無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)漫談

　　無(wú)疑無(wú)線(xiàn)通信是通信領(lǐng)域發(fā)展最快的部分，同時(shí)通信發(fā)展越來(lái)越呈現出傳輸寬帶化、業(yè)務(wù)多樣化的趨勢，而當以光通信為基礎的核心網(wǎng)已經(jīng)具備超高速、超容量的特征時(shí)，接入網(wǎng)建設就成為電信網(wǎng)必須解決的瓶頸。

　　寬帶無(wú)線(xiàn)接入以其組網(wǎng)靈活迅速、升級方便等特點(diǎn)受到業(yè)界的青睞，但還存在尚未建立切實(shí)可行贏(yíng)利模式等諸多問(wèn)題。近年來(lái)，由于Wi-Fi(Wireless Fidelity)、WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)具有接入速率高、系統費用低等優(yōu)點(diǎn)，使得利用Wi-Fi、WiMax取代3G的呼聲很高。但從覆蓋域、速率能力、基本業(yè)務(wù)類(lèi)型、前向擴展演進(jìn)走向等多方面綜合考慮，WLAN、WiMax等無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)更可能是3G的補充，而不是競爭對手。新技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)與之相對應的應用，國內外電信發(fā)展實(shí)踐表明，新技術(shù)脫離市場(chǎng)應用就無(wú)法體現價(jià)值，急于求成、盲目發(fā)展必然導致泡沫。正確處理技術(shù)與市場(chǎng)的關(guān)系，建立適應市場(chǎng)需求的發(fā)展模式也應該成為寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的思路。

　　通信運營(yíng)商都期望把寬帶接入作為一個(gè)增長(cháng)點(diǎn)，但發(fā)展結果不盡人意。目前，寬帶無(wú)線(xiàn)接入市場(chǎng)遇到的最大問(wèn)題是尚未建立有效的贏(yíng)利模式，因此運營(yíng)商、設備供應商、內容供應商之間必須尋求利益平衡，建立緊密的共贏(yíng)合作關(guān)系，形成產(chǎn)業(yè)鏈上下游各環(huán)節之間良性互動(dòng)的發(fā)展局面。

一、無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)的發(fā)展

　　對于許多家用及商用客戶(hù)而言，通過(guò)DSL或有線(xiàn)基礎設施的寬帶接入仍然不可行。有一些客戶(hù)在DSL服務(wù)范圍之外不能得到寬帶有線(xiàn)基礎設施的支持。但是依靠無(wú)線(xiàn)寬帶，這些問(wèn)題都可迎刃而解。無(wú)線(xiàn)寬帶部署速度更快，擴展能力更強，靈活性更高，因此能夠為那些無(wú)法享受到或不滿(mǎn)意其有線(xiàn)寬帶接入的客戶(hù)提供服務(wù)。目前主流的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)有3G、Wi-Fi、WiMAX等技術(shù)。

1.WiMAX技術(shù)

　　WiMAX能夠在比Wi-Fi更廣闊的地域范圍內提供“最后一公里”寬帶連接性，支持T1類(lèi)服務(wù)以及相當于DSL的訪(fǎng)問(wèn)能力。憑借其在任意地點(diǎn)的3～10公里覆蓋范圍，WiMAX可以為高速數據應用提供更出色的移動(dòng)性。此外，憑借這種覆蓋范圍和高吞吐率，WiMAX還能夠為電信基礎設施、企業(yè)園區和Wi-Fi熱點(diǎn)提供傳輸。

　　WiMAX將分三個(gè)階段進(jìn)行部署。第一階段是通過(guò)室內天線(xiàn)來(lái)部署采用IEEE802.16d規范的WiMAX技術(shù)，目標用戶(hù)是固定地點(diǎn)的已知訂戶(hù)。第二階段會(huì )大量部署室內天線(xiàn)，將WiMAX技術(shù)的吸引力拓寬到尋求簡(jiǎn)化用戶(hù)點(diǎn)安裝的運營(yíng)商身上。第三階段將推出IEEE802.16e規范，在此規范中WiMAX認證硬件將應用于便攜式解決方案，面向那些希望在服務(wù)區內漫游的用戶(hù)，支持類(lèi)似于當今Wi-Fi能力，但更加持久穩固的連接性。

2.3G技術(shù)的發(fā)展

　　3G是支持高速無(wú)線(xiàn)通信的ITU規范。這一遍布全球的無(wú)線(xiàn)連接與GSM、TDMA和CDMA相兼容。下一代3G蜂窩服務(wù)能夠為語(yǔ)音和數據提供一個(gè)遠程無(wú)線(xiàn)接入范圍。速率最高可以達到2Mbps，目前設備廠(chǎng)商普遍實(shí)現了384Kbps的速率。下一代3G蜂窩服務(wù)能夠跨地域創(chuàng )建廣泛的數據接入范圍，從而為語(yǔ)音通信和互聯(lián)網(wǎng)連接提供最理想能力。

　　HSDPA是后3G發(fā)展的產(chǎn)物，電信運營(yíng)商一直遵循著(zhù)更高移動(dòng)傳輸速率的思路。其速率可以達到10Mbps，而由諾基亞、愛(ài)立信、NEC及高通等公司主推的HSPDA技術(shù)，以及由英特爾公司主推的WiMAX技術(shù)，都提供了大幅提高移動(dòng)數據傳輸速度的能力。 {{分頁(yè)}}

　　從技術(shù)角度來(lái)看，HSDPA側重在移動(dòng)性數據和語(yǔ)音服務(wù)方面，HSDPA希望在無(wú)線(xiàn)寬帶接入市場(chǎng)有所作為。

3.Wi-Fi技術(shù)

　　Wi-Fi技術(shù)包括已經(jīng)批準的IEEE802.11a、b和g規范以及等待批準的802.11n規范。Wi-Fi是首先得到廣泛部署的高速無(wú)線(xiàn)技術(shù)，在全球的熱點(diǎn)中尤其引人注目—包括家庭和辦公室以及越來(lái)越多的咖啡屋、酒店和機場(chǎng)、Wi-Fi熱點(diǎn)幾乎風(fēng)靡全球，并因為其提高工作效率的能力而受到出行在外人士的追捧。然而，Wi-Fi能夠支持的范圍非常有限：用戶(hù)只有保持在距離無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)設備(AP)100米的范圍內才能實(shí)現高速連接。同時(shí)可用的頻點(diǎn)只有三個(gè)，且單頻點(diǎn)支持的可用速率只有5Mbps左右，對于大容量的網(wǎng)絡(luò )密集部署存在困難。最近，一些平臺能夠支持多個(gè)Wi-Fi標準(如802.11a、b、g)，從而支持數個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )之間的兼容性，對解決大容量的網(wǎng)絡(luò )密集部署提供了支持。

二、幾種寬帶接入技術(shù)的比較

　　自IEEE802.16e提出以來(lái)一直都比較引人關(guān)注，特別是有Intel這樣的業(yè)界巨頭和WiMAX組織的推動(dòng)，業(yè)界對802.16e展開(kāi)了熱烈的討論，尤其是802.16e與3G的關(guān)系，存在多種不同的觀(guān)點(diǎn)：有的觀(guān)點(diǎn)認為802.16e會(huì )取代3G，有的則認為802.16e不可能取代3G，只是3G的互補技術(shù)。對于802.16e技術(shù)和3G技術(shù)，首先由于定位的不同，二者存在很大差異。

　　從標準化程度上看，802.16e僅定義了空中接口的物理層和MAC層。在MAC層之上采用的協(xié)議以及核心網(wǎng)部分不在802.16e所包含的范圍之內。3G技術(shù)作為一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò )，空中接口規范、核心網(wǎng)系列規范以及業(yè)務(wù)規范等都已經(jīng)完成了標準化工作，涉及無(wú)線(xiàn)傳輸、移動(dòng)性管理、業(yè)務(wù)應用、用戶(hù)號碼管理等內容。

　　從業(yè)務(wù)能力看，802.16e主要提供具有一定移動(dòng)特性的寬帶數據業(yè)務(wù)，面向的用戶(hù)主要是筆記本終端和802.16e終端持有者。802.16e接入IP核心網(wǎng)，也可以提供VoIP業(yè)務(wù)。3G從設計最初就是為話(huà)音業(yè)務(wù)和數據業(yè)務(wù)共同設計的，對于話(huà)音業(yè)務(wù)，核心網(wǎng)絡(luò )仍采用電路交換方式實(shí)現，QoS有較高的保障。802.16e犧牲了移動(dòng)性換取了數據傳輸能力的提高，它的數據帶寬優(yōu)于3G系統。但是3G的數據能力也在不斷提高，3G增強型如HSDPA，已經(jīng)可以實(shí)現10Mbit/s的接入速率。按照ITU的定義，3G增強型最終目標可以達到30Mbit/s。

　　盡管WiMAX傳輸速率可達到3G的10倍甚至更高，其覆蓋范圍用低階調制時(shí)可與3G相當甚至更遠，但這不是3G標準的以無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)WWAN為基本模式、以公眾語(yǔ)音及多媒體數據為內容、在全球范圍內漫游的個(gè)人手機終端的基本市場(chǎng)定位，本質(zhì)上WiMAX是作為3G及3G演進(jìn)的一種無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)、多點(diǎn)基站互聯(lián)的重要支持手段而已，兩者潛在的市場(chǎng)尺寸亦有巨大差異。

　　從覆蓋范圍上看，802.16e為了獲得較高的數據接入帶寬(30Mbit/s)，必然要犧牲覆蓋和移動(dòng)性，因此802.16e在相當長(cháng)的時(shí)間內將主要解決熱點(diǎn)覆蓋，網(wǎng)絡(luò )可以提供部分的移動(dòng)性，主要應用會(huì )集中在游牧或低速移動(dòng)狀態(tài)下的數據接入。3G則是無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò )，覆蓋是連續的，用戶(hù)可以實(shí)現不間斷的通信。

　　從無(wú)線(xiàn)頻譜資源上看，3G擁有全球統一的頻譜資源，而802.16e則正在試圖尋找2～6GHz之間的頻率資源，各個(gè)國家目前可用的頻率都不一致。因此，802.16e最終獲得足夠的全球統一頻率存在一定難度。 {{分頁(yè)}}

　　從以上各個(gè)角度的分析可以看出，雖然802.16e在數據能力上要優(yōu)于3G，但是從標準化、全球統一頻譜、技術(shù)特性等多角度考慮，802.16e距離真正商用還有很長(cháng)的路要走，而且在相當長(cháng)的時(shí)間內主要解決熱點(diǎn)覆蓋，解決部分移動(dòng)性。它的應用將在3G之后。

　　WLAN的綜合成本非常低。不過(guò)，Wi-Fi崛起雖然迅速，但是面對WiMAX咄咄逼人的發(fā)展態(tài)勢，有人認為WiMAX將取代Wi-Fi，但也有人認為WiMAX不會(huì )取代Wi-Fi，雙方將在無(wú)線(xiàn)接入中互補。WiMAX與Wi-Fi最明顯的區別是覆蓋范圍存在巨大差別，Wi-Fi最高只能達到100米的覆蓋范圍，而只能在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)環(huán)境中使用，而WiMAX 802.16e通?？梢赃_到2～5公里，主要定位在移動(dòng)無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)環(huán)境中使用。

三、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)存在的問(wèn)題

　　作為一種新興的接入技術(shù)，寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)相對于傳統的最后一公里接入手段，如DSL、FTTP、HFC有其獨到的優(yōu)勢和市場(chǎng)空間。在成本、帶寬、QoS保證、安全、移動(dòng)性、覆蓋距離等方面有一個(gè)比較合理的結合。寬帶無(wú)線(xiàn)接入既可以作為新興運營(yíng)商或者沒(méi)有相應有線(xiàn)資源的運營(yíng)商開(kāi)展寬帶業(yè)務(wù)的主要接入手段，也可以作為現有運營(yíng)商寬帶業(yè)務(wù)的補充接入手段，但是如果要利用無(wú)線(xiàn)寬帶接入實(shí)現最后一公里的接入仍然需要解決以下問(wèn)題。

1.成本問(wèn)題

　　雖然無(wú)線(xiàn)寬帶接入產(chǎn)品利用其標準化，采用了核心技術(shù)和標準芯片，相對于非標準的寬帶無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品其成本有了一個(gè)大幅的下降，已經(jīng)是目前一個(gè)新興運營(yíng)商要開(kāi)展寬帶數據業(yè)務(wù)所能找到的最為經(jīng)濟的解決方案了。顯然比DSL、以太網(wǎng)交換機高出很多，尤其是在有線(xiàn)非常發(fā)達的中國，對于采用無(wú)線(xiàn)寬帶接入產(chǎn)品介入寬帶數據市場(chǎng)，成本的壓力還相對較高。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，核心芯片廠(chǎng)家的進(jìn)一步推動(dòng)，技術(shù)方案的高度集成和優(yōu)化，成本會(huì )有一個(gè)大幅度的下降，無(wú)線(xiàn)寬帶接入產(chǎn)品將在競爭中處于更為有利的位置。

2.頻率的問(wèn)題

　　對于無(wú)線(xiàn)系統，最為關(guān)鍵的是頻率問(wèn)題，頻率資源的多少，分配的方式將直接決定無(wú)線(xiàn)系統的容量和規模。而系統所能達到的容量和規模將直接決定運營(yíng)商的投資力度和經(jīng)營(yíng)方向。目前在國際上為寬帶無(wú)線(xiàn)規劃的執照頻率主要為2.5G(美國)和3.5G(全球除美國)，非執照頻率為5.8G，潛在的頻率還包括3.3G。按照目前各國的頻率分配方式，每個(gè)運營(yíng)商所獲得的頻點(diǎn)都距大規模的蜂窩組網(wǎng)要求有較大的距離，一般情況下，需要6～8個(gè)左右的頻點(diǎn)才能實(shí)現大規模的組網(wǎng)，而目前的分配方式最多為4個(gè)左右頻點(diǎn)，因此，無(wú)線(xiàn)寬帶接入產(chǎn)品要成為主流的最后一公里接入方式，還需要在頻率資源分配的方式上尋求突破。

3.與現有網(wǎng)絡(luò )融合問(wèn)題

　　無(wú)線(xiàn)寬帶接入產(chǎn)品作為一種新的接入手段，還需要解決的一個(gè)重要的問(wèn)題就是如何與現有的網(wǎng)絡(luò )融合。目前無(wú)線(xiàn)寬帶接入產(chǎn)品主要還是一種接入和傳輸手段，802.16-2004也只是規定空中的接口問(wèn)題，對于業(yè)務(wù)、用戶(hù)的認證、計費等在標準上還沒(méi)有一個(gè)統一的考慮。在這種情況下，如何利用現有的核心網(wǎng)絡(luò )完成用戶(hù)認證管理、計費平臺的統一是無(wú)線(xiàn)寬帶接入產(chǎn)品作為一種新的最后一公里解決方案的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。 {{分頁(yè)}}

4.室內覆蓋問(wèn)題

　　作為一個(gè)無(wú)線(xiàn)系統，如果只能實(shí)現室外覆蓋，那么會(huì )帶來(lái)極高的安裝成本，這些成本包括直接的材料和安裝費用成本，還包括其它的成本，如物業(yè)、安裝位置的租賃費用等，這些成本可能會(huì )占到設備成本的20%-50%。另外，室外型的安裝方式也大大地限制了潛在用戶(hù)的范圍，限制了運營(yíng)商客戶(hù)的發(fā)展。

5.網(wǎng)絡(luò )間的無(wú)縫漫游

　　IEEE 802 Handoff研究小組是致力于解決異構802網(wǎng)絡(luò )之間漫游問(wèn)題的小組。關(guān)鍵是切換流程的實(shí)施，即將移動(dòng)設備從一個(gè)基站切換到另一個(gè)基站、從一類(lèi)802網(wǎng)絡(luò )切換到另一類(lèi)802網(wǎng)絡(luò )(如從802.11b到802.16)，甚至從有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )切換到802.11或802.16連接。工作組的目標是實(shí)現切換流程的標準化，這樣設備在不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )間漫游時(shí)即可實(shí)現互操作了。

　　目前，802.11用戶(hù)可以在熱點(diǎn)周?chē)苿?dòng)并保持連接，但是如果離開(kāi)熱點(diǎn)連接就會(huì )斷開(kāi)。依靠802.16e，用戶(hù)將能夠保持“最佳連接”。在熱點(diǎn)內使用802.11連接，離開(kāi)熱點(diǎn)但仍然在WiMAX服務(wù)區內時(shí)可以連接到802.16。此外，標準的確立也為批量組件供應商大開(kāi)方便之門(mén)，這將使設備廠(chǎng)商能夠集中精力進(jìn)行系統設計而不是開(kāi)發(fā)整個(gè)端到端解決方案。

　　等到802.16e能力成功嵌入到PDA或筆記本電腦(或者通過(guò)802.16e支持卡進(jìn)行添加)時(shí)，用戶(hù)將可以在整個(gè)城域網(wǎng)內保持始終連接。

四、無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的發(fā)展前景

　　在國內3G牌照尚未發(fā)放的今天，面對HSDPA和WiMAX兩種后3G技術(shù)，現在有一種超前的觀(guān)點(diǎn)，即“讓運營(yíng)商直接部署HSDPA或WiMAX?！?

　　需要注意的是，目前國內3G牌照遲遲未發(fā)放，運營(yíng)商對于未來(lái)3G的運營(yíng)也遲遲沒(méi)有展開(kāi)。由此在3G運營(yíng)中，是否急于需要HSDPA或是WiMAX這樣的技術(shù)加強仍然無(wú)人知曉。盡管設備商稱(chēng)，在已經(jīng)啟動(dòng)3G的國家中，WCDMA數據傳輸速度問(wèn)題已經(jīng)有所暴露。但根據歐洲的3G商業(yè)情況，運營(yíng)商更急待解決的是探索更多3G的應用模式，向更多的消費者推廣。在3G使用尚未形成規模，數據業(yè)務(wù)的需求并不龐大。而考慮到國內未啟動(dòng)3G的現狀，HSDPA現有階段在國內的部署更多的只是概念性的意義。

　　從無(wú)線(xiàn)寬帶接入的技術(shù)特點(diǎn)分析，市場(chǎng)的運營(yíng)和商業(yè)模式需要分3個(gè)階段：

●室外型固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入市場(chǎng)

　　使用基于802.16的室外固定終端，作為建筑物的接入手段，作為固定網(wǎng)絡(luò )的補充和延伸，可以快速布網(wǎng)，降低建網(wǎng)成本，業(yè)務(wù)主要針對企業(yè)用戶(hù)、商業(yè)用戶(hù)、集中個(gè)人用戶(hù)。

●室內型固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入市場(chǎng)

　　隨著(zhù)用戶(hù)可以自行安裝的基于802.16室內固定終端上市，可以進(jìn)一步降低建網(wǎng)成本，直接向家庭用戶(hù)提供接入業(yè)務(wù)。 {{分頁(yè)}}

●便攜移動(dòng)模式應用市場(chǎng)

　　基于802.16e的移動(dòng)無(wú)線(xiàn)寬帶數據業(yè)務(wù)可以通過(guò)筆記本和移動(dòng)終端這兩類(lèi)載體實(shí)現業(yè)務(wù)發(fā)展。WiMAX所提供的移動(dòng)無(wú)線(xiàn)寬帶數據業(yè)務(wù)解決路線(xiàn)還可以分兩個(gè)階段。第一階段提供基于802.16e的芯片內置筆記本為個(gè)人用戶(hù)提供一種游牧的接入方式。第二階段提供基于802.16e芯片內置的PDA、手機等可攜帶終端，提供移動(dòng)性，針對個(gè)人用戶(hù)提供移動(dòng)寬帶數據業(yè)務(wù)。

五、結論

　　為了推動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)通信的發(fā)展，通信運營(yíng)商需要把握機遇，加大技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)推廣力度，積極推動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，要注意寬帶業(yè)務(wù)應用的推動(dòng)。只有有用戶(hù)、有業(yè)務(wù)、有市場(chǎng)，接入網(wǎng)絡(luò )才會(huì )有真正的發(fā)展。普遍認為數據業(yè)務(wù)是未來(lái)的發(fā)展趨勢，而且話(huà)音業(yè)務(wù)已經(jīng)出現頹勢，這就給數據業(yè)務(wù)的發(fā)展帶來(lái)了雙重壓力，一方面只有發(fā)展數據才是引入寬帶的理由，另一方面也只有發(fā)展數據業(yè)務(wù)才能彌補話(huà)音業(yè)務(wù)的頹勢。

　　移動(dòng)通信寬帶化，寬帶接入移動(dòng)化是通信業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，但也要注意有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)、固定與移動(dòng)的未來(lái)融合趨勢。要重視各種技術(shù)和應用上的融合，要解決包括終端、內容開(kāi)發(fā)、漫游與資費管理等的融合問(wèn)題，探索出一條固網(wǎng)與移動(dòng)融合的發(fā)展之路。