WiMAX技術可實現物聯網網絡層中的寬帶無線高速連接,確保了物聯網數據的高速傳輸。WiMAX具有多種優點,比如它可以作為QoS的保障,不僅適應性廣,而且傳輸效率高。并且,由于WiMAX的最遠數據傳輸距離為50km,所以,它是物聯網數據無線遠距離傳輸的最佳選擇。WiMAX技術融合了多種先進的通信技術,比如多輸入多輸出技術(MIMO)、AAS以及OFDM/OFDMA等。作為眾多先進技術的融合體,WiMAX技術代表了未來通信技術發展的方向,隨著WiMAX技術的不斷發展,其相關標準也不斷被制定出來。由于傳輸距離較遠,適應于遠距離無線數據傳輸,相比于3G、4G,WiMAX更有利于寬帶業務實現移動化。而3G、4G網絡傳輸加快了互聯網移動業務的寬帶化進程,未來,如果人們能將WiMAX技術與3G、4G網絡傳輸技術相融合,那么在構建物聯網網絡數據傳輸系統時就會更加容易。
WiMAX技術多用于城域網,802.16無線城域網的別稱便由此而來。作為一種高速無線數據網絡標準,WiMAX可以替代傳統的接入傳輸方式,如電纜、DSL,實現偏遠地區“最后一公里”的網絡數據傳輸。除了能作為“最后一公里”的無線寬帶接入,WiMAX還可以提供多種其他應用服務,如熱點服務、企業間高速連線服務、移動通信回城線路等。雖然WiMAX與WiFi的概念相似,但WiMAX的綜合性能要遠遠高于日常生活中人們喜愛使用的WiFi,并且其優越性能能夠使無線寬帶數據傳輸的距離進一步擴大,從而使數據網絡的覆蓋面積更加廣闊。
現階段,公認最好的access蜂窩網絡是以WiMAX技術為核心的WiMAX。WiMAX1具有優越的數據傳輸速度和超遠距離傳輸范圍,可以方便快捷地連接到任何寬帶覆蓋的領域,為廣大用戶提供高速數據連接服務,其無與倫比的高速傳輸數據性能可以為用戶帶來極速上網體驗。WiMAX技術與其他無線技術融合后,將構成一個新的無線傳輸標準,WiMAX技術的發展將加快網絡經濟的發展。
如果說WiFi技術是無線互聯網發展的風向標,那么WiMAX技術就是無線物聯網發展的指示牌,雖同為無線信息傳輸技術,但它們之前卻有較大的區別。兩者可在標準競爭、傳輸速度、傳輸范圍以及網絡安全性等方面進行綜合分析比較。
在移動業務上,WiMAX與WiFi既有區別又有聯系。從兩者的聯系上來看,WiMAX與WiFi最大的聯系就是都支持移動性通信。兩者的區別在于,在WiMAX的標準中,有一種專門用于移動寬帶數據業務的802.16 e,該標準的應用范圍通常是802.16 e終端持有者以及筆記本終端等。雖然802.16 e提供VoIP業務,也能夠與IP核心網進行連接,但是它的移動性有限。對于802.16 e,高帶寬與寬覆蓋以及高移動性無法共存,只有犧牲掉寬覆蓋和高移動性,它才能獲得較高的數據接入帶寬,這也是為什么曾經很長一段時間802.16 e都致力于解決熱點覆蓋以及移動性問題。在有限的移動性特性下,802.16只適用于低速移動設備的網絡數據接入。而雖然WiFi技術允許設備具有移動性,但不能在脫離一個WiFi基地臺范圍進入到另一個WiFi基地臺范圍的過程中切換終端,當設備在兩個WiFi基地臺之間移動時,要想一直保持聯網狀態是無法實現的,需要有一個重新接入網絡的過程。
(2)傳輸范圍分析
如果要設計一種新的WiMAX,可以在兩種無線頻段中運行,一種是公用無線頻段,一種是需要執照的無線頻段。假如一個物聯網企業擁有無線頻段的執照,那么在設計WiMAX時,WiMAX將在運作上擁有更多權限。在授權頻段下,WiMAX可以在更多的時段進行信息傳輸,也可以擁有更多的頻寬,還可以讓自身功率增強。WiMAX授權頻寬的條件是無線IS/7,而設計WiFi時,需要在公用頻段中運行,并且要將其頻率控制在2.4 GHz-5 GHz之間。WiFi的傳輸功率范圍是1毫瓦至100毫瓦之間,該標準是由權威機構美國聯邦通訊技術委員會(FCC)制定。而WiMAX的傳輸功率可達100千瓦,是WiFi傳輸功率的一百萬倍。由此可以看出,WiMAX的傳輸距離遠大于WiFi的傳輸距離并不是沒有道理。
WiMAX的傳輸距離比較長,但是它的應用卻沒有WiFi多,這是一因為WiMAX的信息傳輸條件比較苛刻。兩個WiMAX基地遠距離傳輸信息時,其所使用的無限電頻段必須必須擁有相關授權,否則就會無法正常使用。如果支持WiMAX工作的無線電頻段沒有授權,則它的遠距離傳輸等優勢將會消失。WiMAX與WiFi在運作時都會受到物理定律的限制,它們都依賴無限頻段傳輸,都在無線頻段特性的限制之下運行。假設讓WiFi和WiMAX一樣,在授權頻帶中工作,那么它的特性將會發生巨大變化,其信息傳輸范圍將會變大,傳輸距離也將更遠,變得與WiMAX一樣,具有明顯的傳輸優勢。
除了需要授權頻段環境,WiMAX還能利用pre-NMIMO等多徑處理技術。在多種技術的綜合運用下,WiMAX的性能將更加優越。
(3)傳輸速度分析
WiMAX技術的絕對優勢是超高的數據傳輸速度,據相關機構檢測,其最高傳輸速度可達324 Mbyte/s,這是WiFi等一般的無線傳輸技術無法比擬的,就連WiMAX利用的Wi-FiMIMO技術也可達到理論值為108 Mbyte/s的傳輸速度。但是即使有如此驕人的優勢,WiMAX的應用卻很少,關于它的商業產品更是相形見絀,遠遠比不上WiFi技術。這是因為,WiMAX技術的技術問題較多,并且會受到各種物理定律的限制,技術發展尚不成熟。在設計WiMAX時,還有一個不可忽略的問題,即頻寬競爭問題,這也是WiMAX技術尚無法商業化和普及化的原因。在組建WiMAX網絡時,授權頻段環境可使WiMAX的覆蓋面積變大,但是覆蓋面積變大,使用網絡的用戶就會隨之變多,對于同樣頻寬的競爭就會越激烈。如果試圖避免頻寬競爭,利用多個獨立頻道傳輸數據,但相同頻道中的使用人數仍會高于WiFi,其網絡負擔依然很重。在頻寬競爭之外,還有品質管控(QoS)的問題(QoS),這種問題和頻寬競爭問題一樣,都是衛星電話企業、無線微波企業以及3G企業經常遇到的問題。網絡的服務品質不達標,使用的人數就會很少,在WiMAX控制的網絡下,當網絡延遲達到一定區間后,其他即時應用將很難運行,比如延遲在200~2000毫秒之間,用戶便不能使用視頻聊天、網絡游戲以及VoIP等。如果將服務品質管控(QoS)機制與WiMAX技術相結合,理論上可以解決網絡服務品質的問題,但現階段還沒有相應的產品誕生。
相比于WiMAX技術,QS在WiFi技術上運作已被證明具有可行性,QoS在802.11e上運作的相關標準正在進一步的制定中。由于商業盈利性質的局限性,用戶很難享用整個頻段,所以授權WiMAX的基地臺建設比非授權WiMAX的基地臺建設要慢得多,當然,比WiFi基地臺的建設也要慢得多。在公用頻段無線連接網絡領域,相關商品的推出決定了WiMAX與WiFi技術的應用和普及。從傳輸功率和頻段上來看,WiMAX與WiFi理論上存在較多的共同點,但由于WiFi產品的廣泛普及,WiFi在非授權頻段日漸成熟,比WiMAX在技術方面領先了很多,所以,WiMAX應該應用于更高層次的領域,如企業間的高速無線數據網絡傳輸以及物聯網領域的網絡傳輸等。
(4)折疊安全性分析
在安全性上,WiMAX與WiFi亦有相似之處,WiFi的WPA2與WiMAX的加密和認證方法幾乎相同。區別在于,WiMAX的安全機制使用的是名為PKM-EAP的加密方法,即在使用3DES或者AES的同時加上EAP認證,而WiFi的WPA2使用的加密機制是AES加密,使用的認證方法是PEAP認證。這兩套安全機制和認證方法都能夠保證網絡的安全性,可能存在安全隱患的是利用不合理的組建方式組建網絡。