WiMAX : 下世代寬頻無線服務技術 蔡百豐.

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1 WiMAX : 下世代寬頻無線服務技術 蔡百豐

2 Outline 什麼是 WiMAX? 為什麼是 WiMAX? WiMAX 的應用 WiMAX的前途與未來

3 Outline 什麼是 WiMAX? 為什麼是 WiMAX? WiMAX 的應用 WiMAX的前途與未來

4 什麼是 WiMAX 特性 : 採用 IEEE 802.16d/e 標準 傳輸頻率 : 2GHz ~ 11GHz
WiMAX : Worldwide Interoperability for Microwave Access 全球互通微波存取 特性 : 採用 IEEE d/e 標準 傳輸頻率 : 2GHz ~ 11GHz 都會型網路: 傳輸距離 : MAX 31mile (50Km) 傳輸頻寬 : 75Mbps (Fixed),15Mbps (Mobile) 兩種傳輸方式 : last mile service (NLOS) & backhaul service (LOS). 傳輸品質保證 : from radio to core network 網路拓樸模式 : PTP(16km), PMP(3-5km) 有機會成為 4G 的傳輸介面 transmission rate > 384Kbps * (3~5) IP based environment with seamless and wireless service Manipulate Triple Play (Data, Voice, Video) OFDMA + MIMO 全有目前至少有 380 公司參與其中 : Intel, NEC, Motorola,… 802.11b : 11Mbps 802.11a,g : 54Mbps 802.16a : 75Mbps 4G candidates: WiMAX : Nortel, Intel IEEE : Qualcomm LTE(Long Term Evolution) : 3G providers PtoP (16Km) PtoMP(3-5Km)

5 802.16 Working Group MAC and PHY:
initial interest is the GHz range in 2001 (LOS) 802.16a (2-11GHz) was standardized in 2003 (Non-LOS) SCa, OFDM, OFDMA, HUMAN were added 802.16c specifies the detail system profiles for GHz 802.16d consolidate , a, c  IEEE Std 802.16e support for mobility (sleeping mode, hard/soft HO, Idle mode (optional) Expected to be standardized in 2005  IEEE Std Network Management: 802.16f: MIB for 802.16i Mobile MIB 802.16g: Fixed and Mobile Management Coexistence : coexistence of Fixed Wireless Broadband Access Sys. Conformance Conf.-01 (PICS ProFo.), Conf.-02 (Test Suites), Conf.-03 (Radio Tests)

6 WiMAX Forum Organization

7 WiMAX v.s. 802.16 WIMAX是一種工業組織,主要是來推廣及認證各種相關採用IEEE 802.16系列標準的產品.
無線電波的一致性及互通性 主要的參考標準是 and e-2005 採取與WiFi v.s 一致的模式 IEEE P does not deal with functions usually provided by the RAN The standardization of these missing parts of a portable/mobile WiMAX access network is the scope of the WiMAX NWG.

8 802.16 相關系列 Multiplexing Fixed WiMAX (802.16d)  OFDM
Mobile WiMAX (802.16e)  OFDMA

9 Outline 什麼是 WiMAX? 為什麼是 WiMAX? WiMAX 的應用 WiMAX的前途與未來

10 電信網路的基本架構 無線存取系統 Radio Access Network 端點使用者 核心網路系統 End Users
WiFi 無線存取系統 Radio Access Network 端點使用者 End Users 核心網路系統 Core Network

11 無線存取系統之分類 WWAN 802.20 (4G?) WMAN 802.16 (WIMAX) WLAN 802.11 (WIFI)
WPAN (Bluetooth) (UWB) (Zigbe) 10m 100m 50KM

12 Fixed Wireless Access:
Business topology BROADBAND WIRELESS ACCESS 802.16/a Backhaul : P2P for linked infrastructure WiFi 802.16 LOS to fixed outdoor antenna 802.16e NLOS to MSS (laptop/PDA..) : Handoff fun. enabling mobile data feeding WiFi WiFi Fixed Wireless Access: DSL to homes and business 802.16a NLOS to fixed Indoor antenna 802.16a NLOS to fixed outdoor antenna MSS: Mobile Subscriber Station; LOS: Line of Sight; NLOS: Non Line of Sight Ref. from Vodafone

13 WiMAX 的優勢 現有的無線通訊科技 雙網整合 WiMAX Wi-Fi (802.11n) GPRS(3G), HSDPA(3.5G)
802.11b,802.11a,802.11g GPRS(3G), HSDPA(3.5G) 雙網整合 WLAN 速度，品質 Cellular Network 範圍 WiMAX 802.16d, a, (固定式) 802.16e (可移動裝置) 速度，品質，範圍

14 廣大 - Last Mile(最後一哩) ISP連接到用戶端(家庭或企業) 通訊距離: WiMAX的優勢 : 廣大的覆蓋範圍
Wi-Fi(806.11n)以公尺計 WiMAX( )以數十公里計(理論值是50公里) WiMAX的優勢 : 廣大的覆蓋範圍 穿透建築物、高山、樹木等地區

15 高速 - 75 Mbps 802.11b : 11Mbps 802.11a,802.11g: 54Mbps 3G : 2Mbps 802.16a : 75Mbps WiMAX的優勢 :更快的傳輸速度

16 對稱 - 穩定 HSDPA(3.5G):高速下行資料傳輸，加強第三代行動通訊 穩定的品質(QoS) Skype on HSDPA WiMAX的優勢:對稱的頻寬(上下傳頻寬相同)---更能滿足無線存取的需求

17 加密 - 安全 Wi-Fi : WPA2標準的PEAP認證與AES加密 WiMAX : 定義了隱私密鑰管理(PKM),可以透過RSA或EAP等機制來實現

18 移動 – 802.16e 3G : 802.16 : 2 Mbps (靜止) 384 kbps (<5 km/hr)
64k kbps (>60 km/hr) : 15 Mbps (~ 120km/hr)

19 Why WiMAX WiFi WCDMA WiMAX Modulation Scheme CDMA, OFDM CDMA
Standard a/b/g 3GPP 802.16 Spectrum 2.4,5.8GHz (Unlicensed) Around 2GHz (Licensed) 2-11 GHz (Licensed & Unlicensed) Peak Data Rate 20MHz 5MHz 20MHz Mobility Fixed , Portable Mobile Fixed, Portable, Mobile Modulation Scheme CDMA, OFDM CDMA OFDM, OFDMA Coverage Range 100s meters < 35Km Up to 50Km QoS No -> e is working Yes YES for 5 different service Full Duplex NO FDD / TDD Channel Access Connection-based Scheduled MAC : CSMA/CA MAC : DAMA (Demand Access Multiple Access) 802.16d w/o mobility: raw date rate can excess 120Mbps，50公里，內含QoS及Security 802.16e w/ mobility: 15Mbps, 3-5 Km SC (Single Carrier) :10-66GHz SCa (Single Carrier a) :0-11GHz OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 256 carriers :0-11GHz with mesh mode OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 2048 carriers :0-11GHz without mesh mode

20 Outline 什麼是 WiMAX? 為什麼是 WiMAX? WiMAX 的應用 WiMAX的前途與未來

21 台灣WiMAX執照分布 北區 大眾電信 創一投資 威邁斯電信 : 東訊公司與威寶電信 南區 遠傳電信 大同電信 威達有線電視

22 WiMAX應用領域 私人企業 寬頻網路服務 攜帶式寬頻無線 大都會多個據點，避免或降低和多家通信業者合作的不便 (切換費用)
大都會多個據點，避免或降低和多家通信業者合作的不便 (切換費用) 寬頻網路服務 客戶與中小型企業據點的傳輸服務 家庭，郊區，住宅區 視訊隨取需求的到來 攜帶式寬頻無線 行動用戶的選擇

23 WiMAX應用優勢 無線頻寬需求 點對點靈活配置 社區無線網路應用 網路建構不完整地區的應用 簡單的完成網路的佈建 降低必須的成本需求
可協助，如：CABLE、DSL的空白覆蓋 網路建構不完整地區的應用 在偏遠地區或人口密度較低的地點建構無線網路架構

24 台灣WiMAX發展相關計畫 交大，清大，中央，暨南，中華電信所聯合建置802.16試驗平台 鄉村型的暨南大學試驗網 市郊型的中央大學試驗網 都會型的清華交通試驗網

25 Ｍ台灣計畫 WiMAX有五大應用 需要殺手級的應用才能充份發揮 網路電話 寬頻電視 基地台定位導航 行動居家保全
影音部落格（V-Blog）等應用 需要殺手級的應用才能充份發揮

26 Motorola, Nortel Networks, Nokia, Cisco 已經出現的固接式WiMAX:
成為第二個Wi-Fi? Rosedale, Intel 晶片 Motorola, Nortel Networks, Nokia, Cisco 已經出現的固接式WiMAX: 北美，拉丁美洲，中國，日本，澳洲的城市 英國:已經有一個WiMAX網路在Westminster啟用，目標客戶是小型企業 Motorola:巴基斯坦支援行動WiMAX計畫 行動WiMAX:2006年的斯洛伐克與澳洲

27 WiMAX Interworking with existed Networks
NAP ASN WiMAX WLAN WAG PDG GGSN HLR SGSN 3GPP HA PDSN RNC AC PCF 3GPP2

28 Outline 什麼是 WiMAX? 為什麼是 WiMAX? WiMAX 的應用 WiMAX的前途與未來

29 Show me the $$$!!!!!!!

30 WiMAX是錢景還是錢坑!? 商業營運模式 龐大資本支出與人事維運費用 認證與互通測試缺乏 電信業者投入的態度 VoIP與無線寬頻上網?
收費模式? 用戶數規模? 龐大資本支出與人事維運費用 上千個基地台 (1500k~3000k each) 認證與互通測試缺乏 電信業者投入的態度 規格制定時程 傳輸設備及技術改良 使用者接受程度 頻譜的釋放及各國政府態度

31 過於樂觀? 現有通訊業者的反彈? 3G投資(升級成3.5G) 既有的ADSL產業 如何收費? 架設成本? 終端設備---耗電量?

32 堪憂的現況 802.16d仍然處於觀望的階段,雖然已有多家廠商出貨但是並不普及,因為802.16d是固定式的,大部分仍看好802.16e的未來 目前WiMAX設備的價格仍然過貴,因此不普及 各家WiMAX晶片組之間仍有相容性問題 802.16e與3G之間的競爭.同樣屬於移動式的傳輸方式,3G因為電力消耗較小,多應用在手機,而802.16e因消耗公率較大,多應用在筆記型電腦或PDA上面.

33 與Wi-Fi / 3G的競合 3G 基地台數量說 座，等於全台 WIMAX要達到全台覆輔蓋基地台建置數量可能要達 Wi-Fi AP價錢低可到處撥撒 Update 現有3G模組具備WiMAX的傳輸能力可大幅減少cost (技術成熟度與接受度?) 與Wi-Fi整合為發揮更大的功效(目前各家廠商努力的目標)

34 Thanks!!