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常用接入網(wǎng)技術綜合比較

發(fā)布時間:2022-06-13 文章來源:深度系統(tǒng)下載 瀏覽:

網(wǎng)絡技術是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術,它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機整體,實現(xiàn)資源的全面共享和有機協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡、傳感器等。 當前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡則被認為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。

隨著信息化的不斷發(fā)展,很多新興的接入網(wǎng)技術出現(xiàn),滿足了市場的需求,同時用戶也能夠有更多的選擇余地,在實施接入網(wǎng)時,要選擇好適合自己的需求的接入技術。第三代移動通信系統(tǒng)(3G)的標準由ITU-R提出,因為其主要工作頻段在2000MHz左右,并具有最高速率為2000Kbps的業(yè)務能力,一般被稱為IMT-2000。3G系統(tǒng)能夠滿足高速率傳輸以支持多媒體業(yè)務,它在室內(nèi)靜止環(huán)境可達2Mbps、在室內(nèi)外步行環(huán)境可達384Kbps、在室外快速移動環(huán)境可達144Kbps。全球主流的3G制式有三種,分別為WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA,目前世界上絕大多數(shù)拿到3G許可證的運營商選擇了WCDMA制式,其標準化工作主要由3GPP負責。前幾年,由于受標準變化快、終端短缺、市場前景不明的影響,在許多國家3G的發(fā)展不如預計的那么樂觀。  

與此相反,各種無線接入網(wǎng)技術的發(fā)展卻顯得紅紅火火。尤其是電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)的802.15(無線個域網(wǎng),WPAN)、802.11(無線局域網(wǎng),WLAN)、802.16a/d(無線固定接入網(wǎng)技術,F(xiàn)WA)和802.20(寬帶移動接入網(wǎng)技術,WBMA)等標準。其中WPAN主要包括藍牙(Bluetooth)技術和超寬帶(UWB)技術,而采用802.11標準的WLAN和采用802.16a/d標準的FWA也被稱為WiFi和WiMAX。由于WiFi、WiMAX、WBMA和3G一樣都可以有電信級的應用,本文將分別把這3種技術標準與3G標準進行比較,探討了它們的各自應用領域和相輔相成的發(fā)展前景。  

1.WiFi與3G  

WLAN標準主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。其中802.11b采用24GHz的頻段,可支持11Mbps的共享接入速率;802.11a采用5GHz的頻段,其速率高達54Mbps,采用OFDM(正交頻分復用)技術,但無障礙的接入距離降到30-50米;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。另外,IEEE在WLAN方面的主要進展還包括802.11i(安全方面內(nèi)容)、802.11e(QoS方面的內(nèi)容)、802.11f(接入點之間的切換協(xié)議)、802.11n(速率高達320Mbps)等。目前,WLAN的推廣和認證工作主要由產(chǎn)業(yè)標準組織WiFi(Wireless Fidelity,無線保真)聯(lián)盟完成,所以WLAN技術常常被稱之為WiFi。顯然,3G網(wǎng)絡可以利用WiFi高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c以彌補自己數(shù)據(jù)傳輸速率受限的不足,而WiFi不僅可利用3G網(wǎng)絡完善的鑒權(quán)與計費機制,而且可結(jié)合3G網(wǎng)絡廣覆蓋的特點進行多接入切換功能。這樣就能實現(xiàn)WiFi與3G的融合,使3G運營錦上添花,進一步擴大業(yè)務量。目前,ETSI和3GPP都對3G和WiFi的融合進行了一些規(guī)定,我們認為主要包括:  

1)終端的融合  
新技術并不能立刻將已經(jīng)根深蒂固的技術掃地出門,尤其在經(jīng)濟低迷時更是如此,目前折中的方案大行其道,在WLAN領域,出現(xiàn)了能兼容802.11a/b/g的雙模或多模芯片,在移動通信領域,出現(xiàn)了能兼容GSM/CDMA/3G的雙;蚨嗄J謾C,人們期盼的WLAN/3G雙模芯片或終端的研究也在進行。  

2)網(wǎng)絡的融合  
無線局域網(wǎng)可以通過兩種方式和WCDMA移動網(wǎng)絡相結(jié)合:松散和緊湊模式。  

◆緊湊模式  
WLAN網(wǎng)絡采用和WCDMA基站相同的方式(Iups接口)與GPRS核心網(wǎng)相連。這一方式充分利用了GPRS核心網(wǎng)絡已有的移動、安全和服務品質(zhì)等方面的機制,能夠在兩個網(wǎng)絡間提供很強的移動性。但緊湊模式存在著兩個缺點。首先,為了直接與WCDMA核心網(wǎng)絡相連,需要重新修改和定制已有的WLAN產(chǎn)品。其次,這一方案中WLAN為WCDMA的骨干傳送網(wǎng)帶來了業(yè)務流量和信令,WCDMA移動網(wǎng)絡和WLAN相比,具有非常不同的移動模式和業(yè)務流量特性,因此這種結(jié)合,在工程上,也許要重新設計WCDMA的骨干傳送網(wǎng)。

◆松散模式
WLAN作為WCDMA網(wǎng)絡的補充形式與移動網(wǎng)絡相結(jié)合(Gi接口),未通過GPRS核心網(wǎng),只有鑒權(quán)、計費信令從GGSN或?qū)S迷O備進入GPRS核心網(wǎng),從而避免了兩種不同的接入網(wǎng)技術所帶來的數(shù)據(jù)流量到GPRS核心網(wǎng)絡節(jié)點的混合。這種結(jié)合方式,保證了兩個無線網(wǎng)絡完全分開,兩者完全獨立,并且對WLAN的IEEE 802.11標準沒有任何改變。同時,松耦合方式可以使用移動IP支持網(wǎng)間的移動性,但這會導致較高的時延。松散方案中分享AAA的架構(gòu),使WCDMA的運營商在混合的網(wǎng)絡環(huán)境中可以使用一致的用戶鑒權(quán)機制,也可以使電信運營商更好的建立自己獨有的業(yè)務模型,以充分利用原有的計費系統(tǒng)和客戶關系。WLAN可利用WCDMA的USIM卡的安全機制來保證WLAN用戶的鑒權(quán),即將USIM卡的信息讀出來,通過WLAN網(wǎng)絡傳送到AS,再到HLR里進行鑒權(quán),然后允許客戶使用WLAN,并將WLAN的計費信息傳送到計費系統(tǒng),將費用算在該USIM的帳戶上,生成包含WCDMA和WLAN使用情況的統(tǒng)一客戶賬單。

2.WiMAX和3G

作為線纜和xDSL的無線擴展技術,802.16a規(guī)范于2003年1月29日被IEEE通過。這是一種全新的寬帶FWA技術,是為解決寬帶接入網(wǎng)技術"最后一公里"的問題而設計的。為了保證FWA的兼容性和互用性,WiMAX(全球微波接入互操作性聯(lián)盟)于2003年4月成立,主要從事推廣和認證802.16a設備,目前已有70家以上的通信設備企業(yè)加入。2003年7月10日,Intel正式宣布開發(fā)基于WiMax標準的芯片,并將于2004年的第二季度推出。WiMAX與3G的應用市場不同,其應用范圍與LMDS相似,但成本低的多,還可以利用非許可頻段,將來可以在電信運營商中廣泛使用,例如:

1)針對新型社區(qū),覆蓋整個社區(qū)的網(wǎng)絡接入,直接給用戶提供話音與數(shù)據(jù)、視頻圖像等。
2)針對大面積城區(qū),用于連接整個城區(qū)的熱點地區(qū),例如WLAN、IP-PBX等。另外,根據(jù)使用頻率的不同,WiMAX還包括IEEE802.16b(10-66GHz)、IEEE802.16c(5-6GHz)等,IEEE802.16e則是向移動無線接入網(wǎng)技術(WBMA)過渡的一個標準。

3.WBMA

移動寬帶無線接入(WBMA)提供與移動電話系統(tǒng)一樣的覆蓋率和移動速度并擁有Wi-Fi的數(shù)據(jù)傳輸速率。WBMA目前主要采用了一種從局域網(wǎng)(LAN)擴展到廣域網(wǎng)(WAN)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議——IEEE802.20標準。Flarion科技公司(由朗訊貝爾實驗室分拆而出)率先開發(fā)出了基于FLASH(Fast Low-latency Access with Seamless Handoff)-OFDM技術的WBMA系統(tǒng),表3對該技術標準和3G技術標準進行了比較。

4.結(jié)論

目前,WiFi、WiMAX、WBMA和3G的標準發(fā)展勢頭強勁,標準越來越完美、技術越來越先進、產(chǎn)品越來越實用,不變的是它們的發(fā)展方向:帶寬更大、安全性更高、兼容性更好。背后則是商業(yè)利益在驅(qū)動,數(shù)據(jù)通信廠商擁抱WiFi、WiMAX、WBMA,而傳統(tǒng)電信企業(yè)擁抱3G。

應該說WiFi、WiMAX、WBMA和3G在高速無線數(shù)據(jù)通信領域都將扮演重要角色,但是在最初設計時,它們采用了不同的技術手段來解決不同的應用問題。WiFi、WiMAX、WBMA和3G的主流是互補的,在局部會有部分融合,但要相互取代不太可能完成。另外,在應用和需求上它們也有著顯著的差距,它們都將在越來越細化的市場中,找到自己的生存空間。因此,與其說它們是競爭的關系,還不如說是共存的關系。

為了克服3G的種種缺點,4G的相關研究在世界范圍內(nèi)正廣泛展開,但制定一個全世界統(tǒng)一的4G標準還至少需要耗費7至10年的時間,而現(xiàn)有的2G系統(tǒng)在未來的3至5年內(nèi)是無法滿足日益增長的通信需求的,從這個角度來說,3G系統(tǒng)是不可替代的。最近隨著標準的基本穩(wěn)定、終端類型的迅速增加、寬帶增值業(yè)務的廣泛普及,3G系統(tǒng)的大規(guī)模使用已經(jīng)開始。而WiFi、WBMA和WiMAX等技術作為局部的高速接入網(wǎng)技術手段來彌補3G的不足也會有廣闊的應用前景。


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本文章關鍵詞: 接入網(wǎng)技術