WiMAX技術(shù)可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的寬帶無(wú)線高速連接,確保了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的高速傳輸。WiMAX具有多種優(yōu)點(diǎn),比如它可以作為QoS的保障,不僅適應(yīng)性廣,而且傳輸效率高。并且,由于WiMAX的最遠(yuǎn)數(shù)據(jù)傳輸距離為50km,所以,它是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)無(wú)線遠(yuǎn)距離傳輸?shù)淖罴堰x擇。WiMAX技術(shù)融合了多種先進(jìn)的通信技術(shù),比如多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)、AAS以及OFDM/OFDMA等。作為眾多先進(jìn)技術(shù)的融合體,WiMAX技術(shù)代表了未來(lái)通信技術(shù)發(fā)展的方向,隨著WiMAX技術(shù)的不斷發(fā)展,其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也不斷被制定出來(lái)。由于傳輸距離較遠(yuǎn),適應(yīng)于遠(yuǎn)距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸,相比于3G、4G,WiMAX更有利于寬帶業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化。而3G、4G網(wǎng)絡(luò)傳輸加快了互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化進(jìn)程,未來(lái),如果人們能將WiMAX技術(shù)與3G、4G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)相融合,那么在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí)就會(huì)更加容易。
WiMAX技術(shù)多用于城域網(wǎng),802.16無(wú)線城域網(wǎng)的別稱便由此而來(lái)。作為一種高速無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),WiMAX可以替代傳統(tǒng)的接入傳輸方式,如電纜、DSL,實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)“最后一公里”的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。除了能作為“最后一公里”的無(wú)線寬帶接入,WiMAX還可以提供多種其他應(yīng)用服務(wù),如熱點(diǎn)服務(wù)、企業(yè)間高速連線服務(wù)、移動(dòng)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于日常生活中人們喜愛使用的WiFi,并且其優(yōu)越性能能夠使無(wú)線寬帶數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x進(jìn)一步擴(kuò)大,從而使數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積更加廣闊。
現(xiàn)階段,公認(rèn)最好的access蜂窩網(wǎng)絡(luò)是以WiMAX技術(shù)為核心的WiMAX。WiMAX1具有優(yōu)越的數(shù)據(jù)傳輸速度和超遠(yuǎn)距離傳輸范圍,可以方便快捷地連接到任何寬帶覆蓋的領(lǐng)域,為廣大用戶提供高速數(shù)據(jù)連接服務(wù),其無(wú)與倫比的高速傳輸數(shù)據(jù)性能可以為用戶帶來(lái)極速上網(wǎng)體驗(yàn)。WiMAX技術(shù)與其他無(wú)線技術(shù)融合后,將構(gòu)成一個(gè)新的無(wú)線傳輸標(biāo)準(zhǔn),WiMAX技術(shù)的發(fā)展將加快網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
如果說(shuō)WiFi技術(shù)是無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo),那么WiMAX技術(shù)就是無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的指示牌,雖同為無(wú)線信息傳輸技術(shù),但它們之前卻有較大的區(qū)別。兩者可在標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)、傳輸速度、傳輸范圍以及網(wǎng)絡(luò)安全性等方面進(jìn)行綜合分析比較。
在移動(dòng)業(yè)務(wù)上,WiMAX與WiFi既有區(qū)別又有聯(lián)系。從兩者的聯(lián)系上來(lái)看,WiMAX與WiFi最大的聯(lián)系就是都支持移動(dòng)性通信。兩者的區(qū)別在于,在WiMAX的標(biāo)準(zhǔn)中,有一種專門用于移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的802.16 e,該標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)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(yè)務(wù),也能夠與IP核心網(wǎng)進(jìn)行連接,但是它的移動(dòng)性有限。對(duì)于802.16 e,高帶寬與寬覆蓋以及高移動(dòng)性無(wú)法共存,只有犧牲掉寬覆蓋和高移動(dòng)性,它才能獲得較高的數(shù)據(jù)接入帶寬,這也是為什么曾經(jīng)很長(zhǎng)一段時(shí)間802.16 e都致力于解決熱點(diǎn)覆蓋以及移動(dòng)性問(wèn)題。在有限的移動(dòng)性特性下,802.16只適用于低速移動(dòng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接入。而雖然WiFi技術(shù)允許設(shè)備具有移動(dòng)性,但不能在脫離一個(gè)WiFi基地臺(tái)范圍進(jìn)入到另一個(gè)WiFi基地臺(tái)范圍的過(guò)程中切換終端,當(dāng)設(shè)備在兩個(gè)WiFi基地臺(tái)之間移動(dòng)時(shí),要想一直保持聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,需要有一個(gè)重新接入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程。
(2)傳輸范圍分析
如果要設(shè)計(jì)一種新的WiMAX,可以在兩種無(wú)線頻段中運(yùn)行,一種是公用無(wú)線頻段,一種是需要執(zhí)照的無(wú)線頻段。假如一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)擁有無(wú)線頻段的執(zhí)照,那么在設(shè)計(jì)WiMAX時(shí),WiMAX將在運(yùn)作上擁有更多權(quán)限。在授權(quán)頻段下,WiMAX可以在更多的時(shí)段進(jìn)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(qiáng)。WiMAX授權(quán)頻寬的條件是無(wú)線IS/7,而設(shè)計(jì)WiFi時(shí),需要在公用頻段中運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)是由權(quán)威機(jī)構(gòu)美國(guó)聯(lián)邦通訊技術(shù)委員會(huì)(FCC)制定。而WiMAX的傳輸功率可達(dá)100千瓦,是WiFi傳輸功率的一百萬(wàn)倍。由此可以看出,WiMAX的傳輸距離遠(yuǎn)大于WiFi的傳輸距離并不是沒(méi)有道理。
WiMAX的傳輸距離比較長(zhǎng),但是它的應(yīng)用卻沒(méi)有WiFi多,這是一因?yàn)閃iMAX的信息傳輸條件比較苛刻。兩個(gè)WiMAX基地遠(yuǎn)距離傳輸信息時(shí),其所使用的無(wú)限電頻段必須必須擁有相關(guān)授權(quán),否則就會(huì)無(wú)法正常使用。如果支持WiMAX工作的無(wú)線電頻段沒(méi)有授權(quán),則它的遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)勢(shì)將會(huì)消失。WiMAX與WiFi在運(yùn)作時(shí)都會(huì)受到物理定律的限制,它們都依賴無(wú)限頻段傳輸,都在無(wú)線頻段特性的限制之下運(yùn)行。假設(shè)讓W(xué)iFi和WiMAX一樣,在授權(quán)頻帶中工作,那么它的特性將會(huì)發(fā)生巨大變化,其信息傳輸范圍將會(huì)變大,傳輸距離也將更遠(yuǎn),變得與WiMAX一樣,具有明顯的傳輸優(yōu)勢(shì)。
除了需要授權(quán)頻段環(huán)境,WiMAX還能利用pre-NMIMO等多徑處理技術(shù)。在多種技術(shù)的綜合運(yùn)用下,WiMAX的性能將更加優(yōu)越。
(3)傳輸速度分析
WiMAX技術(shù)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)是超高的數(shù)據(jù)傳輸速度,據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)檢測(cè),其最高傳輸速度可達(dá)324 Mbyte/s,這是WiFi等一般的無(wú)線傳輸技術(shù)無(wú)法比擬的,就連WiMAX利用的Wi-FiMIMO技術(shù)也可達(dá)到理論值為108 Mbyte/s的傳輸速度。但是即使有如此驕人的優(yōu)勢(shì),WiMAX的應(yīng)用卻很少,關(guān)于它的商業(yè)產(chǎn)品更是相形見絀,遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上WiFi技術(shù)。這是因?yàn)椋琖iMAX技術(shù)的技術(shù)問(wèn)題較多,并且會(huì)受到各種物理定律的限制,技術(shù)發(fā)展尚不成熟。在設(shè)計(jì)WiMAX時(shí),還有一個(gè)不可忽略的問(wèn)題,即頻寬競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題,這也是WiMAX技術(shù)尚無(wú)法商業(yè)化和普及化的原因。在組建WiMAX網(wǎng)絡(luò)時(shí),授權(quán)頻段環(huán)境可使WiMAX的覆蓋面積變大,但是覆蓋面積變大,使用網(wǎng)絡(luò)的用戶就會(huì)隨之變多,對(duì)于同樣頻寬的競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)越激烈。如果試圖避免頻寬競(jìng)爭(zhēng),利用多個(gè)獨(dú)立頻道傳輸數(shù)據(jù),但相同頻道中的使用人數(shù)仍會(huì)高于WiFi,其網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)依然很重。在頻寬競(jìng)爭(zhēng)之外,還有品質(zhì)管控(QoS)的問(wèn)題(QoS),這種問(wèn)題和頻寬競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題一樣,都是衛(wèi)星電話企業(yè)、無(wú)線微波企業(yè)以及3G企業(yè)經(jīng)常遇到的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)品質(zhì)不達(dá)標(biāo),使用的人數(shù)就會(huì)很少,在WiMAX控制的網(wǎng)絡(luò)下,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)延遲達(dá)到一定區(qū)間后,其他即時(shí)應(yīng)用將很難運(yùn)行,比如延遲在200~2000毫秒之間,用戶便不能使用視頻聊天、網(wǎng)絡(luò)游戲以及VoIP等。如果將服務(wù)品質(zhì)管控(QoS)機(jī)制與WiMAX技術(shù)相結(jié)合,理論上可以解決網(wǎng)絡(luò)服務(wù)品質(zhì)的問(wèn)題,但現(xiàn)階段還沒(méi)有相應(yīng)的產(chǎn)品誕生。
相比于WiMAX技術(shù),QS在WiFi技術(shù)上運(yùn)作已被證明具有可行性,QoS在802.11e上運(yùn)作的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)一步的制定中。由于商業(yè)盈利性質(zhì)的局限性,用戶很難享用整個(gè)頻段,所以授權(quán)WiMAX的基地臺(tái)建設(shè)比非授權(quán)WiMAX的基地臺(tái)建設(shè)要慢得多,當(dāng)然,比WiFi基地臺(tái)的建設(shè)也要慢得多。在公用頻段無(wú)線連接網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,相關(guān)商品的推出決定了WiMAX與WiFi技術(shù)的應(yīng)用和普及。從傳輸功率和頻段上來(lái)看,WiMAX與WiFi理論上存在較多的共同點(diǎn),但由于WiFi產(chǎn)品的廣泛普及,WiFi在非授權(quán)頻段日漸成熟,比WiMAX在技術(shù)方面領(lǐng)先了很多,所以,WiMAX應(yīng)該應(yīng)用于更高層次的領(lǐng)域,如企業(yè)間的高速無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸以及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?br />
(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(rèn)證方法幾乎相同。區(qū)別在于,WiMAX的安全機(jī)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(shí)加上EAP認(rèn)證,而WiFi的WPA2使用的加密機(jī)制是AES加密,使用的認(rèn)證方法是PEAP認(rèn)證。這兩套安全機(jī)制和認(rèn)證方法都能夠保證網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)。