第二章 文獻探討
第一節、 WiMAX 技術
WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）技術屬於無線寬 頻接取技術的一種。大致來說，無線寬頻接取技術可分為四種類型：無線個人區 域網路（Wireless Personal Area Network， WPAN）、無線區域網路（Wireless Local Area Network，WLAN）、無線廣域網路（或稱行動通訊）（Wireless Wide Area Network WWAN）及無線都會網路（Wireless metropolitan-area network ,WMAN）； WiMAX則屬於WMAN之主流傳輸技術（見表4）。
Bluetooth 、 ETSI HiperPAN、IrDA
ETSI HiperPAN、
IEEE802.11
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ETSI HiperPAN、IEEE802.16
3. 可攜存取（Portable Access）：用戶可以在步行中使用WiMAX服務，WiMAX 技術也會根據內部機制，連線到不同的基地臺提供最佳效率；在自動轉換 的過程中資料可以保存，只是可能會有部分延遲或短暫的傳輸中斷可能；
4. 簡單行動存取（Simple Mobility Access）：可提供行動接收服務，大約在60 公里到120公里的速限內都能提供服務；
5. 完全行動存取（FULL Mobility Access）：在行車速率120公里以上速限時，
仍可提供穩定的無線寬頻接收服務。
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隨著科技的發展，無線傳輸技術的頻寬能力逐漸增加，甚至接近可能既有固 網的傳輸能力，形成「雙網整合」（Fixed-Mobile Convergence，簡稱FMC）之產 業匯流效果9。
二、WiMAX技術之推動
寬頻網路蓬勃發展，使人們的生活日趨依賴網路，然而整理越來越多有線設 備連接線的繁瑣，再加上使用者對於移動性的新需求，使無線區域網路（WLAN）
因此應運而生（諶志宏，2005）。為了確保無線區域網路的的概念能被廣泛使用，
IEEE（電機電子工程師協會，The Institute of Electrical and Electronics Engineers）
制訂了802.11的無線區域網路標準，做為全球的統一標準10（諶志宏，2005），
這也是WLAN的主流規格。802.11的標準制訂於1997年6月，其標準家族包含 802.11、802.11b、802.11a、 802.11g等延伸版本，其傳輸範圍約在30公尺到100 公尺之間，在傳輸速率上則可達54Mbps（見表5），即為所謂的Wi-Fi技術之應用。
表 5：IEEE802.11 主要傳輸技術的標準
標準 頻率 傳輸速度 傳輸距離 制訂時間 802.11 2.4GHZ 2Mbps 100M 1997年7月 802.11a 5GHZ 54Mbps 30M 1999年9月 802.11b 2.4GHZ 11Mbps 100M 1999年9月 802.11g 2.4GHZ 54Mbps 100M 2003年7月
資料來源：張介信（2003）
9 「雙網整合」是指以固網連接骨幹的「無線網路」（如 Wi-Fi 技術）與電信產業的匯流服務應 用（李玲，2006）。在匯流之後，行動電話使用者可在手持式裝置上使用一切傳統依賴固網線路 所提供的應用服務；包含網路電話的使用、上網瀏覽資訊、下載影視檔案等等。隨著無線技術的 演進，諸如 WiMAX 技術的發展將帶來更大的匯流應用潛力。
10 除了 802.11 的標準制定外，IEEE 本身亦針對以下無線通訊技術制定標準協定（李柏頤，2007）： 1. 藍芽（Blueteeth）（屬 WPAN 技術之一種）技術：IEEE802.15.1 與 IEEE802.15.2
2. Zigbee（屬 WPAN 技術之一種）技術：IEEE802.15.4 3. UWB（屬 WPAN 技術之一種）技術：IEEE802.15.3a 4. WiMAX 技術：IEEE802..16
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（Braodband Wireless Access，BWA）技術11（李柏頤，2007）。同年，WiMAX Forum 成立，並以推動IEEE 802.16標準為其主要目的，也因此IEEE 802.16標準與 WiMAX成了同義詞（楊繼斌，2006）。
在其技術發展上，802.16的規格演進大致可以分為三個階段（見表6）：
表 6：IEEE802.16 技術發展階段 標準 802.16 802.16a/REVd
（802.16-2004）
調變技術 QPSK,16QAM,64Q QPSK,16QAM,64QAM QPSK,16QAM,64QAM
11 無線都會網路尚包含 LMDS（Local Multipoint Distribute Service）及 MMDS（Multichannel multipoint distribution service）等技術，最早都是用來提供大範圍地區電視節目的播映，而後進 一步的為電信業者以其技術進行加值應用服務。然而，這兩種技術皆因無法獲得市場認同而未持 續發展， 因此無線都會網路的技術僅以 WiMAX 為主
12 所謂的「直視性」表示傳輸 WiMAX 的無線電波不具穿透性，在建築物稍多之地區，電波即 受建築物之阻礙而無法穿透傳輸。因此，固定式的 WiMAX 技術僅適用於較為空曠之地區。
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AM 採256 子載波OFDM 採256 子載波OFDM 移動性 固定性 固定性（可攜性） 具移動性(約
20miles/hr) 通道頻寬 20,25 及28MHz 1.5~20MHz 1.5~20MHz 傳輸距離 1~3 英哩 4~6 英 哩 ( 最 遠 30 英
哩)
1~3 英哩
資料來源：孫立堅13，2005；陳龍，2005；楊繼斌，2006
在應用訴求上，隨著IEEE802.16規格的演進，WiMAX Forum也將IEEE 802.16 系列標準所揭示的發展藍圖分為三個階段：
1.
固定無線寬頻（Fixed Broadband Wireless）階段固定式WiMAX採用IEEE802.16-2004之標準，是一種具有高速傳輸與覆蓋範 圍大的無線寬頻接取技術。因為不支援不同基地臺網路的切換動作，加上終端產 品使用時需固定不能高速行動，故稱固定式WiMAX技術（李柏頤，2007）。由 於WiMAX的無線遠距通訊能力及低成本的建置優勢，使其成為纜線（cable）或 DSL等最後一哩接取（Last Mile）技術極佳替代方案，以固定使用型態進行應用
（歐敏銓14，2007），其主要競爭對手以固網寬頻業者（即ADSL業者）為主。
在人口密集地區，由於固網線路多已鋪設完整，WiMAX很難爭取到足夠使用者；
因此，此類型WiMAX主要是用在地廣人稀的地區（如：澳洲、紐西蘭），或者 是電信基礎建設尚不完備的地區（如：印度鄉村），或者是牽佈、維護實線困難
13參考自孫立堅（2005.3.10），〈泛談 WiMAX 技術發展現況與應用〉，取自 http://www.cica.com.tw/doc%5Cicpnews-7.pdf
14參考自歐敏銓（2007.5.14），〈積極卡位 4G 規範的 WiMAX 技術〉，取自
http://tech.digitimes.com.tw/ShowNews.aspx?zCatId=12C&zNotesDocId=0000049591_B588E46XO386IPP 2HGIR8
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地區（如：多島型態的印尼），這是WiMAX最早的應用訴求（郭長祐15，2007）。
2. 移動無線寬頻（Portable Broadband Wireless）階段
無線區域網路是透過熱點的高密度鋪設，達成特定地區都能隨時無線上網之 目標。WiMAX就好像是更進階的Wi-Fi技術，只需要幾個基地臺就可以滿足地區 覆蓋的需求，且涵蓋的區域更加廣大。WiMAX在2006年底開始進入可攜帶型的 modem，以及外接於筆記型電腦的網卡應用，但此時仍缺乏讓使用者在基地臺之 間切換訊號功能，僅具備可攜帶的特性，故稱之為Portable應用階段（陳龍，
2005），以下則稱其為可攜式WiMAX。
3. 行動無線寬頻（Mobile Broadband Wireless）階段。
發展至此一階段，WiMAX 之基地臺具備切換（handover）功效，WiMAX 不但可在不同的基地臺之間移動，更可移動到另一個 IEEE802 系列的網路（如 從 IEEE802.16 系統移動到 IEEE802.11 系統），甚至從有線網路切換至 IEEE802.16 的無線環境，即所謂漫遊功能（楊繼斌，2006；郭長祐16，2007；）。同時，WiMAX 亦可提供在最高速限 120 公里的移動狀態下，仍能良好收發訊號的的服務。此時 的 WiMAX 技術應用與 3G 技術已無太大差異，因此稱其為移動式 WiMAX。此 時 WiMAX 之產品型態為模組，可與手機等手持式產品搭配（徐益聖，2007）。
雖然行動式 WiMAX 技術具有高度的傳輸速率；然而，根據 ITU 的定義，
LTE 與 WiMAX 技術都還稱不上 4G。不過，業界預估，未來 LTE 與 WiMAX 技 術皆將不斷演進，因此將成為同時在 4G 中共存的局面（土豆伯17，2008）。
15參考自郭長祐（2007.5.14），〈WiMAX 之應用型態與推行挑戰〉，取自
http://tech.digitimes.com.tw/ShowNews.aspx?zCatId=A1%ce%bd&zNotesDocId=0000048299_B5N7GW3R EW8P7SVLM4857
16 同上
17參考自土豆伯（2008.7.1），〈行動式 WiMax 的難題〉，取自
http://www.zdnet.com.tw/print/?id=20130199
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三、WiMAX的技術優勢
比貣Wi-Fi與3G，WiMAX技術擁有更高的傳輸速率及傳輸距離。除此之外，
WiMAX尚具備如下技術優勢：
1. 低成本的鋪設費用
與固網線路相比，WiMAX透過無線電波進行寬頻接取；且由於自身傳輸速 率及距離的優勢，使其只需要少數基地臺便可提供廣大區域的需求，在初期鋪設 成本及進入門檻遠較傳統電信固網業者來的低廉。因此，WiMAX對於傳統電信 產業可說是開展了全新的契機，舊有由固網業者壟斷電信市場的態勢可望因為科 技的進步，促使更多的新進業者以不同的技術提供類似服務，而發展出新的市場 生態。
2. 更大的應用潛力
WiMAX的競爭對手涵蓋各種最後一哩解決方案，包括ADSL、Cable、FTTx、
3G、Wi-Fi等，頗有一統電信接取技術標準企圖（楊繼斌，2006）。透過高頻寬 應用，WiMAX技術幾乎可以滿足目前各種有關於固網的應用型態；不論商務人 士或是一般使用者皆在服務範圍之內。因此，WiMAX服務利基遠較其他無線技 術來的廣大。
3. 更穩定的應用技術
（1）高穩定度的傳輸
IEEE802.16可採用Mesh的網路架構確保訊號傳輸的穩定性（楊繼斌，
2006）。在傳輸過程中，若是網路有一連線呈現中斷狀態，Mesh架構將會自 動選擇其他連線進行傳輸，避免訊號的突然中斷；
（2）安全性的增強
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IEEE802.16的傳輸透過智慧型天線（Smart Antenna）進行。智慧型天線能以 內含的數位訊號接收器（Digital Signal Processor；DSP）計算訊號角度，找出每 個角度的最遠通訊距離，如此一來便增加了無線電波的涵蓋率。而智慧型天線由 於有數個天線接接訊號裝置，提升其他使用者竊取信號難度，確保了傳輸過程中 的安全性（陳豫德18，2004）。
除了智慧型天線的設計之外，在訊號的傳輸上，WiMAX採用了「加密演算 法」的傳輸模式，並使用高級加密標準（AES）演算法，確保了在WiMAX網路 中，資料傳輸的安全性和可靠性。
（3）QoS（Quality of Service）機制
QoS是一種提供網路服務品質保證的協定，可以針對頻寬的使用進行有效率 的管理。在進行訊號傳輸時，QoS會判斷不同連線端的頻寬需求，進行分配頻寬 之動作。因此WiMAX能夠保持無線網路傳輸的即時性，也就是語音或影像封包 能在一定的時間內，正確的抵達接收者終端設備（楊繼斌，2006）。
對於無線網路使用者來說，QoS是一個重要的機制。透過QoS的發展，才能 讓使用者在進行需要穩定傳輸服務的功能，如網路電視、網路電話時，能夠擁有 良好的使用經驗。奠基在此種經驗之上，產業才有可能針對無線通訊技術提出更 多的應用服務。
（4）無線漫遊功能
WiMAX在傳輸機制上提供了漫遊功能的服務。在傳輸過程中，WiMAX可在 不同的基地臺之間移動，偵測出最好的傳輸方式，也可轉換至IEEE 802系列的網 路（如從IEEE802.16系統移動到IEEE802.11系統）進行傳輸，甚至從有線網路切 換至IEEE802.16的無線環境（楊繼斌，2006）。因此，WiMAX可透過漫遊，提
18參考自陳豫德（2004.8.26），〈WiMAX 技術優勢分析〉，取自
http://www.itis.org.tw/rptDetail.screen?rptidno=75AC1EF051A2ED0F48256EFC005D71F2
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供穩定的傳輸服務。
四、WiMAX的應用情境分析
藉著頻寬的提升及傳輸品質的加強，WiMAX使得許多既有服務「行動化」，
也將無線網路的應用範圍拓廣。大致來說，WiMAX最受矚目的應用可集中於網 路電話的應用、網路電視的應用、照護系統的應用、電子商務的應用等模式：
也將無線網路的應用範圍拓廣。大致來說，WiMAX最受矚目的應用可集中於網 路電話的應用、網路電視的應用、照護系統的應用、電子商務的應用等模式：