《电子技术应用》
您所在的位置:首页 > 通信与网络 > 设计应用 > 移动互联网时代的Wi-Fi位置与融合方向
移动互联网时代的Wi-Fi位置与融合方向
来源:通信世界网-通信世界周刊
王仙平 赵明刚
摘要: 如果按照过去几年的移动宽带数据增长率(80%?100%,CAGR)继续发展,未来5年(2012年?2017年),移动宽带数据量将是现在的20倍到30倍,多数公司都做出过类似预测。 数据强劲增长的驱动力来自于以下几个方面:第一,互联网OTT内容的丰富,未来视频、图片类内容会占到越来越大的比重;第二,来自固定宽带大步提速的带动;第三,智能终端的普及和新机型的不断涌现;第四,网络技术和容量的提高;第五,成本和资费的下降。
Abstract:
Key words :

如果按照过去几年的移动宽带数据增长率(80%?100%,CAGR)继续发展,未来5年(2012年?2017年),移动宽带数据量将是现在的20倍到30倍,多数公司都做出过类似预测。

数据强劲增长的驱动力来自于以下几个方面:第一,互联网OTT内容的丰富,未来视频、图片类内容会占到越来越大的比重;第二,来自固定宽带大步提速的带动;第三,智能终端的普及和新机型的不断涌现;第四,网络技术和容量的提高;第五,成本和资费的下降。

随着移动宽带的发展以及手机" title="智能手机">智能手机的普及,Wi-Fi数据使用量也在大幅增长。图1是美国市场上蜂窝移动宽带和Wi-Fi的使用情况,从图1可以看出,Wi-Fi数据使用量已占到智能终端的很大比重。

lt="" src="http://files.chinaaet.com/images/2012/09/20/1747733481653.jpg" style="width: 200px; height: 286px" />

  图1 美国市场无线接入的特征

(资料来源:爱立信、ComScore、Informa)

Wi-Fi技术、产业和市场发展

下面我们对Wi-Fi技术、市场的发展做一个回顾。日渐普及的智能机已经成为运营商的主要数据收入来源,Wi-Fi已成为智能机上的必备连接手段,很多移动运营商已开始规模使用Wi-Fi,将其作为数据分流的手段。这推动了运营级Wi-Fi的快速发展以及Wi-Fi与蜂窝网络的融合。ABI预测,运营级Wi-Fi市场将继续增长,5年后将达到目前的8倍,占企业及消费类Wi-Fi市场的一半。

Wi-Fi技术本身也在由传统的企业网技术向运营级发展,国际标准化组织Wi-Fi联盟及WBA组织正在推动改善Wi-Fi体验,Wi-Fi联盟目前已发布了HotSpot 2.0和1.0的规范,并推出了名为passpoint的认证体系,旨在提升Wi-Fi使用体验。WBA则联手运营商开始了基于Hotspot2.0规范的NGH(下一代热点)现场测试,致力于为移动用户带来无缝的Wi-Fi体验及全球漫游。另一方面,蜂窝网也在朝着SmallCell的方向发展以增加容量,厂商也开始提供SmallCell与Wi-Fi集成的产品,从而以最优成本增加网络容量并为非蜂窝终端提供业务及覆盖。

现阶段,为了增加蜂窝网络的容量及作为室内覆盖的补充,大部分移动运营商均已经建有一定规模的Wi-Fi网络,主要将其作为分流的手段,同时运营商也将Wi-Fi作为提升竞争力的一个手段,增加用户黏性,这方面的典型如at&t、PCCW、Softbank等。以at&t为例,at&t自2008年开始建设Wi-Fi热点以分流iPhone3G网络带来的频谱压力,目前已拥有3万个国内热点,分流了大约20%的移动流量到公共热点AP上。Freemobile则为500万个家庭用户提供带Wi-Fi AP的家庭网关,并在Wi-Fi上启用了基于SIM卡的无缝认证,改善用户的Wi-Fi体验。日本的Softbank则同时提供热点AP及家用AP,在家用AP上Softbank采取了与FON合作的模式,共部署了7万个家用FON AP,平均分流了20%的3G流量。

对于像VerizonTelstra那样拥有足够蜂窝网频谱资源的运营商,他们并不提供Wi-Fi,而是仅仅依靠蜂窝网提供移动互联网业务。对于纯Wi-Fi设备的接入,Verizon及Telstra均提供使用HSPA/LTE上行、Wi-Fi下行的无线路由器MIFI设备供Wi-Fi接入。

Telstra在三个频段共拥有90MHz双向频宽,并将再申请2x45MHz频宽,Telstra目前不上WLAN。移动宽带依靠丰富的频谱资源、HSPA+(21Mbit/s)、HSPA+(42Mbit/s)和LTE的演进来满足容量增长需求,这种持续的演进带来了良好的用户体验,在市场上体现为市场份额第一,并且保持高ARPU值、高EBITDA。Telstra预计到2016年数据量将是现在的16倍,而大城市的频谱只有80%到120%的增长空间,所以Telstra也在考虑下一步的演进,现在计划在墨尔本试验HetNet。由于蜂窝HetNet可能的成本上升和Wi-Fi与蜂窝互动技术的完善,融合Wi-Fi的HetNet也可能成为其未来选择之一。

Wi-Fi的运营方式

运营商对Wi-Fi基本都采用的是补贴模式,固定运营商对固定宽带用户只收家庭宽带费用,对公共站点Wi-Fi宽带提供免费接入,以绑定家庭宽带用户,为用户提供方便。

FON是一种汇集资源和共享资源的的模式,用户提供Wi-Fi接入资源,比如将家庭带宽的50%开放给公共接入,可以获得自己在公共场所FON和漫游地FON的免费接入,运营实体靠整合大家资源来壮大网络,出售FON盒子获得收益,这是一种绿色的方案,没有额外的站址建设,完全利用已有的宽带网络,而且利用空闲的带宽和空闲时间,提高了Wi-Fi的利用率。到2012年中FON已有超过6百万的热点分布在全球各地,80%的用户通过移动手机接入。

移动运营商和固定运营商类似,在Wi-Fi使用上也采用交叉补贴的方式。其交叉补贴商业模式如下:服务商或设备商提供一种免费产品来吸引用户,从而让用户消费其他相关联的产品,这是商业中常见的模式,如吉利提供免费剃须刀,但通过刀片的收费来保证收入;苹果公司的很多应用是免费的,但以此卖出更多的终端获得收益;运营商补贴终端,通过套餐补回来也是如此。图2对交叉补贴模式进行了解释。

所以移动运营商通常不对Wi-Fi单独收费,但捆绑MBB套餐,即通过提升用户体验增加用户黏性或吸引用户来保证甚至提高其在MBB上的收入,美国、日本、韩国市场的移动运营商都采用了这种用法。比如现阶段at&t对其3G/4G数据套餐用户及固网包月用户的Wi-Fi都是免费的,但使用漫游合作伙伴的Wi-Fi则是单独收费的。Freemobile为智能机用户提供了每月19.99欧元包括HSPA在内的包月套餐;在Wi-Fi上不限流量,在HSPA上每月3G封顶。Softbank也对包月的高端3G/4G用户提供了免费的Wi-Fi服务。

Wi-Fi的另一个作用是承载大容量业务,像文件下载和长视频浏览/下载,比如观看一个60分钟720p的视频需要近1G的流量,如果在蜂窝移动宽带上传那么产生的费用可能会超出用户的支付意愿。

考虑到不同网络的成本、移动带宽的资费、网络的忙闲、业务的特征和用户的需求,未来的网络需要走向融合,并且是智能的融合网络,实现既满足用户体验和需求又能充分利用各个网络特征和效率的综合效果。后面将对Wi-Fi的融合方向进行展望。

Wi-Fi定位和融合方向

基于Wi-Fi采用非监管频段及抗干扰能力、穿透性、移动性差的特点,Wi-Fi主要作为蜂窝网的补充,用于满足热点地区室内联网要求。目前朝着将Wi-Fi与SmallCell集成的方向发展,以充分发挥协同作用。在承载业务上,Wi-Fi与3GPP应有所区别,Wi-Fi适合承载高带宽、低移动性、低实时性要求的应用,如快速发展的移动OTT视频,比如搜狐、奇艺、迅雷P2P等OTT视频。这些视频应用朝着高清化方向迅速发展,将逐渐成为移动互联网的主要流量,这些应是WLAN分流的优先考虑。

从运营商角度看,Wi-Fi与3GPP的融合网络应朝着将Wi-Fi作为一种无线技术融入3GPP网络的方向发展,在HetNet/SmallCell场景下,Wi-Fi成为多种无线技术的一种,与其他蜂窝技术共用一个核心网,形成一个多种接入技术和资源统一调配、策略统一控制、业务统一管理的异构网(移动网与Wi-Fi网的融合如图3所示)。运营商需要通过以下几个方面进行融合。

第一,接入认证融合。为Wi-Fi提供与3GPP一样的接入体验,包括自动基于SIM卡的统一认证接入、空口流量加密。目前这是Wi-Fi联盟的HS2.0及WBA的NGH的工作重点,已获得运营商及业界的广泛支持。

第二,Wi-Fi与SmallCell集成,实现智能分流控制。随着热点地区蜂窝基站的密集化及Wi-Fi的部署,Wi-Fi基站可以与SmallCell集成部署,以达到成本的最优控制,同时便于集成控制及智能流量管理,比如实现智能的业务分流控制,当蜂窝网拥塞时,尽可能分流到Wi-Fi,而当Wi-Fi拥塞或目前Wi-Fi出现故障或上行带宽、QoS不足时,则应维持用户在蜂窝网上,以最大程度改善智能机用户的体验。这就需要Wi-Fi控制功能与蜂窝基站控制器进行较紧密的集成及融合。

第三,基于轻客户端的无缝漫游及无缝业务分流。当越来越多的SmallCell集成了Wi-Fi后,智能机需要在蜂窝网及Wi-Fi间无缝漫游,并同时维持业务层面的无感知,3GPP的ANDSF及SaMOG工作组的s2a GTP技术均侧重于解决这些问题。3GPP目前也在制订标准以实现同时双激活使用Wi-Fi/蜂窝网。并按业务的不同,为不同的业务流量选择不同的网络,比如当智能机用户在使用VoLTE时,业务使用LTE网络,而同时该用户的VoD视频下载则在Wi-Fi可用时分流到Wi-Fi上进行,同时使用,互不影响。当Wi-Fi不可用时,则所有业务可无缝回到LTE网络,最大化利用网络资源,最大程度改善用户的体验。目前3GPP在非常积极地解决这些问题,提出了MAPCON on S2a等提案,这些工作都考虑到了基于“轻客户端”要求的前提,即对终端的要求与蜂窝网基本一致,以便方案能直接适应市面上最新操作系统的智能机,而无需定制化的客户端。