WLAN提供了高帶寬,但卻限制在有限的覆蓋區域內(建筑物內以及戶外的短距離)。根據大部分業界人士估計,即使1000個WLAN也不能在一個城域上提供足夠的覆蓋。與此相比,3G網絡支持跨廣域網絡的移動性,但是數據吞吐速度明顯低于WLAN。由于3G與WLAN在覆蓋區域和帶寬上具有不同優勢和局限性,因此這兩種技術支持不同的應用并滿足不同的需要。在這種程度上,它們沒有相互構成競爭威脅,而是相互補充發展。
一、WLAN和3G的標準
WLAN目前得到廣泛應用的技術是802.11家族,它是IEEE在1997年發表的第一個無線局域網標準,而現在媒體屢屢提到的802.11b是1999年9月被批準,它也被稱為Wi-Fi(聽起來有點像音樂發燒友說的Hi-Fi),可支持11Mbit/s的共享接入速率;與此相似的是802.11a技術,它采用了5GHz的頻段,其速率高達54Mbit/s,分頻采用OFDM(正交頻分復用)技術,但無障礙的接入距離降到30m~50m;去年新出現的一個候選標準802.11g其實是一種混合標準,既能適應802.11b標準,又符合802.11a標準,它比802.11b速率快5倍,并和802.11b兼容。
3G最早在1985年被國際電訊聯盟提出,當時考慮到該系統可能在2000年左右進入市場,工作頻段在2000MHz,且最高業務速率為2000kbit/s,故在1996年正式更名為IMT-2000。3G是一種能提供多種類型、高質量多媒體業務的全球漫游移動通信網絡,能實現靜止2Mbit/s傳輸速度,中低速384kbit/s,高速144kbit/s速率的通信。但由于各國、各廠商的利益差異,產生了目前三大主流技術標準WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA,而焦點集中在WCDMA(3GPP)和CDMA2000(3GPP2)上,隨著3GPP和3GPP2的標準化工作逐漸深入和趨向穩定,ITU又將目光投向能提供更高無線傳輸速率和統一靈活的全IP網絡平臺的下下代移動通信標準,稱為Beyond3G。
二、WLAN技術及其組網
WLAN本身并不是新概念、新技術,它已存在十多年了。顧名思義,WLAN是用無線通信技術構建的局域網,雖不采用纜線,但也能提供傳統有線局域網的所有功能。與有線局域網相比,WLAN具有一定的移動性,它具有靈活性高、建網迅速、管理方便、網絡造價低以及擴展能力強等特點,但WLAN的網絡產品較貴,硬件初始投資比有線局域網高,傳輸速率較低。WLAN還有一個好處是它使用不需許可證的2.4GHz頻段,其運營者不用花錢申請頻譜許可證,隨時可以建網使用。
WLAN由無線網卡、無線接入點(AP)、計算機和有關設備組成,采用單元稱為一個基本服務組(BSS)。BSS的組成方式有集中控制式(每個單元由一個中心站控制)、分布對等式(單元中任意兩個終端可直接通信,無須中心站轉接)和混合式三種。
一個WLAN可由一個基本服務區(BSA)組成,一個BSA通常包含若干個單元,這些單元通過無線接入點與某骨干網相連。骨干網可以是有線網,也可以是無線網。WLAN可獨立使用,也可與有線局域網互連使用。
WLAN雖然已經存在10年以上,但由于原來一直把WLAN單純定位于有線LAN的延伸,加上無統一標準以及傳輸速率低,所以大家用得并不多,推廣不起來,直到上世紀末,隨著WLAN技術自身的進步和標準的統一,把它重新定位用做互聯網高速無線接入技術之后才出現廣泛使用的趨勢,應用于辦公室、機場、酒店、商場、咖啡屋等公共熱點場所(hotsports)。因此,該技術在2000年被評為美國通信技術十大趨勢之一。
三、WLAN、3G技術特性及功能應用區別
3G網絡是建立在蜂窩架構上的,最適于支持移動環境中的數據服務。蜂窩架構支持不同蜂窩之間的信號切換,從而向用戶提供了全網絡覆蓋的移動性,這種移動性常常通過不同網絡運營商之間的漫游協議進行擴展。當然,其可供移動用戶使用的帶寬是有限的。
WLAN無線局域網提供了大量的帶寬,但是它覆蓋區域有限(室內最多100米)。它所支持的應用經常通過像筆記本電腦這類便攜式以數據為中心的設備訪問,而非通過以電話為中心的設備進行訪問。PDA和類似的小型設備也開始配置具有WLAN連接性,不過這一過程還處在幼年期。藍牙網絡只適于距離非常短的應用,很多情況下它們僅僅被用做線纜的替代物。
2.3G支持語音和數據,WLAN主要支持數據
語音和數據信號在許多重要的方面有所不同:語音信號可以容忍錯誤但不能容忍時延;數據信號能夠允許時延但不能容忍錯誤。因此,為數據而優化的網絡不適合于傳送語音信號。反之,為語音而優化的網絡也不適于傳數據信號。WLAN主要用于支持數據信號,與此形成對比的是,3G網絡被設計用于同時支持語音和數據信號。
雖然WLAN正在向集成電話功能發展,但是其目前的結構中缺少支持像語音、多媒體和內容這類更高水平應用所要求的必需架構:如適應服務質量、可伸縮性和計費機制要求的架構。現在有少數國家大型電信運營商提供了WLAN無線局域網服務,盡管目前它們在漫游、覆蓋以及計費整合上仍不成熟。
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四、WLAN和3G誰將爭鋒
隨著WLAN技術日益盛行,有專家預測,3G可能還沒有成為消費主流的時候,就會被價格更加便宜的Wi-Fi代替。研究WLAN網絡的覆蓋范圍和移動能力,我們就能看出WLAN并不是、也不可能成為3G的競爭對手,相反,WLAN的低帶寬價格和有限的覆蓋范圍,使其成為3G數據的一個很好的補充。
經過一段時間的實踐,目前業界已普遍認為,WLAN業務的公眾運營應該與移動通信運營結合才有明晰的商業模式和盈利可能。在北美和歐洲,一批重要的WLAN獨立運營商或被移動運營商收購,或與之采取緊密的戰略聯盟,普遍實施業務捆綁進行運營,如AT&TWireless與Wayport、T-Mobile與Borders等。在國內,以中國移動“隨e行”業務等為代表,當前和潛在的移動運營商也都在實施或考慮使用這類融合技術方案。
因此,支持與移動通信結合運營的模式成為WLAN技術發展的最重要方向,在終端方面,以TI等為代表的傳統移動芯片制造商,也已發布了一批2G/3G移動通信和WLAN的雙模、多模芯片以裝備智能手機、PDA等手持設備,相信不久會拓展到普通的3G手機。Intel最近也宣布進入手機芯片領域,與其“迅馳”計劃相互呼應。在WLAN系統設備和網絡方面,將其與具備高速移動性能及更大覆蓋范圍的移動通信技術相結合,在熱點通過WLAN時為用戶提供廉價而更高帶寬的所謂“游牧”式無線數據服務,在其它地點和高速運動中則通過2代、3代移動通信技術提供真正“漫游”式的無線數據服務的解決方案,正在蓬勃發展。在今年的SuperComm展會上,展示該類設備和解決方案的廠家已超過百家。各大移動通信設備廠家如北電、諾基亞、愛立信等均提供了程度不同的融合方案。
五、WLAN和3G的融合方式
從前面表中對這兩種技術特性的對比可以發現,由于覆蓋使用范圍、速率和業務提供能力等幾個重要方面的不同,WLAN和3G可以成為一對性能優越的互補組合。業界的諸多人士應該達成以下共識:WLAN和3G兩者之間的關系主要是互相補充,而不是彼此競爭,那些認為WLAN將取代3G的說法站不住腳,相反,WLAN和3G的融合正在受到國際上眾多設備提供商和電信運營商的支持。
但是,打造企業級的移動接入,將移動電話無線傳輸業務和WLAN融為一體,至少在目前還是非常復雜且耗資巨大的工程:由于兩種技術由各自供應商經過多年的獨立發展形成,因此在已建成設備的基礎上進行合并,不但技術要求復雜,而且會給設備供應商的前期投資帶來一定程度的損失。但是無論如何,WLAN的AP集成商以及其他相關廠商已經開始嘗試著推出這項目前看來更具市場吸引力的服務了。
WLAN可以通過以下兩種方式和3G移動網絡相結合:“松散(loose)”模式和“緊湊(tight)”模式。在3GPP等移動通信標準化組織中,也已開始著手進行這方面的討論和標準制訂工作。在TS22.934中建議了六種3G與WLAN融合的互操作情景模式,按由淺入深的融合程度,即:統一計費和用戶管理,基于3GPP系統的WLAN接入控制和計費,WLAN接入3GPP標準分組域業務,業務一致性和連續性,無縫的分組域業務切換,WLAN接入3GPP標準電路域業務。
1.“緊湊”模式
WLAN網絡采用和3G基站相同的方式與3G的核心網相連,這一方式充分利用了3G核心網絡已有的移動、安全和服務品質等方面的機制。
但同時“緊湊”模式也存在著兩個缺點。首先,為了直接與3G核心網絡相連,需要重新修改和定制已有的WLAN產品,并且支持UMTS和CDMA的WLAN設備也是不同的。其次,這一方案中WLAN為3G的骨干傳送網帶來了業務流量和信令。3G移動網絡和WLAN相比,具有非常不同的移動模式和業務流量特性,因此這種結合,在工程上,也許要重新設計3G的骨干傳送網。
2.“松散”模式
“松散”模式中,WLAN作為3G網絡的補充形式與移動網絡相結合。WLAN只是與3G網絡分享對AAA的使用,避免了兩種不同的接入技術所帶來的數據流量到3G核心網絡節點的混合。這種結合方式,保證了兩個無線網絡完全分開,兩者完全獨立,并且對WLAN的IEEE802.11標準沒有任何改變。
分享AAA的架構,使3G的運營商在3G和WLAN混合的網絡環境中可以使用一致的用戶鑒權機制,并且幫助運營商收集WLAN的使用信息,生成包含3G和WLAN使用情況的統一客戶賬單,同時可以最大限度地保持自己的客戶,通過與其他運營商簽署協議,保證用戶的漫游使用。
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六、如何讓WLAN和3G一起成功運作
目前的市場對WLAN是有需求的,我們應該考慮一下如何讓WLAN和3G服務一起成功地運作起來。市場的領導者們(網絡運營商和手機制造商們)應該考慮如何將WLAN納入他們的發展計劃,并最終推向大眾市場。不管是2.5G、3G還是WLAN,消費者關心的只是業務,而不是技術。所有的這些數據傳輸技術,最終都將幫助運營商搞好與用戶之間的關系。一項技術能否獲得成功,關鍵在于它是否能夠得到廣泛的接受。要想獲得這樣的成功,我們只有通過附加服務的方式才能夠實現,就是在已有設備的基礎上增加新的服務內容。WLAN不應該被看作是對3G市場的威脅,它們之間應該是相互促進、相輔相成的。
從DoCoMo最初的對FOMA3G服務的統計數據可以看到非常有意思的現象,在該項服務被推出之后,用戶的數量之少讓人非常的不滿意。對移動視頻、視頻會議和高速移動數據連接等技術,其前景是非常誘人的,但是這也同時帶來了問題:如此誘人的前景是建立在什么樣的成本上的。在這里,成本不僅僅指的是有關錢的方面,它還包括需要花費的時間、對新設備使用的探索以及在這個緊張忙碌的時代為那些“惱人的東西”而不得不花費的各種精力。一種新的服務,它可以很容易地憑借廣告宣傳以及自身在技術上的優點,來掩蓋這種服務真實的使用成本。我們可以用WAP作為一個例子來進行說明。在它剛剛出現的時候,它看起來非常令人振奮。分析人士、業界以及媒體都認為這將是行業一個新階段的開始。當其所謂的創新性逐漸為大眾所了解,天花亂墜的廣告宣傳也逐漸消失了的時候,消費者意識到它實際上無法得到廣泛的支持,WAP逐漸成為媒體批評的對象。它的使用成本昂貴、速度慢、不受歡迎,但是在技術上,它仍然是非常先進的。WAP是電信領域內的一次失敗,但是在技術上不如WAP的DoCoMo‘sI-mode卻取得了成功。
WLAN確實是有市場需求的,但是它的使用成本是怎樣的?如果WLAN要比3G更具競爭力,它必須真正能夠花費最少的成本提供最多的服務。但事實上并不是如此。WLAN不會比3G更具競爭力,因為它無法覆蓋所有的基點。這里的基點指的是主流用戶的需求。在大街上行走的人并不想去購買一塊無線網卡來使用WLAN服務,也不想連接到某種可以互通的網絡上。但是,他們卻希望可以與朋友和同事保持互通。他們需要的不是在這里使用一個設備,而在那里又要使用另一個設備。他們需要的也不是某種整合式的、可以提供多種服務的設備,盡管這樣的設備可以比單一功能的設備提供更多的服務。人們可以將Palm當成手機來用,但是這只是一種概念,因為對于消費者來說,使用真正的手機遠比將Palm當成手機來用要簡單得多。
七、WLAN和3G的最新融合態勢和進展
近日,愛立信與日本軟銀集團(SoftbankGroup)旗下的BBMobile公司聯手,在3G移動網絡和無線局域網之間首次成功演示了基于電路交換的語音和基于IP多媒體子系統(IMS)的視頻服務的無縫切換。本次現場演示是利用1.7GHz的無線頻段在Soft bank BB的商用WLAN網絡和BB Mobile的WCDMA 3G移動網絡上完成的。它表明,當消費者在移動網絡和WLAN區域之間漫游時,可以不間斷地使用IMS服務。這項功能為消費者提供了更出色、更自然的服務體驗。
通過演示IMS服務的無縫切換,BBMobile和愛立信已經率先將組合服務標準(由3GPP規定的服務組合)提升到了一個新的高度。WCDMA和WLAN網絡之間的組合業務切換能力正在考慮被包含進3GPP版本8中。
BBMobile/軟銀通過其商用WLAN網絡為本次演示提供了Wi-Fi技術。愛立信則提供了1.7GHz的WCDMA無線網絡、電路交換和分組交換核心網絡及IMS網絡。本次演示是于近日在BBMobile位于日本Saitama縣的測試場地進行的。
WLAN是一種非常先進的技術,在未來的5年中,它將會得到迅猛的發展。WLAN將會廣泛滲透到互聯網的使用中,并且會創造出許多我們目前還無法預料的商機。3G和WLAN之間在移動性方面應建立更強的聯系和互補性,當用戶感覺不到接入方式和網絡的同時,兩種技術才達到了真正融合,移動業務的價值才能在WLAN上得到體現。