WiMAX在IPTV接入中的優(yōu)勢分析

　　1、引言

　　IPTV從1999年進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，增長(cháng)速度逐步加快。預計到2008年全球IPTV用戶(hù)將達到2600萬(wàn)以上。2003～2008年我國的IPTV用戶(hù)年復合增長(cháng)率將達到245%。

據調查，IPTV最后一公里的接入普遍使用的是DSL有線(xiàn)接入方式，受帶寬和穩定性等因素影響，IPTV在與普通電視的競爭中處于劣勢，而且有線(xiàn)接入方式建設的成本高、周期長(cháng)、難度大。因此，如何解決IPTV的最后一公里接入問(wèn)題顯得尤為重要。

　　WiMAX（WorldwideInteroper-abilityforMicrowave Access）是以IEEE802.16系列協(xié)議為基礎的寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，已逐漸成為城域寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)新的發(fā)展熱點(diǎn)。它可以替代現有的DSL和有線(xiàn)連接方式，提供固定、移動(dòng)形式的無(wú)線(xiàn)寬帶連接。由于其建設成本低、技術(shù)性能高、可靠性強，因此將是解決IPTV最后一公里接入問(wèn)題的較好技術(shù)。

　　2、IPTV接入技術(shù)的現狀

目前，提供IPTV業(yè)務(wù)常用的接入技術(shù)包括高速DSL、FTTB、FTTH等有線(xiàn)接入技術(shù)。由于利用現有的DSL系統支持IPTV業(yè)務(wù)投入很少，在亞洲3/4的電信運營(yíng)商采用機頂盒將DSL信號轉換成電視信號來(lái)提供IPTV業(yè)務(wù)。

IPTV承載的最主要內容包括VOD及電視節目，為了保證IPTV的收看質(zhì)量與目前的有線(xiàn)電視網(wǎng)收看質(zhì)量相當，IPTV承載網(wǎng)要求能在帶寬、頻道切換時(shí)延、網(wǎng)絡(luò )QoS等方面提供保證，而這些方面DSL技術(shù)都無(wú)法達到IPTV的要求，而且DSL對組播功能支持有限，大多數只支持IPv4協(xié)議的路由器，不支持組播。雖然理論上DSL技術(shù)依然有升級的空間，但是在帶寬上很少有質(zhì)的變化。

　　我國目前普遍使用ADSL接入方式，其帶寬和穩定性等使IPTV在與普通電視的競爭中處于劣勢。FTTH、FTTB技術(shù)雖然可以提供高速寬帶接入，但是由于成本原因，在短期內很難直接到戶(hù)。

　　3、WiMAX技術(shù)的特點(diǎn)

　　WiMAX是一種基于IEEE802.16標準的寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，是針對微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標準。它最高可以提供75Mbit/s的傳輸率，單基站覆蓋范圍最大可達到50km。WiMAX是為無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)和解決寬帶接入最后一公里的問(wèn)題而設計的，它用于將Wi-Fi“熱點(diǎn)”連接至互聯(lián)網(wǎng)，也可連接公司或家庭等環(huán)境至有線(xiàn)骨干線(xiàn)路，可作為線(xiàn)纜和DSL的無(wú)線(xiàn)擴展技術(shù)，從而實(shí)現無(wú)線(xiàn)寬帶接入。

　　最早的IEEE802.16標準是在2001年12月獲得批準的。目前所說(shuō)的802.16標準主要包括802.16a、802.16d和802.16e三個(gè)標準。802.16e作為支持終端中低速移動(dòng)的寬帶無(wú)線(xiàn)接入標準，已于2006年初正式通過(guò)IEEE批準，這三個(gè)標準主要的特點(diǎn)見(jiàn)表1。

　　表1 802.16系統各標準特點(diǎn)

　　WiMAX基于動(dòng)態(tài)適應性信號調制模式，因而不僅具有遠距離信號傳輸能力和穿越樹(shù)木建筑物等障礙物的非視距傳播能力，而且具有較強的信號容錯能力。WiMAX還提供包括靈活信道規劃在內的部署與配置伸縮性，可根據用戶(hù)情況不斷升級擴展網(wǎng)絡(luò )，還提供可以滿(mǎn)足語(yǔ)音和低延遲視頻服務(wù)應用的QoS支持。

　　4、WiMAX實(shí)現IPTV的無(wú)線(xiàn)接入

　?。?）IPTV對接入網(wǎng)絡(luò )的要求

　　IPTV業(yè)務(wù)的主要特點(diǎn)在于其交互性和實(shí)時(shí)性。通過(guò)IPTV業(yè)務(wù)，用戶(hù)可以享受到高質(zhì)量（接近DVD水平）的數字媒體服務(wù)，可以自由選擇寬帶IP網(wǎng)的視頻節目，實(shí)現媒體提供者和媒體消費者的實(shí)質(zhì)性互動(dòng)。

　　為保證IPTV的收看質(zhì)量與目前有線(xiàn)電視網(wǎng)的收看質(zhì)量相當。IPTV接入網(wǎng)要求能在帶寬、頻道切換時(shí)延、網(wǎng)絡(luò )QoS等方面提供保證。在用戶(hù)接入帶寬方面，利用現有廣泛使用的編碼技術(shù)，用戶(hù)至少需要3～4Mbit/s的下行接入帶寬，若傳輸更高質(zhì)量的視頻，所需帶寬也更高；在頻道切換時(shí)延方面，為了保證IPTV用戶(hù)在不同頻道之間的切換具有和普通電視切換相同的性能，IPTV業(yè)務(wù)的廣泛部署至少要求數字用戶(hù)線(xiàn)接入復用設備（DSLAM）支持IP組播技術(shù)；在網(wǎng)絡(luò )QoS方面，要防止丟包、抖動(dòng)等影響IPTV的收看質(zhì)量。

　?。?）WiMAX接入方式與DSL、Wi-Fi、FTTx接入方式的比較

　　DSL由于受到本身技術(shù)的制約，在距離、速率和出線(xiàn)率等方面還存在不少問(wèn)題。與DSL相比，WiMAX在理論上可以覆蓋更大的范圍，提供更快的數據傳輸速率，具有更強的可擴展性和更高的QoS保證。

　　與Wi-Fi相比，WiMAX具有覆蓋范圍更寬、頻段適應面更廣、伸縮性更強、QoS和安全性能更高等技術(shù)優(yōu)勢。Wi-Fi是基于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）標準，主要用于室內、辦公室或熱點(diǎn)地區的近距離分布式的Internet/Intranet接入；WiMAX是基于無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)（WMAN）標準，主要用于固定和低速移動(dòng)下的高速數據接入服務(wù)。

　　FTTB+LAN作為一種高速的寬帶接入方式，開(kāi)展IPTV業(yè)務(wù)雖在技術(shù)上沒(méi)有太大問(wèn)題，但受到在樓內綜合布線(xiàn)的問(wèn)題、安裝成本和采用雙絞線(xiàn)造成的傳輸距離的限制。而WiMAX較理想的非視距傳輸特性、靈活的部署與配置伸縮性、優(yōu)秀的QoS服務(wù)質(zhì)量和強大的安全性都使其成為IPTV理想的接入方式。WiMAX與ADSL、Wi-Fi、FTTB+LAN的比較見(jiàn)表2。

　　表2 WiMAX與ADSL、Wi-Fi、FTTB+LAN接入方式的比較

　?。?）WiMAX實(shí)現IPTV無(wú)線(xiàn)接入的優(yōu)勢

　　通過(guò)對WiMAX與DSL、Wi-Fi、FTTx的比較，可以看出，在實(shí)現IPTV的接入方式中，WiMAX是較好的選擇。截至2006年5月，WiMAX論壇成員數增長(cháng)到356個(gè)，全球有120多家運營(yíng)商加入到該組織，WiMAX將是解決IPTV最后一公里的理想技術(shù)。同時(shí)，WiMAX也將是DSL以及Wi-Fi較好的替代技術(shù)。

　　在我國，電視用戶(hù)的擁有量高達4億多，能上網(wǎng)的用戶(hù)只占很小的比例。采用傳統的DSL、FTTx方式提供IPTV業(yè)務(wù)的成本和各項開(kāi)銷(xiāo)都會(huì )很大，而WiMAX有著(zhù)獨特優(yōu)勢。因為其典型的小區式住宅結構，在4.8～16km半徑單元部署中，獲得WiMAX論壇認證的系統可以為固定和便攜接入應用提供高達每信道40Mbit/s的信息交換，如此高速的數據交換能力足以滿(mǎn)足IPTV的發(fā)展。隨著(zhù)802.16e標準化的完成，筆記本電腦、便攜式電視、PDA將逐步融入IPTV的終端設備，從而實(shí)現室外便攜設備的寬帶無(wú)線(xiàn)接入。

　　WiMAX采用OFDM、OFDMA空中接口物理層技術(shù)，使頻譜利用率大大提高。在IPTV的覆蓋方面。WiMAX可支持非視距通信和無(wú)縫覆蓋，可以建設大規模的網(wǎng)絡(luò )，而且一個(gè)城市并不需要建設大量的基站，只需要花幾天時(shí)間，便可以從零開(kāi)始將一個(gè)完整的IPTV網(wǎng)絡(luò )建設完成。

　?。?）WiMAX實(shí)現IPTV的接入

　　IEEE802.16-2004標準主要面向固定終端，最大傳輸距離為7～10km，其通信頻帶低于11GHz，采用可選通道方式，每個(gè)信道帶寬在1.25～20MHz之間。當帶寬為20 MHz時(shí)，IEEE 802.16a的最高速率可達75 Mbit/s，一般為40 Mbit/s；當帶寬為10 MHz時(shí)，可提供20 Mbit/s的平均傳輸速率。

　　WiMAX網(wǎng)絡(luò )支持豐富多彩的業(yè)務(wù)模式。不同速率的數據業(yè)務(wù)是網(wǎng)絡(luò )的主要承載目標。WiMAX支持不同的QoS級別，因此網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍與業(yè)務(wù)類(lèi)型緊密相關(guān)。在IPTV的接入方面，由于IPTV需要高級別的QoS保證以及高速的數據傳輸速率，所以根據小區內用戶(hù)的數量以及需求，合理設置WiMAX網(wǎng)絡(luò )。用戶(hù)接入IPTV網(wǎng)絡(luò )的時(shí)候。不需要再次進(jìn)行布線(xiàn)，只需加裝WiMAX接收設備和IP機頂盒即可，因此用戶(hù)可以方便、快捷地使用IPTV業(yè)務(wù)。WiMAX實(shí)現IPTV的接入如圖1所示。

　　圖1 WiMAX實(shí)現IPTV的接入

　　IEEE802.16-2005（IEEE802.16e）標準主要面向移動(dòng)終端，最大傳輸距離為3～5km，其通信頻帶低于6GHz，上行鏈路的子通道頻寬與802.16a相同。當頻寬為5MHz時(shí)，它可以提供15 Mbit/s的連接速率，當以120 km/h車(chē)載速度移動(dòng)時(shí)，保證至少1 Mbit/s傳輸速率。WiMAX是以犧牲數據傳輸速率來(lái)?yè)Q取終端的移動(dòng)速度，所以用戶(hù)在中低速運動(dòng)時(shí)登錄網(wǎng)絡(luò )，15 Mbit/s的數據傳輸速率足以滿(mǎn)足IPTV的要求。通過(guò)IEEE802.16e標準可以實(shí)現用戶(hù)在中低速移動(dòng)狀態(tài)下的無(wú)線(xiàn)接入要求，用戶(hù)可以通過(guò)接收WiMAX信號的車(chē)載電視、筆記本電腦、PDA、手機、便攜式電視在汽車(chē)、地鐵、電梯等地方使用IPTV業(yè)務(wù)。

　　5、結束語(yǔ)

　　目前IPTV是一個(gè)新興的、具有很大市場(chǎng)潛力的業(yè)務(wù)，發(fā)展還處于起步階段。其未來(lái)發(fā)展的趨勢是IPTV業(yè)務(wù)進(jìn)一步與終端融合，電視將成為具有通信、互聯(lián)網(wǎng)功能的綜合數字化家庭終端。但IPTV要想取得真正意義上的突破，不光要解決好內容問(wèn)題，還要解決最后一公里的瓶頸問(wèn)題。