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1. 概述
第三代移動通信(簡稱3G)作為移動通信市場發(fā)展的引擎，推動全球移動通信市場在2010年進入新一輪的加速上升通道。然而，隨著3G業(yè)務的深入推進，許多移動運營商對另一項技術——無線局域網(wǎng)(WLAN)給予了越來越多的關注，將WLAN作為3G業(yè)務的重要補充，在數(shù)據(jù)業(yè)務量較大的熱點地區(qū)大規(guī)模建網(wǎng)，并積極引導用戶使用WLAN。
其實，早在2002-2005年，移動運營商就曾經(jīng)大規(guī)模建設WLAN，并試圖將其作為3G業(yè)務的補充進行推廣。然而，由于缺乏有效的盈利模式，WLAN網(wǎng)絡基本處于虧損狀態(tài)，而且當時3G發(fā)展尚處于初期，移動數(shù)據(jù)業(yè)務的需求并不強烈，3G與WLAN 的結合缺乏基礎，移動運營商對WLAN的熱度逐漸消退。
然而，當前到底是什么原因又使移動運營商重新考慮發(fā)展WLAN，并將其作為3G業(yè)務的重要補充呢？本文將對這一現(xiàn)象進行分析。
2. 3G業(yè)務快速發(fā)展推動移動數(shù)據(jù)業(yè)務量井噴式增長
2010年，全球移動通信市場成功走出國際金融危機的陰霾，重新進入加速上升通道，用戶增長率超過14%，用戶總數(shù)達到53.8億，3G市場的發(fā)展速度遠高于平均水平，用戶增長率超過34%，3G已成為全球移動通信市場發(fā)展的引擎。
與2G相比，3G具有更高的數(shù)據(jù)傳輸能力，為移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的快速發(fā)展提供了重要支撐。以中國聯(lián)通采用的WCDMA技術為例，其最高理論傳輸速率可達14.4Mbps，是EGDE的30倍、GPRS的80多倍。為了更好地滿足用戶對移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的需求，以iPhone、Android為代表的智能終端在全球快速普及，智能終端的發(fā)展又進一步刺激了用戶對移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的使用，從而導致3G移動數(shù)據(jù)業(yè)務量呈現(xiàn)井噴式增長。據(jù)Cisco公司預測，近幾年全球移動數(shù)據(jù)業(yè)務量年平均增長率將超過100%，未來5年將增加約40倍。
3. 3G網(wǎng)絡面臨巨大流量壓力，運營商陷入被動局面
移動數(shù)據(jù)業(yè)務量的爆炸式增長對3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)承載能力提出了嚴峻挑戰(zhàn)。盡管3G的吞吐量比2G有大幅提升，但當面對如此快速增長的移動數(shù)據(jù)業(yè)務量時，還顯得遠遠不夠。以美國運營商AT&T為例，從2007年引入iPhone之后，移動數(shù)據(jù)業(yè)務量 3年激增50倍，2009年底其3G網(wǎng)絡出現(xiàn)多次擁塞，甚至出現(xiàn)癱瘓，用戶體驗直線下降。
移動數(shù)據(jù)業(yè)務量的快速增長使移動運營商面臨巨大的經(jīng)營壓力。盡管移動運營商在移動數(shù)據(jù)業(yè)務上投入巨大，但收入?yún)s沒有因為流量增長而顯著增長�？焖僭黾拥牧髁繉е�3G網(wǎng)絡長期保持在高負荷狀態(tài)，運營商需要不斷增加投資以擴大網(wǎng)絡容量，但擴大的容量很快又會被新增的業(yè)務量所占滿，運營商在經(jīng)營上陷入了非常被動的局面。
運營商迫切需要更高吞吐量、更低成本的技術方案，以分擔3G網(wǎng)絡面臨的巨大流量壓力，而作為3G下一代演進技術的LTE目前還尚不成熟，運營商急需其他技術解決方案。
4. WLAN適合在室內(nèi)熱點地區(qū)為3G網(wǎng)絡分流
移動數(shù)據(jù)業(yè)務量主要發(fā)生在室內(nèi)，為利用WLAN進行分流創(chuàng)造了基本條件。盡管3G網(wǎng)絡覆蓋的室外面積遠遠大于室內(nèi)，但由于室內(nèi)外使用方式的差異，大部分移動數(shù)據(jù)業(yè)務量實際上發(fā)生在辦公室、家庭等室內(nèi)環(huán)境，并且隨著視頻業(yè)務的迅速增長，越來越向室內(nèi)集中。根據(jù)Informa的統(tǒng)計分析，目前室內(nèi)移動數(shù)據(jù)業(yè)務量已經(jīng)占到總業(yè)務量的70%，并且這一比例還在繼續(xù)增長。受到室內(nèi)環(huán)境的限制，室內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務不必支持很高的移動性，而且大多數(shù)室內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務是互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，對服務質(zhì)量(QoS)的要求并不高，而對吞吐量和成本更敏感。
WLAN技術恰恰是針對室內(nèi)固定或低速移動場景而設計，具有非常高的數(shù)據(jù)吞吐量，可以很好地滿足室內(nèi)移動數(shù)據(jù)業(yè)務的需求。例如，當前基于IEEE802.11n標準的WLAN的最高傳輸速率可達600Mbps，大大高于3G技術。根據(jù)3G和WLAN的技術特點，雙方在結合中有各自的定位和分工。3G網(wǎng)絡可以為用戶提供廣覆蓋、高移動性、高服務質(zhì)量的業(yè)務；WLAN可以在熱點地區(qū)為用戶提供低成本、高吞吐的寬帶無線接入業(yè)務，為3G業(yè)務提供補充。
此外，WLAN產(chǎn)業(yè)非常成熟，芯片和設備的價格便宜，網(wǎng)絡部署成本很低。WLAN使用免許可工作頻段，無需交納頻率占用費，用戶使用成本很低。而且WLAN的應用非常普及。據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟統(tǒng)計，全球Wi-Fi用戶已達6億，設備保有量超過10億部。特別是大多數(shù)智能手機、筆記本、平板電腦已具備WLAN功能，用戶無需再專門購置WLAN終端，非常適合運營商開展3G分流業(yè)務。
5. 國內(nèi)外運營商紛紛采用WLAN為3G網(wǎng)絡分流
美國運營商AT&T為了分流iPhone等智能終端帶來的流量壓力，近幾年大規(guī)模增加在WLAN的投入，全球可用熱點數(shù)已達12.5萬個。AT&T通過向其用戶提供非常優(yōu)惠甚至免費的WLAN接入業(yè)務，引導數(shù)據(jù)流量從3G網(wǎng)絡轉(zhuǎn)移至WLAN。
韓國運營商KT目前的WLAN熱點數(shù)量已經(jīng)達到4.3萬個。根據(jù)KT統(tǒng)計，2010年KT有67%的無線數(shù)據(jù)流量通過WLAN分流，每月分流的數(shù)據(jù)流量約2500TB。
我國三大運營商對無線局域網(wǎng)的發(fā)展給予高度重視。隨著3G業(yè)務的不斷推進，三大運營商均已推出各自的“3G+WLAN”戰(zhàn)略，在全國范圍內(nèi)大規(guī)模建設WLAN熱點，配合其3G業(yè)務為用戶提供高速上網(wǎng)服務。據(jù)In-Stat統(tǒng)計，2010年底三大運營商的WLAN熱點數(shù)目達到28.5萬個。
6. WLAN技術不斷快速發(fā)展，以更好地滿足運營商需求
與移動通信的高服務質(zhì)量、高可靠性、可管可控可運營的設計思路不同，WLAN追求簡單、低成本和高傳輸速率，在鑒權、計費、網(wǎng)絡管理、QoS保證、安全性等方面考慮較少，還不能與3G網(wǎng)絡緊密結合在一起，給運營、管理和維護工作增加了不少難度。此外，WLAN使用非授權頻段，除了大量的WLAN設備之間需要共用頻段之外，還要與藍牙、ZigBee、無繩電話等其他無線設備共用頻段，相互之間容易有干擾。
WLAN技術也在不斷發(fā)展和完善，以更好地滿足移動運營商的需求。IEEE 802.11標準工作組已發(fā)布(或正在制定)一系列新的WLAN技術標準，比如：802.11u能夠改善WLAN與移動通信網(wǎng)之間的互聯(lián)互通；802.11e、802.11r和802.11ae能夠增強WLAN的QoS；802.11k和802.11v能夠提高WLAN的無線資源管理和網(wǎng)絡管理，降低干擾，減小功耗，提高吞吐量、可靠性和服務質(zhì)量；802.11w和802.11i可以增強WLAN的安全性；802.11ac能夠?qū)LAN的吞吐量提高到1Gbps以上，可以更好地為3G網(wǎng)絡分流。
作者簡介：
羅振東：北京郵電大學博士，清華大學與貝爾實驗室聯(lián)合培養(yǎng)博士后，現(xiàn)任工業(yè)和信息化部電信研究院通信標準研究所高級工程師，主要從事寬帶無線接入、移動通信和衛(wèi)星通信技術與標準研究工作。
