【51CTO.com 綜合報道】3G騰飛的困境

“3G”是英文3rd Generation的縮寫，指第三代移動通信技術，由國際電訊聯盟在1985年提出。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左右，且***業務速率為2000kbit/s，故在1996年正式更名為IMT-2000。中國電信市場經過多年的期待，終于在2008年迎來三分天下的3G技術應用許可：中國移動的TD-SCDMA，中國電信的CDMA2000，中國新聯通的WCDMA。

3G的到來給人們帶來很大的憧憬，與2G技術相比，移動通訊速率大幅增加了，這種技術進步足以改變人類的生活方式。將來，人們不僅能夠享受到隨時隨地打電話的通訊服務，還可以隨時隨地上網、下載音樂、玩網上游戲、收看視頻、在線聊天等等。總之，目前互聯網上的一切都可以移動起來，一個移動互聯網的時代已經來臨。各大運營商都已加強3G的宣傳，3G上網卡、上網本快速推出，3G顯現騰飛之勢。

但現實情況卻多少略顯尷尬。從理論上講，3G移動通信系統的主要特征是可提供豐富多彩的移動多媒體業務，其傳輸速率在靜止狀態下支持2Mb/s，高速移動環境中支持144kb/s，步行慢速移動環境中支持384kb/s。仔細分析，就會發現，3G承載移動多媒體業務壓力比較大：首先以上傳輸速率數據只是理論數據，實際真實的速率要低很多，往往要下降40%左右。第二，這些數據指的是總的傳輸速率，分攤到每個使用者就可能只有上百k了。第三，支持的數據用戶數太少。3G每載頻能支持上百語音用戶，但卻只能支持7個384k的數據用戶，而且數據用戶與語音用戶共享空口帶寬，數據用戶的過多增加，就會影響語音用戶的正常使用。也就是說，當大量的3G數據用戶發展起來，就會出現路窄車多的擁堵情況，連傳統的語音業務都將受到牽連，更不用提看視頻、玩網游之類耗資源的娛樂業務。

面對困境，運營商加快了4G技術LTE的開發與實驗進程，但該技術在中國真正使用起來可能還需要幾年的等待。在這種情況下，難道只能依賴限制用戶數的發展來被動應對嗎？

WLAN是3G的助力器

WLAN作為一種相對草根些的局域網無線技術，歷經起伏，終于還是不屈不撓的蓬勃發展起來。眾里尋她千百度，驀然回首，恰恰是WLAN這項技術可以助3G一臂之力，成為3G騰飛的助力器。原因如下： 

◆WLAN技術有比較高的帶寬，彌補了3G速率較低的不足。

WLAN具有802.11b、802.11g、802.11a、802.11n等一系列標準，其中802.11b理論上只能提供11Mbps的速率，已經逐漸要被淘汰，應用越來越多的是802.11g，它的理論速率是54Mbps，去除無線開銷，實際測試***速率在23Mbps左右。理論速率達300M的802.11n新一代產品也已經面世，實測***速率可達150Mbps左右。

2009年2月，無線寬帶數據業務咨詢機構Novarum為市政無線網建設進行的關于Wi-Fi、蜂窩網和Pre-WiMax性能測試顯示，Wi-Fi網絡的性能相當于蜂窩網絡的3倍，而且極大的優于pre-WiMax網絡。同時，在相同覆蓋范圍下，部署Wi-Fi網絡的成本要低于其他兩種技術。如果要進行圖片、視頻、音頻或大型文件的上傳，Wi-Fi網絡顯然更有優勢。 

◆WLAN相對能夠支持比較多的數據用戶，彌補3G用戶容量的不足。

WLAN是基于IP的技術，天然是為數據用戶設計的，每個單射頻AP可支持幾十個用戶同時在線，每個用戶實際可獲得的速率***可達1M。 

◆具有WLAN功能的終端設備的普及，使得用戶可以很容易的擁有3G與WLAN雙模終端，為3G卸載空口壓力到WLAN提供了極大的方便。

在過去的幾年中，WLAN市場得到快速增長，筆記本終端越來越多的開始支持WLAN功能，WLAN無線上網已經滲透進了很多人的生活方式中——帶著筆記本電腦，去星巴克邊喝咖啡邊使用免費的WLAN上網，是很多人的休閑選擇；在酒店的會議中心，一邊開會一邊通過WLAN上網發稿，是許多新聞記者普通的工作場景。不僅是在筆記本中，目前WLAN技術已經嵌入到許多手機、相機和游戲機；一些令人眼花繚亂的WLAN奇物的種類也在日益增多，比如帶WLAN的電視、電表、相框、收音機、手表乃至于衣服、鞋、自行車等。

據統計，2007年，具備WLAN功能的消費電子設備出貨量為2.94億。有媒體預測，2009年，具備WLAN功能的手機、PDA、照相機等消費電子產品的生產量將達到3.5億個單位。而手持終端市場到2009年的銷售收入將達到37億美元，全球范圍內雙模無線終端（包括蜂窩手機，VoWi-Fi終端）的出貨量預計到2011年將超過30億臺。

尤其值得一提的是，2009年6月，中國開始允許支持WAPI功能的WLAN手機進入通訊市場。這一解禁消息意味著WLAN技術將在更廣的范圍內獲得應用。 

◆WLAN設備成本低，如果運營商合理規劃，在部署3G的同時在適當場所加補WLAN，則可以獲得事半功倍的效果。

3G作為一種移動通信技術，具有覆蓋范圍廣、支持高速移動性的優點，但速率相對較低。而WLAN相對速率高，但覆蓋范圍窄、支持有限的移動性。因此，3G與WLAN是互補性很強的兩種技術。

3G適合部署在需要覆蓋范圍廣，但數據用戶分布稀疏的場合，這樣既滿足了用戶隨時隨地接入的訴求，又不至于給3G系統帶來太大壓力。對于室內熱點，因在這種場所，用戶有條件坐下來，導致逗留時間加長，用戶數量及數據應用種類容易多起來，對速率要求高，但對高速移動性要求低，因此更適合部署WLAN技術。運營商應鼓勵具有3G+WLAN雙模終端的用戶在部署WLAN的場所，優先使用WLAN接入網絡。

WLAN與3G的融合，在國際上已有成功的案例：2007年10月，香港電訊盈科推出“網上行Everywhere”上網服務，筆記本可在Wi-Fi、HSDPA及WCDMA網絡自動切換，為用戶挑選接通***的傳輸信號。該業務連同電訊盈科的其他融合業務一起使其在競爭激烈的香港市場穩步增長。

WLAN與3G融合

針對全球運營商紛紛步入全業務運營行列的情況，業界也越來越關注融合技術的研究。就WLAN與3G融合來講， FMCA（Fixed-Mobile Convergence Alliance）、3GPP（3rd Generation Partnership Project，制定WCDMA、TD-SCDMA的標準組織）、3GPP2（3rd Generation Partnership Project 2，制定CDMA2000的標準組織）等組織都有針對性的研究。這里，綜合各方的研究成果，闡述如下： 

◆WLAN與3G融合是一個系統性工程，涉及終端融合、網絡融合與業務融合

在未進行融合前，WLAN與3G是兩個互相獨立的通訊業務系統。WLAN只是有線寬帶接入方式的一個很好補充，對用戶來說，它擺脫了線纜的束縛，還提供了一定的移動性，用戶使用的終端具有WLAN功能，可通過WLAN設備接入互聯網，享用互聯網上開放花園里的各種應用；3G是2G/2.5G移動通訊系統在無線空口和移動核心網上的一次升級，用戶使用的終端是手機或帶3G數據卡的智能終端，可通過基站接入移動核心網，享受運營商在語音和數據域提供的封閉花園里的增值服務，如鈴聲下載、短信、彩信等。 

圖1 未融合前垂直獨立的WLAN與3G移動系統

由圖1可以看出，從總體上看，每個系統都由終端、網絡、業務三部分組成。因此，WLAN與3G系統的融合不是單純的某個點的融合，而是一個系統工程，涉及終端融合、網絡融合和業務融合。

終端融合是指終端具有使用多種接入技術的能力。比如，一個筆記本電腦，既具備WLAN功能，可以接入WLAN網絡，又插上了3G SIM/UIM卡，可以通過3G訪問移動網絡，則這個雙模終端就是一個融合終端。

網絡融合是指通過新增設備的連接能夠達到兩種網絡的互訪，通過對承載骨干等可共用網絡設備的合一達到節省成本，提高資源使用效率，逐漸實現統一的基于IP的承載網絡的目的。

業務融合是指用戶可以方便的同時享用兩個系統的服務。在業務融合的初期，多表現為營銷策略上的業務捆綁，或合并出統一帳單。隨著業務的豐富、發展，深度的業務融合將出現，同一個業務種類同時為兩種接入方式提供服務。在用戶與使用業務的管理上，也將出現用戶定制的所有業務統一管理，而不是每種業務有各自獨立的用戶管理。 

◆WLAN與3G融合的不同場景

根據WLAN與3G融合深度的不同，對于一個能夠同時使用WLAN與3G的融合用戶來說，運營商可以提供以下不同的使用場景：

1)融合用戶通過不同方式接入，進行統一記賬。

這是一種最簡單的互連方案，只需在計費時統一把WLAN的費用合并記在3G系統帳戶中就可以了。對客戶管理系統和計費系統稍加修改就可支持這種互通方案。對用戶來說，可能接入3G系統仍然直接使用SIM/UIM卡信息認證，接入WLAN仍然通過Portal使用用戶名與密碼認證，但賬單是同一個了。

2)融合用戶通過WLAN接入，統一通過3G系統進行認證計費。

這種情況下，用戶從WLAN接入，但使用的認證方式卻與從3G接入時一樣，因為認證服務器等后臺系統使用的是一套。這一點可以借助Radius proxy技術，以及EAP-AKA技術得以在現有設備上略加改造實現。所以，即使融合用戶從WLAN接入，也仍然可以使用SIM/UIM卡信息認證，不必再輸入用戶名與密碼。 

圖2 融合用戶WLAN接入，通過3G認證計費

3)融合用戶通過WLAN接入，可以訪問移動網絡的數據和語音增值業務，并且保持業務連續性。

在WLAN與3G沒有融合之前，從WLAN接入的用戶只能訪問互聯網上的服務，不能進入移動網絡的封閉花園。在這種融合程度下，用戶一邊可以用WLAN高速上網，一邊可以收彩信了。另外，隨著融合的深入，可以逐漸做到WLAN和3G兩種接入技術的無縫切換，從而保證業務的連續性。 

圖3 融合用戶WLAN接入，訪問移動增值業務

值得一提的是，要達到這種融合程度，需要新增業務網關配合實現。 

◆WLAN與3G網絡融合的主要方式

要實現深層次的融合，即用戶不僅僅能體驗到一張賬單及統一認證方式的好處，還要能夠在從WLAN接入時訪問移動網絡中的增值業務，則需要進行深度的網絡融合。

總體來看，網絡融合有兩種方式，一種是緊耦合方式，一種是松耦合方式。 

圖4 兩種網絡融合模式

緊耦合方式的代表方法是UMA（Unlicensed Mobile Access），UMA網絡主要由客戶端的Wi-Fi網絡接入設備（AP）、支持UMA的雙模手機和網絡側的UMA網絡控制器（UNC）等組成，其基本原理是模擬移動網絡的基站接入，經過UNC的協議轉換，使得移動網絡的核心設備（SGSN/PDSN、MSC）感覺不到不同無線接入技術的差異。這種方式屏蔽了不同無線接入方式的差異，但需要用戶終端與UNC要與原有移動網絡的相關協議處理保持一致，并跟隨系統的升級而升級，因而對移動網絡技術的耦合性很強。

松耦合方式的代表方法是3GPP、3GPP2規定的WLAN與3G融合的方法。為了達到從WLAN接入也能夠訪問移動網絡增值業務的目的，需要在IP網絡和移動核心網之間增加一個業務網關，該網關不會像UNC一樣作協議轉換的工作，主要作用類似移動網絡增值業務的接口人，如果要訪問移動網絡的增值業務需要經過這里進行業務把關和控制。該設備在3GPP中被稱為PDG（Packet Data Gateway），在3GPP2中被稱為PDIF（Packet Data Interworking Function）。

對于國內運營商來說，在確定融合方式時，需要根據自身網絡的情況，參考國際標準，選擇或定制***自身發展的方式。目前，H3C的WLAN方案均能支持運營商的靈活選擇。

總結

3G技術基于自身的限制在承擔大量數據用戶的服務時，會面臨很大的壓力。WLAN技術的高帶寬、低成本、低輻射恰恰可以彌補3G技術的不足。運營商通過統籌規劃，對WLAN和3G統一建設，花費相對比較小的代價，就有望達到WLAN助力3G騰飛的效果。