WiFi和3G技術應用的發(fā)展趨勢

　　一、前言

　　2003年以來中國移動通信技術和市場的熱點一直集中在3G的出臺時機以及3G該采用什么樣的標準的討論中。雖然對3G的關注程度在國內、國外設備廠商的推動、宣傳和政府的大力支持下達到了前所未有的高度，但是我們更應該清醒地認識到中國3G發(fā)展的現(xiàn)狀:受其技術成熟度以及缺少殺手業(yè)務、建設成本、運營牌照費用和歐洲市場發(fā)展不良等多種因素的制約，中國移動通信市場遲遲不能啟動，運營商、設備制造商、芯片廠商、研究院所、內容服務商所共同期望的局面，3G興起還未能實現(xiàn)。

　　從未來的中國3G市場來看，語音業(yè)務對于移動運營商提高收入幫助不大，而且由于移動運營商數(shù)目的增加，語音業(yè)務帶來的ARPU必然會呈現(xiàn)下降的趨勢。因此，提供更多的數(shù)據(jù)多媒體業(yè)務，對于移動運營商維持用戶忠誠度、提高網(wǎng)絡利用率、增加業(yè)務附加值、獲取最大利潤等將會帶來較大的幫助，這也是在部署3G前運營商所必須要考慮的問題。相比之下在芯片廠商、PC制造商、WiFi聯(lián)盟成員、運營商的共同推動下，WLAN在部署上取得了實質性的進展。中國電信、網(wǎng)通、移動、聯(lián)通都在實施自己的熱點覆蓋計劃。前一段時期，甚至還有用WLAN代替3G的論調。但是從覆蓋范圍、傳輸速率、基本業(yè)務類別、可移動速率、前向擴展、演進走向等多方面綜合分析，3G與WLAN不是一種可以互相取代的競爭關系，而是一種可以揚長避短的互補關系。目前，WLAN的推廣和認證工作主要由產(chǎn)業(yè)標準組織WiFi(Wireless Fidelity，無線保真)聯(lián)盟完成，所以WLAN技術常常被稱之為WiFi。

　　二、WiFi的發(fā)展方向

　　對于GPRS、CDMA1x、1xRTT、EV-DO、EV-DV等技術而言，上下鏈路數(shù)據(jù)業(yè)務的對稱性是WiFi的一個明顯優(yōu)勢。對于3G室內的2Mbit數(shù)據(jù)速率，WiFi也具有絕對的優(yōu)勢，它目前采用的是802.11b標準，理論數(shù)據(jù)速率可達11Mbit，實際的物理層數(shù)據(jù)速率支持l、2、5.5、11Mbit可調，覆蓋范圍從100-300m。隨著802.11g/a、802.16e、802.11i、WiMAX等技術、協(xié)議標準的制定和完善，加上WiFi聯(lián)盟對市場快速的反應能力，WiFi正在進入一個快速發(fā)展的階段。其中，作為802.11b發(fā)展的后繼標準802.16(WiMAX-Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波接入互操作性)，已經(jīng)在2003年1月正式獲得批準，雖然它采用了與802.11b不同的頻段(10-66GHz)，但是作為一項無線城域網(wǎng)(WMAN)技術，它可以和802.11b/g/a無線接入熱點互為補充，構筑一個完全覆蓋城域的寬帶無線技術。WiFi/WiMAX作為Cable和DSL的無線擴展技術，它的移動性與靈活性為移動用戶提供了真正的無線寬帶接入服務，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)寬帶接入技術的帶寬特性和QoS服務質量的延伸。

　　對于WiFi技術而言，漫游、切換、安全、干擾等方面都是運營商組網(wǎng)時需考慮的重點。隨著骨干傳輸網(wǎng)容量和傳輸速率的提高，無論采用平面或者兩層的架構都不會影響到用戶的寬帶快速接入;隨著IAPP以及Mobile IP技術的完善、IPv6的發(fā)展也可以最終解決漫游和切換的問題;802.11i標準的產(chǎn)生將提供更多的包括WPA2、多媒體認證等安全策略;不斷成熟的組網(wǎng)方案和干擾預檢測機制都可以減少頻率資源開發(fā)帶來的干擾。

　　事實上，不同的標準化組織的工作與各類標準的制訂，正是NGN發(fā)展進程中各方加強合作與標準融合工作的體現(xiàn)。WiFi/WiMAX的市場目標是成為寬帶無線接入城域網(wǎng)技術，基本目標是要提供一種城域網(wǎng)領域點對多點的多廠商環(huán)境下可有效地互操作的寬帶無線接入手段，以實現(xiàn)滿足3G標準的以無線廣域網(wǎng)WWAN為基本模式、以公眾語音及多媒體數(shù)據(jù)為內容、在全球范圍內漫游的個人手機終端的基本市場定位。WiFi/WiMAX也可以作為3G無線廣域/城域、多點基站互聯(lián)支持手段的補充。

　　按NGN概念演進的下一代移動網(wǎng)，以終端、應用、服務為主導將成為市場發(fā)展的重要驅動力也是運營商贏利的關鍵。其互操作性和后向兼容性將成為不同標準化組織的工作考慮的一個重點。如果進行無生命力的重覆，其產(chǎn)品和技術終將為市場所淘汰，其唯一出路是在NGN及3G演進的基本概念上彼此融合，共同作出貢獻。而且隨著WiFi/WiMAX接入技術成本的逐步下降，電信運營商選擇WiFi/WiMAX技術為消費者提供VoWLAN語音服務將成為可能。

　　綜上所述，WiFi/WiMAX的發(fā)展方向包括:

　　*網(wǎng)絡技術，覆蓋更大的范圍，從熱點到熱區(qū)到整個城市，

　　*WiFi手持終端和VoWLAN業(yè)務必然成為潛在的應用模式。

　　*基于IP的WiFi/WiMAX的交換技術和開放的業(yè)務平臺，將使WLAN網(wǎng)絡更智能、更易管理。

　　*基于多層次的安全策略(WEP、WPA、WPA2、AES、VPN等)提供不同等級的安全方案，將使企業(yè)、個人用戶可以根據(jù)不同的性價比來選擇滿足自己需要的安全策略。

　　三、WiFi和3G技術的融合

　　1.基于全IP的網(wǎng)絡架構

　　不管是現(xiàn)在商用的還是正在試驗的(CDMA2000/WCDMA R99/R4/TD-SCDMA)3G標準都不是基于全IP的網(wǎng)絡，比如CDMA2000是基于ANSI-41;WCDMA 99/TD-SCDMA是基于傳統(tǒng)的GSM-MAP、R4軟交換的承載和控制分離方式，而直到R5引入了IMS才實現(xiàn)全IP的核心網(wǎng)。顯然全IP的核心網(wǎng)絡也是3G發(fā)展的方向，采用基于全IP的核心網(wǎng)不但可以與無線接入方式獨立地發(fā)展，還可以支持包括WiFi/WiMAX、WCDMA、Bluetooth等多種無線接入方式。在3G的R6中已經(jīng)開始把WLAN和3G一同考慮了。

　　2.共用開放的業(yè)務平臺和運營支撐系統(tǒng)

　　WiFi/WiMAX和3G不同的承載特性(吞吐量、延時、QoS、對稱性等)為用戶享受語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務提供更多的接入方式選擇;它們可通過共用開放的業(yè)務平臺融合不同的業(yè)務引擎實現(xiàn)網(wǎng)絡間互通;根據(jù)網(wǎng)絡服務區(qū)內的性能，用戶可以手工或者自動選擇接入那個網(wǎng)絡;同時支持WLAN和3G網(wǎng)絡的運營支撐系統(tǒng)，可以對雙網(wǎng)實現(xiàn)統(tǒng)一的運營管理、計費、甚至用戶身份認證，最大限度降低網(wǎng)絡建設、維護成本。

　　四、WiFi和3G應用的互補

　　兩種網(wǎng)絡技術在移動通信技術發(fā)展中將實現(xiàn)局部的融合，各自發(fā)揮優(yōu)勢、揚長避短，互補趨勢集中體現(xiàn)在以下幾個方面:

　　1.語音和VoWLAN

　　相對于滿足大話務量、多用戶數(shù)的3G技術，基于IP技術的WLAN網(wǎng)絡更適合開展廣播式的語音業(yè)務(PTT、多方會議、長途通話、廣告發(fā)布等)。

　　2.廣域覆蓋和區(qū)域覆蓋下的數(shù)據(jù)業(yè)務

　　相對于3G技術覆蓋范圍大、快速移動時仍能保持144kbit的數(shù)據(jù)速率的特點，WLAN技術在特定區(qū)域內滿足用戶高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨缶哂薪^對優(yōu)勢。

　　3.無線信道資源的利用

　　3G分配的頻率資源是有限的，而數(shù)據(jù)業(yè)務對信道的占用率極高，影響其同時接入的語音用戶數(shù)量。如果規(guī)劃特定區(qū)域(比如商業(yè)中心人群密集區(qū))內把數(shù)據(jù)業(yè)務轉移到WiFi/WiMAX的公共數(shù)據(jù)通道無疑將大大提高3G無線網(wǎng)絡資源利用率。

　　4.手持終端和Laptop/PDA結合

　　傳輸數(shù)據(jù)速率高、Always 0n Line和低使用費的Laptop/PDA可以滿足商業(yè)用戶大信息量的需求:攜帶更為方便、小巧的3G手持終端可以滿足個人用戶對快速消息的需求。

　　五、結束語

　　目前，歐洲已經(jīng)開始部署城域WLAN網(wǎng)絡。任北美，據(jù)FCC估計，2006年商用的城域WLAN網(wǎng)絡也會普及北美�？梢灶A見隨著WLAN技術的更加普及和3G網(wǎng)絡的部署，WiFi/3G雙模技術將會在不久的將來得到應用。

　　未來無線通信領域的一個發(fā)展趨勢是移動網(wǎng)絡和無線接入網(wǎng)絡的融合。因此人們又提出更高的發(fā)展目標那就是4G。4G系統(tǒng)應能實現(xiàn)全球范圍內多種移動網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡間的無縫漫游，構筑一個移動網(wǎng)絡和無線接入網(wǎng)的融合體，實現(xiàn)與WLAN的無縫連接。4G的無縫特性，包含系統(tǒng)、業(yè)務和覆蓋等多方面的無縫性。其無縫性指的是用戶既能任WLAN中使用，也能在蜂窩系統(tǒng)中使用;業(yè)務的無縫性指的是對話音、數(shù)據(jù)和圖像的無縫性;而覆蓋的無縫性則指4G系統(tǒng)應該能向全球提供業(yè)務。因此4G系統(tǒng)應當是一個綜合系統(tǒng)，蜂窩部分提供廣域移動性，WLAN提供熱點地區(qū)的高速業(yè)務．