WiMAX在IPTV接入中的優(yōu)勢分析

IPTV從1999年進入市場以來，增長速度逐步加快。預(yù)計到2008年全球IPTV用戶將達到2 600萬以上。2003～2008年我國的IPTV用戶年復(fù)合增長率將達到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（Worldwide Interoper-ability for Microwave 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?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/無線">無線技術(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，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，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標準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準。它最高可以提供75 Mbit/s的傳輸率，單基站覆蓋范圍最大可達到50 km。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的無線擴展技術(shù)，從而實現(xiàn)無線寬帶接入。

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

表1　802.16系統(tǒng)各標準特點

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。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3～4 Mbit/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(yīng)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是基于無線局域網(wǎng)（WLAN）標準，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）標準，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4.8～16 km半徑單元部署中，獲得WiMAX論壇認證的系統(tǒng)可以為固定和便攜接入應(yīng)用提供高達每信道40 Mbit/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(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。

（4）WiMAX實現(xiàn)IPTV的接入

IEEE802.16-2004標準主要面向固定終端，最大傳輸距離為7～10 km，其通信頻帶低于11 GHz，采用可選通道方式，每個信道帶寬在1.25～20 MHz之間。當帶寬為20 MHz時，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，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。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。不需要再次進行布線，只需加裝WiMAX接收設(shè)備和IP機頂盒即可，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）標準主要面向移動終端，最大傳輸距離為3～5 km，其通信頻帶低于6 GHz，上行鏈路的子通道頻寬與802.16a相同。當頻寬為5 MHz時，它可以提供15 Mbit/s的連接速率，當以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標準可以實現(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、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IPTV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。