《電子技術應用》
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移动宽带融合三网

2010-07-14
作者:wangliang.dl

  國家制定“三網(wǎng)融合”發(fā)展計劃與目標,三網(wǎng)融合對運營商的影響是不言而喻的。本文通過分析移動無線網(wǎng)3G發(fā)展中遇到的問題提出了移動無線寬帶化發(fā)展方向,并以TD-LTE和WLAN來構建寬帶無線網(wǎng)實現(xiàn)全IP
  RAN接入。三網(wǎng)融合實現(xiàn)了網(wǎng)絡資源的共享,給我們提供業(yè)務融合平臺,通過分析IMS提供的業(yè)務方式,提出業(yè)務融合化發(fā)展方向,并以移動業(yè)務為切入點向其它網(wǎng)業(yè)務逐步滲透方式發(fā)展融合ICT業(yè)務。最后以家庭無線寬帶應用為載體,實現(xiàn)網(wǎng)絡融合及業(yè)務融合的構想,開拓移動新的商業(yè)模式。
   因特網(wǎng)的快速普及,電子商務和交互式媒體的興起,物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)正在改變著人們的生產(chǎn)、生活方式。TD-LTE的發(fā)展使移動無線網(wǎng)絡進入了新3G高速數(shù)據(jù)通信領域,光纖接入網(wǎng)PON(光纖到樓FTTB)構建寬帶IP接入網(wǎng),雙向HFC(光纜同軸混合網(wǎng))使廣電網(wǎng)架構IP寬帶接入,寬帶IP網(wǎng)將成為新一代信息基礎設施的基礎網(wǎng)。2010年,國家為加快推進電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)“三網(wǎng)融合”,制定新的發(fā)展計劃與目標,充分表明政府對“三網(wǎng)融合”的重視,三網(wǎng)將能夠在統(tǒng)一的IP平臺上提供各種已有業(yè)務和融合產(chǎn)生的新業(yè)務,這些業(yè)務可分為兩類:一類是IP網(wǎng)所固有的基于WEB的,無連接的互聯(lián)網(wǎng)開創(chuàng)和演化的新業(yè)務,從電子商務到寬帶交互新媒體;另一類是傳統(tǒng)業(yè)務的延伸和演化。“三網(wǎng)融合”全業(yè)務運營將成為中國電信業(yè)第二次起步階段的重要發(fā)展方向。對于我們中國移動來說,是一個非常重要的發(fā)展契機?!?br />       一.移動無線寬帶化——發(fā)展寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)
    隨著IP寬帶網(wǎng)成為基礎網(wǎng)以及“三網(wǎng)融合”的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)在向寬帶發(fā)展的同時開始向無線移動方向發(fā)展。移動無線互聯(lián)網(wǎng)是從蜂窩移動電話向移動數(shù)據(jù)業(yè)務演化,從第二代(2G)的GSM移動通信,經(jīng)過2.5G的GPRS,向第三代(3G)的TD-SCDMA到TD-LTE演化。但是現(xiàn)在的3G系統(tǒng)并不能完全滿足移動無線互聯(lián)網(wǎng)的要求,從發(fā)展看,移動無線互聯(lián)網(wǎng)和固定互聯(lián)網(wǎng)擁有統(tǒng)一的IP核心網(wǎng),采用不同空中接口的無線接入網(wǎng)可以無縫連接到統(tǒng)一的接入服務器、IP核心網(wǎng)和管理計費系統(tǒng)。  
   第三代3G移動通信開始設計的目標是提供寬帶多媒體接入。為了能夠實現(xiàn)全球漫游,統(tǒng)一技術標準是非常重要的。3G是按照移動B-ISDN的體系結構設計的,采用ATM交換機。10年前3G實現(xiàn)的移動多媒體并不是市場所需要的,而市場所需要的無線移動互聯(lián)網(wǎng)的需求,3G并不能很好地滿足。為了適應無線移動互聯(lián)網(wǎng)的需求,3G必須改造成為全IP網(wǎng)。3GPP  R4 的核心網(wǎng)可以實現(xiàn)IP網(wǎng)承載,3GPP R5將支持IMS 采用SIP協(xié)議的IP電話,但是其無線接入網(wǎng)RAN仍然不是全IP。
      由于3G不能滿足移動無線互聯(lián)網(wǎng)接入的要求,將會產(chǎn)生以下問題:
      l   獨立的IP核心網(wǎng)導致基礎設施的成本上升。由于沒有和已經(jīng)有的固網(wǎng)IP基礎設施相結合,以及缺乏快速產(chǎn)生/推廣創(chuàng)新服務支持(快速到市場),導致基礎設施成本上升。
      l   標準問題將推遲移動無線互聯(lián)網(wǎng)的采用。目前的3G還沒有單一、統(tǒng)一的全IP接入網(wǎng)為各個標準組織接受,只有有了標準才能夠適合各種接入技術,使其能夠無縫連接到IP核心網(wǎng)。此外它與互聯(lián)網(wǎng)和相關服務只有有限結合,這些都將造成延遲采用移動無線互聯(lián)網(wǎng)。
      l   目前建議的3G體系結構不能允許服務是全球無縫的,也不能提供足夠豐富的服務來滿足各種終端用戶的需要。此外它也不能使運營商/服務商快速獨立地產(chǎn)生/推廣各種服務。
     
  要使不同空中無線接口的基站和固定有線接入網(wǎng)能夠使用統(tǒng)一的IP核心網(wǎng),必須采用IP化的無線接入網(wǎng)。而按照目前的演化進程,這將是若干年以后的事。為了加速推進這一演化進程,成立了移動無線互聯(lián)網(wǎng)論壇,推動已經(jīng)有的3G標準化組織向全IP化演化。無線互聯(lián)網(wǎng)論壇提出了推動3G向全IP化發(fā)展的一系列技術報告3GPP和3GPP2,以期影響3G標準的制定工作。
      為了避免沖擊3G,新3G系統(tǒng)不采用4G的名稱,而代之以“LTE”  的名稱,并且引入以IP為核心的IP多媒體系統(tǒng),IMS被認為是下一代網(wǎng)絡的核心技術,也是解決移動與固網(wǎng)融合,引入語音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合等差異化業(yè)務的重要方式

      按照這一發(fā)展趨勢,LTE系統(tǒng)將有以下特征:
      l  和固網(wǎng)使用統(tǒng)一的IP核心網(wǎng);
      l  為了適應不同用戶對接入速率和移動速度的要求,將采用優(yōu)化的多種使用不同技術的空中無線接口,速率可以達到100Mb/s以上;
      l  全IP的接入網(wǎng)可以將不同的空中無線接口無縫連接到IP核心網(wǎng);
      l  移動電話和固定電話都可以是IP電話,使用統(tǒng)一的軟交換和管理計費系統(tǒng);
      l  使用移動IP解決漫游問題;
      l  采用Ipv6協(xié)議。
     
  LTE應該在3G的框架內使用3G的頻率,按照已經(jīng)明確的LTE系統(tǒng)的要求和體系結構,采用現(xiàn)有技術來發(fā)展寬帶無線移動互聯(lián)網(wǎng)。LTE系統(tǒng)完全有可能取代3G系統(tǒng),提供寬帶無線移動互聯(lián)網(wǎng)和新的話音業(yè)務。
     
  通過不斷的發(fā)展,TD-LTE在產(chǎn)品方面基本達到FDD的同等水平,其網(wǎng)絡性能得到了很大的提高,特別是在中國政府大力推動之下,TD-LTE產(chǎn)業(yè)和FDD-LTE基本上是持平的。TD-LTE另外一個優(yōu)勢就在頻譜上的取得,因為不需要對稱性的頻點,比較容易分配給LTE頻段。3GPP已經(jīng)指定八個頻段,事實上除了3GPP指定之外,在國際電聯(lián)會議上有更多的頻段投入使用。這為寬帶TD-LTE發(fā)展提供充足頻率資源。中國移動剛剛在上海世博會成功開通了TD-LTE演示網(wǎng)絡,在所有主要的展館,包括世博中心、中國館、美國館完成部署,并實現(xiàn)端到端的方案和服務,提供24路高清電視傳輸,使用的帶寬只占到LTE帶寬的一部分。
     
  目前移動網(wǎng)絡正在建設寬帶IP城域網(wǎng)和接入網(wǎng),光纜已經(jīng)鋪設到樓頭。完全可以利用這個已經(jīng)存在的基礎設施,建設移動寬帶無線接入網(wǎng)。這就在2G、3G移動電話之外開辟了另外的移動無線互聯(lián)網(wǎng)建設渠道,將大大加速移動無線互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。
     
  對于使用無線寬帶熱點用戶密集區(qū)的小蜂窩系統(tǒng),最佳選擇是無線局域網(wǎng)WLAN。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(安全方面內容)、802.11e(QoS方面的內容)、802.11f(接入點之間的切換協(xié)議)、802.11n(速率高達320Mbps)等。WLAN是設計用于單位內部的,要用于公共接入,需要解決安全、認證、流量控制、計費和漫游等一系列問題。解決的方法基本上可分為兩類:一是利用已有移動電話的認證、漫游和計費系統(tǒng),二是采用移動網(wǎng)IMS系統(tǒng)進行接入。3GPP依照UMTS  3G移動通信系統(tǒng)的系列標準版本定義了IMS的分階段演進計劃,其中,R6進一步完善IMS接口和功能,增加對于WLAN的接入支持。目前無線局域網(wǎng)發(fā)展高速無線數(shù)據(jù)專用無線接口的能力是分散進行的局部改進,沒有形成系統(tǒng)。WLAN可以通過與移動網(wǎng)絡IMS系統(tǒng)相結合,完成用戶的鑒權、計費和QoS控制,并將WLAN的計費信息傳送到IMS計費系統(tǒng),根據(jù)不同用戶計費需求制定靈活的服務費用,將使用費算在統(tǒng)一的帳戶上,形成統(tǒng)一客戶賬單。
     
  從發(fā)展趨勢看,適合不同應用要求的各種無線空中接口會逐漸演化使用統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)。而隨著無線接入網(wǎng)RAN的全IP化,完全有可能實現(xiàn)無線空中接口無縫連接到統(tǒng)一的IP核心網(wǎng),這將使移動網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)有效的融合,滿足移動客戶對寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入需求。
    二.移動業(yè)務融合化——為移動帶來無限商機
     
  目前,促成中國市場寬帶接入技術多元化選擇的因素正在顯現(xiàn)出來 三網(wǎng)融合對中國市場的影響是不言而喻的:其一、中國市場的快速增長潛力是其它市場無法比擬的,龐大的基數(shù)奠定了中國市場獨一無二的地位。其二、中國市場是一個新興的市場,三網(wǎng)融合的概念得到政府有關部門的大力推廣,這是政策導向,發(fā)展趨勢不可避免。其三、中國目前已經(jīng)成為全球最大的移動市場,全球第二大經(jīng)濟體,全球最大的手機市場,第一大有線電視市場,第二大互聯(lián)網(wǎng)市場以及第四大PC市場,這些潛在的優(yōu)勢對構筑三網(wǎng)融合都是非常有益的。此外,我們也看到物聯(lián)網(wǎng)概念開始流行的時候,一些家電廠商也開始進行相應的布局,這也是三網(wǎng)融合中必然面對的。三網(wǎng)融合實現(xiàn)了網(wǎng)絡資源的共享,給我們提供業(yè)務融合平臺,移動應以移動業(yè)務為切入點向其它網(wǎng)業(yè)務逐步滲透。作為關鍵技術的IMS也受到了普遍的關注。
      業(yè)務融合是IMS更高層次的融合,也是對于未來異構信息通信網(wǎng)絡更為重要的深層次的融合。從網(wǎng)絡平滑演進的角度考慮,IMS支持3種業(yè)務提供方式。
      l   第一種方式是繼續(xù)重用固定和移動智能網(wǎng)技術,由業(yè)務控制點(SCP)提供網(wǎng)絡運營商的簽約智能業(yè)務,以保證融合網(wǎng)絡仍然能提供原來網(wǎng)絡中的所有增值業(yè)務。其技術上的更新只是原來始終和交換機位于一體的業(yè)務交換功能(SSF)和CSCF分離,成為獨立的IM-SSF。
      l  第二種方式是重用SIP網(wǎng)絡的業(yè)務技術。由于IMS控制層采用的是SIP協(xié)議,因此很自然地可以通過設置各種SIP服務器,利用互聯(lián)網(wǎng)中廣泛使用的公共網(wǎng)關接口(CGI)、Servlet、JavaBean、呼叫處理語言(CPL)等技術,向用戶提供各種業(yè)務應用。這種方式重用計算機網(wǎng)絡技術,直接采用SIP作為業(yè)務層和IMS控制層的交互接口,組網(wǎng)方案最為簡單,最便于和Internet融合,但是業(yè)務受限于SIP協(xié)議。
      l  第三種方式稱之為Parlay/OSA業(yè)務架構,即重用已經(jīng)在軟交換網(wǎng)絡中應用的Parlay技術,通過和Parlay組織的密切合作,聯(lián)合開發(fā)調用IMS網(wǎng)絡能力的API,實現(xiàn)基于API的開放式業(yè)務提供,由業(yè)務層的OSA應用服務器(AS)提供業(yè)務應用。這些應用服務器既可以屬于網(wǎng)絡運營商,也可以屬于獨立的第三方業(yè)務運營商,從而使通信網(wǎng)由封閉的網(wǎng)絡成為開放的網(wǎng)絡,使業(yè)務層和網(wǎng)絡控制層真正分離。尤其是,3GPP又針對常用的API定義了Web Services接口,使得IMS業(yè)務應用可以方便地和互聯(lián)網(wǎng)中的Web服務相結合,實現(xiàn)通信網(wǎng)和Internet的業(yè)務融合。因此,Parlay/OSA代表了IMS的發(fā)展方向,是業(yè)務融合的核心技術。
     
  IMS網(wǎng)絡是一個基于移動和固定網(wǎng)絡,面向多媒體應用的下一代核心網(wǎng),其目標是為各種類型的固定和移動終端提供融合類的全業(yè)務服務。從運營角度來看,全業(yè)務運營已成為今后移動發(fā)展的方向,IMS作為能有效整合網(wǎng)絡資源,提升競爭力的有效手段。
  2008年,中國移動經(jīng)過重組,具備了全業(yè)務運營的條件。政企客戶是移動的優(yōu)質資源,APRU值高,能帶來更多的收益。移動要立足自身強勢的CT業(yè)務,實現(xiàn)CT業(yè)務與企業(yè)內部IT業(yè)務的融合,為企業(yè)提供ICT融合的業(yè)務。從業(yè)務提供上,主要包括融合通信類和融合視訊類業(yè)務。其中融合通信類主要包括群發(fā)短信、統(tǒng)一Centrex、融合一號通、企業(yè)總機、呼叫中心等;融合視訊類包括企業(yè)語音會議、企業(yè)視頻會議、企業(yè)數(shù)據(jù)會議以及數(shù)字高清會議。
     
  移動互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展,對移動業(yè)務網(wǎng)絡提出新的要求。目前固有的電信業(yè)務網(wǎng)絡已經(jīng)難以很好滿足移動互聯(lián)網(wǎng)應用個性化、能力開放化、應用原子化的要求,無法支撐移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。而IMS吸收與借鑒了互聯(lián)網(wǎng)的開放模式,它的出現(xiàn)打破了電信網(wǎng)絡的Walled  Garden模式,為移動網(wǎng)絡提供了前所未有的開放和靈活性?;贗MS的業(yè)務能力可以和Web2.0技術的融合,通過開放API和Widget等技術將IMS網(wǎng)絡和業(yè)務能力開放給互聯(lián)網(wǎng)用戶,使其融入Web2.0的生態(tài)環(huán)境,以提供通信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的混搭(Mashup)應用,開拓新的業(yè)務領域,增加新的收入。
     
  LTE的引入為無線寬帶多媒體業(yè)務提供了更廣闊的空間,在面向LTE業(yè)務提供方面,除VoIP、可視電話及補充業(yè)務外,針對個人用戶和企業(yè)用戶提供豐富多彩的業(yè)務類型,包括RCS(Rich Communication Suite)以及Converged Conference、Tele-presence、Surveillance、Gaming、Steaming等特色融合視頻類業(yè)務。這些豐富的多媒體業(yè)務將吸引用戶,發(fā)力LTE時代的價值經(jīng)營。ICS(IMS  Centralized  Services)電話,其核心方案就是通過引入新網(wǎng)元MGCF和VIG—實現(xiàn)傳統(tǒng)電路域的語音和視頻接入IMS,業(yè)務邏輯的控制則由IMS中的AS來完成,用戶在無需更換終端的情況下,即可享受IMS業(yè)務,實現(xiàn)網(wǎng)絡的無縫演進。隨著LTE的引入以及固定移動和融合,采用ICS技術的CS和IMS的徹底融合,將極大的降低運營商的OPEX,是未來移動語音和視頻網(wǎng)絡演進的趨勢。基于IP通信網(wǎng)絡的RCS提供即時消息、視頻電話、短信、彩信、視頻共享、個人博客等業(yè)務,為用戶提供互通的、融合的、豐富的通訊體驗,同時為終端、業(yè)務和核心網(wǎng)間的互通提供規(guī)范,目前RCS發(fā)展形式主要有以下三大特征:第一,基于移動IP網(wǎng)絡的互聯(lián)互通的基礎通信業(yè)務;第二,移動運營商聯(lián)起手來推的自己IP業(yè)務;第三,不局限于某個無線接入網(wǎng)絡技術,可支持GSM、TD-SCDMA、TD-LTE和WLAN。中國移動可以結合自身網(wǎng)絡特點,參照RCS標準發(fā)展自己的準RCS服務—移動飛信業(yè)務(移動IM)可以和RCS實現(xiàn)互通,除了可以提供基本的基于飛信窄帶業(yè)務還可以提供更多寬帶特色業(yè)務如IMS網(wǎng)真、監(jiān)控、Gaming、Streaming等。移動用戶在無需更換終端的情況下,即可享受移動IM豐富多彩的業(yè)務,實現(xiàn)客戶對移動融合業(yè)務的需求和使用。
      三.家庭無線寬帶應用—構建移動三網(wǎng)融合發(fā)展
      對于3G TD無線接入技術的現(xiàn)狀而言,中國移動因為TD-SCDMA的技術發(fā)展還在不斷地更新,網(wǎng)絡質量不是很完善,用戶的體驗并不滿意。為了保證以后的用戶體驗,現(xiàn)在先放棄發(fā)展3G上網(wǎng)用戶的推廣,應該是情理之中,隨著TD-LTE技術的成熟,必然會加大網(wǎng)絡投入?;赥D-LTE特色業(yè)務也開始引起我們的重視,應該考慮消費者在未來將如何使用TD—LTE及未來移動寬帶業(yè)務和服務。
      終端用戶對未來移動寬帶業(yè)務服務的需求,不僅僅是速率,應該是可以使用任何終端,隨時隨地享受娛樂等各種多媒體服務和多方位寬帶應用。
  “TD-LTE家庭綜合信息終端”作為無線寬帶綜合業(yè)務應用終端,可以完成三網(wǎng)融合業(yè)務功能:1、將TD-LTE的信號進行入戶覆蓋,實現(xiàn)移動電話入戶覆蓋;2、接一個固定電話,或者整個機頂盒就包含一個固定電話,完成固定電話的功能;3、內部包含一個上網(wǎng)卡,接上電腦就可以滿足電腦上網(wǎng)的功能;4、內部包含IPTV路由器,出一個AV接口,可以直接接電視,完成電視的功能;5、實現(xiàn)數(shù)字電視的視頻點播功能和WIFI連接等。對家庭娛樂多媒體業(yè)務來講,可以提供視頻業(yè)務,像視頻點播通過網(wǎng)絡存儲訪問一些個人視頻錄制和無線接入等;音頻業(yè)務可以訪問音頻網(wǎng)站,點播音樂,通過WIFI接入個人的音頻設備,可以提供游戲,讓家庭成成員享受這些游戲或者多方享受這些游戲的快樂。通信及網(wǎng)絡連接業(yè)務,包括了呼叫、會話,基于網(wǎng)絡的增值業(yè)務,還有通過LTE/WIFI無線寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)。我們可以提供像音頻內容的點播,實時網(wǎng)上音頻內容和視頻點播、視頻播放、視頻錄制及回放,這樣就實現(xiàn)IPTV基本操作功能。多屏幕通過一個網(wǎng)絡互聯(lián)使用,形成家庭網(wǎng)絡的高效使用。通過瀏覽器可以很隨意進入互聯(lián)網(wǎng)游覽,獲取一些實用變化的信息,比如像天氣預報,視頻新聞消息等,所有這些信息都可以通過LTE大容量在網(wǎng)上傳輸,并且實現(xiàn)三屏無縫互聯(lián)。在家庭以外,通過移動網(wǎng)絡可以對家庭里任何家用電器等實行遠程控制,以及將GPS信息通過移動網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)信息服務聯(lián)合起來,支持位置搜索功能,查詢家庭人員和汽車位置業(yè)務。基于LTE特色業(yè)務結合家庭寬帶業(yè)務應用,可以給家庭帶來娛樂多媒體和網(wǎng)絡增值服務,移動網(wǎng)借此把電視,電腦,手機融合在一起,以家庭多媒體應用為中心,實現(xiàn)三屏隨時隨地的無縫互聯(lián),開拓新的商業(yè)模式。
     
  新一代信息網(wǎng)是寬帶交互式媒體,隨著10/100Mb/s無線寬帶接入網(wǎng)的普及,在頻道上進行的音頻,視頻廣播都可以通過新一代信息網(wǎng)上傳播,而且將發(fā)展成為具有交互能力的新媒體。由于業(yè)務模式的拓展,對網(wǎng)絡本身提出了更高得要求,同時,“三網(wǎng)融合”規(guī)劃化以后,終端、服務、內容等方面也需要得到補充。新一代信息網(wǎng)也是無線移動網(wǎng)和地面固定網(wǎng)融合的產(chǎn)物。這意味著移動終端可以在任何時間,任何地點保持與統(tǒng)一的IP信息網(wǎng)連接。全世界每個人一個號碼,它將進一步改變人類生活、工作方式。
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