WLAN:向运营级网络大步迈进

移动互联网以及移动智能终端的快速普及正在推动WLAN蓬勃发展。一方面,全球运营商正在加大WLAN网络的部署力度,实现蜂窝网络分流,支撑移动数据业务开展;另一方面,在标准组织、设备厂商以及运营商的共同推动下,WLAN技术正在不断革新,向着千兆时代迈进——不仅802.11标准正在向着新一代802.11ac演进,具备更短距离更快速率的WiGig技术也悄然兴起。

无线局域网(WLAN)是当今全球应用最广泛的宽带无线接入技术。据Wi-Fi联盟统计,目前全球WLAN用户数已超过10亿,全球WLAN设备累计出货量已达50亿台。电信运营商也对WLAN高度重视,积极部署面向公众服务的WLAN公共热点。为了更好地适应市场需求,WLAN技术快速发展,与蜂窝网不断深入融合,并逐步向运营级网络发展。

千兆WLAN趋于成熟即将规模商用

具有非常高的数据传输能力是WLAN保持竞争力的重要优势。当前采用802.11n标准的WLAN吞吐量可达600Mbps。为了适应高清视频传输等宽带数据业务的发展,并继续保持WLAN的竞争优势,IEEE于2008年年底启动了吞吐量可达千兆的新一代WLAN技术标准(802.11ac和802.11ad)的研制工作。802.11ac工作在5GHz频段,是802.11n的直接演进,是新一代WLAN的主流技术,预计将于2014年完成标准制定。根据当前标准进展情况,802.11ac将在802.11n的基础上支持更大信道带宽、更高阶MIMO和更高阶调制编码方式,理论最高传输速率高达6.93Gbps。802.11ad工作在60GHz频段,面向极高速短距离应用,日前刚刚完成标准制定工作。802.11ad采用单载波、OFDM和波束赋形作为主要传输技术,支持高达2.16GHz的信道带宽,其理论最高传输速率高达6.76Gbps。

在千兆WLAN标准完成之前,博通、高通、Marvell等芯片企业就已经推出了基于802.11ac标准草案的商用芯片,思科、Buffalo、D-link等设备厂商也推出了802.11ac商用设备。Wilocity公司已推出首款802.11ad商用芯片,并与高通、Marvell等合作开发2.4GHz、5GHz、60GHz三频WLAN芯片,并在少量Dell超极本电脑中嵌入了802.11ad模块。Wi-Fi联盟计划于2013年启动802.11ac和802.11ad设备的测试认证程序,从而推动千兆WLAN的大规模商用。

2.4GHz频段使用饱和5GHz将成为新的主要频段

目前WLAN设备主要使用2.4GHz频段(2.4GHz~2.4835 GHz),但该频段仅有3个WLAN可用信道,不仅各种WLAN设备需要共享该频段,而且还要与蓝牙、ZigBee、无绳电话、微波炉等设备共享。随着各类2.4GHz无线技术的快速发展,干扰问题日益显现。特别是智能手机、平板电脑等便携WLAN设备越来越多,2.4GHz频段的干扰无处不在,2012年11月深圳地铁停运事件就是一个典型案例。总之, 当前2.4GHz频段的使用日趋饱和,采用其他频段已迫在眉睫。

实际上,全球主要国家在5GHz频段已开放了数百兆WLAN可用频率资源,其中美国有580MHz,欧洲有455MHz,日本有616MHz。我国在5GHz频段已开放了5.725GHz~5.85GHz频段(共125MHz可用频率),当前正在考虑开放5.15GHz~5.25GHz、5.25GHz~5.35GHz和5.47GHz~5.725GHz三段新频谱(共计455MHz)。为了更有效利用5GHz频段,新一代主流WLAN技术802.11ac将5GHz频段作为唯一工作频段,随着802.11ac大规模商用,必将推动5GHz频段成为新的WLAN主要工作频段。

全球公共热点速增,WLAN与蜂窝网加速融合

电信运营商发展WLAN有非常实际的需求。移动互联网迅猛发展使蜂窝网面临巨大流量压力,主流公司纷纷预测2020年全球移动数据流量将比2010年增长500~1000倍,无论3G还是LTE都无法解决这一问题。而且面对快速增加的移动数据流量,运营商需要不断增加蜂窝网容量以改善用户体验,但所带来的收入增长速度却远低于成本增加速度,长此以往,蜂窝网将入不敷出、无法正常运营,WLAN所具备的高吞吐量、低成本优势,恰恰是运营商所迫切需要的。此外,运营商需要不断提升自身网络的吸引力和竞争力,稳固老用户,发展新用户。WLAN源自个人、家庭、企业自用市场,用户已养成免费使用WLAN上网的习惯,将WLAN与其他业务捆绑在一起,可有效提升运营商网络的用户黏性。

在上述需求的推动下,运营商纷纷加大WLAN公共热点部署力度。据Informa Telecoms & Media统计,2009年全球WLAN公共热点仅为50万个,2012年全球WLAN公共热点快速增加至210万个,预计2015年将达到580万个。在我国,中国移动和中国电信计划近两年建成100万个WLAN热点,中国联通2012年新增30万个WLAN AP。目前,我国运营商WLAN AP数目已达到500万个,若按每个热点8个AP计算,我国运营商WLAN热点约62.5万个,约占全球总量的30%。

在WLAN发展中,推进其与蜂窝网融合发展,将实现运营商网络价值最大化。

WLAN在成本、吞吐量、室内覆盖、频率资源等方面有优势,但在覆盖范围、服务质量、移动性等方面远低于蜂窝网,将二者有机结合在一起,能够实现优势互补,有效改善用户体验,从而实现运营商网络价值的最大化。随着对WLAN与蜂窝网关系认识的逐步深入,运营商已不再将WLAN与蜂窝网割裂来看,而是将WLAN与蜂窝网纳入统一框架,积极推进二者融合发展。我国三大运营商均已提出“3G+WLAN”发展规划,并持续推进WLAN与3G网络融合。日前,中国移动根据自身网络特点提出了GSM、TD-SCDMA、WLAN和TD-LTE“四网协同”架构,统一协调控制四网资源,主动实现资源与业务的最佳匹配,达到全网效率最佳、成本最优,从而将WLAN与蜂窝网融合提升到一个新层次。

实现运营级发展,四大问题亟待解决

问题1:盈利模式

用户已养成免费使用WLAN的习惯,直接向用户收取通信费用的模式无法得到用户认可。运营商需要探索更有效的WLAN盈利模式,支持WLAN业务可持续发展。首先,作为多网融合趋势下的一种数据业务,WLAN资费体系应与蜂窝网整合,通过业务整合实现盈利。其次,合理运用运营商网络规模优势和多网融合优势,提供WLAN与蜂窝网融合、Wi-Fi漫游等新型业务。此外,可充分发挥WLAN的吞吐量优势,提供高清视频等特色增值业务。

问题2:覆盖问题

WLAN覆盖范围小,用户常常找不到可用网络,大大降低了用户对WLAN业务的使用兴趣。一方面,可大力推动运营商之间的WLAN共建共享,积极开展Wi-Fi漫游业务,增加可用WLAN热点数;另一方面,可采用波束赋形等覆盖增强技术提升AP覆盖范围。此外,在部署网络时,应准确定位业务热点,实现精确建网。

问题3:干扰问题

WLAN工作在共享频段,随着用户数的增加,干扰会越来越严重。目前,WLAN干扰主要出现在2.4GHz频段,建议国家尽快开放更多的WLAN可用频段,并积极推进2.4GHz之外频段的广泛使用,减轻2.4GHz频段压力。另外,应加强运营商之间的建网协调,鼓励WLAN共建共享,避免重叠覆盖,减少干扰。同时,应积极采用有效的抗干扰技术并加强WLAN无线资源管理,将干扰降至最低。

问题4:维护问题

WLAN本质上不是电信级网络,设备故障率高,维护功能少,随着运营商WLAN网络规模的快速扩大,运营商在WLAN网络维护方面面临严峻挑战。维护不到位会影响WLAN服务质量,降低用户体验。为了减轻运营商的维护压力,急需增强WLAN设备在故障检测与维护方面的功能,加强WLAN维护工具的研发,提升WLAN维护的智能化程度,并推动WLAN与蜂窝网维护体系的整合,支撑WLAN与蜂窝网融合发展。

作者:罗振东 杨萌 来源:人民邮电报


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