為WiMAX構建端到端的網絡架構

摘要 本文首先分析了WiMAX技術的市場驅動力和影響其成功部署的關鍵因素,隨后介紹了一個基于WiMAX接入技術的端到端網絡架構,包括回程、匯聚、接入控制、以及核心網絡,并對該網絡架構的特點和優(yōu)勢進行了分析。

1 引言

因特網和移動通信技術的飛速發(fā)展,正促使通信領域朝著寬帶化、無線化和移動化方向發(fā)展。從最終用戶的角度,傳統(tǒng)的固定寬帶用戶不再滿足于僅僅在固定環(huán)境中使用寬帶接入業(yè)務,他們希望擯棄固定接入的束縛獲得寬帶接入的移動性;另一方面,傳統(tǒng)的移動用戶也不滿足于傳統(tǒng)語音、短信和低速數據業(yè)務,希望獲得更高速率的多媒體業(yè)務。從運營商角度,固定網絡運營商希望把業(yè)務拓展到移動業(yè)務,而移動運營商希望在傳統(tǒng)業(yè)務的基礎上提供高數據率的業(yè)務從而提高ARPU值。這種最終用戶的需求和運營商策略的改變,催生了未來網絡技術的業(yè)務寬帶化和移動化趨勢。

WiMAX IEEE802.16e正是迎合這種業(yè)務和網絡技術發(fā)展趨勢的技術,由于其采用OFDM、MIMO,并具有非視距移動性支持,以及對IP的天然支持等特性,使其能夠滿足目前最終用戶對業(yè)務和應用的寬帶化和移動性的需求,以及運營商對其運營業(yè)務范圍進行擴展的策略。但WiMAX不是一種孤立的無線接入手段,要使WiMAX在市場上真正取得成功,必須把它作為一個端到端網絡架構的一部分,從而使得一方面可以充分利用現(xiàn)有網絡資源從而減少投資,另一方面,也可以對業(yè)務范圍進行拓展,使其和現(xiàn)有業(yè)務范圍形成互補。

端到端網絡的最終目標是確保業(yè)務最終能夠有質量保證并安全地發(fā)布到最終用戶,因此涉及WiMAX流量的回程、匯聚、無線接入控制、以及核心網絡和應用等,同時還要求網絡具備端到端的QoS架構和標準的安全機制。

本文以下章節(jié)將首先介紹WiMAX的市場驅動力和影響其成功的關鍵因素,然后給出端到端網絡架構及其特點和優(yōu)勢。

2 WiMAX的市場驅動力

WiMAX IEEE802.16e的市場驅動主要體現(xiàn)在最終用戶的需求和運營商策略的演進兩方面,用戶需求的主要特征是“寬帶無線化”和“無線寬帶化”趨勢,運營商策略的演進主要體現(xiàn)在逐漸從關注家庭市場的固定寬帶接入向關注個人市場的移動業(yè)務發(fā)展;而個人移動市場也存在向更高帶寬以及向家庭市場滲透的需求。

最終用戶對他們使用的業(yè)務和如何獲得業(yè)務有著越來越高的期望。他們不僅希望更高速率的連接,而且希望永遠在線和不受限制的使用,同時又希望更高的業(yè)務質量保證和更好的業(yè)務體驗。在獲得業(yè)務的方式上,更是希望任何時候,任何地點通過任何終端獲得他們訂閱的業(yè)務。
運營商的策略也在不斷演進。對固網運營商來說,寬帶無線接入意味著一個在現(xiàn)有的三重播放業(yè)務基礎上提供無線業(yè)務的機會。WiMAX就成了一種讓他們在現(xiàn)有用戶基數的基礎上獲得游牧甚至移動業(yè)務的手段。寬帶是固網運營商原本的優(yōu)勢,有了無線接入,就能突破有線的束縛提供寬帶無線業(yè)務。

對移動運營商而言,在傳統(tǒng)電路業(yè)務的基礎上引入數據業(yè)務是提高ARPU的手段。HSDPA將是其演進過程中重要的一步,同樣緊隨其后的HSUPA,LTE和WiMAX將起到非常重要的作用。

3 WiMAX成功的關鍵因素

足夠大的市場是任何新技術或新業(yè)務成功的關鍵。市場預測數據顯示,未來五年累計在WiMAX網絡基礎設施上的投資將達到150億歐元。而且移動運營商、固網運營商、全業(yè)務運營商都對此表現(xiàn)了極大的興趣。由于其高帶寬和移動性等特點,可以滿足新興市場和成熟市場的多種需求,如固網運營商用于擴展其固定寬帶接入,從而也可以進入個人用戶市場;移動用戶可以在原有傳統(tǒng)語音和短消息業(yè)務的基礎上在WiMAX網絡中提供具有互補性的高帶寬數據業(yè)務;另外,WiMAX可以作為無線DSL提供因特網接入服務。

頻譜的可用性是影響無線技術成功的又一關鍵因素。迄今為止,全球已經頒布的WiMAX頻段已經覆蓋超過一半的人口,而且越來越多的國家將頒布WiMAX的頻率許可。另外,WiMAX Forum也正努力把WiMAX技術作為第六種IMT-2000技術,從而使得未來可以讓WiAMX技術和目前的三大3G技術共享頻譜資源。國際社會對消除數字鴻溝也給予了足夠的重視,作為消除數字鴻溝的合適技術,WiMAX也必將得到足夠重視,因此頻譜資源的獲得最終將不是問題。

技術的先進性和高性能是WiMAX成功的有力保障,由于采用了和4G一樣的先進技術如OFDM技術,MIMO技術,以及其他諸如非視距移動性支持以及端到端IP支持,以及先進的天線技術如波束形成技術,WiMAX相對于其他技術已經具有足夠的競爭力。

最后,一個完整健康的產業(yè)鏈是無線WiMAX技術成功的保障,要知道,WiMAX技術不是單獨存在的技術,它只是一個端到端網絡的一部分。芯片廠商/終端廠商的大力支持以及系統(tǒng)設備廠商的支持可以為WiMAX的端到端部署鋪平道路。只有產業(yè)鏈的通力合作,才能保障WiMAX技術的最終成功。

當然,WiMAX只是一種寬帶無線接入技術,要真正發(fā)揮其優(yōu)勢,必須為它構建合適的業(yè)務生成環(huán)境,同時還要構建一個能夠保障業(yè)務安全可靠傳輸到最終用戶的業(yè)務控制網絡。這正是本文所要闡述的端到端網絡架構。

4 端到端網絡架及其優(yōu)勢

端到端網絡架構分為兩部分,即WiMAX接入網以及核心網和應用,如圖1所示。

圖 1基于WiMAX接入的端到端網絡架構

核心網和應用包括三個選項,即

和NGN/IMS架構完全集成并支持所有多媒體業(yè)務,即圖中A+B+C;

作為互補或獨立的網絡支持具有QoS的VoIP,即圖中B+C;

無線DSL部署,即圖中C。


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