寬帶無線及3G演進(jìn)與NGN的關(guān)系

陳如明



　　陳如明教授，信息產(chǎn)業(yè)部通信科技委副主任及無線電管理局原副局長，中國國家無線電頻率規(guī)劃專家咨詢委員會(huì)主任；主任高級(jí)工程師，浙大、清華、北大等大學(xué)兼職教授；中國通信學(xué)會(huì)及中國電子學(xué)會(huì)會(huì)士（Fellow），國內(nèi)外一些知名技術(shù)雜志編委，國內(nèi)一些知名協(xié)會(huì)、學(xué)會(huì)副會(huì)長及常務(wù)理事。曾任郵電部第四研究所及國家無委辦總工、美國斯坦福（Stanford）大學(xué)高級(jí)研究學(xué)者及國際通信衛(wèi)星組織（INTELSAT）中國董事。主持和參加過多種科研項(xiàng)目，獲國家及部級(jí)多項(xiàng)一至三等國家級(jí)、部級(jí)科技攻關(guān)、科技進(jìn)步獎(jiǎng)及兩委一部表彰獎(jiǎng)等多種獎(jiǎng)勵(lì), 1991年獲國家科學(xué)研究突出貢獻(xiàn)特殊津貼；已發(fā)表涉及數(shù)字微波、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、個(gè)人通信、信號(hào)設(shè)計(jì)、自適應(yīng)信號(hào)處理與統(tǒng)計(jì)檢測(cè)、編碼調(diào)制、干擾分析協(xié)調(diào)與頻率規(guī)劃、頻譜管理等研究領(lǐng)域的中英文論文120余篇及包括全國高技術(shù)重點(diǎn)圖書在內(nèi)的專著4本。1998年己為美國國際名人評(píng)選組織 （International Who's Who of Professionals） 及世界文化藝術(shù)研究中心（World Cultural and Arts Research Center） 分別評(píng)選為世界名人 （International Who's Who）及全球名人 （World VIP）。



　　從廣義的無線通信（Wireless Communications）概念看，無線的寬帶化及其寬帶資源將呈現(xiàn)出無限廣寬的發(fā)展空間。但鑒于無線空間傳輸介質(zhì)的不穩(wěn)定性與時(shí)變特征，即使借助最先進(jìn)的自適應(yīng)信號(hào)處理技術(shù)對(duì)抗，在本世紀(jì)中可預(yù)見的將來仍難奏效。雖然從物理網(wǎng)絡(luò)安全角度出發(fā)，聰明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師仍不會(huì)忘記大容量多轉(zhuǎn)發(fā)器寬帶衛(wèi)星及寬帶多波道微波無線電對(duì)特發(fā)事件環(huán)境中對(duì)光纖傳輸平臺(tái)的必要補(bǔ)充支持的戰(zhàn)略作用，但核心傳輸平臺(tái)技術(shù)依然是光纖。因此，寬帶無線（BW）及下一代寬帶無線（NGBW）的主要作用在于接入和應(yīng)用層面，而且可以說，從個(gè)人全球多媒體無縫隙連接及愈來愈多及愈來愈顯得重要的個(gè)性化要求含義上，未來NGN（下一代網(wǎng)絡(luò)）及GII（全球信息基礎(chǔ)設(shè)施）的接入與應(yīng)用層面，必將是寬帶無線的世界。



　　所謂窄帶（Narrowband）接入，常指其攜載業(yè)務(wù)的每用戶比特速率≤64kbps；而寬帶在此指同時(shí)包括≤2Mbps與>2Mbps的“Wideband”與“Broadband”這兩種不同場(chǎng)合。而通用無線接入通常包括地面固定無線接入（TFWA）、地面移動(dòng)接入（TMWA）及衛(wèi)星接入（SA，同時(shí)計(jì)及固定及移動(dòng)）。通用無線接入可綜合包括宏大區(qū)、宏區(qū)、小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)、移動(dòng)、半移動(dòng)（包括游牧，Nomadic）、固定等各種接入覆蓋模式，可有效覆蓋三維物理空間的任何一角落及有效連接至任何個(gè)人用戶，這對(duì)實(shí)現(xiàn)未來全球個(gè)人通信而言，其實(shí)際連接覆蓋（WBAN/ WPAN/ WLAN/ WMAN/ WWAN） 的普遍化與重要性及戰(zhàn)略意義將不言而喻。



　　寬帶無線的重頭戲是以3G演進(jìn)為中心的寬帶移動(dòng)通信，其演進(jìn)發(fā)展沿1G→ 2G→2G+（2.5G，2.75G）→3G→3G+→4G→……方式前進(jìn)，一般說來這是一種與NGN概念與要求相協(xié)調(diào)的前、后向兼容式的演進(jìn)。相應(yīng)以3G為中心的前后向兼容體制標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)軌跡為：
GSM→WAP/x-HTML-GPRS/EDGE（IS-136→EDGE）→WCDMA→HSPA（HSDPA/HSUPA）……→ （4G）……—FDD；
IS-95A（IS-95A+）→IS-95B→cdma2000 1X →（GSM 1X）→cdma2000 1X（2X）EV-DO→cdma2000 1X（2X?） EV-DV（cdma2000 3X?）……→ （4G）……—FDD；
GSM→TD-SCDMA（UTRA-TDD?）→ETD-SCDMA/TD-LAS? ……→（TDD Broadband IP Wireless?） → （4G）... —TDD



　　對(duì)應(yīng)傳輸速率演進(jìn)軌跡為:


　　9.6kbit/s→14.4kbit/s→56/64kbit/s→114/153kbit/s→308/384kbit/s→2.0Mbit/s→2.4Mbit/s→5.2/6.0Mbit/s→≥10/20Mbit/s……→……（4G, 高速移動(dòng).→>20/30Mbit/s~100Mbit/s ; 接近固定.→≥156 Mbit/s ~1000Mbit/s）



　　寬帶無線演進(jìn), 亦是NGN的重要組成部分，特別從個(gè)性化含義上看，如上所述，未來NGN及ＧＩＩ的接入與應(yīng)用層面，必將是無線通信的世界, 而其3G演進(jìn)所謂全ＩＰ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展亦必須與NGN相協(xié)同。



　　涉及NGN是否應(yīng)為“全I(xiàn)P化”網(wǎng)絡(luò)之爭的問題，首先，從NGN的發(fā)生背景可理解，IP網(wǎng)的飛速發(fā)展及巨大市場(chǎng)擴(kuò)展成功與全球覆蓋的現(xiàn)實(shí)使人們?nèi)菀捉邮茉贗P協(xié)議基礎(chǔ)上進(jìn)一步演進(jìn)提高，以較好地融合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，平滑地向期望中的NGN發(fā)展；另一方面，Email、WWW瀏覽及VoIP等業(yè)務(wù)的普及與飛速擴(kuò)展導(dǎo)致IP網(wǎng)的全球覆蓋、全方位命名與服務(wù)，其開放性及可經(jīng)濟(jì)、有效地支持多業(yè)務(wù)運(yùn)行的特點(diǎn)使人感覺與GII的構(gòu)想甚為相似，使人們?nèi)菀渍J(rèn)同采用IP協(xié)議支持核心網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行未來網(wǎng)絡(luò)的融合與演進(jìn)。而在此基礎(chǔ)上，若要實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)有效的各類網(wǎng)絡(luò)層面的互連，當(dāng)然應(yīng)該使網(wǎng)絡(luò)終端及上述PBN（人體或物件的物體域網(wǎng)絡(luò)）、PAN（個(gè)人域網(wǎng)）、LAN（局域網(wǎng)）、MAN（城域網(wǎng)）及WAN（廣域網(wǎng)）均應(yīng)以IP協(xié)議為基礎(chǔ)運(yùn)作，這便產(chǎn)生“NGN應(yīng)是所謂全I(xiàn)P化網(wǎng)絡(luò)”的觀點(diǎn)。但另一方面，目前的IP網(wǎng)絡(luò)確有安全失控、QoS無保障、網(wǎng)管弱智及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)缺乏中間件緩沖及分布智能處理能力差等多方面缺陷，從而另一種對(duì)立性觀點(diǎn)即認(rèn)為“NGN不應(yīng)是全I(xiàn)P化網(wǎng)絡(luò)”。



　　而且, 將所謂全I(xiàn)P化真是理解為可“包打天下、限制一切”，這亦不科學(xué)，不符合發(fā)展邏輯。即使IPv6在地址容量為主、并在安全性、QoS控制、地址資源管理合理性方面均有較大改進(jìn)，亦不能說明它十全十美、可永世長存，它畢競(jìng)只是“Version 6”版本而已，而且從IPv4至IPv6的不兼容性即可見其IP協(xié)議階段性設(shè)計(jì)的局限性與巨大弊端。因此，客觀說，這兩種觀點(diǎn)均有其理由及可取之處，但應(yīng)避免偏激對(duì)立，否則難以取長補(bǔ)短，取得現(xiàn)實(shí)有效的融合與推進(jìn)－－一方面，想要完全拋開現(xiàn)存IP網(wǎng)是缺乏基礎(chǔ)的、不現(xiàn)實(shí)的；另一方面，希望用今天的IP網(wǎng)一統(tǒng)天下顯然不切實(shí)際、過份樂觀與理想化。今天的IP網(wǎng)協(xié)議必然與未來NGN協(xié)議有很大差異，NGN亦不等于下一代Internet（NGI）。研究和發(fā)展NGN必須認(rèn)真分析這些差距的根源，找出有效的解決辦法才行。即使仍認(rèn)為NGN要以IP為基礎(chǔ)或“全I(xiàn)P化”，IP的概念與含義也要改變，原先意義上的IP的一系列缺陷將無法實(shí)施所期望的NGN的基本目標(biāo)。實(shí)際上，如上所述，IP和Internet研究的權(quán)威機(jī)構(gòu)IETF對(duì)現(xiàn)有Internet及IP協(xié)議的缺陷與不足亦已有足夠的認(rèn)識(shí)，并相信，在采取一系列有效措施后，以新的IP為基礎(chǔ)的網(wǎng)能擔(dān)當(dāng)起NGN重任。



　　因此，作為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制訂一貫牽頭的國際組織ITU與IETF則應(yīng)抓緊這一機(jī)會(huì)，協(xié)調(diào)各方，博采眾長，合理保留與使用IP協(xié)議的合理成份，并重視一切有益概念與現(xiàn)實(shí)途徑，使NGN的新協(xié)議與現(xiàn)實(shí)裝備可行性均獲得長足提高，從而不負(fù)眾望。對(duì)NGN與GII的關(guān)系首先應(yīng)作出明確合理的闡述，NGN的定義亦必須邏輯合理，并劃分必要的階段性。其次，除對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)縱向?qū)用孢M(jìn)行優(yōu)化外，對(duì)其橫向?qū)用�、甚至多維層面均應(yīng)協(xié)調(diào)，指出其優(yōu)化結(jié)構(gòu)導(dǎo)向。在此新IP含義上，看來不僅核心網(wǎng)，包括接入網(wǎng)在內(nèi)，均應(yīng)向這種未來更新后的“全I(xiàn)P”方向逐步演化，“IP Over Everything”亦將向“Everything Over IP”/“IP Under Everything”方向逐步演進(jìn)發(fā)展。



　　當(dāng)然，從網(wǎng)絡(luò)核心層面, 至接入層面乃至應(yīng)用層面，應(yīng)不乏大量應(yīng)用中間件、分布智能控制、軟交換及軟件無線電等一系列有效的軟件工程技術(shù)，等等。在這一含義上，從而，移動(dòng)通信與Internet的飛速發(fā)展這全球信息社會(huì)中最耀眼的兩大亮點(diǎn)的聯(lián)手，將把人類實(shí)現(xiàn)全球個(gè)人多媒體通信－－任何人無論何時(shí)、何地都能與任何對(duì)象，按自己感興趣的任何方式實(shí)現(xiàn)所謂5W或5A信息交流－－的夢(mèng)想真正能一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。無線移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的進(jìn)一步發(fā)展需要Internet網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的支撐才能進(jìn)一步起飛；而Internet的個(gè)人連接能力如欲進(jìn)一步發(fā)展，亦必須擺脫固定終端的束縛，才能真正向個(gè)性化服務(wù), 即全球個(gè)人多媒體通信邁進(jìn)。而且全球信息網(wǎng)絡(luò)化及全球電子商務(wù)的普及真正能獲得有效發(fā)展，亦離不開無線Internet（WI）或移動(dòng)（MIP）。因此，無線/移動(dòng)與Internet/IP相結(jié)合是歷史發(fā)展的必然，亦為NGN及BGNＷ發(fā)展的主要組成，深刻洞察與牢牢把握這一新機(jī)遇對(duì)寬帶無線發(fā)展戰(zhàn)略上尤為重要。





----《中國移動(dòng)通信》