WiMAX在技术规格上的学名为IEEE 802.16,覆盖的范围比原来的Wi-Fi要大,支持的速率也更高。其标准化是在两个地方进行,一是IEEE组织、一是WiMAX论坛;获WiMAX论坛认证的系统不仅将提供大吞吐量(在20MHz新信道上最高可达75Mbps),而且还能够在近视距和非视距环境中实现2km~3km的信号传播距离。这些系统拥有足够的容量,足以同时支持数百个使用T-1连接速度的企业用户和数千个使用DSL连接速度的家庭。
从概念上分,WiMAX又分为802.16d──“固定式”和802.16e──“移动式”。固网的好处在于能充分利用现有资源,可由原来3.5 GHz固定无线接入厂商转变而来;2005年11月,首次在中国举办的“WiMAX论坛全会暨全球WiMAX高峰会议”,即有15家以上的电信设备制造商展示真正3.5 GHz频段的WiMAX设备。固网解决方案在产品实现上基本还是遵循原来既有的简单、易实现的技术路线,但仍需依赖室外天线来完成接入的架构,也带来了行动拘束、不能完全随心所欲的缺点。
Mobile WiMAX首度向世界发声
尽管WiMAX论坛的移动WiMAX标准还没有对外公布,但是移动WiMAX的商用之路却已经提前展开──三星电子和韩国电信共推的WiBro服务,即是基于IEEE 802.16e标准。802.16e、移动WiMAX和WiBro三者之间的关系,简单地说,IEEE802.16e是一个宽泛的标准,移动WiMAX是其中几组定义的组合,而WiBro是在移动WiMAX的规定里的一种选择。在北京WiMAX峰会结束的一周后,在三星与韩国电信在釜山APEC共同成功展示Mobile WiMAX(IEEE802.16e)系统、终端和端到端的解决方案,为宽带、移动无线接入的世界首例。
追本溯源,三星此次所发布的手机其实是基于无线WiBro网络;望文生义,WiBro这个名称正是无线宽带(WiMAX+Broadband)的复合词。WiBro是韩国宽带无线的品牌,能提供30 Mbps~50 Mbps的带宽,完全符合LEEE802.16e,且其OFDMA也和相关的技术标准相符合,支持移动对话、PDA,以及驾驶时所需要的服务,接入信号清晰度的安全极限在120 km/h。此一移动WiMAX系统含有智能天线,能够提供室内和室外的覆盖,且基站也有完整的移动性(兼容IPV6和IPV4),支持全IP的网络。
虽然有人仅将之视为“IEEE 802.16e的先行版本”或“韩国版的WiMAX”,但不可讳言的,这回的展示还是有着突破性的象征意义。起初,韩国以三星为首所推出的WiBro,和Intel公司所推出的WiMAX无线宽带技术原本形成了两军对峙的竞争,颇有DMB和DVB-H手机电视的瑜亮情结。所幸在2004年11月,双方已达成协议,同意将WiBro和WiMAX标准合并,才及早促成WiMAX的开花结果。三星在移动WiMAX方面,拥有智能天线和MIMO等众多先进的技术,可通过WiMAX论坛把16d和16e进行融合,只需按一个键就可以获得包括语音和数据的服务,称得上是业界先驱。
韩国不仅为WiBro网络开辟了专用的频段,而且目前在终端产品形态上也实现了突破。三星电子高级副总裁Hung Song更早有宣示,2006年4月,三星将在韩国将正式推出WiBro业务,并希望在2008年的时候能够实现覆盖全国。三星在WiMAX方面已拥有30亿广大用户群,公共和宏观环境是其首要目标市场,包括基于IP的接入口核心网以及IP多媒体服务。而这些接入网和核心网都是全IP的,另一个关注的目标是校园和企业市场,希望为在校园和企业等热点地区的使用,提供另外一个选择。WiBro可以提供高速的上行链路的速率,并可通过有限的连接实现高速的数据服务。
WiMAX相关部署动起来
回到基本面思考:究竟谁需要高数据的服务?用户对于WiMAX的使用又有什么样的预期?用以构建大众网络系统,无疑是这种中长距无线技术最好的应用;日常公共交通系统的通报和保安系统串联是一例,特别是在灾难发生的时候尤显价值。同时,WiMAX论坛副主席Mohammad S. Shakouri援引一项针对美国运营商所做的调查显示,首先希望能够提高网络覆盖率,其次希望降低所投入的技术成本。就技术本质来看,WiMAX和蜂窝原理相似,都是一对多的传输,也就是由一个基站来服务某一个地区;其覆盖范围理论上为7 km~20 km,如果考虑到屏蔽障碍等因素,可达范围也还在1 km~3 km之间。随着覆盖范围的扩张,是否也能为运营商带来更宽广的利润空间?
WiMAX技术本身是一个广域的服务,运营商扮演着举足轻重的角色;如果运营商无法盈利生存,也就无法添购必要的设备并进行更多的投资,因此建立一个完善的商业模式实属当务之急;需要打造一个强而有力的平台,使不同的应用服务都能获得支持。Shakouri表示,严格来说,没有一个网络是能完全满足所有应用的;有时,不能只给用户单一选项的服务,要让他们有多元的选择,这给了技术开发商足够的理由,为不同的目标群众选择不同的应用,从而增加运营商的获利机会。他并指出,目前约有150个以上的运营商正展开WiMAX的部署:站在WiMAX论坛的立场,希望能够把服务内容产业、制造产业都连结起来,希望在2007年-2008年时WiMAX技术能够应用到笔记本电脑、甚至是手机当中。
就需求面来看,WiMAX的客户到底是哪些呢?Shakouri认为要增进WiMAX的普及,运营商可从下面两方面着手:一是由运营商出面购买相应设备,由他们说服消费者──这是一种较佳的服务,以“唤起”他们的使用欲望;惟这种服务日后是无法升级的。另一种是建立一个网络平台,以每户补贴500美元的方式刺激消费者需求(约当WiMAX的最低设备成本)、以灵活的推广手法形塑消费者的观感,就像10多年前互联网的出现一样,让它成为用户习以为常的行为模式;Shakouri相信,如此将有希望带出几百万的用户。另需留意的一点是,消费者未来将会要求运营商能够使互联网的接入变得物美价廉,且速率至少要以“兆”计数。
Shakouri直言,WiMAX的价值表现在“把互联网变得可以移动了”,让移动/便携式和固定用户都能各取所需。事实上这些年下来,固网无线业务已遇到不少瓶颈,单是基站和用户选址就是一大关卡(注:固网指的是2.5 GHz/3.5 GHz/5.7GHz频段的宽带无线接入技术,新近另有3.3 GHz TDD系统的出台);基站一旦太高或太低,就算是近距离的用户也没办法实现视距。不能移动的网络还与生俱来诸多缺点:需在室外架设接收天线、设备成本较高、设备基本上没有兼容性、26 GHz的组网成本较高(频率资源有限之故)、3.5 GHz频率批用率较低,还有在终端安装时需要专业人员进行安装等。
此外,WiMAX的问世,是否会危及其它无线技术的争论由来已久;动向备受瞩目的WiMAX论坛,此次再度重申:希望能够把WiMAX变成3G和Wi-Fi辅助技术、而非与其重叠、互争资源的基调。Shakouri解释说,WiMAX旨在优化移动中的传输速度,同时提供更为多元化的数据率以供用户选择,正好能够和3G进行互补;WiMAX论坛另设有一个核心工作组,分为互动游戏、视频电话会议、流媒体、技术消息、文件转换等不同等级,以符合各种类型的用户需求。
标准制定单位多持正面态度
WiMAX正和其它技术不断实现融合,拥有极佳的宽带接入兼容性为另一个重要优势,各式各样的用户都可以同时进行接入,Shakouri将之形容为“可进行价值建议”──奠基于Wi-Fi的WiMAX,不能覆盖的地方就由Wi-Fi代劳,也意谓着单个网络应用的界限已被打破。因为关切用户和运营商的切身利益,WiMAX正积极研拟相关的配套措施,并持续努力吸纳上千位工程师入列,希望从内容服务商、用户、电信运营商等角度来找到最佳的结合点。他信心满满地说,“只要有人愿意推荐这样的技术,已有现成的产品,我们就有信心在2-3年内把它带给最终用户。”
联想集团副总裁暨闪联标准工作组组长孙育宁也对WiMAX持乐观的看法:着眼于技术的快速发展,中国在高网市场有一个高速的增长,包括互联网的用户,与2003年相比有30%的增长,主要体现在即时通信、E-mail、多媒体还有一些搜索的应用和IPTV市场。加上中国手机用户基本上每年都有两位数增长的强劲力道,都为WiMAX的应用奠定良好的基础。
现今有越来越多的消费类电子集成了计算及通信能力,在带动整个网络快速发展的同时,不仅让带宽容量日趋紧张,也让软件技术的发展到了需要解决用户易用性等问题的阶段。但3C设备之间如何运用新的无线通信手段,使各个设备之间无缝连接,创造出更好的应用来,一直是困扰着整个产业迅速发展很重要的课题,也是闪联组织(IGRS)之所以要在应用层解决目前设备之间互联、互操作、共享信息的动机。
孙育宁认为,建立一个互动、无缝平台的架构(标准)能够为用户创造一个更好的应用模式。初期闪联是以TCP/IP协议为基础,并未对更深层的物理层做太多的着墨;但今后希望通过WiMAX的发展对这些新技术能够有更好的支持。闪联的目标是希望能够建立一个开放式的互动标准,使得社会智能互联、资源共享、协同服务,使这些设备能够无缝直接进行连接,特别是在无线环境下,完成多媒体的应用和控制。同时通过这样的平台建立设备间的互操作,使每个设备能通过互联网将更多的计算、存储、软件功能发挥得淋漓尽致。
虽然无线技术并不是什么新鲜的话题,笔记本电脑也多配有802.11网卡,但实际上不同厂牌的笔记本间要共享文件仍不容易;新添购的打印机,也必须进行网络地址设定和安全性的配置等才能正常使用……这都反映出三网融合的问题。比较人性化的理想状态是,不管设备的来源是什么,都应轻而易举地加以连接。另一个现象是,现在内容提供商还是不太愿意把内容放到网上去,因为内容一旦上网之后就很容易被非法盗用……因此闪联试图建构一种应用模式,使内容提供商、网络运营商、终端设备提供商与IT应用等技术,与版权保护紧密联系在一起,通过互动的平台来创造出更多的商机。
闪联是2003年由信息产业部正式批准联想、TCL、海信、康佳等共同成立,发展到今天正式会员已经有49家,涵盖大量中国终端设备厂商,以及家电厂商、网络运营、网络设备运营商,中兴、中国网通等;在成立之初即已确立要建立一个全球标准体系的目标,该标准已在2005年6月28号正式被信息产业部批准。孙育宁传达信息说,闪联体系未来将把WiMAX作为一个非常重要的考虑内容;跨越应用层,结合底层技术创造出一个更好的应用模式。
芯片厂家兴头不减
WiMAX的竞争力在哪里呢?首先是成本。从半导体生产商的角度来看这个成本的问题,现在有了标准,可以开发同样的半导体产品提供给各种不同的客户,然后从规模经济的过程当中受益。很多半导体产品都是高度集成的,同时也是基于网络元素进行架构的。富士通微电子(美国)在WiMAX领域已投入了3-5年的时间,此次代表IDM半导体厂家从芯片供应商的角度来分享其筹备WiMAX的心路历程。
其市场销售高级副总裁Keith Horn说,WiMAX是一个全IP网络的概念,它与其它的技术融合将会发生在IP层,在某些程度上会使这个网络变得平滑一些,主要是通过降低运营商的资本支出和运营支出来实现的。他并指出,遵守标准是非常重要的一个问题,尤其是WiMAX的频谱范围,遵守这个频谱非常重要;富士通已于2005年4月开始产品验证的程序,已吸引了20多个WiMAX的积极用户,并随即完成产品的验证,力求保证芯片可以在室内的CPE应用当中使用。
为什么富士通要大力开发WiMAX呢?Horn的答复是把WiMAX作为固定的无线技术来发展。半导体厂商在WiMAX生态系统当中所扮演的角色是与合作伙伴紧密合作,共同为客户提供产品,提供参考的设计,并和运营商、ODM讨论接口的设计和接口融合。富士通提倡的新型IDM模式,就是把客户加入进来,以灵活的方式引入客户,为客户提供客户化的解决方案;尤其是对于WiMAX这个系统来说,给各个不同用户提供的是不同层次的方案。
为因应16e标准电源消耗特别大,且集成度不佳的挑战,富士通在2003年已做到90纳米工艺技术,正朝60纳米以下努力,希望使它的性能更强、耗电量更低,还可实现更好的互操作性。富士通对于WiMAX的市场是全力地投入,有非常基本的IP技术,也能够为大家提供非常完整的系统性的解决方案。
同样来自韩国的POSDATA总裁兼首席执行官刘炳昌也出席此次盛会并参与发言:电信行业目前正在经历快速地巨大的变化,体现在与IPTV/数据多媒体等广播行业的融合、与有线/无线的融合、与移动/固定的融合等方面,这个变化正在不断地扩大,而WiMAX将是这些特点实现的关键因素。移动WiMAX是建立在开放的架构、无线宽带、全IP上,移动性是主要的驱动因素。他认为移动WiMAX在2009年将呈现高速增长的趋势,届时电信行业和其它行业的融合将会加快,移动WiMAX技术将促进新的业务和内容的引入。
移动WiMAX的服务提供商不仅会提供基本的连接服务,而且会提供和DSL、Wi-Fi、WCDMA以及一些额外的增值服务,例如:通信应用、娱乐应用、信息应用以及电子商务。此外,移动运营商的零售业务也会是一种新的商业模式。以时间的角度来看这个业务,“保证业务的数量和连接”是最基本的任务,一些娱乐、电子邮件和游戏等将会为适应移动WiMAX而进行一些改良,新兴商务以及基于地址的增值业务也会出现。
他指出,初期信息搜索、电子邮件、邮件传输将是主要的应用,很快随着新的更小的终端应用,这个市场会扩展,包括娱乐的应用、多媒体的应用、互联网游戏、视频点播业务等。然后随着商用业务的引入,零售业和销售、金融等行业也会快速地传播。随着电信行业和其它行业的融合以及信息芯片的发展,移动WiMAX将会适用于人对机器的通信,以及机器对机器的通信。最后WiMAX会朝着4G的方向发展,将在一个无所不在的环境当中使用。POSDATA在韩国设有移动WiMAX的研发中心,早在2004年4月即已通过韩国的现场测试,目前正在和SK电信公司做测试,加快移动WiMAX商业化的脚步。
矛盾有待磨合
显然,WiMAX的发展不是一个孤立的话题,必须就整个无线通信领域的发展来检视之。从Wi-Fi到WCDMA、CDMA 1xEV-DO、HSDPA,多种宽带和无线技术并存,WiMAX的技术和市场前景如何?关于WiMAX在中国市场的定位和发展前景有3种说法──补充说、竞争说、机遇说。如前所述,配合嫁接模式的补充说,目前似乎是自发性最有共识的一种论调,因为3G的目的除了解决人跟人的通信之外,还要解决人跟机器的通信;摩托罗拉公司资深副总裁Raghu Rau即强调,“WiMAX作为现有网络及未来3G网络的补充,能够实现更远的传输距离,提供更高速的宽带接入、优良的最后一公里网络接入服务以及多媒体通信服务,因此具有十分突出的优势。”
但如果WiMAX落后于固网运营商,并且802.16实现的话,一定是3G的竞争对手;WiMAX首度引发激烈讨论是在2004年上半年,当时就是以可超过3G的速率为号召。但移动通信的阵营也不甘示弱,随即又提出3GPP的技术和概念以迎战,进一步提高频谱效率、降低成本。而机遇说是指,WiMAX这样一种资源的重新配置将是新型运营商,特别是WTO后过渡期之后和允许民营资本进入中国电信运营之后是一个非常重要的有效手段和有效渠道,也是促进电信体制改革的一个大好机遇。不少专家都认为多种技术将在标准化和未来的产业化中形成既矛盾又互补的关系,而WiMAX的发展还将面临来自标准化、频谱规划和商业模式等方面的挑战。
暂且不论频谱资源是否够用?全球能否统一频段的争议,归结来说,目前WiMAX仍面临以下挑战:一是政策取向,将直接影响到WiMAX生态系统的存亡与兴衰;一是标准化程度,将影响着设备互通、成熟的速度和未来的应用;另外一个就是市场定位和应用模式,决定是否能如愿坐享规模经济的效益,以及能否成功长期商用和发展。
TD—SCDMA技术论坛秘书长王静就曾公开表示,现在通信技术在未来不可能形成某种技术独领风骚的局面,一定是各种技术共存,有不同的目标用户、目标市场,甚至是垂直市场等,是一种“和谐的追求”。WiMAX要想有未来的话,中国的市场显然是不可忽视的,而先决条件是要和TD—SCDMA设法创造双赢,推动在市场的应用、终端、用户、互联互通、标准等各方面一起进行全方位探讨。
WiMAX全球论坛市场营销副总裁Mohammad Shakouri坦言:在WiMAX的发展过程中,2004年起重要作用的是设备制造商,2005年运营商则成为主导型力量,而2006年,应用和内容提供商将成为推广WiMAX技术的另一支生力军。至此,围绕WiMAX的生态系统于焉形成,也关系着WiMAX的兴衰。以下文章,兹从运营商角度来看WiMAX的发展,并整体剖析WiMAX所面临的挑战。