WiMAX在IPTV接入中的優(yōu)勢分析

　　1、引言

　　IPTV從1999年進(jìn)入市場以來，增長速度逐步加快。預(yù)計到2008年全球IPTV用戶將達(dá)到2600萬以上。2003～2008年我國的IPTV用戶年復(fù)合增長率將達(dá)到245%。

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

　　WiMAX（WorldwideInteroper-abilityforMicrowave Access）是以IEEE802.16系列協(xié)議為基礎(chǔ)的寬帶無線接入技術(shù)，已逐漸成為城域?qū)拵o線技術(shù)新的發(fā)展熱點。它可以替代現(xiàn)有的DSL和有線連接方式，提供固定、移動形式的無線寬帶連接。由于其建設(shè)成本低、技術(shù)性能高、可靠性強(qiáng)，因此將是解決IPTV最后一公里接入問題的較好技術(shù)。

　　2、IPTV接入技術(shù)的現(xiàn)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等有線接入技術(shù)。由于利用現(xiàn)有的DSL系統(tǒng)支持IPTV業(yè)務(wù)投入很少，在亞洲3/4的電信運營商采用機(jī)頂盒將DSL信號轉(zhuǎn)換成電視信號來提供IPTV業(yè)務(wù)。

IPTV承載的最主要內(nèi)容包括VOD及電視節(jié)目，為了保證IPTV的收看質(zhì)量與目前的有線電視網(wǎng)收看質(zhì)量相當(dāng)，IPTV承載網(wǎng)要求能在帶寬、頻道切換時延、網(wǎng)絡(luò)QoS等方面提供保證，而這些方面DSL技術(shù)都無法達(dá)到IPTV的要求，而且DSL對組播功能支持有限，大多數(shù)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(wěn)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(nèi)很難直接到戶。

　　3、WiMAX技術(shù)的特點

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

　　最早的IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)是在2001年12月獲得批準(zhǔn)的。目前所說的802.16標(biāo)準(zhǔn)主要包括802.16a、802.16d和802.16e三個標(biāo)準(zhǔn)。802.16e作為支持終端中低速移動的寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)，已于2006年初正式通過IEEE批準(zhǔn)，這三個標(biāo)準(zhǔn)主要的特點見表1。

　　表1 802.16系統(tǒng)各標(biāo)準(zhǔn)特點

　　WiMAX基于動態(tài)適應(yīng)性信號調(diào)制模式，因而不僅具有遠(yuǎn)距離信號傳輸能力和穿越樹木建筑物等障礙物的非視距傳播能力，而且具有較強(qiáng)的信號容錯能力。WiMAX還提供包括靈活信道規(guī)劃在內(nèi)的部署與配置伸縮性，可根據(jù)用戶情況不斷升級擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，還提供可以滿足語音和低延遲視頻服務(wù)應(yīng)用的QoS支持。

　　4、WiMAX實現(xiàn)IPTV的無線接入

　　（1）IPTV對接入網(wǎng)絡(luò)的要求

　　IPTV業(yè)務(wù)的主要特點在于其交互性和實時性。通過IPTV業(yè)務(wù)，用戶可以享受到高質(zhì)量（接近DVD水平）的數(shù)字媒體服務(wù)，可以自由選擇寬帶IP網(wǎng)的視頻節(jié)目，實現(xiàn)媒體提供者和媒體消費者的實質(zhì)性互動。

　　為保證IPTV的收看質(zhì)量與目前有線電視網(wǎng)的收看質(zhì)量相當(dāng)。IPTV接入網(wǎng)要求能在帶寬、頻道切換時延、網(wǎng)絡(luò)QoS等方面提供保證。在用戶接入帶寬方面，利用現(xiàn)有廣泛使用的編碼技術(shù)，用戶至少需要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；在頻道切換時延方面，為了保證IPTV用戶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(shù)字用戶線接入復(fù)用設(shè)備（DSLAM）支持IP組播技術(shù)；在網(wǎng)絡(luò)QoS方面，要防止丟包、抖動等影響IPTV的收看質(zhì)量。

　　（2）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、速率和出線率等方面還存在不少問題。與DSL相比，WiMAX在理論上可以覆蓋更大的范圍，提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，具有更強(qiáng)的可擴(kuò)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(yīng)面更廣、伸縮性更強(qiáng)、QoS和安全性能更高等技術(shù)優(yōu)勢。Wi-Fi是基于無線局域網(wǎng)（WLAN）標(biāo)準(zhǔn)，主要用于室內(nèi)、辦公室或熱點地區(qū)的近距離分布式的Internet/Intranet接入；WiMAX是基于無線城域網(wǎng)（WMAN）標(biāo)準(zhǔn)，主要用于固定和低速移動下的高速數(shù)據(jù)接入服務(wù)。

　　FTTB+LAN作為一種高速的寬帶接入方式，開展IPTV業(yè)務(wù)雖在技術(shù)上沒有太大問題，但受到在樓內(nèi)綜合布線的問題、安裝成本和采用雙絞線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(qiáng)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的比較見表2。

　　表2 WiMAX與ADSL、Wi-Fi、FTTB+LAN接入方式的比較

　　（3）WiMAX實現(xiàn)IPTV無線接入的優(yōu)勢

　　通過對WiMAX與DSL、Wi-Fi、FTTx的比較，可以看出，在實現(xiàn)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(shù)增長到356個，全球有120多家運營商加入到該組織，WiMAX將是解決IPTV最后一公里的理想技術(shù)。同時，WiMAX也將是DSL以及Wi-Fi較好的替代技術(shù)。

　　在我國，電視用戶的擁有量高達(dá)4億多，能上網(wǎng)的用戶只占很小的比例。采用傳統(tǒng)的DSL、FTTx方式提供IPTV業(yè)務(wù)的成本和各項開銷都會很大，而WiMAX有著獨特優(yōu)勢。因為其典型的小區(qū)式住宅結(jié)構(gòu)，在4.8～16km半徑單元部署中，獲得WiMAX論壇認(rèn)證的系統(tǒng)可以為固定和便攜接入應(yīng)用提供高達(dá)每信道40Mbit/s的信息交換，如此高速的數(shù)據(jù)交換能力足以滿足IPTV的發(fā)展。隨著802.16e標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備，從而實現(xiàn)室外便攜設(shè)備的寬帶無線接入。

　　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縫覆蓋，可以建設(shè)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，而且一個城市并不需要建設(shè)大量的基站，只需要花幾天時間，便可以從零開始將一個完整的IPTV網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成。

　?。?）WiMAX實現(xiàn)IPTV的接入

　　IEEE802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)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，每個信道帶寬在1.25～20MHz之間。當(dāng)帶寬為20 MHz時，IEEE 802.16a的最高速率可達(dá)75 Mbit/s，一般為40 Mbit/s；當(dāng)帶寬為10 MHz時，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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是網(wǎng)絡(luò)的主要承載目標(biāo)。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(shù)據(jù)傳輸速率，所以根據(jù)小區(qū)內(nèi)用戶的數(shù)量以及需求，合理設(shè)置WiMAX網(wǎng)絡(luò)。用戶接入IPTV網(wǎng)絡(luò)的時候。不需要再次進(jìn)行布線，只需加裝WiMAX接收設(shè)備和IP機(jī)頂盒即可，因此用戶可以方便、快捷地使用IPTV業(yè)務(wù)。WiMAX實現(xiàn)IPTV的接入如圖1所示。

　　圖1 WiMAX實現(xiàn)IPTV的接入

　　IEEE802.16-2005（IEEE802.16e）標(biāo)準(zhǔn)主要面向移動終端，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(dāng)頻寬為5MHz時，它可以提供15 Mbit/s的連接速率，當(dāng)以120 km/h車載速度移動時，保證至少1 Mbit/s傳輸速率。WiMAX是以犧牲數(shù)據(jù)傳輸速率來換取終端的移動速度，所以用戶在中低速運動時登錄網(wǎng)絡(luò)，15 Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率足以滿足IPTV的要求。通過IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)可以實現(xiàn)用戶在中低速移動狀態(tài)下的無線接入要求，用戶可以通過接收WiMAX信號的車載電視、筆記本電腦、PDA、手機(jī)、便攜式電視在汽車、地鐵、電梯等地方使用IPTV業(yè)務(wù)。

　　5、結(jié)束語

　　目前IPTV是一個新興的、具有很大市場潛力的業(yè)務(wù)，發(fā)展還處于起步階段。其未來發(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(shù)字化家庭終端。但I(xiàn)PTV要想取得真正意義上的突破，不光要解決好內(nèi)容問題，還要解決最后一公里的瓶頸問題。