首頁(yè)>>>行業(yè)應(yīng)用>>>移動(dòng)　　　　　[相關(guān)廠商信息]

WLAN讓3G自由飛翔

2009/09/09

3G騰飛的困境

　　“3G”是英文3rd Generation的縮寫(xiě)，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)，由國(guó)際電訊聯(lián)盟在1985年提出。當(dāng)時(shí)考慮到該系統(tǒng)可能在2000年左右進(jìn)入市場(chǎng)，工作頻段在2000MHz左右，且最高業(yè)務(wù)速率為2000kbit/s，故在1996年正式更名為IMT-2000。中國(guó)電信市場(chǎng)經(jīng)過(guò)多年的期待，終于在2008年迎來(lái)三分天下的3G技術(shù)應(yīng)用許可：中國(guó)移動(dòng)的TD-SCDMA，中國(guó)電信的CDMA2000，中國(guó)新聯(lián)通的WCDMA。

　　3G的到來(lái)給人們帶來(lái)很大的憧憬，與2G技術(shù)相比，移動(dòng)通訊速率大幅增加了，這種技術(shù)進(jìn)步足以改變?nèi)祟惖纳罘绞�。將�?lái)，人們不僅能夠享受到隨時(shí)隨地打電話的通訊服務(wù)，還可以隨時(shí)隨地上網(wǎng)、下載音樂(lè)、玩網(wǎng)上游戲、收看視頻、在線聊天等等�？傊�，目前互聯(lián)網(wǎng)上的一切都可以移動(dòng)起來(lái)，一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。各大運(yùn)營(yíng)商都已加強(qiáng)3G的宣傳，3G上網(wǎng)卡、上網(wǎng)本快速推出，3G顯現(xiàn)騰飛之勢(shì)。

　　但現(xiàn)實(shí)情況卻多少略顯尷尬。從理論上講，3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特征是可提供豐富多彩的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，其傳輸速率在靜止?fàn)顟B(tài)下支持2Mb/s，高速移動(dòng)環(huán)境中支持144kb/s，步行慢速移動(dòng)環(huán)境中支持384kb/s。仔細(xì)分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，3G承載移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)壓力比較大：首先以上傳輸速率數(shù)據(jù)只是理論數(shù)據(jù)，實(shí)際真實(shí)的速率要低很多，往往要下降40%左右。第二，這些數(shù)據(jù)指的是總的傳輸速率，分?jǐn)偟矫總�(gè)使用者就可能只有上百k了。第三，支持的數(shù)據(jù)用戶數(shù)太少。3G每載頻能支持上百語(yǔ)音用戶，但卻只能支持7個(gè)384k的數(shù)據(jù)用戶，而且數(shù)據(jù)用戶與語(yǔ)音用戶共享空口帶寬，數(shù)據(jù)用戶的過(guò)多增加，就會(huì)影響語(yǔ)音用戶的正常使用。也就是說(shuō)，當(dāng)大量的3G數(shù)據(jù)用戶發(fā)展起來(lái)，就會(huì)出現(xiàn)路窄車(chē)多的擁堵情況，連傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)都將受到牽連，更不用提看視頻、玩網(wǎng)游之類耗資源的娛樂(lè)業(yè)務(wù)。

　　面對(duì)困境，運(yùn)營(yíng)商加快了4G技術(shù)LTE的開(kāi)發(fā)與實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，但該技術(shù)在中國(guó)真正使用起來(lái)可能還需要幾年的等待。在這種情況下，難道只能依賴限制用戶數(shù)的發(fā)展來(lái)被動(dòng)應(yīng)對(duì)嗎?

WLAN是3G的助力器

　　WLAN作為一種相對(duì)草根些的局域網(wǎng)無(wú)線技術(shù)，歷經(jīng)起伏，終于還是不屈不撓的蓬勃發(fā)展起來(lái)。眾里尋她千百度，驀然回首，恰恰是WLAN這項(xiàng)技術(shù)可以助3G一臂之力，成為3G騰飛的助力器。原因如下：

　　WLAN技術(shù)有比較高的帶寬，彌補(bǔ)了3G速率較低的不足。

　　WLAN具有802.11b、802.11g、802.11a、802.11n等一系列標(biāo)準(zhǔn)，其中802.11b理論上只能提供11Mbps的速率，已經(jīng)逐漸要被淘汰，應(yīng)用越來(lái)越多的是802.11g，它的理論速率是54Mbps，去除無(wú)線開(kāi)銷(xiāo)，實(shí)際測(cè)試最高速率在23Mbps左右。理論速率達(dá)300M的802.11n新一代產(chǎn)品也已經(jīng)面世，實(shí)測(cè)最高速率可達(dá)150Mbps左右。

　　2009年2月，無(wú)線寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)咨詢機(jī)構(gòu)Novarum為市政無(wú)線網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行的關(guān)于Wi-Fi、蜂窩網(wǎng)和Pre-WiMax性能測(cè)試顯示，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的性能相當(dāng)于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的3倍，而且極大的優(yōu)于pre-WiMax網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，在相同覆蓋范圍下，部署Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的成本要低于其他兩種技術(shù)。如果要進(jìn)行圖片、視頻、音頻或大型文件的上傳，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)顯然更有優(yōu)勢(shì)。

　　WLAN相對(duì)能夠支持比較多的數(shù)據(jù)用戶，彌補(bǔ)3G用戶容量的不足。

　　WLAN是基于IP的技術(shù)，天然是為數(shù)據(jù)用戶設(shè)計(jì)的，每個(gè)單射頻AP可支持幾十個(gè)用戶同時(shí)在線，每個(gè)用戶實(shí)際可獲得的速率最高可達(dá)1M。

　　具有WLAN功能的終端設(shè)備的普及，使得用戶可以很容易的擁有3G與WLAN雙模終端，為3G卸載空口壓力到WLAN提供了極大的方便。

　　在過(guò)去的幾年中，WLAN市場(chǎng)得到快速增長(zhǎng)，筆記本終端越來(lái)越多的開(kāi)始支持WLAN功能，WLAN無(wú)線上網(wǎng)已經(jīng)滲透進(jìn)了很多人的生活方式中——帶著筆記本電腦，去星巴克邊喝咖啡邊使用免費(fèi)的WLAN上網(wǎng)，是很多人的休閑選擇;在酒店的會(huì)議中心，一邊開(kāi)會(huì)一邊通過(guò)WLAN上網(wǎng)發(fā)稿，是許多新聞?dòng)浾咂胀ǖ墓ぷ鲌?chǎng)景。不僅是在筆記本中，目前WLAN技術(shù)已經(jīng)嵌入到許多手機(jī)、相機(jī)和游戲機(jī);一些令人眼花繚亂的WLAN奇物的種類也在日益增多，比如帶WLAN的電視、電表、相框、收音機(jī)、手表乃至于衣服、鞋、自行車(chē)等。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年，具備WLAN功能的消費(fèi)電子設(shè)備出貨量為2.94億。有媒體預(yù)測(cè)，2009年，具備WLAN功能的手機(jī)、PDA、照相機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)量將達(dá)到3.5億個(gè)單位。而手持終端市場(chǎng)到2009年的銷(xiāo)售收入將達(dá)到37億美元，全球范圍內(nèi)雙模無(wú)線終端(包括蜂窩手機(jī)，VoWi-Fi終端)的出貨量預(yù)計(jì)到2011年將超過(guò)30億臺(tái)。

　　尤其值得一提的是，2009年6月，中國(guó)開(kāi)始允許支持WAPI功能的WLAN手機(jī)進(jìn)入通訊市場(chǎng)。這一解禁消息意味著WLAN技術(shù)將在更廣的范圍內(nèi)獲得應(yīng)用。

　　WLAN設(shè)備成本低，如果運(yùn)營(yíng)商合理規(guī)劃，在部署3G的同時(shí)在適當(dāng)場(chǎng)所加補(bǔ)WLAN，則可以獲得事半功倍的效果。

　　3G作為一種移動(dòng)通信技術(shù)，具有覆蓋范圍廣、支持高速移動(dòng)性的優(yōu)點(diǎn)，但速率相對(duì)較低。而WLAN相對(duì)速率高，但覆蓋范圍窄、支持有限的移動(dòng)性。因此，3G與WLAN是互補(bǔ)性很強(qiáng)的兩種技術(shù)。

　　3G適合部署在需要覆蓋范圍廣，但數(shù)據(jù)用戶分布稀疏的場(chǎng)合，這樣既滿足了用戶隨時(shí)隨地接入的訴求，又不至于給3G系統(tǒng)帶來(lái)太大壓力。對(duì)于室內(nèi)熱點(diǎn)，因在這種場(chǎng)所，用戶有條件坐下來(lái)，導(dǎo)致逗留時(shí)間加長(zhǎng)，用戶數(shù)量及數(shù)據(jù)應(yīng)用種類容易多起來(lái)，對(duì)速率要求高，但對(duì)高速移動(dòng)性要求低，因此更適合部署WLAN技術(shù)。運(yùn)營(yíng)商應(yīng)鼓勵(lì)具有3G+WLAN雙模終端的用戶在部署WLAN的場(chǎng)所，優(yōu)先使用WLAN接入網(wǎng)絡(luò)。

　　WLAN與3G的融合，在國(guó)際上已有成功的案例：2007年10月，香港電訊盈科推出“網(wǎng)上行Everywhere”上網(wǎng)服務(wù)，筆記本可在Wi-Fi、HSDPA及WCDMA網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換，為用戶挑選接通最佳的傳輸信號(hào)。該業(yè)務(wù)連同電訊盈科的其他融合業(yè)務(wù)一起使其在競(jìng)爭(zhēng)激烈的香港市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)。

WLAN與3G融合

　　針對(duì)全球運(yùn)營(yíng)商紛紛步入全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)行列的情況，業(yè)界也越來(lái)越關(guān)注融合技術(shù)的研究。就WLAN與3G融合來(lái)講， FMCA(Fixed-Mobile Convergence Alliance)、3GPP(3rd Generation Partnership Project，制定WCDMA、TD-SCDMA的標(biāo)準(zhǔn)組織)、3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2，制定CDMA2000的標(biāo)準(zhǔn)組織)等組織都有針對(duì)性的研究。這里，綜合各方的研究成果，闡述如下：

　　WLAN與3G融合是一個(gè)系統(tǒng)性工程，涉及終端融合、網(wǎng)絡(luò)融合與業(yè)務(wù)融合

　　在未進(jìn)行融合前，WLAN與3G是兩個(gè)互相獨(dú)立的通訊業(yè)務(wù)系統(tǒng)。WLAN只是有線寬帶接入方式的一個(gè)很好補(bǔ)充，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，它擺脫了線纜的束縛，還提供了一定的移動(dòng)性，用戶使用的終端具有WLAN功能，可通過(guò)WLAN設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，享用互聯(lián)網(wǎng)上開(kāi)放花園里的各種應(yīng)用;3G是2G/2.5G移動(dòng)通訊系統(tǒng)在無(wú)線空口和移動(dòng)核心網(wǎng)上的一次升級(jí)，用戶使用的終端是手機(jī)或帶3G數(shù)據(jù)卡的智能終端，可通過(guò)基站接入移動(dòng)核心網(wǎng)，享受運(yùn)營(yíng)商在語(yǔ)音和數(shù)據(jù)域提供的封閉花園里的增值服務(wù)，如鈴聲下載、短信、彩信等。

圖1 未融合前垂直獨(dú)立的WLAN與3G移動(dòng)系統(tǒng)

　　由圖1可以看出，從總體上看，每個(gè)系統(tǒng)都由終端、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)三部分組成。因此，WLAN與3G系統(tǒng)的融合不是單純的某個(gè)點(diǎn)的融合，而是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及終端融合、網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)融合。

　　終端融合是指終端具有使用多種接入技術(shù)的能力。比如，一個(gè)筆記本電腦，既具備WLAN功能，可以接入WLAN網(wǎng)絡(luò)，又插上了3G SIM/UIM卡，可以通過(guò)3G訪問(wèn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，則這個(gè)雙模終端就是一個(gè)融合終端。

　　網(wǎng)絡(luò)融合是指通過(guò)新增設(shè)備的連接能夠達(dá)到兩種網(wǎng)絡(luò)的互訪，通過(guò)對(duì)承載骨干等可共用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的合一達(dá)到節(jié)省成本，提高資源使用效率，逐漸實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的基于IP的承載網(wǎng)絡(luò)的目的。

　　業(yè)務(wù)融合是指用戶可以方便的同時(shí)享用兩個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)。在業(yè)務(wù)融合的初期，多表現(xiàn)為營(yíng)銷(xiāo)策略上的業(yè)務(wù)捆綁，或合并出統(tǒng)一帳單。隨著業(yè)務(wù)的豐富、發(fā)展，深度的業(yè)務(wù)融合將出現(xiàn)，同一個(gè)業(yè)務(wù)種類同時(shí)為兩種接入方式提供服務(wù)。在用戶與使用業(yè)務(wù)的管理上，也將出現(xiàn)用戶定制的所有業(yè)務(wù)統(tǒng)一管理，而不是每種業(yè)務(wù)有各自獨(dú)立的用戶管理。

　　WLAN與3G融合的不同場(chǎng)景

　　根據(jù)WLAN與3G融合深度的不同，對(duì)于一個(gè)能夠同時(shí)使用WLAN與3G的融合用戶來(lái)說(shuō)，運(yùn)營(yíng)商可以提供以下不同的使用場(chǎng)景：

1) 融合用戶通過(guò)不同方式接入，進(jìn)行統(tǒng)一記賬。

　　這是一種最簡(jiǎn)單的互連方案，只需在計(jì)費(fèi)時(shí)統(tǒng)一把WLAN的費(fèi)用合并記在3G系統(tǒng)帳戶中就可以了。對(duì)客戶管理系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)稍加修改就可支持這種互通方案。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，可能接入3G系統(tǒng)仍然直接使用SIM/UIM卡信息認(rèn)證，接入WLAN仍然通過(guò)Portal使用用戶名與密碼認(rèn)證，但賬單是同一個(gè)了。

2) 融合用戶通過(guò)WLAN接入，統(tǒng)一通過(guò)3G系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證計(jì)費(fèi)。

　　這種情況下，用戶從WLAN接入，但使用的認(rèn)證方式卻與從3G接入時(shí)一樣，因?yàn)檎J(rèn)證服務(wù)器等后臺(tái)系統(tǒng)使用的是一套。這一點(diǎn)可以借助Radius proxy技術(shù)，以及EAP-AKA技術(shù)得以在現(xiàn)有設(shè)備上略加改造實(shí)現(xiàn)。所以，即使融合用戶從WLAN接入，也仍然可以使用SIM/UIM卡信息認(rèn)證，不必再輸入用戶名與密碼。

圖2 融合用戶WLAN接入，通過(guò)3G認(rèn)證計(jì)費(fèi)

3) 融合用戶通過(guò)WLAN接入，可以訪問(wèn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音增值業(yè)務(wù)，并且保持業(yè)務(wù)連續(xù)性。

　　在WLAN與3G沒(méi)有融合之前，從WLAN接入的用戶只能訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)，不能進(jìn)入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的封閉花園。在這種融合程度下，用戶一邊可以用WLAN高速上網(wǎng)，一邊可以收彩信了。另外，隨著融合的深入，可以逐漸做到WLAN和3G兩種接入技術(shù)的無(wú)縫切換，從而保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

圖3 融合用戶WLAN接入，訪問(wèn)移動(dòng)增值業(yè)務(wù)

　　值得一提的是，要達(dá)到這種融合程度，需要新增業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)配合實(shí)現(xiàn)。

　　WLAN與3G網(wǎng)絡(luò)融合的主要方式

　　要實(shí)現(xiàn)深層次的融合，即用戶不僅僅能體驗(yàn)到一張賬單及統(tǒng)一認(rèn)證方式的好處，還要能夠在從WLAN接入時(shí)訪問(wèn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的增值業(yè)務(wù)，則需要進(jìn)行深度的網(wǎng)絡(luò)融合。

　　總體來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)融合有兩種方式，一種是緊耦合方式，一種是松耦合方式。

圖4 兩種網(wǎng)絡(luò)融合模式

　　緊耦合方式的代表方法是UMA(Unlicensed Mobile Access)，UMA網(wǎng)絡(luò)主要由客戶端的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備(AP)、支持UMA的雙模手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的UMA網(wǎng)絡(luò)控制器(UNC)等組成，其基本原理是模擬移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基站接入，經(jīng)過(guò)UNC的協(xié)議轉(zhuǎn)換，使得移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備(SGSN/PDSN、MSC)感覺(jué)不到不同無(wú)線接入技術(shù)的差異。這種方式屏蔽了不同無(wú)線接入方式的差異，但需要用戶終端與UNC要與原有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)協(xié)議處理保持一致，并跟隨系統(tǒng)的升級(jí)而升級(jí)，因而對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的耦合性很強(qiáng)。

　　松耦合方式的代表方法是3GPP、3GPP2規(guī)定的WLAN與3G融合的方法。為了達(dá)到從WLAN接入也能夠訪問(wèn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增值業(yè)務(wù)的目的，需要在IP網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)核心網(wǎng)之間增加一個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)不會(huì)像UNC一樣作協(xié)議轉(zhuǎn)換的工作，主要作用類似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增值業(yè)務(wù)的接口人，如果要訪問(wèn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的增值業(yè)務(wù)需要經(jīng)過(guò)這里進(jìn)行業(yè)務(wù)把關(guān)和控制。該設(shè)備在3GPP中被稱為PDG(Packet Data Gateway)，在3GPP2中被稱為PDIF(Packet Data Interworking Function)。

　　對(duì)于國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，在確定融合方式時(shí)，需要根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)的情況，參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，選擇或定制最符合自身發(fā)展的方式。目前，H3C的WLAN方案均能支持運(yùn)營(yíng)商的靈活選擇。

總結(jié)

　　3G技術(shù)基于自身的限制在承擔(dān)大量數(shù)據(jù)用戶的服務(wù)時(shí)，會(huì)面臨很大的壓力。WLAN技術(shù)的高帶寬、低成本、低輻射恰恰可以彌補(bǔ)3G技術(shù)的不足。運(yùn)營(yíng)商通過(guò)統(tǒng)籌規(guī)劃，對(duì)WLAN和3G統(tǒng)一建設(shè)，花費(fèi)相對(duì)比較小的代價(jià)，就有望達(dá)到WLAN助力3G騰飛的效果。

C114中國(guó)通信網(wǎng)


相關(guān)鏈接:
電子閱讀市場(chǎng)借3G發(fā)力 2009-09-09
3G開(kāi)啟移動(dòng)計(jì)算新時(shí)代 2009-09-08
3G終端市場(chǎng)：操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序商店 2009-09-08
3G時(shí)代:看上去真的很美嗎? 2009-09-04
從面向業(yè)務(wù)到用戶:構(gòu)建一體化3G運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng) 2009-09-04