Introduction to WiMAX

1. Introduction to WiMAX

2. 名詞解釋 • BS（Base Station，基地臺），指訊號發射端。 • SS（Subscriber Station，接收端），有室內、戶外型，必須轉接才能連到一般設備。 • CPE（Customer Premise Equipment，客戶端接收器），內建在設備上，不用像SS還要轉接裝置。 • RS（Rely Station，中繼器），在802.16j（Mobile Multi-hop Relay）制定，能延伸BS訊號，能智慧型轉發訊號。 • PTP（Point to Point，點對點模式），1臺BS對應1臺SS。 • PMP（Point to Multiple，點對多點模式），1臺BS可對應多臺SS。 • License Band及Un-License Band（License-Exempt），前者為特許營運頻帶，必須有營運執照才能使用，例如2.5GHz及3.5GHz，後者為非特許營運頻帶，不需執照，一般皆可使用，例如5.8GHz。 • LOS（Line-of-sight）及NLOS（Non-Line-of-sight），前者是指設備間沒有任何障礙物，視為直視距離，後者則是兩端間有障礙物，視為非直視距離。

3. What is WiMAX? • Worldwide Interoperability for Microwave Access；全球互運的微波存取。 • Wireless MAN(WMAN) • Last Mile access 從應用上來說，是像xDSL及Cable moden一樣的寬頻連線技術，只不過WiMAX是透過無線傳輸的方式，不需現存的一些寬頻環境必須挖路佈線，所以也就是這「最後一哩」的無線化。

4. What is WiMAX？ • 包含非直視性(Non-Line-of-Sight，NLOS)及直視性（Line-of-Sight，LOS）技術、傳輸距離長、網路涵蓋範圍廣。 • 高頻譜效率、高傳輸速率。 • 具彈性的系統容量。 • 支援語音、影像等服務之服務品質（QoS）需求。 • 支援多種工作頻段，可配合不同國家之頻譜指配。

5. WiMAX Forum • WiMAX Forum是IEEE802.16技術的推廣者。 • 首要任務是聯合全球大量的參與者，包括晶片製造商、軟體開發商、設備商和服務供應商來支援IEEE Wireless MAN標準。 • 組織已包括440個成員，分布在125個國家，具有完整的上、下游供應鏈。 成員中包括： Alcatel、AT&T、英國電信、富士通(Fujitsu)、NOKIA、MOTO、Intel、SAMSUNG 、LG，大陸的華為科技、中興通訊等。 • WiMAX Forum 將2005年訂為”The Year of WiMAX”。

6. WiMAX依頻譜區分為兩大類 • 固定式 主要以3.5G及5.8G 頻譜為主，這種固定式的傳輸速度超過1Mbps，但不具有移動的優勢，尚無法威脅到3G 。 • 移動式 主要以2.5G頻譜為主，具有行動上網的優勢，未來汽車也將全面配備WiMAX連網設備，以便行駛間能接收網路訊息。

7. 系統的選擇 • 架設新的WiMAX可選擇的系統有： TDD、FDD及H-FDD • 加拿大和許多歐洲國家通常採用FDD結構。 • 在美國，如果系統工作在授權頻帶上，則採用則雙工 方式 • 採用FDD，則要求兩個無線電系統(包括合成器)在不同頻 率下同時工作。這種系統將需要進行大範圍的外部濾 波，以避免發送功率泄漏到接收器，並造成干擾。除成 本外，雙無線電系統和濾波還需要佔用較大的電路板面積。 • 由於FDD的數據吞吐量較高，因此很多業界領先公司都 希望基地台使用全FDD模式，而用戶端則採用成本較低 的H-FDD或TDD。

8. 802.16主要標準比較 註：1mile＝ 1.6Km LOS (Line of Sight) ：可直視範圍的直線傳輸

9. 802.16主要標準比較（續） 除了以上幾個標外，另外還有3個重標準： • IEEE 802.16c： 它是IEEE 802.16的增補，它詳細規定了工作於10~66GHz頻段的IEEE 802.16系統在實現上的一系列特性和功能。 • IEEE 802.16f： 它定義了IEEE 802.16系統MAC層及實體層的管理信息庫（MIB）以及相關的管理流程。 • IEEE 802.16g： 規定了IEEE 802.16系統管理流程和接口，從而實現IEEE 802.16設備的互操作性和對網路資源、移動性和頻譜的有效管理。

10. IEEE 802.16技術應用演進 資料來源：Intel, 2004

11. IEEE 802.16協定模型

12. IEEE 802.16協定模型（續） IEEE 802.16的實體層規範： • 根據兩種調變方式： 單載波調變〔SCM〕： １．針對10~66 GHz頻段的無線接入系統。 ２．採用的調制方式有QPSK、16QAM和64QAM。 正交分頻多工〔OFDM〕： １．針對2~11GHz頻段的無線接入系統。 ２．採用的調變方式有OFDM及OFDMA技術。 • 根據兩種傳輸模式： １．分時雙工（TDD）。 ２．分頻雙工（FDD）。

13. IEEE 802.16協定模型（續） • IEEE 802.16實體層特性

14. IEEE 802.16協定模型（續） IEEE 802.16的MAC層規範： • MAC層包括三個子層： １．匯聚子層（CS:convergence sublayer）。 ２．MAC公共部分子層（CPS:common part sublayer）。 ３．加密子層（PS：privacy sublayer）。 • MAC層的Qos機制 １．UGS（Unsolicited Grant Service）非請求的頻寬分配。 ２．rtPS（real time Polling Service）即時輪詢服務。 ３．nrtPS（non real time Polling Service）非即時輪詢服務。 ４．BE（Best Effort）盡全力傳送。

15. IEEE 802.16協定模型（續） • IEEE 802.16 MAC層特點

16. 各國最常見考慮之頻段及執照頻段 • 美國WCS(Wireless Communication Services) 頻段：2.305-2.320GHz、 2.345-2.360GHz。 • 美國MMDS(Multi-point Microwave Distribution System)頻段：2.50-2.69GHz。 • 國際FWA(Fixed Wireless Access)頻段：3.4-3.7GHz。 • 北美與墨西哥頻段：2.5-5.8GHz。 • 中南美洲頻段：2.5、3.5-5.8 GHz。 • 東西歐頻段：3.5-5.8 GHz。 • 中東與非洲頻段：3.5-5.8 GHz。 • 亞太地區頻段：3.5-5.8 GHz。

17. WiMAX技術發展與應用

18. Comparisons of Wireless communication

19. Comparisons of Wireless communication

20. WiMAX優勢 • 現有的無線通訊科技 • Wi-Fi (802.11n) • 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, 802.19a, 802.16-2000 (固定式) • 802.16e (可移動裝置) • 速度，品質，範圍

21. WiMAX優勢－廣大 • ISP連接到用戶端(家庭或企業) • 通訊距離: • Wi-Fi(806.11n)以公尺計 • WiMAX(802.16 - 2000)以數十公里計(理論值是50公里) • 覆蓋範圍 • 和Wi-Fi最明顯的差別 • 美國聯邦通訊委員會(FCC)的規定，功率: • Wi-Fi : 1~100(毫瓦) • WiMax : 100,000(毫瓦)

22. WiMAX優勢－高速 • 802.11b : 11Mbps • 802.11a,802.11g: 54Mbps • 802.16a : 75Mbps • WiMAX的優勢 :更快的傳輸速度

23. WiMAX優勢－安全 • Wi-Fi : WPA2標準的PEAP認證與AES加密 • WiMAX : 3DES或AES加密，加上EAP

24. WiMAX與WiFi比較

25. WiMAX應用領域 • 私人企業 • 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

26. 台灣WiMAX使用頻帶

27. 台灣WiMAX發展 • 釋出六張分區執照 • 北區(北三張) • 台北縣、市、桃、竹、苗、宜、基與花蓮等地 • 南區(南三張) • 台中至台東等地 • 政府原則上將分區執照資本額降到5億元；全區是10億元 • 全區執照的張照初步規劃是兩張，兩至三年後再釋出，同時不論全區、分區執照的經營時間都是六年，預期在本月底會公告相關的草案，等到3月再辦公聽會，聽取各方意見，預期6、7月可以釋出分區執照。

28. 960129

29. 台灣WiMAX發展 • 原本電信三雄都有意爭取全區執照，但在先開放分區執照的政策下，業者不願失去先機，各家業者都鴨子划水，準備先拿分區執照，包括：遠傳、台灣大、中華電、威寶都已在積極準備，運用集團的力量爭取。 • 計劃申請北區執照的大眾電信將與大同結盟，兩家公司將合作共同採購網路與終端設備，並提供WiMAX漫遊服務，從北到南都可以暢通無阻。 • 大眾電信由於參與「M台灣」的專案，今年在台北縣、市建設160個WiMAX基地台，預估2008年在台北、縣市與新竹縣市建設430個基地台，屆時台北縣、市有330個基地台，新竹縣市有100個基地台。 資料來源：聯合新聞網 960129

30. 台灣WiMAX發展 • WiMAX產品 • 第一波以電腦上網卡為主 • 第二波則是雙網手機 • 廠商 • 宏達電、廣達進入研發階段 • 英特爾主導的第四代行動通訊WiMX Forum今年可望在台認證實驗室 • 電信技術中心已投資上億元在內湖設立實驗室

31. WiMAX競標團隊 資料來源：經濟 960717

32. 台灣WiMAX商機產業鏈 資料來源：經濟 960717

33. WiMAX得主誕生後一場合縱連橫大戲即將展開，大眾電信、創一投資、威邁思與大同都將辦理增資，可望引進新投資夥伴的新資金，目前市場傳出有意投資的大金主包括英特爾基金、美商Clear-wire、摩托羅拉基金與國內多家資訊大廠的股東如廣達、友訊都在積極評估投資機會；此外得標的北、南六家業者也將在業務上展開策略聯盟，以擴大商機。

34. 友訊表示，目前在評估投資得標業者的可能性，包括入股或是技術合作等，不會在WiMAX上缺席。此外六家得標業者勢必在漫遊合作，讓用戶全島都可使用，初期可望是一對一，再來可能是一對多的合作。 • 創一投資董事長何薇玲表示，創一由電子通訊產業、系統整合業、數位內容產業及國際技術夥伴合作取得WiMAX執照，未來將與投資股東及策略合作夥伴已創新多媒體內容服務切入市場。預估2008年完成基地台布建，2009年正式營運。 • 大眾電信總經理吳清源表示，27日董事會將討論增資幅度，約在10億元至20億元間，將引進策略性合作夥伴，但不願證實是外傳的英特爾基金。預期明年下半年推出服務時，月租費約899元，以搶ADSL與3G的客戶。 • 大同電信則表示，預計先從都會區開始開台，此外也計畫與其他業者策略聯盟。大同電信成立時資本額僅1億元，未來進行WiMAX投資勢必增資，短期內仍將以集團資金為主，不會找別人入股。

35. 台灣WiMAX產業鏈網通廠商名單 資料來源：經濟日報 970727

36. Wimax未來發展願景

37. 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