國內(nèi)外3G+WLAN組網(wǎng)對比分析
2009/07/01
3G網(wǎng)絡同WLAN的融合早已受到關注，目前在國內(nèi)外的應用案例中主要采取“松散”融合和“緊湊”融合兩種組網(wǎng)模式。兩者各有優(yōu)劣勢，應視業(yè)務需求靈活選擇。
隨著3G通訊時代的來臨，也給人們帶來了豐富多彩的多媒體應用。而近幾年能近距離提供高速數(shù)據(jù)速率的WLAN在近年的高速發(fā)展，使得3G同WLAN結合逐漸成為一種重要的應用，且深具市場發(fā)展?jié)摿ΑＴ?GPP等移動通信標準化組織中，3G網(wǎng)絡同WLAN的融合也早已受到關注，其相關方面的討論和標準制訂工作也已完成，并受到國際上眾多設備提供商和電信運營商的支持。國內(nèi)手機內(nèi)置WLAN模塊(WAPI)的禁令也在逐漸解除，眾多手機廠商開始相繼在國內(nèi)市場推出帶有WLAN功能的手機，這為3G+WLAN的混合組網(wǎng)方式提供了廣闊的國內(nèi)用戶空間。
移動通信系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)迎來3G時代，一個“寬帶無處不在”的網(wǎng)絡融合環(huán)境正在形成。但是，由于3G高速寬帶技術還不成熟，電信運營商正在把目光轉向3G與WLAN技術的融合發(fā)展上。WLAN自身的特性很好地彌補了2G向3G演進時的業(yè)務空白，運營商可以通過WLAN，快速而低成本地開展移動高速數(shù)據(jù)業(yè)務，搶占高端用戶。
國外案例：“松散”融合模式
國外某運營商3G+WLAN系統(tǒng)實現(xiàn)了CDMA20001x網(wǎng)絡同WLAN的混合組網(wǎng)，其中的終端為支持1x接口及WLAN接口的雙模手機。
在該系統(tǒng)里，終端可接入三個無線網(wǎng)絡：1x網(wǎng)絡、公共WLAN網(wǎng)絡及企業(yè)內(nèi)部WLAN網(wǎng)絡。從核心網(wǎng)部分可以看到，企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡通過語音呼叫連續(xù)性應用服務器(VCC-AS)連接至程控用戶交換機(PBX)，而PBX則通過DS-3鏈路接入PSTN，這樣企業(yè)內(nèi)網(wǎng)產(chǎn)生的IP語音數(shù)據(jù)經(jīng)VCC-AS處理后，將變成PSTN可接受的語音信號在骨干網(wǎng)內(nèi)傳輸。VCC-AS的功能是在業(yè)務層上提供會話在IMS域(例如Wi-Fi接入)和2G/3GCS域之間的雙向切換，以保證業(yè)務連續(xù)性。
此系統(tǒng)主要是使用戶能夠通過公共WLAN網(wǎng)絡及企業(yè)內(nèi)部的WLAN網(wǎng)絡在CDMA20001x的核心網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)語音呼叫業(yè)務。具體來說，用戶可以利用終端上的WLAN接口通過WLAN網(wǎng)絡接入Internet實現(xiàn)對CDMA20001x網(wǎng)絡用戶或者其他公共電話交換網(wǎng)用戶的語音呼叫。
此系統(tǒng)實際上實現(xiàn)了一種3G網(wǎng)絡同WLAN之間的“松散”融合，3G網(wǎng)絡及WLAN網(wǎng)絡之間的運行是相互獨立的，對用戶的身份認證實際上由企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)中的設備進行。從3G核心網(wǎng)的角度來看，所有同VCC-AS連接的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)都可以看作一個用戶，而3G/WLAN雙模終端實際上只是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡向外部Internet或者內(nèi)部WLAN的一種延伸。
優(yōu)勢：這種組網(wǎng)方式的優(yōu)點在于實現(xiàn)方式簡單，運營商只需要在企業(yè)用戶的內(nèi)部網(wǎng)絡內(nèi)安裝VCC-AS即可，不會在現(xiàn)有的3G無線網(wǎng)絡內(nèi)產(chǎn)生多余的信令負載，而且也不需要對現(xiàn)有的WLAN設備進行改造。在認證及計費方面，運營商只需要對VCC-AS產(chǎn)生的業(yè)務進行認證及計費即可，而不需要對每臺多模終端進行專門的認證計費。
劣勢：但是這種組網(wǎng)方式也存在一個突出的缺陷，即當用戶通過公共WLAN進行語音通話時，其業(yè)務質量無法得到可靠保證，如果數(shù)據(jù)流量較大或者負載較高，則可能導致用戶IP語音包的大量丟失，導致語音業(yè)務質量嚴重下降。
國內(nèi)案例：“緊湊”與“松散”兼顧
在國內(nèi)某運營商的3G+WLAN混合組網(wǎng)方案中，包括BTS，BSC/PCF，GDSN/FA，AAA等網(wǎng)元。其中HA為CDMA20001x網(wǎng)絡結構中已有設備；無線接入點AP為符合802.11標準的無線局域網(wǎng)設備。
無線終端可以是同時具有WLAN和CDMA20001x接口的手機或PDA，也可以是只有WLAN網(wǎng)卡、1x網(wǎng)卡或者雙模網(wǎng)卡的便攜式電腦，或者其他具有WLAN接入功能的無線終端。終端通過CDMA20001x接口接入網(wǎng)絡時，采用標準的PPP撥號到GDSN，而作為WLAN終端接入時，采用PPPoE撥號到GDSN。
GDSN/FA設備除實現(xiàn)CDMA20001x網(wǎng)絡的已有功能外，還需要對通過WLAN接口接入網(wǎng)絡內(nèi)的無線終端用戶進行管理；并且同AAA，HA等網(wǎng)絡實體配合完成對用戶的鑒權、計費，此外，該設備還需要完成對媒體流的轉發(fā)。
當終端通過MobileIP協(xié)議接入時，HA(家鄉(xiāng)代理)需要對移動臺IP地址和轉交地址(GDSN的IP地址)間的綁定關系進行維護，它具體負責將目的地址為終端的IP地址的數(shù)據(jù)包通過隧道轉發(fā)到具有轉交地址的設備，即GDSN。
AAA設備負責鑒權、計費及代理轉發(fā)。
AP設備負責將無線終端接入固定電信網(wǎng)，為用戶提供WLAN接入功能，可提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務，實現(xiàn)簡單的對WLAN用戶的管理及WLAN無線信道的分配，完成802.11與802.3協(xié)議的轉換。
AP接入網(wǎng)關的功能是對來自WLAN的媒體流進行第三層封裝，以增加傳輸?shù)撵`活性，從而保證無線局域網(wǎng)用戶能夠接入3G核心網(wǎng)。具體來說，APGW對WLAN終端的媒體流進行GRE隧道封裝，使媒體流能夠穿越IP網(wǎng)到達GDSN。
這種混合組網(wǎng)方案既能支持“緊湊”模式，也能支持“松散”模式，具有較強的靈活性。無論網(wǎng)絡支持哪種模式，這個方案都能夠對用戶進行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一鑒權及統(tǒng)一計費，而且也可實現(xiàn)對網(wǎng)絡設備的統(tǒng)一管理。最重要的是，該方案里涉及到的網(wǎng)元可以和現(xiàn)有網(wǎng)絡內(nèi)已經(jīng)存在的網(wǎng)元共存，互不影響。該方案按照“緊湊”模式運行時，GDSN可以同時承擔CDMA20001x和WLAN的兩種用戶的接入，而以“松散”模式工作時，這個方案則可以對來自CDMA20001x和WLAN的用戶分別進行接入控制，也就是說，原先“緊湊”模式下由GDSN統(tǒng)一完成的功能被分配到相互獨立的不同的接入服務器上實現(xiàn)。
優(yōu)勢：這一CDMA20001X+WLAN混合組網(wǎng)方案具備五大優(yōu)點。其一，系統(tǒng)架構完全符合CDMA2000標準；其二，終端能夠方便地實現(xiàn)跨網(wǎng)絡切換；其三，運營成本低，維護方便；其四，便于開展新業(yè)務；其五，為WLAN用戶提供業(yè)務質量保證。
劣勢：另一方面，這種CDMA20001X+WLAN混合組網(wǎng)方案存在的一個問題是，具有WLAN接口的終端必需接入WLAN網(wǎng)絡才可接收到相應的業(yè)務，這樣與上文所述國外某運營商的方案相比，在WLAN業(yè)務接入的靈活性方面就受制于運營商的WLAN部署規(guī)模。如果運營商的WLAN部署規(guī)模很大，則用戶可以很方便地隨時隨地地通過WLAN網(wǎng)絡獲取運營商提供的業(yè)務，反之，則可能出現(xiàn)用戶很難通過WLAN接口獲取業(yè)務的情況，從而使得所謂的3G+WLAN混合網(wǎng)絡退變成仍然是以3G單獨組網(wǎng)為主的單一性質的網(wǎng)絡。（特約撰稿人 俞一帆 胡建村）
鏈接：3GPP建議的六種3G與WLAN融合操作情景
公共計費和客戶服務
最簡單的互通方式。這種方式下，用戶收到移動運營商的單一賬單，包含3G網(wǎng)絡和WLAN網(wǎng)絡的業(yè)務收費，但兩個系統(tǒng)的安全機制完全獨立。
基于3GPP的接入和計費
3G網(wǎng)絡和WLAN采用相同的安全機制。鑒權、授權和計費由3G網(wǎng)絡提供。
基于3GPP的分組域業(yè)務
該情景要求運營商將3GPP的分組域業(yè)務擴大到WLAN，包括基于IMS的業(yè)務、定位業(yè)務、即刻消息等。但對3GPP系統(tǒng)與WLAN部分之間業(yè)務連續(xù)性尚無要求。
業(yè)務連續(xù)性
分組域業(yè)務在WLAN和3GPP接入系統(tǒng)間變化時，仍然能夠繼續(xù)保持業(yè)務連續(xù)性。
無縫業(yè)務
無縫業(yè)務的連續(xù)性含義為：當手機在3G及WLAN無線接入技術之間切換時，盡可能少的數(shù)據(jù)丟失和盡可能短的中斷時間。
接入3GPP電路域業(yè)務
手機通過WLAN接口接入到3GPP核心網(wǎng)絡電路交換域中，在不同接入技術間進行無縫和用戶透明的交換以連接承載電路域的業(yè)務。
通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
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