无线宽带技术漫谈

无疑无线通信是通信领域发展最快的部分，同时通信发展越来越呈现出传输宽带化、业务多样化的趋势，而当以光通信为基础的核心网已经具备超高速、超容量的特征时，接入网建设就成为电信网必须解决的瓶颈。

宽带无线接入以其组网灵活迅速、升级方便等特点受到业界的青睐，但还存在尚未建立切实可行赢利模式等诸多问题。近年来，由于Wi-Fi(Wireless Fidelity)、WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等宽带无线技术具有接入速率高、系统费用低等优点，使得利用Wi-Fi、WiMax取代3G的呼声很高。但从覆盖域、速率能力、基本业务类型、前向扩展演进走向等多方面综合考虑，WLAN、WiMax等无线宽带技术更可能是3G的补充，而不是竞争对手。新技术的发展离不开与之相对应的应用，国内外电信发展实践表明，新技术脱离市场应用就无法体现价值，急于求成、盲目发展必然导致泡沫。正确处理技术与市场的关系，建立适应市场需求的发展模式也应该成为宽带无线通信技术的思路。

通信运营商都期望把宽带接入作为一个增长点，但发展结果不尽人意。目前，宽带无线接入市场遇到的最大问题是尚未建立有效的赢利模式，因此运营商、设备供应商、内容供应商之间必须寻求利益平衡，建立紧密的共赢合作关系，形成产业链上下游各环节之间良性互动的发展局面。

一、无线宽带接入技术的发展

对于许多家用及商用客户而言，通过DSL或有线基础设施的宽带接入仍然不可行。有一些客户在DSL服务范围之外不能得到宽带有线基础设施的支持。但是依靠无线宽带，这些问题都可迎刃而解。无线宽带部署速度更快，扩展能力更强，灵活性更高，因此能够为那些无法享受到或不满意其有线宽带接入的客户提供服务。目前主流的无线接入技术有3G、Wi-Fi、WiMAX等技术。

1.WiMAX技术

WiMAX能够在比Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接性，支持T1类服务以及相当于DSL的访问能力。凭借其在任意地点的3～10公里覆盖范围，WiMAX可以为高速数据应用提供更出色的移动性。此外，凭借这种覆盖范围和高吞吐率，WiMAX还能够为电信基础设施、企业园区和Wi-Fi热点提供传输。

WiMAX将分三个阶段进行部署。第一阶段是通过室内天线来部署采用IEEE802.16d规范的WiMAX技术，目标用户是固定地点的已知订户。第二阶段会大量部署室内天线，将WiMAX技术的吸引力拓宽到寻求简化用户点安装的运营商身上。第三阶段将推出IEEE802.16e规范，在此规范中WiMAX认证硬件将应用于便携式解决方案，面向那些希望在服务区内漫游的用户，支持类似于当今Wi-Fi能力，但更加持久稳固的连接性。

2.3G技术的发展

3G是支持高速无线通信的ITU规范。这一遍布全球的无线连接与GSM、TDMA和CDMA相兼容。下一代3G蜂窝服务能够为语音和数据提供一个远程无线接入范围。速率最高可以达到2Mbps，目前设备厂商普遍实现了384Kbps的速率。下一代3G蜂窝服务能够跨地域创建广泛的数据接入范围，从而为语音通信和互联网连接提供最理想能力。

HSDPA是后3G发展的产物，电信运营商一直遵循着更高移动传输速率的思路。其速率可以达到10Mbps，而由诺基亚、爱立信、NEC及高通等公司主推的HSPDA技术，以及由英特尔公司主推的WiMAX技术，都提供了大幅提高移动数据传输速度的能力。

从技术角度来看，HSDPA侧重在移动性数据和语音服务方面，HSDPA希望在无线宽带接入市场有所作为。

3.Wi-Fi技术

Wi-Fi技术包括已经批准的IEEE802.11a、b和g规范以及等待批准的802.11n规范。Wi-Fi是首先得到广泛部署的高速无线技术，在全球的热点中尤其引人注目—包括家庭和办公室以及越来越多的咖啡屋、酒店和机场、Wi-Fi热点几乎风靡全球，并因为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能够支持的范围非常有限：用户只有保持在距离无线接入点设备(AP)100米的范围内才能实现高速连接。同时可用的频点只有三个，且单频点支持的可用速率只有5Mbps左右，对于大容量的网络密集部署存在困难。最近，一些平台能够支持多个Wi-Fi标准(如802.11a、b、g)，从而支持数个无线网络之间的兼容性，对解决大容量的网络密集部署提供了支持。

二、几种宽带接入技术的比较

自IEEE802.16e提出以来一直都比较引人关注，特别是有Intel这样的业界巨头和WiMAX组织的推动，业界对802.16e展开了热烈的讨论，尤其是802.16e与3G的关系，存在多种不同的观点：有的观点认为802.16e会取代3G，有的则认为802.16e不可能取代3G，只是3G的互补技术。对于802.16e技术和3G技术，首先由于定位的不同，二者存在很大差异。

从标准化程度上看，802.16e仅定义了空中接口的物理层和MAC层。在MAC层之上采用的协议以及核心网部分不在802.16e所包含的范围之内。3G技术作为一个完整的网络，空中接口规范、核心网系列规范以及业务规范等都已经完成了标准化工作，涉及无线传输、移动性管理、业务应用、用户号码管理等内容。

从业务能力看，802.16e主要提供具有一定移动特性的宽带数据业务，面向的用户主要是笔记本终端和802.16e终端持有者。802.16e接入IP核心网，也可以提供VoIP业务。3G从设计最初就是为话音业务和数据业务共同设计的，对于话音业务，核心网络仍采用电路交换方式实现，QoS有较高的保障。802.16e牺牲了移动性换取了数据传输能力的提高，它的数据带宽优于3G系统。但是3G的数据能力也在不断提高，3G增强型如HSDPA，已经可以实现10Mbit/s的接入速率。按照ITU的定义，3G增强型最终目标可以达到30Mbit/s。

尽管WiMAX传输速率可达到3G的10倍甚至更高，其覆盖范围用低阶调制时可与3G相当甚至更远，但这不是3G标准的以无线广域网WWAN为基本模式、以公众语音及多媒体数据为内容、在全球范围内漫游的个人手机终端的基本市场定位，本质上WiMAX是作为3G及3G演进的一种无线城域网、多点基站互联的重要支持手段而已，两者潜在的市场尺寸亦有巨大差异。

从覆盖范围上看，802.16e为了获得较高的数据接入带宽(30Mbit/s)，必然要牺牲覆盖和移动性，因此802.16e在相当长的时间内将主要解决热点覆盖，网络可以提供部分的移动性，主要应用会集中在游牧或低速移动状态下的数据接入。3G则是无处不在的网络，覆盖是连续的，用户可以实现不间断的通信。

从无线频谱资源上看，3G拥有全球统一的频谱资源，而802.16e则正在试图寻找2～6GHz之间的频率资源，各个国家目前可用的频率都不一致。因此，802.16e最终获得足够的全球统一频率存在一定难度。

从以上各个角度的分析可以看出，虽然802.16e在数据能力上要优于3G，但是从标准化、全球统一频谱、技术特性等多角度考虑，802.16e距离真正商用还有很长的路要走，而且在相当长的时间内主要解决热点覆盖，解决部分移动性。它的应用将在3G之后。

WLAN的综合成本非常低。不过，Wi-Fi崛起虽然迅速，但是面对WiMAX咄咄逼人的发展态势，有人认为WiMAX将取代Wi-Fi，但也有人认为WiMAX不会取代Wi-Fi，双方将在无线接入中互补。WiMAX与Wi-Fi最明显的区别是覆盖范围存在巨大差别，Wi-Fi最高只能达到100米的覆盖范围，而只能在无线局域网环境中使用，而WiMAX 802.16e通常可以达到2～5公里，主要定位在移动无线城域网环境中使用。

三、无线通信技术存在的问题

作为一种新兴的接入技术，宽带无线接入技术相对于传统的最后一公里接入手段，如DSL、FTTP、HFC有其独到的优势和市场空间。在成本、带宽、QoS保证、安全、移动性、覆盖距离等方面有一个比较合理的结合。宽带无线接入既可以作为新兴运营商或者没有相应有线资源的运营商开展宽带业务的主要接入手段，也可以作为现有运营商宽带业务的补充接入手段，但是如果要利用无线宽带接入实现最后一公里的接入仍然需要解决以下问题。

1.成本问题

虽然无线宽带接入产品利用其标准化，采用了核心技术和标准芯片，相对于非标准的宽带无线产品其成本有了一个大幅的下降，已经是目前一个新兴运营商要开展宽带数据业务所能找到的最为经济的解决方案了。显然比DSL、以太网交换机高出很多，尤其是在有线非常发达的中国，对于采用无线宽带接入产品介入宽带数据市场，成本的压力还相对较高。随着无线宽带接入技术的进一步发展，核心芯片厂家的进一步推动，技术方案的高度集成和优化，成本会有一个大幅度的下降，无线宽带接入产品将在竞争中处于更为有利的位置。

2.频率的问题

对于无线系统，最为关键的是频率问题，频率资源的多少，分配的方式将直接决定无线系统的容量和规模。而系统所能达到的容量和规模将直接决定运营商的投资力度和经营方向。目前在国际上为宽带无线规划的执照频率主要为2.5G(美国)和3.5G(全球除美国)，非执照频率为5.8G，潜在的频率还包括3.3G。按照目前各国的频率分配方式，每个运营商所获得的频点都距大规模的蜂窝组网要求有较大的距离，一般情况下，需要6～8个左右的频点才能实现大规模的组网，而目前的分配方式最多为4个左右频点，因此，无线宽带接入产品要成为主流的最后一公里接入方式，还需要在频率资源分配的方式上寻求突破。

3.与现有网络融合问题

无线宽带接入产品作为一种新的接入手段，还需要解决的一个重要的问题就是如何与现有的网络融合。目前无线宽带接入产品主要还是一种接入和传输手段，802.16-2004也只是规定空中的接口问题，对于业务、用户的认证、计费等在标准上还没有一个统一的考虑。在这种情况下，如何利用现有的核心网络完成用户认证管理、计费平台的统一是无线宽带接入产品作为一种新的最后一公里解决方案的一个关键问题。

4.室内覆盖问题

作为一个无线系统，如果只能实现室外覆盖，那么会带来极高的安装成本，这些成本包括直接的材料和安装费用成本，还包括其它的成本，如物业、安装位置的租赁费用等，这些成本可能会占到设备成本的20%-50%。另外，室外型的安装方式也大大地限制了潜在用户的范围，限制了运营商客户的发展。

5.网络间的无缝漫游

IEEE 802 Handoff研究小组是致力于解决异构802网络之间漫游问题的小组。关键是切换流程的实施，即将移动设备从一个基站切换到另一个基站、从一类802网络切换到另一类802网络(如从802.11b到802.16)，甚至从有线网络切换到802.11或802.16连接。工作组的目标是实现切换流程的标准化，这样设备在不同类型的网络间漫游时即可实现互操作了。

目前，802.11用户可以在热点周围移动并保持连接，但是如果离开热点连接就会断开。依靠802.16e，用户将能够保持“最佳连接”。在热点内使用802.11连接，离开热点但仍然在WiMAX服务区内时可以连接到802.16。此外，标准的确立也为批量组件供应商大开方便之门，这将使设备厂商能够集中精力进行系统设计而不是开发整个端到端解决方案。

等到802.16e能力成功嵌入到PDA或笔记本电脑(或者通过802.16e支持卡进行添加)时，用户将可以在整个城域网内保持始终连接。

四、无线接入技术的发展前景

在国内3G牌照尚未发放的今天，面对HSDPA和WiMAX两种后3G技术，现在有一种超前的观点，即“让运营商直接部署HSDPA或WiMAX。”

需要注意的是，目前国内3G牌照迟迟未发放，运营商对于未来3G的运营也迟迟没有展开。由此在3G运营中，是否急于需要HSDPA或是WiMAX这样的技术加强仍然无人知晓。尽管设备商称，在已经启动3G的国家中，WCDMA数据传输速度问题已经有所暴露。但根据欧洲的3G商业情况，运营商更急待解决的是探索更多3G的应用模式，向更多的消费者推广。在3G使用尚未形成规模，数据业务的需求并不庞大。而考虑到国内未启动3G的现状，HSDPA现有阶段在国内的部署更多的只是概念性的意义。

从无线宽带接入的技术特点分析，市场的运营和商业模式需要分3个阶段：

●室外型固定宽带无线接入市场

使用基于802.16的室外固定终端，作为建筑物的接入手段，作为固定网络的补充和延伸，可以快速布网，降低建网成本，业务主要针对企业用户、商业用户、集中个人用户。

●室内型固定宽带无线接入市场

随着用户可以自行安装的基于802.16室内固定终端上市，可以进一步降低建网成本，直接向家庭用户提供接入业务。

●便携移动模式应用市场

基于802.16e的移动无线宽带数据业务可以通过笔记本和移动终端这两类载体实现业务发展。WiMAX所提供的移动无线宽带数据业务解决路线还可以分两个阶段。第一阶段提供基于802.16e的芯片内置笔记本为个人用户提供一种游牧的接入方式。第二阶段提供基于802.16e芯片内置的PDA、手机等可携带终端，提供移动性，针对个人用户提供移动宽带数据业务。

五、结论

为了推动宽带无线通信的发展，通信运营商需要把握机遇，加大技术研发和市场推广力度，积极推动宽带无线接入技术的发展。同时，要注意宽带业务应用的推动。只有有用户、有业务、有市场，接入网络才会有真正的发展。普遍认为数据业务是未来的发展趋势，而且话音业务已经出现颓势，这就给数据业务的发展带来了双重压力，一方面只有发展数据才是引入宽带的理由，另一方面也只有发展数据业务才能弥补话音业务的颓势。

移动通信宽带化，宽带接入移动化是通信业务发展的需求，但也要注意有线与无线、固定与移动的未来融合趋势。要重视各种技术和应用上的融合，要解决包括终端、内容开发、漫游与资费管理等的融合问题，探索出一条固网与移动融合的发展之路。

作者：杨成军 来源：中国联通网站