WiMAX在IPTV接入中的优势分析

1、引言

　　IPTV从1999年进入市场以来，增长速度逐步加快。预计到2008年IPTV用户将达到2 600万以上。2003～2008年我国的IPTV用户年复合增长率将达到245%。

　　据调查，IPTV一公里的接入普遍使用的是DSL有线接入方式，受带宽和稳定性等因素影响，IPTV在与普通电视的竞争中处于劣势，而且有线接入方式建设的成本高、周期长、难度大。因此，如何解决IPTV的一公里接入问题显得尤为重要。

　　WiMAX（Worldwide Interoper-ability for Microwave Access）是以IEEE802.16系列协议为基础的宽带无线接入技术，已逐渐成为城域宽带无线技术新的发展热点。它可以替代现有的DSL和有线连接方式，提供固定、移动形式的无线宽带连接。由于其建设成本低、技术性能高、可靠性强，因此将是解决IPTV一公里接入问题的较好技术。

　　2、IPTV接入技术的现状

　　目前，提供IPTV业务常用的接入技术包括高速DSL、FTTB、FTTH等有线接入技术。由于利用现有的DSL系统支持IPTV业务投入很少，在亚洲3/

4的电信运营商采用机顶盒将DSL信号转换成电视信号来提供IPTV业务。

　　IPTV承载的主要内容包括VOD及电视节目，为了保证IPTV的收看质量与目前的有线电视网收看质量相当，IPTV承载网要求能在带宽、频道切换时延、网络QoS等方面提供保证，而这些方面DSL技术都无法达到IPTV的要求，而且DSL对组播功能支持有限，大多数只支持IPv4协议的路由器，不支持组播。虽然理论上DSL技术依然有升级的空间，但是在带宽上很少有质的变化。

　　我国目前普遍使用ADSL接入方式，其带宽和稳定性等使IPTV在与普通电视的竞争中处于劣势。FTTH、FTTB技术虽然可以提供高速宽带接入，但是由于成本原因，在短期内很难直接到户。

　　3、WiMAX技术的特点

　　WiMAX是一种基于IEEE802.16标准的宽带无线接入技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它可以提供75 Mbit/s的传输率，单基站覆盖范围可达到50 km。WiMAX是为无线局域网和解决宽带接入一公里的问题而设计的，它用于将Wi-Fi“热点”连接至互联网，也可连接公司或家庭等环境至有线骨干线路，可作为线缆和DSL的无线扩展技术，从而实现无线宽带接入。

　　早的IEEE802.16标准是在2001年12月获得批准的。目前所说的802.16标准主要包括802.16a、802.16d和 802.16e三个标准。802.16e作为支持终端中低速移动的宽带无线接入标准，已于2006年初正式通过IEEE批准，这三个标准主要的特点见表 1。

表1　802.16系统各标准特点

　　WiMAX基于动态适应性信号调制模式，因而不仅具有远距离信号传输能力和穿越树木建筑物等障碍物的非视距传播能力，而且具有较强的信号容错能力。WiMAX还提供包括灵活信道规划在内的部署与配置伸缩性，可根据用户情况不断升级扩展网络，还提供可以满足语音和低延迟视频服务应用的QoS支持。

　　4、WiMAX实现IPTV的无线接入

　　（1）IPTV对接入网络的要求

　　IPTV业务的主要特点在于其交互性和实时性。通过IPTV业务，用户可以享受到高质量（接近DVD水平）的数字媒体服务，可以自由选择宽带IP网的视频节目，实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。

　　为保证IPTV的收看质量与目前有线电视网的收看质量相当。IPTV接入网要求能在带宽、频道切换时延、网络QoS等方面提供保证。在用户接入带宽方面，利用现有广泛使用的编码技术，用户至少需要3～4 Mbit/s的下行接入带宽，若传输更高质量的视频，所需带宽也更高；在频道切换时延方面，为了保证IPTV用户在不同频道之间的切换具有和普通电视切换相同的性能，IPTV业务的广泛部署至少要求数字用户线接入复用设备（DSLAM）支持IP组播技术；在网络QoS方面，要防止丢包、抖动等影响IPTV 的收看质量。

　　（2）WiMAX接入方式与DSL、Wi-Fi、FTTx接入方式的比较

　　DSL由于受到本身技术的制约，在距离、速率和出线率等方面还存在不少问题。与DSL相比，WiMAX在理论上可以覆盖更大的范围，提供更快的数据传输速率，具有更强的可扩展性和更高的QoS保证。

　　与Wi-Fi相比，WiMAX具有覆盖范围更宽、频段适应面更广、伸缩性更强、QoS和安全性能更高等技术优势。Wi-Fi是基于无线局域网（WLAN）标准，主要用于室内、办公室或热点地区的近距离分布式的Internet/Intranet接入；WiMAX是基于无线城域网（WMAN）标准，主要用于固定和低速移动下的高速数据接入服务。 FTTB+LAN作为一种高速的宽带接入方式，开展IPTV业务虽在技术上没有太大问题，但受到在楼内综合布线的问题、安装成本和采用双绞线造成的传输距离的限制。而WiMAX较理想的非视距传输特性、灵活的部署与配置伸缩性、的QoS服务质量和强大的安全性都使其成为IPTV理想的接入方式。WiMAX与ADSL、Wi-Fi、FTTB+LAN的比较见表2。

表2　WiMAX与ADSL、Wi-Fi、FTTB+LAN接入方式的比较

　　（3）WiMAX实现IPTV无线接入的优势

　　通过对WiMAX与DSL、Wi-Fi、FTTx的比较，可以看出，在实现IPTV的接入方式中，WiMAX是较好的选择。截至2006年5 月，WiMAX论坛成员数增长到356个，有120多家运营商加入到该组织，WiMAX将是解决IPTV一公里的理想技术。同时，WiMAX也将是DSL以及Wi-Fi较好的替代技术。

　　在我国，电视用户的拥有量高达4亿多，能上网的用户只占很小的比例。采用传统的DSL、FTTx方式提供IPTV业务的成本和各项开销都会很大

，而WiMAX有着独特优势。因为其典型的小区式住宅结构，在4.8～16 km半径单元部署中，获得WiMAX论坛的系统可以为固定和便携接入应用提供高达每信道40 Mbit/s的信息交换，如此高速的数据交换能力足以满足IPTV的发展。随着802.16e标准化的完成，笔记本电脑、便携式电视、PDA将逐步融入 IPTV的终端设备，从而实现室外便携设备的宽带无线接入。

　　WiMAX采用OFDM、OFDMA空中接口物理层技术，使频谱利用率大大提高。在IPTV的覆盖方面。WiMAX可支持非视距通信和无缝覆盖，可以建设大规模的网络，而且一个城市并不需要建设大量的基站，只需要花几天时间，便可以从零开始将一个完整的IPTV网络建设完成。

　　（4）WiMAX实现IPTV的接入

　　IEEE802.16-2004标准主要面向固定终端，传输距离为7～10 km，其通信频带低于11 GHz，采用可选通道方式，每个信道带宽在1.25～20 MHz之间。当带宽为20 MHz时，IEEE 802.16a的速率可达75 Mbit/s，一般为40 Mbit/s；当带宽为10 MHz时，可提供20 Mbit/s的平均传输速率。

　　WiMAX网络支持丰富多彩的业务模式。不同速率的数据业务是网络的主要承载目标。WiMAX支持不同的QoS级别，因此网络覆盖范围与业务类型紧密相关。在IPTV的接入方面，由于IPTV需要别的QoS保证以及高速的数据传输速率，所以根据小区内用户的数量以及需求，合理设置WiMAX 网络。用户接入IPTV网络的时候。不需要再次进行布线，只需加装WiMAX接收设备和IP机顶盒即可，因此用户可以方便、快捷地使用IPTV业务。 WiMAX实现IPTV的接入如图1所示。

图1　WiMAX实现IPTV的接入

　　IEEE802.16-2005（IEEE802.16e）标准主要面向移动终端，传输距离为3～5 km，其通信频带低于6 GHz，上行链路的子通道频宽与802.16a相同。当频宽为5 MHz时，它可以提供15 Mbit/s的连接速率，当以120 km/h车载速度移动时，保证至少1 Mbit/s传输速率。WiMAX是以牺牲数据传输速率来换取终端的移动速度，所以用户在中低速运动时登录网络，15 Mbit/s的数据传输速率足以满足IPTV的要求。通过IEEE802.16e标准可以实现用户在中低速移动状态下的无线接入要求，用户可以通过接收 WiMAX信号的车载电视、笔记本电脑、PDA、手机、便携式电视在汽车、地铁、电梯等地方使用IPTV业务。

　　5、结束语

　　目前IPTV是一个新兴的、具有很大市场潜力的业务，发展还处于起步阶段。其未来发展的趋势是IPTV业务进一步与终端融合，电视将成为具有通信、互联网功能的综合数字化家庭终端。但IPTV要想取得真正意义上的突破，不光要解决好内容问题，还要解决一公里的瓶颈问题。