WiMax技術發展現況與應用 朝陽科技大學資訊管理系 王淑卿

Outline 行動通訊系統演進 何為WiMax WiMAX的技術優勢 WiMAX發展面臨之挑戰 國際發展現況 台灣發展現況 問題討論 參考文獻

行動通訊系統演進(1/3) 1G -> 2G -> 2.5G -> 3G 第一代行動電話(1G) 第二代行動電話(2G) 1980年代由美國所發展 類比式的行動電話系統 純語音服務 第二代行動電話(2G) 1990年由歐洲所發展 數位式行動電話系統[2] 增強第一代行動電話之語音容量[2] 增加簡訊服務

行動通訊系統演進(2/3) 2.5G 第三代行動電話(3G) 2001年由歐洲電信標準協會發展 整合封包無線電服務技術 提供電路交換 封包交換 第三代行動電話(3G) 三大主流(WCDMA、CDMA2000、TDS-CDMA) 多媒體服務 影像電話

行動通訊系統演進(1/3) 行動電話系統之技術及規格 資料來源：湯蓓蓉(2008) WiMAX行動應用服務市場區隔之研究 系統演進 1G 系統名稱 AMPS GSM GPRS(GSM) WCDMA CDMA2000 TDS-CDMA 資料傳輸速率 <10kbps 10~20 kbps 160 kbps 384kbps~2Mbps 發展時間 1980 1990 2001 發展國家 美國 歐洲 亞太、歐洲 南韓、美國 中國 資料來源：湯蓓蓉(2008) WiMAX行動應用服務市場區隔之研究

何為WiMax 全球互通微波存取（Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX） 由WiMax論壇（WiMAX Forum）提出並於2001年6月成形， 2001年12月正式發佈IEEE 802.16-2001標準。 長距離的無線寬頻傳輸技術(無線的 ADSL、長距離的 802.11) 涵蓋範圍遠大於 802.11 網路，因而被界定為無線都會網路（WMAN），而非無線區域網路（WLAN）

何為WiMax(背景) 傳統考慮(DSL、T1或Cable-modem) 有線網路的網路基礎建設成本較為昂貴，ISP較不願在人口稀少或偏遠地區安裝必要設備 然過去已有LMDS或MMDS這類寛頻存取技術，卻無統一的技術標準 IEEE 802.16小組 IEEE 於1999年，成立了IEEE 802.16工作小組，專門進行寛頻無線存取技術的發展工作

何為WiMax(演進，1/2) 固定無線寬頻 ->移動無線寬頻 -> 行動無線寬頻 固定無線寬頻 移動無線寬頻 具有高速傳輸與覆蓋範圍大的無線寬頻接取技術 不支援基地臺切換 終端產品使用時需固定不能高速行動 主要競爭對手以固網寬頻業者（即ADSL業者）為主 移動無線寬頻 像是更進階的Wi-Fi技術 仍缺乏讓使用者在基地臺之間切換訊號

何為WiMax(演進，2/2) 行動無線寬頻 可在不同的基地臺之間移動 更可移動到另一個IEEE802 系列的網路（如從IEEE802.16 系統移動到IEEE802.11 系統） 可提供在最高速限120 公里的移動 與3G 技術已無太大差異 可與手機等手持式產品搭配

何為WiMax(IEEE 802.16，1/4) IEEE802.16是一種規範在微波及毫米波頻段的無線網路技術，規格標準分別為802.16、802.16a、802.16b、802.16c、802.16d及802.16e。[2] IEEE 802.16-2001(固定) 考慮到與現有LMDS系統相容的問題，因此一開始的時候僅規範10–66 GHz的頻段 對於對障礙物的穿透能力差，訊號也比較容易受到雨衰的影響

何為WiMax(IEEE 802.16，2/4 ) IEEE 802.16a(固定) 加強都會地區的運行能力 運作頻段為2–11GHz 涵蓋的範圍最遠可達50公里(通常在半徑10公里內) 可以支援語音和視訊等服務 IEEE 802.16-2004 (IEEE 802.16d)(移動) 將IEEE 802.16-2001與IEEE 802.16a進行了整合和修訂 針對2-66G頻段的實體層和MAC層進行了詳細規範

何為WiMax(IEEE 802.16，3/4 ) IEEE 802.16-2005 (IEEE 802.16e) (行動) 支援移動式的無線寛頻存取服務 增加移動特性功能 基地臺切換 可節省能源的睡眠模式 呼叫搜尋 增強的安全能力等

何為WiMax(IEEE 802.16，4/4 ) IEEE 802.16 標準 項目 802.16 802.16d 802.16e 頻譜 10-66 GHz 2-11 GHz 2-6 GHz 應用 後置網路 (Backhaul) 無線數位用戶迴路 (Wireless DSL)及 後置網路(Backhaul) 行動上網 連線方式 直線通訊 (Line of Sight ) 非直線通訊 (Non-Line of Sight ) 速率 32-134 Mbps在28 MHz頻道寬度 最高75 Mbps在20 MHz 頻道寬度 最高15 Mbps在5 MHz頻 道寬度 移動性 固定性 可攜性 資料來源： WiMAX Forum網站：http://www.WiMAXforum.org/home/

WiMAX的技術優勢 低成本的鋪設費用 更大的應用潛力 更穩定的應用技術 涵蓋各種最後一哩解決方案(包括ADSL、Cable、FTTx、3G、Wi-Fi等)[1] 更穩定的應用技術 高穩定度的傳輸 安全性的增強 QoS（Quality of Service）機制

WiMAX發展面臨之挑戰(1/2) 顯性成本高於同類技術數倍 網絡建設需要“平地起高樓”(與LTE或HSDPA+比較同為3.9G) 覆蓋和頻譜效率方面還存在一些重大的技術問題，這可能造成WiMAX要覆蓋同一面積所需基地臺數量高於現有3G技術 802.16e的 VoIP 的頻譜效率更還不及WCDMA R99和CDMA2000 1x 運營成本支出要比HSPA高出20%-50% 資料來源： WiMAX：成本是發展瓶頸： http://market.c114.net/176/a221316.html

WiMAX發展面臨之挑戰(2/2) 頻譜 面對有線寬頻市場的競爭 Wi-Fi市場的穩定成長 電信業者已耗費鉅資佈建3G局端與用戶端設備 免費的頻譜不負使用 面對有線寬頻市場的競爭 Wi-Fi市場的穩定成長 電信業者已耗費鉅資佈建3G局端與用戶端設備

國際發展現況 目前全球共有 149 個國家的 593 個 WiMAX 布建網路案例 用戶數約達 1,200 萬人 網路覆蓋人口數於2009 年已達到6.2 億人口，預計至2011 年底將超過10 億人口 全球WiMAX 營運商積極布建網路數，以非洲地區最多，佔19.6% 成熟國家如美國Clearwire、日本UQ、南韓KT等因國內市場競爭激烈，用戶表現不如預期發展 資料來源： 行政院 十大重點服務業：http://www.ey.gov.tw/ct.asp?xItem=74471&ctNode=3943&mp=927

台灣發展現況(1/5) 台灣發展WiMAX之背景 台灣WiMAX發展藍圖 以往的通訊產業發展計畫，政府較少有完整的產業策略藍圖規劃與配套 已往只能追隨國際腳步(因需交付昂貴的授權金、臺灣廠商也只能處於競爭劣勢) 台灣WiMAX發展藍圖 94年行政院正式推動行動台灣計畫 95 年行政院訂定「台灣WiMAX 發展藍圖」政策，並運用行動台灣計畫推動WiMAX 應用 96 年起經濟部與AlcatelLucent、Nortel、Motorola、NEC、NSN 等9 家國際大廠簽訂WiMAX 合作備忘錄 98年10月總統府財經諮詢小組決議推動重點服務業WiMAX服務輸出等，進行WiMAX 無線寬頻解決方案與推動旗艦公司發展推動規劃

台灣發展現況(2/5) 行動台灣計畫：台灣WiMAX藍圖 資料來源：湯蓓蓉(2008 )，WiMAX行動應用服務市場區隔之研究

台灣發展現況(3/5) 台灣WiMAX產業現況 資料來源：行政院十大垂點服務業： http://www.ey.gov.tw/ct.asp?xItem=74473&ctNode=3943&mp=927

台灣發展現況(4/5) 機會與挑戰 台灣WiMAX 設備廠商發展 WiMAX 營運商面臨的挑戰 產量成長快速，但平均單價快速下降 國內自行研發局端微型基地台，但缺乏營運商採用案例 產業鏈需補強系統整合能量 WiMAX 營運商面臨的挑戰 基地台站址不易取得，網路布建速度緩慢 電信法修正案限制基地台的設置 後端網路介接費率過高 未能統合漫遊與拆帳業務

台灣發展現況(5/5) 資料來源：行政院十大垂點服務業： http://www.ey.gov.tw/ct.asp?xItem=74475&ctNode=3943&mp=927

WiMAX產品應用 根據經濟部工業局行動台灣應用推動計劃辦公室（民96）指出，將WiMAX應用服務分為三大類，行動服務、行動生活及行動學習。 服務類型 行動服務 行動生活 行動學習 服務內容 行動政府服務 行動安全服務 行動交通服務 行動醫療服務 行動商務 行動會議 影像電話 行動電視 線上遊戲 居家醫療 行動圖書館 行動校園安全 行動遠距教學 資料來源：湯蓓蓉(2008 )，WiMAX行動應用服務市場區隔之研究

VoIP、監視器、警報器、Relay、派遣、POS、VOD 可以加值的服務劇本 應用服務劇本 可能的終端 電信主幹網路 WiFi 閘道器、定點接收器 無線服務主幹 銀行網路 模組、定點接收器、閘道器、手機、監視器、ATM 教育網路 模組、定點接收器、閘道器、VoIP、遠距教學、監視器 警用安全 模組、定點接收器、閘道器、VoIP、遠距教學、監視器、警報器、 車用接收器、手機 近海聯繫 定點接收器、閘道器、VoIP、監視器、警報器、Relay 、手機 校園網路 定點接收器、閘道器、VoIP、遠距教學、監視器、警報器、手機 暫時緊急 SNG、定點接收器、閘道器、VoIP、遠距教學、監視器、手機 主題樂園 VoIP、監視器、警報器、Relay、派遣、POS、VOD、交換機手機 無線接取 VoIP、監視器、警報器、Relay、派遣、POS、VOD 農村聯繫 定點接收器、閘道器、手機、監視器、手機 戰場應用 監控、通訊手機、發報機 資料來源：湯蓓蓉(2008 )，WiMAX行動應用服務市場區隔之研究

問題與討論 WiMAX、3G 誰比較好？ 無線通訊 WiMAX 帶來過剩的頻寬 消費者需要 75M頻寬的理由是什麼？ 「絕對大的頻寬」VS「足夠使用的頻寬」

參考文獻(1/2) [1]陳柏佑(2003)，臺灣WiMAX 營運業者競爭優勢之研究－以遠傳電信為例。國立政治大學廣播電視學系碩士論文 [2]湯蓓蓉(2008)，WiMAX行動應用服務市場區隔之研究。國立成功大學電信管理研究所碩士論文 [3]行政院國經濟建設委員會(2009)：WiMAX 產業座談會簡報。2011年4月17日，取自http://www.cepd.gov.tw/dn.aspx?uid=7874 [4]行政院：M台灣計畫網。2011年4月17日，取自http://duct.cpami.gov.tw/intro/index_01.htm [5]行政院：行政院國家資訊通信發展推動小組，http://www.nici.nat.gov.tw/content/application/nici/n1002006100710000/guest-cntgrp-browse.php?ordinal=100200610071 [6]行政院：六大新興產業四大智慧型產業十大重點服務業網站。2011年4月17日，取自http://www.ey.gov.tw/mp.asp?mp=927 [7]行政院(2010)：全球現況與台灣之機會與挑戰。2011年4月17日，取自http://www.ey.gov.tw/lp.asp?CtNode=3943&CtUnit=1513&BaseDSD=7&mp=927

參考文獻(2/2) [8]媒體公民行動網(2008): 2008台灣寬頻、行動與無線競爭力總體檢─【導論】台灣寬頻市場打得火熱 消費者得利下 整體競爭力是否提升？2011年4月20日，取自http://www.nccwatch.org.tw/news/20081209/27632 [9]中國通信網(2007)：WiMAX：成本是發展瓶頸。2011年4月21日，取自http://market.c114.net/176/a221316.html [10]新通訊元件雜誌(2005)：WiMAX晶片紛紛上市 分析晶片市場現況及未來發展。2011年4月21日，取自http://www.2cm.com.tw/coverstory_content.asp?sn=0701010536 [11]程榮祥： IEEE 802.16簡介。2011年4月23日取自http://nsda.ee.ncku.edu.tw/chengrs/report/Report_802.16.pdf [12]WiMAX Forum, http://www.wimaxforum.org/