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WiFi和3G技术应用的发展趋势

2006/8/16/11:25 来源:IT专家网
  一、前言

  2003年以来中国移动通信技术和市场的热点一直集中在3G的出台时机以及3G该采用什么样的标准的讨论中。虽然对3G的关注程度在国内、国外设备厂商的推动、宣传和政府的大力支持下达到了前所未有的高度,但是我们更应该清醒地认识到中国3G发展的现状:受其技术成熟度以及缺少杀手业务、建设成本、运营牌照费用和欧洲市场发展不良等多种因素的制约,中国移动通信市场迟迟不能启动,运营商、设备制造商、芯片厂商、研究院所、内容服务商所共同期望的局面,3G兴起还未能实现。

  从未来的中国3G市场来看,语音业务对于移动运营商提高收入帮助不大,而且由于移动运营商数目的增加,语音业务带来的ARPU必然会呈现下降的趋势。因此,提供更多的数据多媒体业务,对于移动运营商维持用户忠诚度、提高网络利用率、增加业务附加值、获取最大利润等将会带来较大的帮助,这也是在部署3G前运营商所必须要考虑的问题。相比之下在芯片厂商、PC制造商、WiFi联盟成员、运营商的共同推动下,WLAN在部署上取得了实质性的进展。中国电信网通、移动、联通都在实施自己的热点覆盖计划。前一段时期,甚至还有用WLAN代替3G的论调。但是从覆盖范围、传输速率、基本业务类别、可移动速率、前向扩展、演进走向等多方面综合分析,3G与WLAN不是一种可以互相取代的竞争关系,而是一种可以扬长避短的互补关系。目前,WLAN的推广和认证工作主要由产业标准组织WiFi(Wireless Fidelity,无线保真)联盟完成,所以WLAN技术常常被称之为WiFi。

  二、WiFi的发展方向

  对于GPRS、CDMA1x、1xRTT、EV-DO、EV-DV等技术而言,上下链路数据业务的对称性是WiFi的一个明显优势。对于3G室内的2Mbit数据速率,WiFi也具有绝对的优势,它目前采用的是802.11b标准,理论数据速率可达11Mbit,实际的物理层数据速率支持l、2、5.5、11Mbit可调,覆盖范围从100-300m。随着802.11g/a、802.16e、802.11i、WiMAX等技术、协议标准的制定和完善,加上WiFi联盟对市场快速的反应能力,WiFi正在进入一个快速发展的阶段。其中,作为802.11b发展的后继标准802.16(WiMAX-Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波接入互操作性),已经在2003年1月正式获得批准,虽然它采用了与802.11b不同的频段(10-66GHz),但是作为一项无线城域网(WMAN)技术,它可以和802.11b/g/a无线接入热点互为补充,构筑一个完全覆盖城域的宽带无线技术。WiFi/WiMAX作为Cable和DSL的无线扩展技术,它的移动性与灵活性为移动用户提供了真正的无线宽带接入服务,实现了对传统宽带接入技术的带宽特性和QoS服务质量的延伸。

  对于WiFi技术而言,漫游、切换、安全、干扰等方面都是运营商组网时需考虑的重点。随着骨干传输网容量和传输速率的提高,无论采用平面或者两层的架构都不会影响到用户的宽带快速接入;随着IAPP以及Mobile IP技术的完善、IPv6的发展也可以最终解决漫游和切换的问题;802.11i标准的产生将提供更多的括WPA2、多媒体认证等安全策略;不断成熟的组网方案和干扰预检测机制都可以减少频率资源开发带来的干扰。

  事实上,不同的标准化组织的工作与各类标准的制订,正是NGN发展进程中各方加强合作与标准融合工作的体现。WiFi/WiMAX的市场目标是成为宽带无线接入城域网技术,基本目标是要提供一种城域网领域点对多点的多厂商环境下可有效地互操作的宽带无线接入手段,以实现满足3G标准的以无线广域网WWAN为基本模式、以公众语音及多媒体数据为内容、在全球范围内漫游的个人手机终端的基本市场定位。WiFi/WiMAX也可以作为3G无线广域/城域、多点基站互联支持手段的补充。

  按NGN概念演进的下一代移动网,以终端、应用、服务为主导将成为市场发展的重要驱动力也是运营商赢利的关键。其互操作性和后向兼容性将成为不同标准化组织的工作考虑的一个重点。如果进行无生命力的重覆,其产品和技术终将为市场所淘汰,其唯一出路是在NGN及3G演进的基本概念上彼此融合,共同作出贡献。而且随着WiFi/WiMAX接入技术成本的逐步下降,电信运营商选择WiFi/WiMAX技术消费者提供VoWLAN语音服务将成为可能。

  综上所述,WiFi/WiMAX的发展方向包括:

  *网络技术,覆盖更大的范围,从热点到热区到整个城市,

  *WiFi手持终端和VoWLAN业务必然成为潜在的应用模式。

  *基于IP的WiFi/WiMAX的交换技术和开放的业务平台,将使WLAN网络更智能、更易管理。

  *基于多层次的安全策略(WEP、WPA、WPA2、AES、VPN等)提供不同等级的安全方案,将使企业、个人用户可以根据不同的性价比来选择满足自己需要的安全策略。

  三、WiFi和3G技术的融合

  1.基于全IP的网络架构

  不管是现在商用的还是正在试验的(CDMA2000/WCDMA R99/R4/TD-SCDMA)3G标准都不是基于全IP的网络,比如CDMA2000是基于ANSI-41;WCDMA 99/TD-SCDMA是基于传统的GSM-MAP、R4软交换的承载和控制分离方式,而直到R5引入了IMS才实现全IP的核心网。显然全IP的核心网络也是3G发展的方向,采用基于全IP的核心网不但可以与无线接入方式独立地发展,还可以支持包括WiFi/WiMAX、WCDMA、Bluetooth等多种无线接入方式。在3G的R6中已经开始把WLAN和3G一同考虑了。

  2.共用开放的业务平台和运营支撑系统

  WiFi/WiMAX和3G不同的承载特性(吞吐量、延时、QoS、对称性等)为用户享受语音、数据、多媒体业务提供更多的接入方式选择;它们可通过共用开放的业务平台融合不同的业务引擎实现网络间互通;根据网络服务区内的性能,用户可以手工或者自动选择接入那个网络;同时支持WLAN和3G网络的运营支撑系统,可以对双网实现统一的运营管理、计费、甚至用户身份认证,最大限度降低网络建设、维护成本。

  四、WiFi和3G应用的互补

  两种网络技术在移动通信技术发展中将实现局部的融合,各自发挥优势、扬长避短,互补趋势集中体现在以下几个方面:

  1.语音和VoWLAN

  相对于满足大话务量、多用户数的3G技术,基于IP技术的WLAN网络更适合开展广播式的语音业务(PTT、多方会议、长途通话、广告等)。

  2.广域覆盖和区域覆盖下的数据业务

  相对于3G技术覆盖范围大、快速移动时仍能保持144kbit的数据速率的特点,WLAN技术在特定区域内满足用户高速数据传输的需求具有绝对优势。

  3.无线信道资源的利用

  3G分配的频率资源是有限的,而数据业务对信道的占用率极高,影响其同时接入的语音用户数量。如果规划特定区域(比如商业中心人群密集区)内把数据业务转移到WiFi/WiMAX的公共数据通道无疑将大大提高3G无线网络资源利用率。

  4.手持终端和Laptop/PDA结合

  传输数据速率高、Always 0n Line和低使用费的Laptop/PDA可以满足商业用户大信息量的需求:携带更为方便、小巧的3G手持终端可以满足个人用户对快速消息的需求。

  五、结束语

  目前,欧洲已经开始部署城域WLAN网络。任北美,据FCC估计,2006年商用的城域WLAN网络也会普及北美。可以预见随着WLAN技术的更加普及和3G网络的部署,WiFi/3G双模技术将会在不久的将来得到应用。

  未来无线通信领域的一个发展趋势是移动网络和无线接入网络的融合。因此人们又提出更高的发展目标那就是4G。4G系统应能实现全球范围内多种移动网络和无线网络间的无缝漫游,构筑一个移动网络和无线接入网的融合体,实现与WLAN的无缝连接。4G的无缝特性,包含系统、业务和覆盖等多方面的无缝性。其无缝性指的是用户既能任WLAN中使用,也能在蜂窝系统中使用;业务的无缝性指的是对话音、数据和图像的无缝性;而覆盖的无缝性则指4G系统应该能向全球提供业务。因此4G系统应当是一个综合系统,蜂窝部分提供广域移动性,WLAN提供热点地区的高速业务.

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