從種種角度看，2007年都將是WiMAX最有機會的一年，特別是新一代的WiFi（IEEE 802.11n）標準遲遲無法底定、UWB（IEEE 802.15.3a）的IEEE工作小組正式解散、MBWA（IEEE 802.20）制訂進程遭凍結等，加上WPAN、WSAN等運用也都方興未艾，如此使已有IEEE正式標準背書的WiMAX（IEEE 802.16）格外被看重，尤其Fixed WiMAX於2004年即底定，Mobile WiMAX也在2005年底頒佈，且經過電信設備商、全球各地的電信服務業者一年的摸索、驗證、試營後，WiMAX可說已達成熟階段，能否起飛或持續緩步，今年都將是最關鍵。

《圖一 WiMAX Forum的官方網站可查詢已通過WiMAX Forum認證的WiMAX裝置、設備，通過認證稱為「WiMAX Forum Certified」，WiMAX Forum表示其他以「WiMAX-ready」、「WiMAX-compliant」、「pre-WiMAX」之名者銷售者並未通過正式的WiMAX Forum認證。（資料來源：http://www.wimaxforum.org/kshowcase/view/）》

演化階段一：xDSL的低廉、無線式代用品

雖然今日WiMAX格外被看好，但WiMAX的技術卻不是一日便成就，其初版標準可追溯至2001年，並在之後的數年內有數次的演化與轉折。

WiMAX最初的用意是提供無線式的xDSL，針對一些地廣人稀、營運效益尚不足以牽佈實體xDSL線路的寬頻上網市場而設立，因此WiMAX被設定成要盡可能遠的傳輸距離與盡可能高的傳輸頻寬，WiMAX無線收發的距離每多延伸1km，也就意味著可以多精省1km的實線牽佈與維護成本。

更具體而言，WiMAX適合用在美、加、紐、澳等國的地廣人稀處，或印尼的多島嶼國度，這些地區不是較難牽佈實線就是不達牽佈實線的經濟規模，或者是在新興國家中，新興國度的消費力尚有限，如何提供比實線成本更低廉的寬頻方案也適合用WiMAX。除這些外，WiMAX也期望成為企業在原有實線之外的備用傳輸線，以支援企業的異地備援。

也因為WiMAX的基地台（Base Station；BS）會佈建在地廣人稀處，且必須盡可能擴展傳輸距離與傳輸速度，所以WiMAX採行視界內（Light-Of-Sight；LOS）的收發，即是收發路徑之間除了空氣外不能有其他阻隔物，否則將無法順利傳遞。

這個階段的WiMAX（2001年12月頒佈的IEEE 802.16）可以提供1～3英哩的傳輸距離，以及32Mbps～134Mbps的傳輸速度，並且使用10GHz～66GHz的頻段，頻段內每個通道佔用20MHz、25MHz、或28MHz頻寬，以及使用QPSK、16QAM、64QAM等調變技術。

《圖二 WiMAX在收發速度低於WiFi，在移動性上低於HSxPA（x=D、U）、UMTS（3G）、GSM（2G）等手機通訊。》

演化階段二：無線都會區域網路

在完成初期標準後，制訂小組進一步體認到：視界內的無線通訊只適合在兩遠地間的無阻隔收發，但電波信號卻無法像行動電話服務般地穿透建物，讓用戶直接在室內運用無線。為此WiMAX增訂了視界外（Non-Light-Of-Sight；NLOS）的傳輸標準，使跨遠佈建的LOS型WiMAX在接近用戶區時可改用NLOS型WiMAX，讓信號可穿入建物，達到全程無線的寬頻服務。

倘若WiMAX無法提供到府入戶的無線服務，而必須在戶外WiMAX基地台與各用戶間再行牽佈實線才能上網，如此WiMAX標榜的「精省最後一哩的牽佈、維護成本」就大失其義。穿透性傳輸的WiMAX是在2003年1月頒佈，稱為IEEE 802.16a。

為了達到穿透性，因此802.16a在無線規格上也另有定義，802.16a的頻段為2GHz～11GHz，每通道頻寬為1.25MHz～20MHz，傳輸率方面最高達75Mbps，傳輸距離為3～5英哩。乍聽之下穿透性較非穿透性有較遠的傳輸性，然恰恰相反，穿透性傳輸必然有較高的能量折耗、信號衰減，傳輸距離必然低落於非穿透性，事實上在802.16a擁有3～5英哩傳距的同時，非穿透性的802.16也將傳距推進到30英哩，不過此是最佳狀態的極致表現，須基地台高度、天線增益、發送功率等相關條件的配合才行。

WiMAX從非穿透性的郊區進入到穿透性的市區，但在市區的覆蓋距離表現上又不及一般的GSM、3G手機的基地台，而手機被視為WWAN的無線廣域網路，所以穿透性的WiMAX被定位為覆蓋範疇較小的WMAN無線都域網路。

《圖三 在2005年底IEEE 802.16e行動式WiMAX標準一底定，ST立即於2006年1月9日推出支援802.16e標準的系統單晶片（SoC）：STW51000，該單晶片適合用於行動用的WiMAX基地台中。（資料來源：www.ST.com）》

與WiFi互競的技術導入、提升

接著是2004年的IEEE 802.16d，802.16d是WiMAX技術的一次演化提升，對此必須說明WiMAX的技術歷程才能體會。

首先，802.16是在2001年提出，在此之前的1999年即有WiFi的802.11a、802.11b，所以WiMAX能以11a、11b的WiFi為鑑進行技術改進，例如在MAC方面，WiFi採行爭搶式的服務，每個需要無線收發服務的末端裝置（Subscriber Station；SS）以隨機方式向無線存取點（Access Point；AP）提出服務需求，若同時間內有兩個以上的SS提出需求則會有存取衝突，會要求各SS再隨意選定一個時間再次提出需求，直到無衝突時AP才正式為SS提供收發服務。

這樣的作法導致與AP較近的SS具有較快速回應往返與較多次的嘗試機會，以致AP服務近距離SS的次數較多，進而此傳輸量較大，相對的離AP較遠的SS獲得服務的機會較少、反應慢、傳輸量小，如此不利於即時傳輸性的應用，如VoIP、IPTV等。

相對的，802.16的WiMAX不採行爭搶法，而是採行排程演算法，各SS僅需在首次進行爭搶，之後由基地台進行存取時槽（Access Slot）的配置，每個時槽即是服務各SS的時間，且可依據應用之需而加大某一時槽，如此在存取上比WiFi更具頻寬效益。此外WiMAX也在起步設計時就建立起QoS機制，相對的WiFi在之後才增訂IEEE 802.11e及WMM來因應QoS需求。

到了2003年，由於IEEE 802.11g的提出，使OFDM調變正式成為無線技術的主流，過去的IEEE 802.11a雖已使用OFDM技術，但卻不是在2.4GHz的全球適用性頻段，而802.11g在2.4GHz頻段使用OFDM調變，使OFDM技術快速普及，相對的WiMAX卻仍未具備OFDM調變技術，僅具單純的QPSK、16QAM、64QAM技術，為了跟上世界潮流，2004年訂立的IEEE 802.16d，正式將OFDM技術導入WiMAX，避免WiMAX落後於WiFi。

雖然同樣用20MHz的通道頻寬、雖然同樣使用OFDM的調變技術，但WiMAX與WiFi卻有不同的設計，WiFi的每通道頻寬為固定，無法再行調整，而WiMAX能夠以每1.25MHz為單位進行增減調整，另外WiMAX將通道切分成256個子載波來運用（也因此被稱為OFDM256），相對的WiFi僅切分成52個，如此在資源調配上也更細膩。

由於OFDM256的新調變作法同時適用於LOS型與NLOS型的WiMAX，同時也無必要再行過去的單載波（Single Carrier；SC）調變法，一律改採OFDM，所以802.16d同時取代了802.16與802.16d，成為新的WiMAX主標準。同時802.16d也讓WiMAX在多方存取技術也由動態性TDMA進展至OFDMA。

《圖四 各式無線通訊技術的傳輸率與傳輸距離比較圖。（資料來源：http://www.wisoa.net）》

演化階段三：WLAN、WWAN的橋接、補強器

完成2004年的802.16d後，接續著的是IEEE 802.16e，802.16e是針對行動運用而訂立，過往以來的WiMAX都只用於固定式運用，無論BS或SS都是以固定不動的方式進行收發，而802.16e能在行車時運用，在時速120km、150km內都仍可進行收發服務。

為了適合行車通訊之用，WiMAX標準也再行增訂，頻段改為2GHz～6GHz，每通道頻寬5MHz，傳速最大15Mbps，傳距則為1～3英哩，由於在車內也能使用，所以屬穿透性的NLOS型傳輸。

不過此舉似乎也觸動Nokia的神經，認為行動版的WiMAX更近似於3G、進而威脅3G，因此退出WiMAX陣營，然之後由於Intel等WiMAX主導業者主張Fixed/Mobile WiMAX都只作為WLAN與WWAN間的橋接、補強之用，使覆蓋率更達完整，而非取代性質，如此使Nokia重回投入WiMAX。

802.16e不單是為車用需求而進行規格增訂，也為WiMAX導入了更多新技術，在多方存取上增加了SOFDMA（可擴展性的OFDMA），使原有OFDMA獲得強化，此外也包括強化覆蓋率、穿透性、新增下行傳輸用的子通道（Sub-Channel）使覆蓋率更具調整性、強化快速傅利葉轉換（FFT）以延緩多徑衰落的距離、擴增頻寬不再需要連續性的配置、新增智慧型天線（AAS）、新增多進多出（MIMO）技術等。

這同樣是與WiFi競賽，同時也是與3G競賽，WiFi在完成802.11g的制訂後，下一代的802.11n也導入了MIMO技術，雖然WiMAX落後於WiFi使用OFDM技術，但此次卻領先使用MIMO技術。此外Mobile WiMAX使用的HARQ技術，在3.5G的HSDPA、3.75G的HSUPA中也有使用。

至此很明顯的，WiMAX經歷三次技術演化，且市場定位也依據三次演化而有不同的功效訴求：Wireless xDSL、WMAN、Bridge（或Convergence，聚合），透過演化的運用擴展讓WiMAX的潛在用量最大化，進而用量價均攤的效益讓WiMAX的成本最小化。

《圖五 Aperto Networks公司的各款WiMAX裝置、設備，包括基地台、用戶端數據機、以及方位性天線等。（圖片來源：http://www.apertonet.com）》

行銷、過譽的WiMAX加以還原

WiMAX的發起晚於WiFi、3G，且支持者不是新興業者，就是剛跨入無線通訊領域的新進業者（如Intel），WiMAX為這些業者的主要、首要投入，因此在市場行銷上也最為積極，但也因此讓通訊產業的原有業者認為WiMAX的技術被過度誇耀，實際上並未如行銷所言的神奇理想，所以WiMAX有關的進一步技術表現也值得談論。

首先，WiMAX強調的高傳輸率（70Mbps、74Mbps）、大覆蓋率（50km、70km）並不是同時具備，而是各自條件最佳化的表現，務實而言在上下行皆10Mbps的對稱傳輸下WiMAX僅有10km的傳輸距離，且為非穿透性的視界內傳輸，一旦到了市區將有30％的WiMAX BS佈建必須換用NLOS型傳輸，如此若同樣是上下行皆10Mbps的傳輸，則傳輸距離將降至2km。

其次，時速120km、150km也能收發的Mobile WiMAX，也如同其他通訊標準般的理想，GSM標榜120km內可正常通訊，PHS標榜100km內可正常通訊，但實際上GSM在80km、100km即難以收發，PHS也在60km、70km就難以接濟，WiFi也類似，WiFi在60km/hr下仍可通訊，但實際上30km/hr即有困難，WiMAX也類似，部分測試驗證下認為70km/hr是其務實傳輸的上限。

再者，WiMAX為了達到長遠覆蓋率而大幅增強發送功率，一般而言WiFi的BS（即AP）僅有100mW，部分國度地區在法規上允許到160mW（日本）、200mW（歐洲），而戶外運用可至1W，至多4W。相對的WiMAX的每個BS可配置1～6組方位性天線，每組方位性天線為250W，如此WiMAX BS的發送功率將在250W～1500W間，此也遠勝現有GSM BS的40W、PHS PS的0.5W。

不僅如此，WiMAX用戶端的SS也一樣有較高的功率，安裝於室內的NLOS型WiMAX無線數據機有6～8W的功率，有的為10W，若為中小企業的用戶端小型WiMAX BS更是達75W，如此高的電磁波會否對用戶造成危害也不無擔憂。

此外，WiMAX期望用戶端的WiMAX數據機可直接裝設、配置於室內，且希望在室內任何角落都可與室外的WiMAX BS維持收發，即是讓用戶端的安裝便利性達到最高，倘若裝設於戶外，則裝設難度將與衛星天線一樣，需要專業人員的工程性調整，而室內裝配的難度將低於室外，且室內任何位置都可放置的話，其安裝便利性將與WiFi相同。

不過，目前為止這似乎是理想，無論裝設於室內室外，WiMAX的用戶端數據機都需要專業性的方位、高度調整才能完成裝設，否則收發效果難以理想，倘若此情形無法改善，也將影響WiMAX的推行，任何用戶端的使用都要專業人員到府裝設，而不像WiFi由消費者自賣場買回就可使用，普及速度自然會減緩。

《圖六 Aperto Networks公司的PacketWave系列基地台及其天線，裝設在沙烏地阿拉伯利雅德（Riyadh）市的建物上。（資料來源：http://www.apertonet.com）》

《圖七 加拿大Wavesat公司所提出的行動式WiMAX用戶端晶片組：UMobile系列，支援2x2的MIMO收發，UMobile是針對筆記型電腦而設計，因此也提供Mini-PCI的參考性設計，同時也通過WiMAX Forum的認證。（資料來源：http://www.wavesat.com/products/umobile.html）》

結論：未來仍有隱憂要排除

最後，雖然WiMAX大為看好，且有可能再行增訂其技術標準，以擴展延伸到原有IEEE 802.20的WWAN應用領域，但眼前WiMAX仍有些隱憂尚未排除。

其一，WiMAX使用的頻段並非全球通行適用，各國各區對此頻段有不同的作法，有的已有他用，必須有數年的讓渡時間才能換用WiMAX，有的雖可用此頻段但發送功率方面有該國的電信法規限制，在功率限制下WiMAX的長遠覆蓋能力將可能受限。

其二，WiMAX向來標榜低廉的替用性，然WiMAX的成形晚於WiFi、3G，推行初期必然有較高的成本，WiMAX能否達成最原初的平價設定，也必須與用量及時間競賽，倘若WiFi更普及盛行，那麼固接NLOS型的WiMAX就難以發展，倘若3G成本降幅加快，那麼行動NLOS型的WiMAX也難有機會，毫無疑問WiMAX夾在WiFi、3G間，WiFi、3G任一的強化提升，都使WiMAX首受威脅。

其三，尚不達實線牽佈規模的市場，若在使用WiMAX後而逐漸達到可實線牽佈的商業規模，這時將造成兩難局面，雖已達規模但WiMAX的佈建成本可能尚未回收，這時是否該投入實線牽佈？倘若持續用WiMAX而放棄實線牽佈，則營運服務上的競爭對手可能搶先投入牽佈，屆時用戶寧可用穩定性較佳的xDSL實線而退用較不穩的WiMAX無線，所以WiMAX的過渡性質也讓營運業者深感猶豫。

其四，WiMAX陣營雖然先後說服了歐洲的HiperMAN、南韓的WiBro與之保持相容互通，但大陸方面卻在去（2006）年另立相近標準的McWiLL，如此WiMAX能否像WiFi般獲得全球性市場的認同也產生疑問。加上3G無論是CDMA2000、WCDMA等都在持續提升數據方面的上行、下行速率，即便尚未實現也已完成未來展望（Roadmap）的設定，這使WiMAX在展望競賽中居於劣勢，沒有更後續構想的WiMAX也使業者、用戶不敢貿然投入。凡此種種，都將持續考驗WiMAX。

《圖八 行動式WiMAX的架構示意圖，圖下部為行動用戶端的收發傳輸，圖上部則連至實線牽佈的網際網路（Internet）及公眾電話網路（PSTN）。（資料來源：www.samsung.com）》 - BigPic:600x463