無線都會網路新貴 WiMAX標準介紹
■WiMAX的興起背景
東亞的南韓、台灣、日本等地，向來在寬頻指標（密度、用量）上居於領先，這與「地狹人稠」的天然地形有密切關係，使通訊服務的營運業者在佈建寬頻時，同樣的佈建成本與距離，能擁有較高的投資報酬率。相對的，地廣人稀的美、加、紐、澳，自然在寬頻拓展上處於落後。
重點還是在於基礎建設投資的合算性，若佈牽了數十公里實體寬頻線路後，僅有三戶人家願意使用，那麼成本回收將遙遙無期，業者也會將此段佈建的意願、優先權 降低。也因此WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）被提出，期望以無線、遠距、寬頻的方式取代實體寬頻的佈線，加速地廣人稀處的寬頻到戶普及率。
WiMAX的作法仿自過往 的WiFi（Wireless Fidelity）成功模式，WiFi以IEEE 802.11標準為基礎，由業者聯合成立WiFi工作小組，負責IEEE 802.11的設備、裝置之互通測試，凡通過相容測試則可取得WiFi認證標誌，如此消費者、用戶可安心購買不同廠牌的IEEE 802.11產品，並可跨廠牌地相容互通使用，如此使IEEE 802.11的採購意願、市場規模迅速擴展，擊敗Bluetooth、HomeRF，成為今日WLAN（無線區域網路）的主流規格。如今WiMAX以 IEEE 802.16為基礎，期望成為WMAN（無線都會網路）的主流規格。
一旦WiMAX可行、普及，則居家的ADSL數據機連通至公眾網路的一端就不再是實體線路，將改成WiMAX無線天線，甚至更進一步的，也可能在室內就直接行動無線上網，不需要任何的固接性寬頻連接、轉介裝置。
此外，也因為WiMAX的傳距遠（最大至30英哩，約48公里），傳速高（每個WiMAX基地台最快134Mbps），每個末端連網裝置可獲得 300Kbps∼2Mbps的連網頻寬，使其確實具備取代實體寬頻佈線的能力。加上IEEE 802.16具有QoS的頻寬管理能力，以及追加行動通訊的支援，這也使許多人臆測WiMAX恐將阻礙3G的普及，甚至成為3G殺手。
WiMAX所威脅的，不僅是實體的寬頻線路，也不僅是威脅3G通訊，由於IEEE 802.16也衍生制訂出具穿透性的傳輸標準，使WiMAX與WiFi間的角色分工開始有些重複、糾疊性。
WiMAX真有通殺一切、大開殺戒的本領？或許從它的基礎規格標準：IEEE 802.16所提供的傳輸通訊能耐，可以略知與窺探。
■IEEE 802.16家族巡禮：802.16、16a、16b、16c、16d、16e
IEEE 802.16最早提出於2001年12月，定位在固接、單點對多點（Point-to-Multipoint；PMP）的無線寬頻傳輸，並設定在無障礙空間（Line Of Sight；LOS，或稱：視線可見處）範疇內傳送，類似無線寬頻基地台的角色。
●IEEE 802.16 vs T1、ADSL
由於802.16最遠至48km，端速300Kbps∼2Mbps。相對的，現有G.lite、G.dmt標準的ADSL，其速度最高 1.5Mbps∼8Mbps（唯日本有自用特規，最高可至26Mbps），且速度愈快，用端（家庭）到局端（機房）的距離也必須愈近，最遠無法超越 5.7km，同時必須倚賴現有公眾電話銅線。
若想持續延伸實線長度，只能選擇專門佈設的T1（1.54Mbps）、E1 （2.04Mbps），甚而用T3（45Mbps），不僅佈建昂貴，維護也貴。所以密集短距的T1／E1運用幾乎都被ADSL所取代，但偏遠長距依然要倚 賴T1／E1，然WiMAX卻可提供相近的長距方案，且佈建成本、維護成本都比T1／E1具優勢。
●IEEE 802.16a vs IEEE 802.11b、11g
之後，2003年1月新增了IEEE 802.16a，增加了針對障礙空間（Non Line Of Sight；NLOS）的傳送規範，也因為強化微波的阻礙穿透性，所以傳距也縮短些，若IEEE 802.16為30∼50km，則IEEE 802.16a為4∼9km。筆者認為802.16a是與802.16形成長短互補效果，廣大空曠範疇的傳輸即用802.16，在接近存取用戶時改用 802.16a，直接穿牆提供服務。
雖然802.16a的用意主要在強化802.16與用戶固接連網設備間的最後一段，即戶外部分的連 通強化，並依然認定室內當由WiFi的WLAN來銜接，有各自的角色定位區隔，然筆者認為具穿透力的WiMAX也會與WiFi有所「重疊」， 802.16a有可能一個社區共用一個，社區內的用戶在家都可以自由無線上網，如此即不需使用WiFi。
當然，WiMAX至末端用戶後的傳輸率僅約300Kbps∼2Mbps，WiFi的傳輸率為11Mbps（802.11b）、54Mbps（802.11g），若以室內範疇的高速傳輸而言依然要倚賴WiFi，但就純連外上網而言WiFi難以與WiMAX有太大差別。
●IEEE 802.16b vs IEEE 802.11a
另外也有802.16b，是針對5GHz∼6GHz全球通用的免授權頻段而設計，特別是用在5.8GHz，此也稱為WirelessHUMAN （Wireless High-Speed Unlicensed Metropolitan Area Network），即無線、高速、且不需授權使用的都會網路。不過802.16b不歸屬在WiMAX中，是另行的一項規格。筆者認為802.11b主要用 意在於取代原有同為5.8GHz的IEEE 802.11a之升級、強化角色。
至於802.16c是802.16的接續強化，增加了依循ISO/IEC 9646系列及ITU-T x.290系列的驗證程序，屬小幅的追增性改變。
●IEEE 802.16e vs 3G、PHS
現在最新的發展，是針對行動上網運用而提出802.16e，或許各位會問：若在開闊地、通透性高的戶外，可用802.16進行連網，而即便在室內也能用穿透性的802.16a，為何還需要802.16e？
事實上802.16、802.16a都還是以固接運用來制訂規格，雖可移動使用，但也僅限於慢速的個人走動，無法在高速移動（如：行車）時仍保持一定的通 訊傳輸。此外各位或許認為在開放場合走動依然可用，就表示802.16可能會取代行動電話，但其實802.16的固接通訊設計，其用電特性不適合用於只倚 賴電池運作的行動裝置上，而802.16e正是為上述種種提出的新因應：提供高速移動的服務持續性，及功率、用電上的精省性。
802.16e 將用在筆記型電腦、個人數位助理、行動電話等行動裝置上，除了省電外，期望在時速120km的移動速度下都能順暢通訊（與GSM標準一致，PHS則稍低： 100km/hr，另一說法是希望WiMAX達150km/hr時都能保持通訊），但為了省電也必然有所犧牲（如：頻段、傳速）。
802.16e目前仍在草擬階段，預計在近期內完成標準底定。而一般媒體報導將WiMAX渲染成3G殺手，便是指專為行動用途而提案，但仍尚未定案的802.16e上。
即便不談3G，現有的GSM/GPRS、PHS也將受脅，PHS基地台覆蓋率小，一個GSM基地台的覆蓋率，要佈建5、6個PHS基地台才能等同，而 GSM／GPRS（9600bps／115200bps）與WiMAX覆蓋範疇相近，但傳速遠遠不及，那怕是EDGE（Enhanced Data rates for GSM Evolution）的384Kbps都不夠看，這也是WiMAX可能在3G普及到臨前，搶先取代現有2G、2.5G的原因，只待省電型末端規格 ─802.16e的更成熟底定。
也因為能車用，所以802.11e也屬NLOS傳輸，並且802.16e相容於802.16d，可互通 運作。由於家族中另一個規格802.16d可望取代802.16、802.16a、802.16c等前三版而成為後續發展主力，相信未來必是 802.16d/802.16-2004與802.16e的舞台。
圖說：WiMAX正試圖仿效過去WiFi的成功推展模式，由IEEE工作小姐負責基礎規格制訂，而由WiMAX機構負責實現成品的標準性測試、相容互通性測試。（製圖：郭長祐）
圖說：現今的無線通訊概略分成四個範疇層級，從小至大分別是：個域、區域、都域、廣域。目前各領域皆有對應的IEEE標準制訂，有時同一領域中也會有多種標準相互競逐制訂進度。（製圖：郭長祐）
圖說：IEEE 802.16家族標準圖，802.11、80211a後續由802.11d取代，並正在新增制訂行動通訊用的802.11e，而802.16c、802.16f、802.16g為關連性標準，至於802.16b則不在整體主軸線中。（製圖：郭長祐）
■WiMAX的興起背景
東亞的南韓、台灣、日本等地，向來在寬頻指標（密度、用量）上居於領先，這與「地狹人稠」的天然地形有密切關係，使通訊服務的營運業者在佈建寬頻時，同樣的佈建成本與距離，能擁有較高的投資報酬率。相對的，地廣人稀的美、加、紐、澳，自然在寬頻拓展上處於落後。
重點還是在於基礎建設投資的合算性，若佈牽了數十公里實體寬頻線路後，僅有三戶人家願意使用，那麼成本回收將遙遙無期，業者也會將此段佈建的意願、優先權 降低。也因此WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）被提出，期望以無線、遠距、寬頻的方式取代實體寬頻的佈線，加速地廣人稀處的寬頻到戶普及率。
WiMAX的作法仿自過往 的WiFi（Wireless Fidelity）成功模式，WiFi以IEEE 802.11標準為基礎，由業者聯合成立WiFi工作小組，負責IEEE 802.11的設備、裝置之互通測試，凡通過相容測試則可取得WiFi認證標誌，如此消費者、用戶可安心購買不同廠牌的IEEE 802.11產品，並可跨廠牌地相容互通使用，如此使IEEE 802.11的採購意願、市場規模迅速擴展，擊敗Bluetooth、HomeRF，成為今日WLAN（無線區域網路）的主流規格。如今WiMAX以 IEEE 802.16為基礎，期望成為WMAN（無線都會網路）的主流規格。
一旦WiMAX可行、普及，則居家的ADSL數據機連通至公眾網路的一端就不再是實體線路，將改成WiMAX無線天線，甚至更進一步的，也可能在室內就直接行動無線上網，不需要任何的固接性寬頻連接、轉介裝置。
此外，也因為WiMAX的傳距遠（最大至30英哩，約48公里），傳速高（每個WiMAX基地台最快134Mbps），每個末端連網裝置可獲得 300Kbps∼2Mbps的連網頻寬，使其確實具備取代實體寬頻佈線的能力。加上IEEE 802.16具有QoS的頻寬管理能力，以及追加行動通訊的支援，這也使許多人臆測WiMAX恐將阻礙3G的普及，甚至成為3G殺手。
WiMAX所威脅的，不僅是實體的寬頻線路，也不僅是威脅3G通訊，由於IEEE 802.16也衍生制訂出具穿透性的傳輸標準，使WiMAX與WiFi間的角色分工開始有些重複、糾疊性。
WiMAX真有通殺一切、大開殺戒的本領？或許從它的基礎規格標準：IEEE 802.16所提供的傳輸通訊能耐，可以略知與窺探。
■IEEE 802.16家族巡禮：802.16、16a、16b、16c、16d、16e
IEEE 802.16最早提出於2001年12月，定位在固接、單點對多點（Point-to-Multipoint；PMP）的無線寬頻傳輸，並設定在無障礙空間（Line Of Sight；LOS，或稱：視線可見處）範疇內傳送，類似無線寬頻基地台的角色。
●IEEE 802.16 vs T1、ADSL
由於802.16最遠至48km，端速300Kbps∼2Mbps。相對的，現有G.lite、G.dmt標準的ADSL，其速度最高 1.5Mbps∼8Mbps（唯日本有自用特規，最高可至26Mbps），且速度愈快，用端（家庭）到局端（機房）的距離也必須愈近，最遠無法超越 5.7km，同時必須倚賴現有公眾電話銅線。
若想持續延伸實線長度，只能選擇專門佈設的T1（1.54Mbps）、E1 （2.04Mbps），甚而用T3（45Mbps），不僅佈建昂貴，維護也貴。所以密集短距的T1／E1運用幾乎都被ADSL所取代，但偏遠長距依然要倚 賴T1／E1，然WiMAX卻可提供相近的長距方案，且佈建成本、維護成本都比T1／E1具優勢。
●IEEE 802.16a vs IEEE 802.11b、11g
之後，2003年1月新增了IEEE 802.16a，增加了針對障礙空間（Non Line Of Sight；NLOS）的傳送規範，也因為強化微波的阻礙穿透性，所以傳距也縮短些，若IEEE 802.16為30∼50km，則IEEE 802.16a為4∼9km。筆者認為802.16a是與802.16形成長短互補效果，廣大空曠範疇的傳輸即用802.16，在接近存取用戶時改用 802.16a，直接穿牆提供服務。
雖然802.16a的用意主要在強化802.16與用戶固接連網設備間的最後一段，即戶外部分的連 通強化，並依然認定室內當由WiFi的WLAN來銜接，有各自的角色定位區隔，然筆者認為具穿透力的WiMAX也會與WiFi有所「重疊」， 802.16a有可能一個社區共用一個，社區內的用戶在家都可以自由無線上網，如此即不需使用WiFi。
當然，WiMAX至末端用戶後的傳輸率僅約300Kbps∼2Mbps，WiFi的傳輸率為11Mbps（802.11b）、54Mbps（802.11g），若以室內範疇的高速傳輸而言依然要倚賴WiFi，但就純連外上網而言WiFi難以與WiMAX有太大差別。
●IEEE 802.16b vs IEEE 802.11a
另外也有802.16b，是針對5GHz∼6GHz全球通用的免授權頻段而設計，特別是用在5.8GHz，此也稱為WirelessHUMAN （Wireless High-Speed Unlicensed Metropolitan Area Network），即無線、高速、且不需授權使用的都會網路。不過802.16b不歸屬在WiMAX中，是另行的一項規格。筆者認為802.11b主要用 意在於取代原有同為5.8GHz的IEEE 802.11a之升級、強化角色。
至於802.16c是802.16的接續強化，增加了依循ISO/IEC 9646系列及ITU-T x.290系列的驗證程序，屬小幅的追增性改變。
●IEEE 802.16e vs 3G、PHS
現在最新的發展，是針對行動上網運用而提出802.16e，或許各位會問：若在開闊地、通透性高的戶外，可用802.16進行連網，而即便在室內也能用穿透性的802.16a，為何還需要802.16e？
事實上802.16、802.16a都還是以固接運用來制訂規格，雖可移動使用，但也僅限於慢速的個人走動，無法在高速移動（如：行車）時仍保持一定的通 訊傳輸。此外各位或許認為在開放場合走動依然可用，就表示802.16可能會取代行動電話，但其實802.16的固接通訊設計，其用電特性不適合用於只倚 賴電池運作的行動裝置上，而802.16e正是為上述種種提出的新因應：提供高速移動的服務持續性，及功率、用電上的精省性。
802.16e 將用在筆記型電腦、個人數位助理、行動電話等行動裝置上，除了省電外，期望在時速120km的移動速度下都能順暢通訊（與GSM標準一致，PHS則稍低： 100km/hr，另一說法是希望WiMAX達150km/hr時都能保持通訊），但為了省電也必然有所犧牲（如：頻段、傳速）。
802.16e目前仍在草擬階段，預計在近期內完成標準底定。而一般媒體報導將WiMAX渲染成3G殺手，便是指專為行動用途而提案，但仍尚未定案的802.16e上。
即便不談3G，現有的GSM/GPRS、PHS也將受脅，PHS基地台覆蓋率小，一個GSM基地台的覆蓋率，要佈建5、6個PHS基地台才能等同，而 GSM／GPRS（9600bps／115200bps）與WiMAX覆蓋範疇相近，但傳速遠遠不及，那怕是EDGE（Enhanced Data rates for GSM Evolution）的384Kbps都不夠看，這也是WiMAX可能在3G普及到臨前，搶先取代現有2G、2.5G的原因，只待省電型末端規格 ─802.16e的更成熟底定。
也因為能車用，所以802.11e也屬NLOS傳輸，並且802.16e相容於802.16d，可互通 運作。由於家族中另一個規格802.16d可望取代802.16、802.16a、802.16c等前三版而成為後續發展主力，相信未來必是 802.16d/802.16-2004與802.16e的舞台。
圖說：WiMAX正試圖仿效過去WiFi的成功推展模式，由IEEE工作小姐負責基礎規格制訂，而由WiMAX機構負責實現成品的標準性測試、相容互通性測試。（製圖：郭長祐）
圖說：現今的無線通訊概略分成四個範疇層級，從小至大分別是：個域、區域、都域、廣域。目前各領域皆有對應的IEEE標準制訂，有時同一領域中也會有多種標準相互競逐制訂進度。（製圖：郭長祐）
圖說：IEEE 802.16家族標準圖，802.11、80211a後續由802.11d取代，並正在新增制訂行動通訊用的802.11e，而802.16c、802.16f、802.16g為關連性標準，至於802.16b則不在整體主軸線中。（製圖：郭長祐）
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