為WiMAX構(gòu)建端到端的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

摘要 本文首先分析了WiMAX技術(shù)的市場驅(qū)動力和影響其成功部署的關(guān)鍵因素,隨后介紹了一個基于WiMAX接入技術(shù)的端到端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),包括回程、匯聚、接入控制、以及核心網(wǎng)絡(luò),并對該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的特點和優(yōu)勢進(jìn)行了分析。

1 引言

因特網(wǎng)和移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展,正促使通信領(lǐng)域朝著寬帶化、無線化和移動化方向發(fā)展。從最終用戶的角度,傳統(tǒng)的固定寬帶用戶不再滿足于僅僅在固定環(huán)境中使用寬帶接入業(yè)務(wù),他們希望擯棄固定接入的束縛獲得寬帶接入的移動性;另一方面,傳統(tǒng)的移動用戶也不滿足于傳統(tǒng)語音、短信和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),希望獲得更高速率的多媒體業(yè)務(wù)。從運(yùn)營商角度,固定網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商希望把業(yè)務(wù)拓展到移動業(yè)務(wù),而移動運(yùn)營商希望在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上提供高數(shù)據(jù)率的業(yè)務(wù)從而提高ARPU值。這種最終用戶的需求和運(yùn)營商策略的改變,催生了未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的業(yè)務(wù)寬帶化和移動化趨勢。

WiMAX IEEE802.16e正是迎合這種業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢的技術(shù),由于其采用OFDM、MIMO,并具有非視距移動性支持,以及對IP的天然支持等特性,使其能夠滿足目前最終用戶對業(yè)務(wù)和應(yīng)用的寬帶化和移動性的需求,以及運(yùn)營商對其運(yùn)營業(yè)務(wù)范圍進(jìn)行擴(kuò)展的策略。但WiMAX不是一種孤立的無線接入手段,要使WiMAX在市場上真正取得成功,必須把它作為一個端到端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一部分,從而使得一方面可以充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源從而減少投資,另一方面,也可以對業(yè)務(wù)范圍進(jìn)行拓展,使其和現(xiàn)有業(yè)務(wù)范圍形成互補(bǔ)。

端到端網(wǎng)絡(luò)的最終目標(biāo)是確保業(yè)務(wù)最終能夠有質(zhì)量保證并安全地發(fā)布到最終用戶,因此涉及WiMAX流量的回程、匯聚、無線接入控制、以及核心網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用等,同時還要求網(wǎng)絡(luò)具備端到端的QoS架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)的安全機(jī)制。

本文以下章節(jié)將首先介紹WiMAX的市場驅(qū)動力和影響其成功的關(guān)鍵因素,然后給出端到端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其特點和優(yōu)勢。

2 WiMAX的市場驅(qū)動力

WiMAX IEEE802.16e的市場驅(qū)動主要體現(xiàn)在最終用戶的需求和運(yùn)營商策略的演進(jìn)兩方面,用戶需求的主要特征是“寬帶無線化”和“無線寬帶化”趨勢,運(yùn)營商策略的演進(jìn)主要體現(xiàn)在逐漸從關(guān)注家庭市場的固定寬帶接入向關(guān)注個人市場的移動業(yè)務(wù)發(fā)展;而個人移動市場也存在向更高帶寬以及向家庭市場滲透的需求。

最終用戶對他們使用的業(yè)務(wù)和如何獲得業(yè)務(wù)有著越來越高的期望。他們不僅希望更高速率的連接,而且希望永遠(yuǎn)在線和不受限制的使用,同時又希望更高的業(yè)務(wù)質(zhì)量保證和更好的業(yè)務(wù)體驗。在獲得業(yè)務(wù)的方式上,更是希望任何時候,任何地點通過任何終端獲得他們訂閱的業(yè)務(wù)。
運(yùn)營商的策略也在不斷演進(jìn)。對固網(wǎng)運(yùn)營商來說,寬帶無線接入意味著一個在現(xiàn)有的三重播放業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上提供無線業(yè)務(wù)的機(jī)會。WiMAX就成了一種讓他們在現(xiàn)有用戶基數(shù)的基礎(chǔ)上獲得游牧甚至移動業(yè)務(wù)的手段。寬帶是固網(wǎng)運(yùn)營商原本的優(yōu)勢,有了無線接入,就能突破有線的束縛提供寬帶無線業(yè)務(wù)。

對移動運(yùn)營商而言,在傳統(tǒng)電路業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上引入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是提高ARPU的手段。HSDPA將是其演進(jìn)過程中重要的一步,同樣緊隨其后的HSUPA,LTE和WiMAX將起到非常重要的作用。

3 WiMAX成功的關(guān)鍵因素

足夠大的市場是任何新技術(shù)或新業(yè)務(wù)成功的關(guān)鍵。市場預(yù)測數(shù)據(jù)顯示,未來五年累計在WiMAX網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上的投資將達(dá)到150億歐元。而且移動運(yùn)營商、固網(wǎng)運(yùn)營商、全業(yè)務(wù)運(yùn)營商都對此表現(xiàn)了極大的興趣。由于其高帶寬和移動性等特點,可以滿足新興市場和成熟市場的多種需求,如固網(wǎng)運(yùn)營商用于擴(kuò)展其固定寬帶接入,從而也可以進(jìn)入個人用戶市場;移動用戶可以在原有傳統(tǒng)語音和短消息業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中提供具有互補(bǔ)性的高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);另外,WiMAX可以作為無線DSL提供因特網(wǎng)接入服務(wù)。

頻譜的可用性是影響無線技術(shù)成功的又一關(guān)鍵因素。迄今為止,全球已經(jīng)頒布的WiMAX頻段已經(jīng)覆蓋超過一半的人口,而且越來越多的國家將頒布WiMAX的頻率許可。另外,WiMAX Forum也正努力把WiMAX技術(shù)作為第六種IMT-2000技術(shù),從而使得未來可以讓W(xué)iAMX技術(shù)和目前的三大3G技術(shù)共享頻譜資源。國際社會對消除數(shù)字鴻溝也給予了足夠的重視,作為消除數(shù)字鴻溝的合適技術(shù),WiMAX也必將得到足夠重視,因此頻譜資源的獲得最終將不是問題。

技術(shù)的先進(jìn)性和高性能是WiMAX成功的有力保障,由于采用了和4G一樣的先進(jìn)技術(shù)如OFDM技術(shù),MIMO技術(shù),以及其他諸如非視距移動性支持以及端到端IP支持,以及先進(jìn)的天線技術(shù)如波束形成技術(shù),WiMAX相對于其他技術(shù)已經(jīng)具有足夠的競爭力。

最后,一個完整健康的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)菬o線WiMAX技術(shù)成功的保障,要知道,WiMAX技術(shù)不是單獨(dú)存在的技術(shù),它只是一個端到端網(wǎng)絡(luò)的一部分。芯片廠商/終端廠商的大力支持以及系統(tǒng)設(shè)備廠商的支持可以為WiMAX的端到端部署鋪平道路。只有產(chǎn)業(yè)鏈的通力合作,才能保障WiMAX技術(shù)的最終成功。

當(dāng)然,WiMAX只是一種寬帶無線接入技術(shù),要真正發(fā)揮其優(yōu)勢,必須為它構(gòu)建合適的業(yè)務(wù)生成環(huán)境,同時還要構(gòu)建一個能夠保障業(yè)務(wù)安全可靠傳輸?shù)阶罱K用戶的業(yè)務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)。這正是本文所要闡述的端到端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

4 端到端網(wǎng)絡(luò)架及其優(yōu)勢

端到端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為兩部分,即WiMAX接入網(wǎng)以及核心網(wǎng)和應(yīng)用,如圖1所示。

圖 1基于WiMAX接入的端到端網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

核心網(wǎng)和應(yīng)用包括三個選項,即

和NGN/IMS架構(gòu)完全集成并支持所有多媒體業(yè)務(wù),即圖中A+B+C;

作為互補(bǔ)或獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)支持具有QoS的VoIP,即圖中B+C;

無線DSL部署,即圖中C。


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