寬帶WPAN接入帶來(lái)的機遇與挑戰

摘要：無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)(WPAN)目前以自成網(wǎng)絡(luò )的內部應用為主，其與蜂窩網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò )共存和相互融合的問(wèn)題還需要深入研究。多網(wǎng)融合必然要求網(wǎng)絡(luò )和終端更加智能化，由于目前WPAN技術(shù)還不成熟，因而其實(shí)際應用將面臨較大挑戰，但這同時(shí)也是一次機遇，一旦解決了相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，有可能產(chǎn)生巨大的商機。

關(guān)鍵詞：寬帶無(wú)線(xiàn)接入；無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)；無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)；無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)

編者按

全球通信的寬帶化、無(wú)線(xiàn)化、個(gè)人化需求推動(dòng)著(zhù)無(wú)線(xiàn)接入的寬帶化進(jìn)程。由于便攜式產(chǎn)品的發(fā)展和應用需求的迅速增長(cháng)，促成了無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)(WPAN)技術(shù)的誕生，使無(wú)線(xiàn)接入的產(chǎn)業(yè)鏈更加完善。隨著(zhù)統一標準進(jìn)一步形成，WPAN必然迎來(lái)一個(gè)全面興盛的時(shí)期，成為運營(yíng)商進(jìn)入接入市場(chǎng)的新機會(huì )。

信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，寬帶接入技術(shù)不斷涌現。各種寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統憑借其建設速度快、運營(yíng)成本低、投資回報高等特點(diǎn)，受到了電信運營(yíng)商的青睞。當前寬帶無(wú)線(xiàn)接入的主要技術(shù)有：本地多點(diǎn)分配系統(LMDS)、多點(diǎn)多信道分配系統(MMDS)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)和藍牙技術(shù)(Bluetooth)等。其中，LMDS和MMDS屬于無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)(WMAN)技術(shù)，IEEE 802.16寬帶無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)標準工作組正在開(kāi)發(fā)相應規范以標準化這些技術(shù)；WLAN標準主要指IEEE 802.11系列標準和HiperLAN/2標準；藍牙則是目前無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)(WPAN)應用的主流技術(shù)。由于消費需求和應用場(chǎng)合的多樣化，WMAN、WLAN和WPAN技術(shù)將互為補充，共同推進(jìn)寬帶無(wú)線(xiàn)接入市場(chǎng)的發(fā)展。

1 寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)

1.1 無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)

目前屬于WMAN應用的寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統(如LMDS、MMDS)缺乏統一的標準，彼此互不兼容。WMAN采用的技術(shù)多種多樣，主要有正交頻分復用(OFDM)技術(shù)、碼分多址(CDMA)技術(shù)等。

IEEE 802.16標準為解決上述兼容性問(wèn)題而制定。該標準的2002年修正草案定義了3個(gè)主要WMAN網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型，即：固定式、便攜式和移動(dòng)式，分別對應于標準IEEE 802.16、IEEE 802.16a和IEEE 802.16e。其中IEEE 802.16標準適用于視距傳輸，工作頻率為10～66 GHz，應用于LMDS；IEEE 802.16a標準為超視距傳輸，工作頻率為2～11 GHz，應用于MMDS；IEEE 802.16e標準工作頻率為2～6 GHz，主要應用于蜂窩移動(dòng)通信及3G。

現階段802.16標準制定工作的重點(diǎn)在IEEE 802.16e上面，目標是當低速輕巧的移動(dòng)設備在跨越不同存取點(diǎn)時(shí)，仍能維持一定程度的網(wǎng)絡(luò )漫游服務(wù)。

WMAN的寬帶無(wú)線(xiàn)接入業(yè)務(wù)正迅速由北美和歐洲向世界其他地區擴展，為電信運營(yíng)商拓寬網(wǎng)絡(luò )接入市場(chǎng)提供了新的機會(huì )和前景。

1.2 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)

IEEE 802.11系列標準是WLAN事實(shí)上的標準，包括IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g。其中，IEEE 802.11b傳輸速率可高達11 Mb/s，采用2.4 GHz免執照頻段，已在辦公室、家庭、賓館、機場(chǎng)等眾多場(chǎng)合得到廣泛應用，是目前WLAN的主流標準；IEEE 802.11a是IEEE 802.11b的后繼標準，峰值速率可達54 Mb/s，特別適合于室內及移動(dòng)環(huán)境，有著(zhù)更廣的應用前景，被很多廠(chǎng)商看好；IEEE 802.11g可以在2.4 GHz頻帶上實(shí)現最高54 Mb/s的數據傳輸，與IEEE 802.11b保持兼容，并已經(jīng)較好地解決了采用藍牙技術(shù)和基于IEEE 802.11b標準的設備間相互干擾的問(wèn)題。

HiperLAN/2是歐洲電信標準化協(xié)會(huì )(ETSI)的寬帶無(wú)線(xiàn)電接入網(wǎng)絡(luò )(BRAN)項目組著(zhù)手制定的高性能無(wú)線(xiàn)接入標準。HiperLAN/2對應于IEEE 802.11a標準，工作在5 GHz頻帶，調制技術(shù)也采用正交頻分復用(OFDM)，與IEEE 802.11a在物理層兼容，使用一種動(dòng)態(tài)時(shí)分雙工技術(shù)，數據速率可高達54 Mb/s，并且能在高吞吐率下支持QoS，從而為視頻、話(huà)音等實(shí)時(shí)應用提供支持。

中國四大通信運營(yíng)商均已進(jìn)軍WLAN領(lǐng)域，共同推進(jìn)了WLAN市場(chǎng)的發(fā)展。2002年7月，信息產(chǎn)業(yè)部下發(fā)了《使用5.8 GHz頻段頻率的通知》，批準將5 725 MHz～5 850 MHz頻段用

作點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)擴頻通信系統、高速無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統、藍牙技術(shù)設備及車(chē)輛無(wú)線(xiàn)自動(dòng)識別系統等無(wú)線(xiàn)電臺站的共用頻段[1]。從政策上為WLAN在中國的進(jìn)一步應用推廣開(kāi)辟了新空間。

1.3 無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)

WPAN是繼WMAN和WLAN之后提出的概念，其目標是解決如何讓人們將網(wǎng)絡(luò )隨身攜帶的問(wèn)題，核心是解決小區域的無(wú)線(xiàn)多媒體傳輸。

成立于1999年的IEEE 802.15工作組[2]專(zhuān)門(mén)負責制定有關(guān)WPAN的標準，該工作組由4個(gè)小組組成。其中，IEEE 802.15.1負責藍牙的標準化；IEEE 802.15.2研究WPAN和WLAN的互存性；IEEE 802.15.3制定高速WPAN標準；IEEE 802.15.4研究特別節電技術(shù)和低復雜度方案，應用領(lǐng)域主要為傳感器、遠端控制和家庭自動(dòng)化等等。

IEEE 802.15.1標準以藍牙v1.1規范為藍本，定義了藍牙技術(shù)的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)層(包括L2CAP、LMP、基帶)和物理層。IEEE 802.15.1一直在關(guān)注藍牙特別興趣小組的標準版本升級工作，以使得IEEE 802.15.1與藍牙標準保持同步。藍牙特別興趣小組已于2003年底正式公布了藍牙標準v1.2。

IEEE 802.15.3于2003年6月完成了高速WPAN的MAC層/物理層標準制定。該標準具有以下特點(diǎn)：支持高達55 Mb/s的數據速率，可傳送高質(zhì)量視像和聲音，支持服務(wù)質(zhì)量保障，具有Ad hoc點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )特點(diǎn)，功耗和成本低。

IEEE 802.15.4已通過(guò)第18輪修正草案。該標準具有以下特點(diǎn)：數據速率為25、40、250 kb/s，采用CSMA-CA機制，保證傳輸可靠性，提供最優(yōu)的功率管理。

屬于WPAN應用的藍牙技術(shù)，由于其靈活、安全、低成本、小功耗的話(huà)音和數據通信，而成為目前的WPAN主流技術(shù)。在藍牙特別興趣小組的極力推廣下，藍牙技術(shù)正較快地滲透到PC、消費類(lèi)電子產(chǎn)品以及垂直應用市場(chǎng)中。

目前藍牙仍被大多數業(yè)界人士譽(yù)為最具廣闊前景的WPAN技術(shù)，其推廣應用程度標志著(zhù)無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)的實(shí)用化程度。

正因如此，中國國家標準化管理委員會(huì )以“國標委[2002]41號”文將藍牙技術(shù)列入2002—2003年國標制定計劃，并授權信息產(chǎn)業(yè)部郵電工業(yè)標準化研究所主持起草該系列標準，體現了中國對藍牙技術(shù)的重視程度。中國藍牙標準制定工作組一直在密切關(guān)注藍牙標準升級情況，以期與國際藍牙標準同步。

藍牙的傳輸速率限制了其應用拓展，成為影響該技術(shù)全面普及的最主要因素，而IEEE 802.15.3由于比藍牙具有更高的數據速率、更全面的業(yè)務(wù)及QoS支持、更短的連接時(shí)間等特點(diǎn)，得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而，雖然IEEE 802.15.3標準制定工作已經(jīng)完成，但據IEEE 802.15標準小組負責人介紹，使用IEEE 802.15.3標準的通信設備在2004年年底才可能推出，估計芯片價(jià)格會(huì )在100～150美元之間。