无线技术:从多元竞争走向多元融合

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       今天,无线技术领域正处在一个高速发展的时期,各种创新无线技术不断涌现并快速步入商用,无线应用市场异常活跃,无线技术自身也在快速演进中不断革新。随着在社会各行各业的广泛应用,无线电技术已经成为实现社会信息化的重要手段。无线技术的兴盛已经成为21世纪信息技术进步最重要的推动力量,而未来人类生活方式也将因之产生翻天覆地的变化。当前,在“无线+宽带”的网络发展趋势下,各种无线技术如雨后春笋般涌现,并在具体的应用场合展开激烈的竞争。其相互间的竞争,一方面促进了各种技术自身的快速发展;另一方面,也驱使各种技术去寻找最佳的市场定位,并且开始通过技术融合、网络融合的方式,满足市场对于无缝通信、融合通信的需求。从多元竞争走向多元融合,成为无线技术的重要发展方向。
 
无线接入在竞争中融合
 
       在多元融合的大趋势下,3G、WiMAX、WLAN等各种无线技术在竞争中互相借鉴和学习,涌现出了同时被上述无线技术采用的新型射频技术,如MIMO和OFDM技术等。与此同时,在以ITU和3GPP/3GPP2引领的蜂窝移动通信从3G到E3G,再走向B3G/4G的演进道路上,以及IEEE引领的无线宽带接入从无线个人域网到无线局域网、无线城域网,再到无线广域网的演进道路上,都开始增加对方的内容,例如:移动通信不断强化宽带传输性能,无线宽带接入不断增强漫游性能以及安全性能。
 
       易观国际分析师谢必强认为,无线化和宽带化是电信网络接入层发展的总趋势,而Wi-Fi和WiMAX技术为宽带无线网络提供了新的发展契机。在我国,宽带无线接入技术主要包 括MMDS、LMDS、Wi-Fi、WiMAX四种,其中由于LMDS没有解决合法频段问题,MMDS和LMDS标准化程度较低造成成本居高不下、缺乏移动性等原因,导致MMDS和LMDS在我国的应用是不成功的。而Wi-Fi在运营商方面虽然没有得到大规模应用,但是在驻地网和个人用户领域得到快速发展。WiMAX的强大覆盖能力和组网能力也为运营商提供了新的宽带无线接入技术选择。据预计,到2008年中国WiFi设备市场总规模有望达到62亿元。WiMAX具有部署简单、接入层技术、电信级等颠覆性技术的特征,对无线宽带技术的发展有重要影响。到2010年,中国的WiMAX用户数可望达到1020万。
 
        借鉴WiMAX的高速数据传输特性,蜂窝移动通信启动了LTE,即“3G长期演进”项目,用以增强宽带传输性能。相比目前各个3G移动通信系统,该演进项目提高了通信传输速率和频谱效率,系统的最大带宽为20MHz。在这样的带宽下,下行峰值速率为100Mbit/s、上行为50Mbit/s。LTE的确立,令蜂窝移动通信系统的技术线路与定位为“低移动性宽带接入”的WiMAX有了很多的相似之处。
 
        当蜂窝移动通信在向WiMAX、WLAN学习的时候,WiMAX、WLAN也在添加电信级的安全等内容。在安全方面,WiMAX、WLAN将基于多层次的安全策略(WEP、WPA、WPA2、AES、VPN等)提供不同等级的安全方案,使企业、个人用户可以根据不同的性价比来选择满足自己需要的安全策略;在漫游能力方面,WiMAX、WLAN也朝着覆盖范围更大,从热点到热区到整个城市的方向迈进;在技术方面,WiMAX、WLAN将致力于打造基于IP的交换技术和开放的业务平台,使网络更智能、更易于管理。
 
        在“无线+宽带”的大趋势下,无论是蜂窝移动通信技术还是WiMAX、WLAN等无线宽带技术,都面临着同样的考验:信道多径衰落和频谱效率。在这样的情况下,OFDM和MIMO就成为各种无线技术的共同选择。OFDM在解决多径衰落问题的同时,增加了载波的数量,造成了系统复杂度的提升和带宽的增大;MIMO则能够有效提高系统的传输速率,在不增加系统带宽的情况下提高频谱效率。因此,OFDM和MIMO的结合,成为推动“无线+宽带”发展的重要力量。
 
 无线网络吸收有线元素
 
        现在无绳电话、蓝牙、Wi-Fi等的广泛应用使得无线与有线的界限越来越模糊,事实上,也正是这种“有、无”的结合构成了通信网的整体。一方面,固定和移动两者之间是大量共源的,而且是相互借鉴产生的,它们之间的差距越来越小。另一方面,全业务是未来运营商的一个重要发展方向,他们希望用最低的成本来实现最大的利益,这也使得移动和固定网的融合(FMC)日趋成为人们的必需。
 
        信息产业部电信研究院总工程师蒋林涛在接受记者采访时表示,从技术角度看,有线通信和无线通信各有优势及劣势。目前,有线通信主要采用了双绞线、同轴电缆等作为连接手段,提供了从几kbps到几Gbps的传输速率。几乎无上限的传输能力使它能够开展窄带到超宽带的各种类型的业务,而又恰恰是这根“线”使它失去了很好的自由度。而无线通信技术虽然突破了“线”的束缚,但是受到频率资源、传输能力的严重限制,纯粹的无线无法满足业务发展的需求。因此两者的互相补充、整合能够满足网络以及经济社会发展的需要。
 
       固定与移动的融合就是将固网和移动网的共同部分提取出来,用一套系统去满足其要求,将差异部分用不同的技术去满足各自的要求。中国电信北京研究院副院长赵慧玲认为,尽管目前国际标准组织关于FMC的定义有着不尽相同的表述,但对于运营商而言,实施FMC都应关注的内容为:通过网络各层面、终端、支撑系统的整合和融合,为用户提供无缝的融合业务体验和服务能力;进行客户群细分基础上的产品和业务整合工作。ETSI认为,“FMC关注的是独立于接入技术的网络和业务能力,并不一定指网络物理层面的融合,而是融合的网络能力和支撑标准;这些标准可以支持一系列连续的服务,而这些服务可以通过固定、移动、公共或私有的网络提供。”
 
       当前,知名运营商普遍认同FMC远期发展方向是系统化的融合,应为用户提供全方位融合的业务体验和服务体验,实现网络各个层面的整体融合。目前FMC的业务发展是分阶段进行的,第一阶段一般以提供语音业务为主,第二阶段实现数据增值业务。从已经或即将推出商用服务的几家运营商来看,FMC尚处于第一阶段。目前,FMC主要实现语音业务的提供,解决移动网络覆盖问题;语音的无缝切换尚未完成,部分运营商实现了短信业务。就技术方案而言,目前推出融合终端的运营商在接入方式选择上以蓝牙和Wi-Fi为主。
 
       在固定移动融合的进程中,IMS由于可以实现固定与移动、电信网和企业网的融合,并且可以简化网络结构,支持更丰富的定制化业务,被认为是当前实现融合的最理想的网络架构。IMS由3GPP在R5版本中提出,基于SIP体系,适应各种接入技术。IMS技术继承了软交换分离架构的思想,但IMS的业务提供方式和传统PSTN以及CS域的提供方式有着明显的不同。在IMS系统中,业务层和控制层完全分离,控制层不提供业务,它提供业务层必要的触发、路由、计费等功能,业务完全由业务层提供。IMS这种完全分离的架构,使得网络除了在承载层、控制层能够做到融合外,在业务层也可以做到统一的管理。对于移动运营商而言,IMS具备支持宽带移动多媒体业务及大客户业务的能力,对多种接入方式,包括GPRS、EDGE、3G、xDSL、Intranet、WLAN、WiMAX等提供了支持。移动运营商主要是将IMS与现有移动网配合,提供POC、视频共享等多媒体增值服务。
 
       截至2006年4月,全球已有近200张IMS测试及商用网络。其中,部署较为成熟的IMS网络包括Cingular、Telefonica、BT、DT、Sprint等运营商建设的80多个试验网络和10多个商用网络。值得注意的是,IMS的全球性测试成为融合进程的一个标志性事件。2006年7月13日,多元服务论坛(MSF)宣布,GMI(全球MSF互操作)2006活动将于10月16日至27日举行。本次测试将构建一个跨越欧洲、北美、亚洲三个洲的全球性网络,测试多厂商设备的互用性,通过固定与移动的融合来支持IMS服务框架。该活动是全球首个IMS服务框架多厂商互动性的大型“真网络”测试,包括中兴通讯、华为、思科和北电等在内的近30家厂商都会参加。
 
融合造就丰富业务
 
       在各种无线网络融合的进程中,许多新的业务应用不断出现。从丰富多彩的个人业务,到日益崛起的行业应用;从人与人之间的通信,到人与机、机与机之间的通信,无线业务应用趋于多样化。日益多样化的无线业务应用,展现了无线信息社会的美好未来。
 
       在固移融合的大潮下,去年6月英国电信终于推出全球首个固定、移动融合服务—— “蓝色电话”。“蓝色电话”不仅实现了固定网络和移动网络之间的自由无缝切换,而且可以让用户享受固定网络的低廉资费和更丰富的业务应用。英国电信推出的“蓝色电话”,引起了全球电信运营商的广泛关注。从欧洲到日本和韩国,许多营运商都制定了实现固定、移动融合的计划,而终端厂商已推出了多款支持固网、移动业务融合的终端。
 
      当公众移动通信持续发展并向3G全面演进之时,宽带无线接入成为业界关注的热点。近几年来,WLAN得到日益广泛的应用,WiMAX逐步走向成熟,商用化的帷幕正在拉开。针对宽带无线技术发展中存在的问题,业界普遍认为,将WLAN、WiMAX的公众运营与移动通信运营结合才能形成明晰的商业模式和盈利模式,推动WLAN、WiMAX与3G融合发展已成为业界的共识。如今,许多运营商推出了WLAN、WiMAX与3G融合发展的方案,韩国WiBro的商用,就体现了WiMAX与3G融合发展的思路。借助多模终端,在城市热点地区,用户可以通过WiBro实现高速上网,而在其他地区则可以实现移动漫游,用户可以在融合的网络环境中享受更便捷的通信服务。
 
       伴随着家庭和行业信息化需求的日益增长,公众移动通信网络与各种短距离无线技术呈现出优势互补和融合发展的态势,越来越多的手机已经融合了红外、蓝牙等短距离无线技术,一些新的无线业务应用应运而生。近两年来,NFC(近距离通信)技术正被集成到手机之中,为移动支付等行业应用开辟了广阔的空间。今年6月,诺基亚、福建厦门移动、厦门易通卡公司、飞利浦公司共同在厦门启动中国首个近距离通信(NFC)手机支付现场试验。招募的百名志愿者使用具备NFC功能的诺基亚3220,实现了在厦门市任何一个易通卡覆盖的公交汽车 、轮渡、餐厅、电影院、便利店等营业网点的手机支付。随着NFC技术应用的日趋成熟,业界都十分看好NFC的应用前景。据美国ABI预测,至2010年,全球约5亿部手机或PDA将具备NFC功能,这些手机不仅能用于POS支付,还能与智能标签交互信息。随着全球3G的推进,非接触智能卡将与手机结合得越来越紧密。
 
   将家用电脑、PDA、数码相机、手机、录像机、音响设备、电视以及各种电器等独立的单元通过网络实现互联,让人们能够在任何时间、任何地点自由地获得所需要的信息并实现安全控制,这是智能化数字家庭的美好前景。如今,随着移动通信网络与Zigbee、蓝牙、红外线、UWB(超宽带)等短距离无线技术的结合,数字家庭的美好前景正在逐步变为现实。