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摘 要 本文介绍了城域网无线通信技术：WiMAX技术，分析了该技术的技术特点和竞争优势，对该技术中的关键技术进行了阐述，最后对其的应用进行了研究和讨论。
关 键 词 城域网；无线通信；WiMAX技术
中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）021-052-01
随着计算机硬件的发展，新业务需求的增长，通信技术的进步，人们希望通信能够实现移动化、宽带化和IP化。传统的固网接入服务和有限的局域网接入服务已经无法满足人们日益增长的使用需求。在经济得到飞速发展的今天，用户不仅仅希望通过无线网络得到语音服务、短信服务和低速率的数据传输服务，更希望得到宽带化的数据服务。同时，IP通信技术的完善和也成熟也带动了用户通信方式的转变，为满足这种需求发展趋势，必须进行网络扩展。基于IEEE802.16标准的无线城域网通信技术，即WiMAX技术，则能很好的实现用户的需求。
1 无线城域网通信技术特点与优势分析
1）传输距离远，传输速度快。无线城域网的建设采用了OFDM技术和自适应编码技术，这两种技术可以提高系统的发射功率和信道利用率，网络的有效覆盖范围可以达到50公里，网络的最高接入速度可以达到70 Mbps，而无线局域网通常只能覆盖几十米的范围，即便是当前成熟的3G发射塔覆盖范围只能达到其十分之一，而在接入速度方面，无线城域网通信技术则是3G通信技术的30倍。
2）优良的最后一公里接入性能。无线城域网不仅可以成为有线接入方式的一种无限扩展，还可以将网络覆盖范围内的Wi-Fi热点接入到互联网中，解决最后一公里的宽带接入，使得用户无需通信线路即可实现网络通信、信息传递等服务。
3）广泛的多媒体服务。由于城域网所使用的无线通信技术可以提供面向连接的，带有完善QoS保障的电信级别的服务，故其可以满足用户的各种多媒体需求。
4）高的性价比。相较于传统的无线通信服务，城域网所使用的WiMAX技术具有更高的安全性能，更好的兼容性能还有更加灵活的，相对较低的建设成本，因此，其具有更高的性价比。
当前的无线接入方式除了WiMAX技术外还有Wi-Fi无线局域网技术。相较于Wi-Fi技术而言，WiMAX技术所使用的基站可以覆盖更广的地理区域；所使用的调制方式和编码方式可以实现更远距离的数据通信、更高速度的数据传输。随着WiMAX技术的发展，其极有可能替代Wi-Fi技术，成为城域通信网的主流技术。
与有线接入方式进行比较，其使用更加灵活，具有更强的适应性。在成本投入方面，有线网覆盖范围困难的地方，如农村、山区等，投入成本和运营成本更为低廉。
2 无线城域网中的关键技术分析
无线城域网的支持技术为WiMAX技术，该技术基于IEEE802.16制定，具有网状体系结构、多载波调制技术、支持服务质量QoS和无线安全等多种关键技术。
其中网状体系结构定义了特定的MAC层业务和消息的规范，可以保证至少存在两个节点进行多点到多点的无线连接，为提供更好的兼容性能，物理层的定义与标准规范相同。
多载波调制方式则是指根据环境不同可以自适应进行调制方式选择。具体来说，WiMAX技术中采用了三种调制方式，分别为单载波方式、256载波正交频分复用（OFDM）方式以及2048载波正交频分多址（OFDMA）方式。其中，单载波方式主要留用于出现特殊需求时使用；256载波OFDM方式则是将信号调制到256个子载波上，就大大增加了数据的传输能力，增强了无线信号传输中的抗多径衰落、抗时延扩展的能力；2048载波OFDMA方式可以实现多用户的复接或者分接，可以实现特定多对象的通信需求。在环境变化时，物理层和MAC层的附加功能以及自适应编码技术可以保证网络在最佳调制方式下运行。
支持QoS主要是指在MAC层添加了面向连接的传输机制，可以按照不同要求和标准控制数据的传输和带宽的分配。保障语音需求和视频需求的最低时延。
在通信安全方面，尤其是在商用通信安全方面，加密子层技术定义了无线接口认证，密钥交换，封装协议等技术规范，该技术可以有效确保无线数据在传输中不被非授权用户访问，提高信息的安全性能。
3 WiMAX技术的应用
鉴于WiMAX技术的上述特点，其主要被应用于实现运营商的无线城域网络铺建。具体应用功能分为两个部分，一部分为作为现有的有限宽带接入方式的补充，解决最后一公里的无线覆盖，扩展无线通信网络的接入范围，提升网络接入方式的灵活性；另一部分则是直接作为无线城域网通信技术进行覆盖，补充Wi-Fi技术的不足，在城市范围内进行无线覆盖。具体应用范例如下：
在有线网络接入困难区域，如大城市中网络改造困难建筑、偏远农村或者郊区、人口密度低且通信网络薄弱的山区等可以将WiMAX接入方式作为终端接入方式，在不牺牲网络质量的基础上降低运营维护成本。
在有Wi-Fi热点覆盖区域内使用Wi-Fi进行无线通信，在热点覆盖范围外使用WiMAX进行无线通信，保证整个城域网的无线通信具有无缝连接性。或者也可以将无线城域网与运营商的骨干网络进行对接，增强网络部署的适用性。
4 总结
基于WiMAX技术的城域网无线通信技术可以在非常大的范围内提供灵活、便捷、高质量的无线宽带服务，具有非常强的市场竞争力。但是必须注意的是，该技术在投入使用之前还需要进行完善和规划，距离真正广泛的商业应用还有很长一段距离。
参考文献
[1]孙哲.无线城域网通信技术IEEE802.16协议架构及技术特点[J].计算机光盘软件与应用，2011（22）.
[2]司伟.城域网建设的主要技术应用分析[J].光通信研究，2007（4）.
[3]王茜，王岩.无线城域网WiMAX技术及其应用[J].电信科学，2004，20（8）.
[4]毛晓俊，吴晓磊.无线城域网体系结构的研究[J].卫星电视与宽带多媒体，2006（8）.
[5]张立勇.宽带无线城域网的解决方案[J].电信技术，2004（10）.
关 键 词 城域网；无线通信；WiMAX技术
中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）021-052-01
随着计算机硬件的发展，新业务需求的增长，通信技术的进步，人们希望通信能够实现移动化、宽带化和IP化。传统的固网接入服务和有限的局域网接入服务已经无法满足人们日益增长的使用需求。在经济得到飞速发展的今天，用户不仅仅希望通过无线网络得到语音服务、短信服务和低速率的数据传输服务，更希望得到宽带化的数据服务。同时，IP通信技术的完善和也成熟也带动了用户通信方式的转变，为满足这种需求发展趋势，必须进行网络扩展。基于IEEE802.16标准的无线城域网通信技术，即WiMAX技术，则能很好的实现用户的需求。
1 无线城域网通信技术特点与优势分析
1）传输距离远，传输速度快。无线城域网的建设采用了OFDM技术和自适应编码技术，这两种技术可以提高系统的发射功率和信道利用率，网络的有效覆盖范围可以达到50公里，网络的最高接入速度可以达到70 Mbps，而无线局域网通常只能覆盖几十米的范围，即便是当前成熟的3G发射塔覆盖范围只能达到其十分之一，而在接入速度方面，无线城域网通信技术则是3G通信技术的30倍。
2）优良的最后一公里接入性能。无线城域网不仅可以成为有线接入方式的一种无限扩展，还可以将网络覆盖范围内的Wi-Fi热点接入到互联网中，解决最后一公里的宽带接入，使得用户无需通信线路即可实现网络通信、信息传递等服务。
3）广泛的多媒体服务。由于城域网所使用的无线通信技术可以提供面向连接的，带有完善QoS保障的电信级别的服务，故其可以满足用户的各种多媒体需求。
4）高的性价比。相较于传统的无线通信服务，城域网所使用的WiMAX技术具有更高的安全性能，更好的兼容性能还有更加灵活的，相对较低的建设成本，因此，其具有更高的性价比。
当前的无线接入方式除了WiMAX技术外还有Wi-Fi无线局域网技术。相较于Wi-Fi技术而言，WiMAX技术所使用的基站可以覆盖更广的地理区域；所使用的调制方式和编码方式可以实现更远距离的数据通信、更高速度的数据传输。随着WiMAX技术的发展，其极有可能替代Wi-Fi技术，成为城域通信网的主流技术。
与有线接入方式进行比较，其使用更加灵活，具有更强的适应性。在成本投入方面，有线网覆盖范围困难的地方，如农村、山区等，投入成本和运营成本更为低廉。
2 无线城域网中的关键技术分析
无线城域网的支持技术为WiMAX技术，该技术基于IEEE802.16制定，具有网状体系结构、多载波调制技术、支持服务质量QoS和无线安全等多种关键技术。
其中网状体系结构定义了特定的MAC层业务和消息的规范，可以保证至少存在两个节点进行多点到多点的无线连接，为提供更好的兼容性能，物理层的定义与标准规范相同。
多载波调制方式则是指根据环境不同可以自适应进行调制方式选择。具体来说，WiMAX技术中采用了三种调制方式，分别为单载波方式、256载波正交频分复用（OFDM）方式以及2048载波正交频分多址（OFDMA）方式。其中，单载波方式主要留用于出现特殊需求时使用；256载波OFDM方式则是将信号调制到256个子载波上，就大大增加了数据的传输能力，增强了无线信号传输中的抗多径衰落、抗时延扩展的能力；2048载波OFDMA方式可以实现多用户的复接或者分接，可以实现特定多对象的通信需求。在环境变化时，物理层和MAC层的附加功能以及自适应编码技术可以保证网络在最佳调制方式下运行。
支持QoS主要是指在MAC层添加了面向连接的传输机制，可以按照不同要求和标准控制数据的传输和带宽的分配。保障语音需求和视频需求的最低时延。
在通信安全方面，尤其是在商用通信安全方面，加密子层技术定义了无线接口认证，密钥交换，封装协议等技术规范，该技术可以有效确保无线数据在传输中不被非授权用户访问，提高信息的安全性能。
3 WiMAX技术的应用
鉴于WiMAX技术的上述特点，其主要被应用于实现运营商的无线城域网络铺建。具体应用功能分为两个部分，一部分为作为现有的有限宽带接入方式的补充，解决最后一公里的无线覆盖，扩展无线通信网络的接入范围，提升网络接入方式的灵活性；另一部分则是直接作为无线城域网通信技术进行覆盖，补充Wi-Fi技术的不足，在城市范围内进行无线覆盖。具体应用范例如下：
在有线网络接入困难区域，如大城市中网络改造困难建筑、偏远农村或者郊区、人口密度低且通信网络薄弱的山区等可以将WiMAX接入方式作为终端接入方式，在不牺牲网络质量的基础上降低运营维护成本。
在有Wi-Fi热点覆盖区域内使用Wi-Fi进行无线通信，在热点覆盖范围外使用WiMAX进行无线通信，保证整个城域网的无线通信具有无缝连接性。或者也可以将无线城域网与运营商的骨干网络进行对接，增强网络部署的适用性。
4 总结
基于WiMAX技术的城域网无线通信技术可以在非常大的范围内提供灵活、便捷、高质量的无线宽带服务，具有非常强的市场竞争力。但是必须注意的是，该技术在投入使用之前还需要进行完善和规划，距离真正广泛的商业应用还有很长一段距离。
参考文献
[1]孙哲.无线城域网通信技术IEEE802.16协议架构及技术特点[J].计算机光盘软件与应用，2011（22）.
[2]司伟.城域网建设的主要技术应用分析[J].光通信研究，2007（4）.
[3]王茜，王岩.无线城域网WiMAX技术及其应用[J].电信科学，2004，20（8）.
[4]毛晓俊，吴晓磊.无线城域网体系结构的研究[J].卫星电视与宽带多媒体，2006（8）.
[5]张立勇.宽带无线城域网的解决方案[J].电信技术，2004（10）.