作者：彭丽 郭超平
摘要为了满足随时随地的通信和上网需求，宽带网络无线化已经成为宽带发展的一个重要方面。
在无线局域网(WLAN)势头正劲之际，最近又出现了无线城域网(MAN)技术。为了进一步推动无线技术在宽带领域的应用，本文提出了在发展宽带无线接入网时出现的几种接入方案并加以比较，并提出了存在问题和应采取的措施以及发展策略。
要害词宽带接入WiMaxWi-Fi 3G
一、引言
目前，无论是在国外还是在国内，运营商还是商业用户都对无线宽带抱有很高热情。在接入速率和适应环境上与3G技术互为补充的无线局域网迅猛发展，被看作传统有线网络的延伸，在某些环境还可以替代传统的有线网络，成为新一代高速无线接入网络。
无线宽带要真正发展成为一种成熟行业还有很长的路要走，实现网络无线化是科技发展的趋势。用户对无线宽带的热情已被点燃，无线时代其实并不遥远。
宽带无线接入是一个新兴的市场，它将进一步发挥宽带互联网无所不在的优势。目前，3G经3.5G向Super3G演化将在这一市场与基于IEEE802标准的WiMAX展开竞争。由于Super3G的技术与WiMAX趋同，也不排除两者进一步融合的可能性。我国固网运营商向全业务运营商演化的最佳方法是通过收购、合并等方法进行企业重组，合理分配资源，使固网运营商拥有蜂窝移动通信业务，成为全业务运营商。全业务运营商可以在蜂窝移动通信向3G演化的同时，用WiMAX发展宽带无线接入。
二、WiMax，WIFI和3G之间的关系
WiFi，WiMax和3G都属于宽带无线技术，WiFi与3G之间的关系已经渐趋明朗。然而，随着支持切换、提供高速率带宽的WiMax的出现，它与3G和WiFi的关系又一次成为争论的焦点。
1.WiMax与WiFi关系
对于WiMax与WiFi的关系，两者不属于同一个范畴。WiFi是无线局域网的标准IEEE802.11x相关的互操作性组织，而WiMax则是无线城域网的标准IEEE802.16x相关的互操作性组织，两者面向不同的应用类型。
与WiFi相比，WiMax有更好的物理层和MAC层技术，速率更高，QoS更好，但两者不存在替代关系。WiFi主要作为无线局域网范畴使用，而WiMax主要作为无线城域网范畴使用，两者存在互补关系。可以认为，WiFi更适合在城市室内使用，而WiMax更适合在城市室外使用。
2.WiFi与3G的关系
对于WiFi和3G的关系，从覆盖区域、速率能力、基本业务类别、可移动速率、前向扩展演进走向等多方面综合分析，都可以看出3G与WiFi是一种优良的互补组合，而不是正面竞争关系。不同标准及不同标准化组织有其各自不同的风格与优点，WiFi与3G的最佳关系是优势互补，共同发展。
3.WiMax与3G的关系
客观地说，WiMax的初衷及市场目标为宽带无线接入城域网(BWA-MAN)技术，通常称为IEEEWirelessMAN，其基本目标是要提供一种城域网区域点对多点的多厂商环境下可有效互操作的宽带无线接入手段，所以说WiMax的定位是宽带无线城域网范畴。尽管WiMax传输速率远远超过3G，其覆盖距离用低阶调制时与3G相当，甚至更远，但WiMax的定位和3G的定位并不相同。3G标准的定位是以无线广域网WAN为基本模式，以公众语音及多媒体数据为内容，以及在全球范围内漫游的个人手机终端。
本质上，WiMax是一种无线城域网、多点基站互联的重要支持手段，两者潜在的市场规模也有巨大差异。所以，WiMax不会成为3G的替代者，而继802.16xWiMax之后的802.20x才与3G标准有更多相似性。
另外，从技术自身角度看，WiMax还不具备3G公众移动通信网络的广域漫游、安全特性、终端便携等移动特性。WiMax距离商用还有两年以上的时间，规模普及还要五年左右的时间。另外，WiMax还没有高效支持实时话音业务的能力，这将限制其作为公众移动通信的应用。故WiMax有可能作为3G网络的补充手段，在高速信息接入领域发挥其特性。
4.WBMA与3G关系
采用802.20x标准的移动宽带无线接入(WBMA)可提供与3G类似的覆盖率和移动速度，并拥有WiFi的数据传输速率。Flarion科技公司率先开发出了基于Flash-OFDM技术的WBMA系统。新的802.2Ox标准数据传送速度及传送范围两项指标都只有WiMax9802.16x的一半左右，但WBMA标准的移动性能却好于WiMax，与3G相当。
如前所述，WiMax属于无线城域网(WMAN)范畴，3G则属于无线广域网(WWAN)范畴，二者定位不同。将来，3G的真正对手应当是面向WWAN领域的IEEE802.20x，而非面向WMAN领域的IEEE802.16。因此，WiMax和3G不存在直接竞争关系。对于WBMA(802.20x)和3G的关系，虽然802.20x标准还不完善，但其显示出来的特性却越来越多地融合了3G的特质。可以预见，802.20x标准将结合3G的广域覆盖、高速切换和WiMax的高带宽特性，现已有许多国家开始了3G商用，而WBMA仅仅停留在标准有待完善的阶段。所以，WBMA真正的定位应该着眼于Beyond3G或者4G层面。
三、运营商的发展情况
1.固网运营商向全业务运营商演变
近年来，随着移动通信的发展，成本不断降低，开始从固网运营商手中分流大量用户，对固网运营商的生存构成威胁。固网运营商向全业务运营商演化已经成为全球的发展趋势。目前，中国移动通信用户已经达到3.5亿户。不论中国电信还是中国网通，其投资数千亿元布设覆盖全国的3G网络，提供以话音为主的业务都将是一场灾难，势必陷入债务危机。合理的演化方法应当是通过收购、合并等方法进行企业重组，合理分配资源，使固网运营商拥有蜂窝移动通信业务，成为全业务运营商。
2.不同运营商发展3G的策略
移动运营商和全业务运营商可采用逐步发展的策略。因为他们已经拥有宽带固网和2G/2.5G蜂窝移动网，在成熟的地区应先布设局部的3G网络，使用2G/3G双模手机，不必考虑全国覆盖。这样，可以降低风险，提高投资回报率。
没有蜂窝移动通信的固网运营商，不宜采用一次性布设覆盖全国的3G网，与现有移动运营商展开正面竞争的策略。这类似于和黄公司在欧洲发展3G的策略，即以低价抢夺以话音为主的市场，在中国是不可取的，依靠贷款进行巨额投资和恶性竞争将会把公司拖挎。
3.不同运营商发展宽带无线接入的策略
移动运营商已经制定了通过3.5G到Super3G的宽带无线电接入的演进策略。实际上，Super3G的基本概念和网络体系结构与WiMAX是类似的，之所以提出Super3G是移动运营商要把握发展的主导权。
全业务运营商发展宽带无线接入的合理选择是在已有的宽带固网基础上采用WiMAX发展宽带无线接入。在蜂窝移动通信方面。不必再发展3.5G和Super3G，可用WiMAX取代，这样成本要低得多。此外，亦存在Supper3G与WiMAX融合的可能性。
假如产业重组不能实现，固网运营商向全业务运营商演进的最佳方法是采用WiMAX发展宽带无线接入，提供游牧和移动数据通信业务。在此基础上，通过互联网电话提供移动话音业务。这一过程可在3年内完成。在此期间，应充分利用小灵通缓解移动电话分流压力。在发展过程中，可能存在以下值得注重的问题：
(1)频率问题。
宽带无线接入的发展取决于所分配的频率。要用半径1公里以上的蜂窝提供大面积覆盖，工作频率必须低于2.5GHz。而这些频段已经分配给2G/3G移动通信和地面电视广播。对于Super3G来说，可使用3G频率，这是没有问题的。对于WiMAX而言，频率问题却成为制约其发展的重要问题。目前，可供WiMAX使用的频率是3.5GHz宽带无线固定接入频段和5GHz的公共频段。这类频率由于穿透力差，只能提供视线通信，不能满足在任意地点的游牧接入的要求。目前，国际上在探讨使用2.5～2.59GHz频段的可能性，韩国将2.3GHz频段分配给了WiMAX。另外一个可能性是使用900MHz以下的地面电视频段。这个频段穿透力强衰减小，非凡适用于农村边远地区的大面积覆盖。由于宽带业务主要是视频业务，将WiMAX视为“空中cablemodem”提供宽带交互媒体业务使用电视频段也是有可能的。美国已经分配一个700MHz频段给WiMAX。
此外，也存在WiMAX使用3G频段的可能性：Super3G既然和WiMAX趋同，那么WiMAX也应该能够使用3G频段。假如将3G执照发给全业务运营商，运营商即可使用3G频段，用WiMAX提供宽带无线电接入业务。
(2)提供普遍服务消除数字鸿沟。
目前，我国电信普遍服务“村村通”工程，电话覆盖只达到95%，能够上网的比例就更低了。要解决百分之百的覆盖，能够提供宽带上网，单纯采用有线通信是不可能的。工作于900MHz以下频段的WiMAX宽带无线接入，其蜂窝半径可以达到数十公里，成本可大大降低，在消除数字鸿沟提供普遍服务方面将发挥重要作用。
宽带无线接入是一个新兴市场，它将进一步发挥宽带互联网无所不在的优势。目前，3G经3.5G向Super3G演化将在这一市场与基于IEEE802标准的WiMAX展开竞争。由于Super3G的技术与WiMAX趋同也不排除两者进一步融合的可能性。我国固网运营商向全业务运营商演化的最佳途径是通过收购、合并等进行企业重组，合理分配资源，使固网运营商拥有蜂窝移动通信业务，成为全业务运营商。全业务运营商可以在蜂窝移动通信向3G演化的同时，用WiMAX发展宽带无线接入。
(3)存在安全隐患。
这也是所有无线传输技术共有的软肋。Wi-Fi采用的是射频(RF)技术，通过空间发送和接收数据。由于无线电波非常轻易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据，甚至进入未受保护的公司内部局域网。据调查，美国的WLAN站点中只有不到50%的站点使用了验证系统，有些站点应用了内部WLAN的“外向防火墙”，提供对内部系统有限的访问控制。有专家估计，要完全解决802.11b的安全性，成本非常高昂，甚至将超过无线网络应用本身。很明显，802.11无线产品缺乏私隐保护、机密性和数据完整性，以及防范其他攻击的安全性保障。但若不惜血本去解决这个问题，将直接导致成本的提高。反观3G，同样存在这个问题。目前，Samsung已经拿出一套改进方案，最大传输容量为2.4Mbit/s，专用于传送数据流。由于EV-DO使用专门分配给无线运营商的频带，因此不存在2.4GHzWi-Fi频带中可能出现的干扰。此外，CDMA从一开始就是为高度安全通信而设计的，所以它也比Wi-Fi更加安全可靠。
四、宽带无线接入的发展前景及存在问题
虽然标准的制定是某项技术被广泛接纳的要害，但事实表明，一个标准的通过并不意味着这项技术就一定会被市场所接纳。要被市场广泛接纳，就必须克服诸如互操作性和部署成本等障碍，其中互操作性尤其重要。要真正获得市场，产品必须首先是符合标准的，然后还必须证实它们是可以互操作的。802.11b标准是在1999年得到批准的，但是在WiFi联盟引入互操作性认证之前，并没有被广泛接纳，可互操作的802.11b设备直到2001年才面世。
随着移动通信的大发展，无线通信日益受到重视，其地位变得越来越重要，其应用也越来越广泛。大到卫星网，小到无线个人域网(WPAN)，甚至人体域网(BAN)，除蜂窝移动通信外，还有固定无线接入(FWA)系统、无线城域网、自由空间光(fso)通信系统、平流层气球通信等宽带系统。它们具有各自的频段、定位、设计目的、用武之地和市场空间。今后，这些宽带无线网将彼此相连，互为补充，并与固定网络融合在一起，为人类提供从窄带到宽带的各种无线服务。当然，在覆盖和服务方面，这些无线宽带网免不了会有一些重叠，在经营上也必然会有竞争。
3G与WiFi/WiMAX的关系也基本如此。人们开发3G或WiFi/WiMAX都是因为看到了市场对移动性日益高涨的需求。因为移动性是人类提高劳动生产率的下一个浪潮，人们希望在任何地方都能上网通信、做事、办公、娱乐和获取信息。但是，3G和WiFi/WiMAX的着眼点不同。3G着眼于手机，数据速率相对较低。而WiFi/WiMAX则着眼于笔记本电脑。有人预计，在今后5-10年中，各行各业将纷纷转向无线。一旦人们用上了无线，使用笔记本电脑的时间将增加30%，因为无线可使人们随身带着电脑随时随地使用。WIFI和WiMAX主要针对高速数据，话音是附带的。虽然WiMAX最终将能移动，但在话音上不会喧宾夺主。即便在WiMAX与WiFi之间同样也存在着互补与竞争的关系，不可能有一统天下的无线网络。因此，3G发展比较好的日本和韩国现在也预备引入WiMAX，因为只有这样，它们才可能提供所有它们想提供的业务。例如，在2004年末或2005年初，美国实现了WiFi/蜂窝漫游，使用蜂窝/WiFi无缝漫游技术对用户进行跟踪，使无线用户不用更换手机即可从窄带蜂窝网移至宽带WiFi网。当用户从蜂窝网移至WiFi服务区时，系统将告知移动通信公司，使信号从蜂窝天线塔转移至WiFi接入点，启动手机的宽带功能，同时保持话音通信。这种漫游技术首先应用于“数据使能”的话音手机，以后还可用于笔记本电脑、PDA或其他移动设备。这个例子也说明了移动网与WiFi之间的互补关系。
在3G手机芯片方面，英特尔正在和我国台湾有关厂家商谈代工合作事宜，预计明年上半年可以量产芯片，最快下半年各厂可以量产3G手机。继WiFi之后，英特尔将推动802.16的WiMAX协议。WiMAX比WiFi的区域更广泛，传输范围可达40-70公里。但各国政府对无线频谱有不同的规范，因此还要继续协商，WiMAX协议最快将于2006年出现在新的笔记型计算机上，2007年出现在手机上。
据有关资料统计，全球无线局域网销售收入在2003年为70亿美元，到2008年将增长到440亿美元，混合年增长率为44%。国内市场尽管起步较晚，但中国WLAN市场的年均增长率还是达到了51%。2004年，虽然在WAPI标准上与国外产业巨头产生争端，但是随着中美两国政府和解协议的达成，中国无线宽带市场的规模与2003年底相比仍然增长了一倍多。
从目前的情况来看，尽管中国的无线宽带市场发展迅速，但是该市场2005年的发展前景也许并不像某些专业人士预料的那样继续保持高速增长的态势。随着国内宽带网络的迅速普及，内容尽管不是制约无线宽带的发展主要因素，但其他制约因素依然存在。要实现无线宽带的大规模商用，解决以下几个问题显得刻不容缓。
(1)对于行业用户来说，安全性仍是影响2005年无线宽带普及的重要障碍。Jupiter研究公司最新的研究报告指出，近半数治理部署无线局域网系统的企业认为，安全问题是部署WLAN或扩大WLAN部署的一个最大障碍。目前，经过128位加密的传输信号对于普通用户而言已经足够，但是对于大型企业的某些重要部门，无线宽带所面临的安全问题依然十分严重。一旦包含重要信息的无线信号被别有专心的人截获，行业用户将面临巨大的损失。
(2)对于个人用户而言，目前国内无线热点覆盖率低是制约无线宽带发展的一个主要因素。就目前国内所覆盖的无线热点的情况来看，其普及程度仍处在一个较低的水平。由于使用者的数量一直无法达到一个令人满足的水平，因此在一定程度上抑制了宽带运营商进一步加大无线热点建设的积极性。无线宽带要达到真正的普及率，宽带运营商还需要进一步加大热点的建设力度。
(3)笔记本电脑、PDA等移动终端也是一个制约因素。无线宽带在美国的运用很普遍，可是在中国，笔记本电脑的持有率还处于一个较低的水平。无线宽带强调的是可移动性，若电脑无法移动，无线宽带的优势就无法体现出来，即使运营商的网络覆盖得再多，网络依然无法得到有效利用，所以终端才是无线宽带突破发展瓶颈的要害。
五、对策与措施建议
目前，国内的无线网络市场还不是非常成熟，但企业与家庭市场在快速成长并且成为带动市场增长的决定性力量。以教育市场为例，随着校园网的广泛部署，以及网络与教学的紧密结合，在校园的任何角落都能够实现宽带接入，这已经成为广大师生的基本需求。但是，只有802.11a，802.11b和802.11g无线网络产品可用。其中，以802.11b最为成熟，性价比最高，被业内广泛接受。此外，无线网络产品也被广泛应用在企业办公以及那些临时性的会所或展馆。
随着越来越多的家庭开始拥有第2台PC机，以及宽带入户需求的增长，部署灵活的无线网络得到越来越多的青睐。在家中部署一台AP，就可以在任何地方享受宽带的便利，甚至可以与邻里共享网络资源。此外，成本的降低，也为无线网络产品走入家庭起到了推波助澜的作用。任何一项产品技术都要经历市场培育、成熟和饱和等阶段，而价格也将随之出现剧烈的变化。在市场培育期，由于用户的总量上不来，技术研发成本和产品价格往往局高不下。进入市场成熟期，技术和产品趋于稳定，且经过一段时间的培养，用户已经能够熟练把握产品技术，用户的需求旺盛，从客观上为降低产品造价创造了条件，表现出来就是产品大幅度降价。
推动宽带无线技术在我国的应用和发展，离不开政府主管部门的政策引导和支持。无线电治理部门要做好频率规划工作，加强对宽带无线技术应用的政策治理和引导，使有限频率资源得到有效利用。几年来，政府治理部门大力推动宽带无线接入系统在国内的应用与发展，先后进行了2.4GHz，3.5GHz，5.8GHz，26GHz等频段的规划和分配，非凡是2004年4月，信息产业部进行了第三批招标，3.5GHz地面固定无线接入系统建设在全国近300个城市全面展开。可见，政府部门的政策决定着宽带无线技术的发展途径与速度。因此，政府部门有必要继续依据形势做好政策引导和扶持。
要推动宽带无线技术在国内的健康发展，还需要电信运营商积极探索宽带无线技术应用发展的商业模式。由于网络资源和发展战略不尽相同，运营商应结合自身特点，制订相应的市场拓展和业务发展策略，在充分了解用户需求、细化市场的基础上，为用户提供具有针对性的业务解决方案是运营商取得成功的要害。
对制造商而言，应熟悉到，只有运营商在市场拓展和业务发展方面取得突破并实现盈利，才能不断扩大网络规模，进而购买更多的系统设备。而设备厂商生产规模的不断扩大，自然会使得产品的成本逐步下降，从而使网络运营进入良性循环。因此，要切实处理好与运营商的利益平衡，建立唇齿相依的共赢合作关系。
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