(jù)上網(wǎng)業(yè)務(wù)。在應(yīng)用時，需要注意的事項包括：對VoIP語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都有保障機制，是推薦使用的解決方案之一[3]；關(guān)于IAD配置：支持VLAN劃分，并需要根據(jù)各地的網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃，分配IP地址；通過基于不同設(shè)備、不同VLAN進(jìn)行業(yè)務(wù)劃分，可以保證各類業(yè)務(wù)的QoS。該接入方式可應(yīng)用于以下場景：新建住宅、已有住宅、寫字樓、高級住宅區(qū)、電子城/專業(yè)市場、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府大樓、酒店、開發(fā)區(qū)或工業(yè)園區(qū)、網(wǎng)吧、休閑場所、批發(fā)市場。

圖4 WiMAX客戶端+二層交換機+IAD接入

5 WiMAX客戶端+二層交換機+多個IAD

該接入方式可以同時滿足較大規(guī)模客戶的VoIP語音和數(shù)據(jù)上網(wǎng)的需求，該方式與接入方式D沒有本質(zhì)區(qū)別，一般采用接入方式D進(jìn)行初期部署，隨著用戶滲透率的上升，采用接入方式E進(jìn)行擴(kuò)容以節(jié)省成本，提高固定WiMAX終端的利用率，如圖5所示。該接入方式可應(yīng)用于以下場景：新建住宅、已有住宅、寫字樓、高級住宅區(qū)、電子城/專業(yè)市場、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府大樓、開發(fā)區(qū)或工業(yè)園區(qū)、網(wǎng)吧、話吧、休閑場所、批發(fā)市場、校園。

圖5 WiMAX客戶端+二層交換機+多個IAD接入

6 WiMAX客戶端+AG

該接入方式主要用于滿足業(yè)務(wù)量相對集中的區(qū)域的VoIP語音需求，在應(yīng)用時，需要注意的事項包括：一般接入網(wǎng)關(guān)（AG）設(shè)備采用蓄電池進(jìn)行持續(xù)供電，可以在一定程度上解決停電的問題，也是推薦使用的解決方案之一；通常將WiMAX客戶端和AG都放置在小區(qū)的接入間或設(shè)備間內(nèi)，WiMAX客戶端與AG直接相連，通過AG對用戶進(jìn)行最后的銅纜布放；出于綜合成本考慮，接入方式比較適用于上行并發(fā)業(yè)務(wù)量介于2 M和5Mb/s之間的服務(wù)區(qū)域[4]。該接入方式可應(yīng)用于以下場景：新建住宅、已有住宅、高級住宅區(qū)、電子城/專業(yè)市場、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府大樓、開發(fā)區(qū)或工業(yè)園區(qū)、話吧、批發(fā)市場、校園，如圖6所示。

圖6 WiMAX客戶端+AG接入

7 WiMAX客戶端+Wi-Fi AP+Wi-Fi終端（+IAD）

該接入方式主要用于滿足客戶的VoIP語音和數(shù)據(jù)上網(wǎng)的需求，在應(yīng)用時，需要注意的事項包括：主要適用于用戶室內(nèi)布線不易實施的場景；由于接入側(cè)存在“基站+WiMAX終端+Wi-Fi AP+Wi-Fi終端”等多個傳輸環(huán)節(jié)，會帶來IP包傳輸?shù)臅r延，為保證用戶的業(yè)務(wù)體驗效果，建議業(yè)務(wù)應(yīng)用以數(shù)據(jù)上網(wǎng)為主，減少VoIP業(yè)務(wù)的應(yīng)用比例；目前存在將Wi-FiAP內(nèi)置在WiMAX終端內(nèi)的設(shè)備，在選擇的時候，應(yīng)綜合考慮性價比進(jìn)行取舍。該接入方式可應(yīng)用于以下場景：校園、寫字樓、高級住宅區(qū)、電子城/專業(yè)市場、開發(fā)區(qū)或工業(yè)園區(qū)、休閑場所、批發(fā)市場，如圖7所示。

圖7 WiMAX客戶端+Wi-Fi AP+Wi-Fi終端（+IAD）接入方式

8 WiMAX客戶端+Wi-Fi AP+Wi-Fi中繼器+Wi-Fi終端

該接入方式主要用于滿足客戶的VoIP語音和數(shù)據(jù)上網(wǎng)的需求，在應(yīng)用時，需要注意的事項包括：主要適用于用戶室內(nèi)布線不易實施的場景；由于接入側(cè)存在“基站+WiMAX終端+Wi-Fi AP（支持Mesh功能）+Wi-Fi中繼器（支持Mesh功能）+Wi-Fi終端”等繁多的傳輸環(huán)節(jié)，會帶來IP包傳輸?shù)臅r延，為保證用戶的業(yè)務(wù)體驗效果，建議業(yè)務(wù)應(yīng)用以數(shù)據(jù)上網(wǎng)為主[5]；使用Wi-Fi設(shè)備的注意事項：在一般的室內(nèi)覆蓋情況下，對于Wi-FiAP而言，單跳的距離約30 m，超過該距離的覆蓋，建議增加Wi-Fi中繼器，在使用Wi-Fi中繼器的時候，要注意，每經(jīng)過1個中繼，吞吐量一般下降50%，時延增加2～3 ms，因此，要跟據(jù)實際的建筑物結(jié)構(gòu)作出良好的規(guī)劃設(shè)計，將Wi-Fi覆蓋控制在1個中繼的程度內(nèi)，同時要注意保證中繼器的供電。由于Wi-Fi中繼器采用Mesh技術(shù)，需要相關(guān)的Wi-FiAP支持Mesh功能，因而會提高網(wǎng)絡(luò)部署的成本。該接入方式可應(yīng)用于以下場景：寫字樓、電子城/專業(yè)市場、酒店、批發(fā)市場、校園，如圖8所示。

圖8 WiMAX客戶端+Wi-FiAP+Wi-Fi中繼器+Wi-Fi終端接入方式

9 結(jié)語

可以肯定的說WiMAX技術(shù)順應(yīng)了市場實際需求,以IP多業(yè)務(wù)平臺及OFDM/OFDMA技術(shù)為基礎(chǔ)，同時還引入了移動擴(kuò)展能力，戰(zhàn)略上應(yīng)予以高度重視。目前特別要注意的是應(yīng)確保WiMAX務(wù)實、健康發(fā)展，營造WiMAX與3G、Wi-Fi等技術(shù)和諧發(fā)展的基本環(huán)境，切忌不切實際地夸大宣傳所謂WiMAX的移動覆蓋組網(wǎng)、甚至終結(jié)取代3G及Wi-Fi之類的說法[6]。就實際市場應(yīng)用而言，即便是通過論證的WiMAX固定類型產(chǎn)品，是否能如期取得優(yōu)良性價比并受用戶歡迎，也都需要由市場應(yīng)用進(jìn)行實際檢驗才能決定，不過好這第一關(guān)，便更加談不上WiMAX于市場的應(yīng)用。此外，有效連接MMDS、Pre-WiMAX市場的平滑演進(jìn)思想在WiMAX發(fā)展中也不能不要，這是遵循NGN理念發(fā)展的基本思想，不可忽視。

[1] 郎為民. WiMAX技術(shù)原理與應(yīng)用[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社,2008.

[2] 曾凱, 劉永昌. WiMAX技術(shù)組網(wǎng)方式研究[J]. 軟件導(dǎo)刊, 2007(06)：79-80.

[3] 劉翔宇, 鄭建宏. 基于WiMAX技術(shù)的混合組網(wǎng)的研究[J].現(xiàn)代電信科技, 2008(02)： 26-29.

[4] 徐世龍, 楊濟(jì)安. 802.16/WiMAX組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 廣西通信技術(shù), 2007(06)： 17-22.

[5] 王軍選. 未來移動通信系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].通信技術(shù),2009,42(07)：142-144.

[6] 魏笑笑, 周政華. WiMAX技術(shù)及其應(yīng)用分析[J]. 通信技術(shù),2009,42(03)：98-99.