无线宽带接入技术在电信网络演进中的定位思考

一、前言

　　随着互联网经济的迅速发展，传统电信业务的模式正发生着巨大的变化。传统的电信网络已不能满足用户对语音、数据和多媒体业务的多种需求。首先，固定语音业务已经遭受了移动语音的巨大分流;其次，以GSM、GPRS、CDMA1X为代表的2G/2.5G等移动网络，难以满足移动语音和数据业务对无线频率资源的需求;第三，现有的2G/2.5G网络所能提供的移动数据传输速率已远远不能满足用户的业务需求，即使是姗姗来迟的3G网络的所能提供的384Kbps(移动状态)/192Kbps(快速移动状态)的速率也难以满足人们的期望。于是各种新的无线宽带接入技术标准层出不穷，如以IEEE 802.11b(Wi-Fi)为代表的WLAN技术、以IEEE 802.16(WiMax)技术为代表的WMAN技术，总在吸引着人们的眼球，引发了这些技术与未来3G和超3G网络技术发展的争论，电信运营商在该领域的决策存在一定的困惑。

　　受到互联网经济的冲击，目前电信网络正经历着巨大的变化，向下一代网络演进将是未来发展的方向。各种无线宽带接入技术的网络技术定位，必须融入到电信网络演进过程中进行思考。在不同的网络演进阶段，各种无线接入技术在整个网络中的所处的地位以及所能提供的业务相差很大，这种差异性的存在分析，将可以为电信运营商在无线接入网发展策略上提供决策的依据。

二、宽带无线接入技术标准发展分析

1. IEEE 802系列标准定位

　　IEEE 802标准的技术定位如图1所示。其中802.11系列属于无线局域网技术;802.16则属于城域无线接入技术;而计划推出的802.20系列则属于广域网无线接入技术，该系列技术本身有着明确清晰的层次定位。与未来的3G技术相比，该系列技术总体上是互补的，但在边缘领域以及未来的技术发展方向上还是存在着一定的竞争。

2. WLAN技术及其应用

　　802.11是面向局域网范围的无线宽带接入技术，目前得到广泛应用。802.11a是IEEE在1997年发表的第一个无线局域网标准，而现在Wi-Fi(即802.11b)可支持11Mbps的共享接入速率，覆盖范围为70~150米。

　　考虑到未来通信业务发展的实际需要，WiFi目前正加强通过MAC子层的设计，对语音等实时性较强的业务提供有力的支持和QoS保证，同时为了保证与其他网络的漫游，也在重点解决移动性管理和漫游切换的问题。

　　目前已从终端上实现了使用WLAN切入移动语音领域，如日本NTT DoCoMo日前成功开发出的FOMA/无线LAN双模手机“N900iL”配备了IEEE802.11b无线LAN功能，用于拨打企业内部IP电话。此外由Net-2Com和日本富士通研究所共同开发并研制的无线PDA手机终端，基于SIP协议实现WLAN与其他移动网络间的切换，利用WLAN的高速带宽多媒体业务。这两款终端都将计划在2004年秋实现其商品化。

3. WMAN技术及其应用

　　802.16技术是面向城域范围的无线宽带接入技术，它覆盖范围可达30~50Km，提供的数据传输率可超过100Mbps/70Mbps。整体来说，802.16采用授权与无需授权频段，范围在2GHz至66GHz之间，其使用的频谱范围比其他无线技术更广泛。

　　自从IEEE 802.16a在2003年1月份成为国际标准后，当年3月成立的非官方产业联盟WiMAX一直致力于规范的互操作性以及规范标准化，同时也不断提出如IEEE802.16d:、IEEE 802.16e、IEEE 802.16f等标准，促进该技术的不断发展和成熟。其中IEEE 802.16a能够实现非视距连接，定位于宽带固定无线接入;而相关规范正在制订中的IEEE 802.16e则重点解决移动性问题，实现不同服务区间任意漫游;IEEE 802.16f的制定则将有助于实现网状网连接，大幅度改进单个基站的覆盖范围。

　　从以上发展历程来看，WiMAX并没有满足或停留于作为宽带无线接入技术本身，它对漫游和各种业务的相继支持程度不断提高;它将在带宽、QoS等方面有很大改善，可为城市或30公里区域内用户提供更加卓越的移动性，且可提供速率超过2MB/s 的无损连接。由此可以确定WiMAX作为综合业务的宽带无线接入技术，在下一代网络中占有重要的席位。

三、无线宽带接入技术现阶段的技术定位分析

　　目前各大运营商电信网络相对比较封闭，呈现出各种单一业务网络和单一业务平台，难以实现各网络和业务融合。而在目前的网络架构上，引入无线宽带接入技术将导致建网提供业务的成本比较高，而且技术本身还在不断的完善过程，采用新技术具有一定的风险，同时现有技术应用的市场空间比较有限。

1. 建网成本高，业务提供难度大

　　在现有的网络架构和业务提供模式上，采用一种新的宽带无线接入，势必将独立构筑一张接入网，同时还必须构筑相应核心承载网络，甚至可能需要另建一套独立的认证和计费系统，而且难以实现与异构网络用户的业务互通;同时原有移动网络上丰富的业务也难以在新的宽带无线接入用户上移植提供，这样将导致接入提供业务单调或者造成业务重复建设，浪费投资。

2. 技术还在不断发展完善之中，还存在不稳定因素

　　WiFi和WiMax最初都定位于无线固定接入技术，而且侧重于移动数据业务的提供;随着人们对移动数据业务的需求变化，这两种技术都在移动性管理以及对语音在内的多媒体业务支持能力上仍在不断的改进和提高。技术在不断的改进完善将使该无线接入技术更好地在下一代网络中发挥作用，但是目前大规模使用就具有一定的技术风险。

3. 基于目前的技术定位，其市场空间比较有限

　　基于目前技术产品的成熟度，WiFi只能提供一定移动范围内的无线局域网接入，作为有线局域网的一种延伸;而WiMax作为一种无线宽带接入技术，定位于固定接入技术的补充，面向集团用户提供高速接入。而面对固定光纤接入以及xDSL接入等强有力的竞争，WiMax作为大客户接入技术的市场空间相当有限。而针对个人用户的移动接入，由于终端条件以及网络覆盖范围的限制，暂时还无法形成盈利的市场空间，因此这系列技术的市场空间不容乐观。

四、无线宽带接入技术将在下一代网络中发挥 重要作用

1. 无线宽带接入技术在下一代网络的体系架构中的定位

　　如何实现现有网络和语音、数据和多媒体业务融合，应对广大客户多层面、全方位的需求，已成为运营商发展未来网络的重点。传统的电信网络和相对封闭的业务体系难以满足市场业务的需求，打破现有的垂直分布的业务网络架构，实现各网络和业务融合，是电信网络发展趋势。而以软交换为核心的NGN技术的出现将促使运营商电信网络从承载单一业务的独立网络向承载多种业务的融合网络的演进成为可能。下一代网络呈现出分层的网络组织架构，整个网络从功能上可划分为四层:

　　(1) 业务和应用层:处理业务逻辑，其功能包括AAA(认证、鉴权、计费)、DNS地址解析和各种业务引擎(如彩信、流媒体、WAP网关)等，同时采用开放的业务体系架构OSA，通过开放的API接口(如PARLAY API或者SIP API)实现增值应用业务的提供，隐藏下层网络和终端的差异性，减少业务开发的复杂度，将吸引更多的SP来开发提供各种应用业务。

　　(2) 控制层:负责呼叫逻辑，处理呼叫请求，并指示传送层建立合适的承载连接。控制层的核心设备是软交换，软交换需要支持众多的协议接口，以实现与不同类型网络的互通，包括固定网络与移动网络的互通，实现跨异构网络的语音、数据、多媒体业务窄带网络与宽带网络的互通等。统一控制层的存在为各种接入技术的应用提供了充分的基础保证。

　　(3) 传送层:指NGN的承载网络。负责建立和管理承载连接，并对这些连接进行交换和路由，用以响应控制层的控制命令。分组化是承载网络发展的趋势。目前国内外普遍使用的主要是IP/ATM网。随着IP协议和交换路由产品的不断发展和完善，统一的IP网将可能承载下一代网络的核心承载网络。

　　(4) 边缘接入层:由各类媒体网关和综合接入设备(IAD)组成，通过各种接入手段/接入网(包括PLMN网络、PSTN网络、各种固定宽带接入技术XDSL、Cable和以太网以及各种无线宽带接入技术如WiFi、WiMax)将各类终端用户连接至核心网络，并将信息格式转换成为能够在分组网络上传递的信息格式。

　　从这种分层结构分析可知，各层的技术可以独立的演进，通过标准的层间接口协议，实现全程全网业务的通达和实现。引进一项新的无线宽带接入技术作为用户接入手段，则不需要单独为之建立实现全网承载的核心承载网络甚至是不需要另建一套核心控制系统，而且完全可以共享已有的业务和应用层的资源，同时保证与其他接入网络用户的业务互通，从而可以最大程度地利用已有的网络资源、业务资源和用户资源，降低了运营商的网络建设成本和运维成本。

　　由于IEEE 802系列无线宽带技术在局域网和城域网范围内具有高带宽的无线接入优势，可以弥补现有3G技术在无线宽带接入能力的不足，因此随着电信网络向下一代网络演进，无线宽带技术将充分发挥其在低成本、快速建网和带宽能力方面的优势。

2. 无线宽带接入技术在下一代网络所面临的挑战

　　目前各种无线宽带接入技术主要集中在物理层和MAC层，并未对全网组网有更充分的考虑，如基于802.16的WiMAX目前也只是在定义无线接口，若要具备移动网完备的功能，则需要定义完整而复杂的各种接口协议。而在NGN网络的分层架构之下，引入802.11b、802.16等技术组建宽带无线接入网络，则可以充分利用已有核心承载网(传送层)、控制层以及应用业务层的资源，低成本快速提供移动业务。

　　(1) 移动性管理的支持:

　　更确切地说，WiFi和WiMax是在一定范围的无线固定宽带接入技术，难以满足人们在较大范围内移动数据/语音业务带宽的需求，因此需要加强该技术中的移动性管理。

　　(2) 支持QoS技术，保证对多媒体业务等实时业务的能力:

　　WiFi和WiMax在最初也是定位于支持高带宽的移动数据业务，但是随着多媒体业务需求的增多以及对语音和数据同时支持的需求，无线宽带技术必须要支持语音等实时业务，从而在MAC层技术设计上必须改进，保证相关业务的QoS;

　　(3) 减少投资成本，能快速部署，在3G形成互补优势:

　　建设成本一直是比较敏感的主题，只有降低产品成本，形成一定的产业规模，从而更大程度上减少投资成本，将有利于该技术的推广应用和快速部署;

　　(4) 终端产品的技术支持:

　　随着技术的演进发展，无线宽带接入的重点市场将从无线固定接入转移到无线移动接入，尤其是面对个人用户。而终端则成为该技术发展推广和移动业务提供和实现的关键，需要得到相关终端厂商的大力支持。英特尔预计在2004年底开始销售带有WiMax功能的迅驰芯片，并强化现今以802.11技术为主的热点架构，而诺基亚预计在2005年前克服电池与相关技术问题，适时推出WiMax移动电话，两大厂商的宣示将为下一代无线宽带市场的发展起到很好的推动作用。

五、简要结论

　　综上所述，基于目前运营商网络和业务现状，宽带无线接入技术还只能定位于一种边缘无线固定接入技术。对于各大运营商来说，可以在局部有明确需求的小范围内进行部署以满足现有的用户业务需求;同时应进行技术跟踪，充分结合运营商电信网络的演进过程，根据市场发展的需要，积极引进各种宽带无线接入技术。

　　可以相信，随着电信网络的不断演进，各种无线宽带接入技术的优势将得到充分体现，同时各项宽带接入技术还需进一步完善，以满足电信业务发展的需要。