3G、WiMAX、LTE、等寬帶無線技術(shù)比較
豐富的市場終端支持:支持Wi-Fi、WIMAX的無線網(wǎng)絡(luò)的筆記本電腦,手機(jī)終端,移動(dòng)MP3,移動(dòng)電視等,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈已逐漸成熟。
無線寬帶接入技術(shù)
WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMi-crowaveAccess)即全球微波接入互操作性。WiMAX的另一個(gè)名字是802.16。
Wi-Fi(WirelessFidelity)即無線保真,目前主流可使用的標(biāo)準(zhǔn)有IEEE802.11a、802.11b、802.11g和802.11n。
3G(3rdGeneration)第三代移動(dòng)通信,目前主要分為TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三種。
LTE(LongTermEvolution)長期演進(jìn)。LTE也被通俗的稱為3.9G,被視作從3G向4G演進(jìn)的主流技術(shù)。
3G技術(shù)概述
3G是英文3rdGeneration的縮寫,指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。
國際電信聯(lián)盟(ITU)在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn),寫入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件《2000年國際移動(dòng)通訊計(jì)劃》(簡稱IMT-2000)。
為了提供3G服務(wù),無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度,也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)/每秒)、384kbps(千字節(jié)/每秒)以及144kbps的傳輸速度。
3G標(biāo)準(zhǔn)組織主要由3GPP、3GPP2組成,以CDMA碼分多址技術(shù)為核心。其中TD-SCDMA、WCDMA由3GPP負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作;而CDMA2000由3GPP2負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作。
3G各主流技術(shù)-CDMA2000
CDMA2000是由IS-95A/B標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn),由3GPP2負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作。
目前CDMA2000有由3GPP2制定的Release0、A、B、C和D五個(gè)支持CDMA20001X及其增強(qiáng)型技術(shù)的版本,以及由EIA/TIA發(fā)布的支持CDMA20001XEV-DO的IS-856和IS-856A標(biāo)準(zhǔn)。
CDMA20001xEV-DO定位于Internet的無線延伸,能以較少的網(wǎng)絡(luò)和頻譜資源(在1.25MHz標(biāo)準(zhǔn)載波中)支持平均速率為:
靜止或慢速移動(dòng):1.03Mbps(無分集)和1.4Mbps(分集接收)
中高速移動(dòng):700Kbps(無分集)和1.03Mbps(分集接收)
其峰值速率可達(dá)2.4Mbps,而且在IS-856版本A中可支持高達(dá)3.1M的峰值速率。
3G各主流技術(shù)-WCDMA
WCDMA是一種由3GPP具體制定的,基于GSMMAP核心網(wǎng),UTRAN(UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng))為無線接口的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。目前WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。
WCDMA采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址(DS-CDMA)、頻分雙工(FDD)方式,碼片速率為3.84Mcps,載波帶寬為5MHz?;赗elease99/Release4版本,可在5MHz的帶寬內(nèi),提供最高384kbps的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。
在Release5版本引入了下行鏈路增強(qiáng)技術(shù),即HSDPA(HighSpeedDownlinkPacketAccess,高速下行分組接入)技術(shù),在5MHz的帶寬內(nèi)可提供最高14.4Mbps的下行數(shù)據(jù)傳輸速率。
在Release6版本引入了上行鏈路增強(qiáng)技術(shù),即HSUPA(HighSpeedUplinkPacketAccess,高速上行分組接入)技術(shù),在5MHz的帶寬內(nèi)可提供最高約6Mbps的上行數(shù)據(jù)傳輸速率。
3G各主流技術(shù)-TD-SCDMA
TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronizationCodeDivisionMultipleAccess)的中文含義為時(shí)分同步碼分多址接入。TD-SCDMA從2001年3月開始,正式寫入3GPP的Release4版本。目前TD-SCDMA已有Release4、Release5、Release6等版本。
TD-SCDMA采用不需成對(duì)頻率的TDD雙工模式以及FDMA/TDMA/CDMA相結(jié)合的多址接入方式,使用1.28Mcps的低碼片速率,擴(kuò)頻帶寬為1.6MHz。
基于Release4版本,TD-SCDMA可在1.6MHz的帶寬內(nèi),提供最高384kbps的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。
TD-SCDMA在Release5版本引入了HSDPA技術(shù),在1.6MHz帶寬上理論峰值速率可達(dá)到2.8Mbps。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201706/353690.htm
3G各主流技術(shù)的比較
3G三大技術(shù)體制主要的區(qū)別是空中接口的不同,也即無線傳輸技術(shù)的不同。
3G主流技術(shù)的優(yōu)勢
漫游能力:良好的全球漫游能力。目前全球大部分國家已經(jīng)開通3G網(wǎng)絡(luò),其中80%運(yùn)營商選擇WCDMA和20%運(yùn)營商選擇CDMA2000。良好的全球漫游能力有利于與其他運(yùn)營商的合作和吸引高端用戶
安全性:3G采用了很多種加密技術(shù),保證通話和數(shù)據(jù)的安全,不管是話音還是數(shù)據(jù)都具備很強(qiáng)的保密性,通過多層的協(xié)議控制,數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中可以非常安全的傳輸。
技術(shù)成熟度;3G于1996年提出標(biāo)準(zhǔn),2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn),有一成套建網(wǎng)的理論,包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算,傳播模型預(yù)算,以及計(jì)算機(jī)仿真等。
商業(yè)模式:商業(yè)運(yùn)作模式成熟,3G網(wǎng)絡(luò)得到眾多設(shè)備商、終端制造商、內(nèi)容提供商支持,具備一個(gè)非常全的產(chǎn)業(yè)鏈。
3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展存在問題
資金投入大覆蓋范圍有限
大規(guī)模的3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要耗費(fèi)巨資,而國外運(yùn)營商由于種種原因沒有投入足夠的資金進(jìn)行全覆蓋的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的版本仍不斷演進(jìn),由于害怕與以后新的標(biāo)準(zhǔn)在漫游和兼容性等方面出現(xiàn)問題,各大運(yùn)營商仍在綜合評(píng)估以現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的合理規(guī)模。
缺乏重量級(jí)應(yīng)用,市場需求并不明朗
在3G業(yè)務(wù)對(duì)用戶沒有足夠吸引力的情況下,用戶更不愿意花高價(jià)購買3G終端,因此終端的補(bǔ)貼也成為各運(yùn)營商的主要市場策略之一。除此之外,市場上可供用戶選擇的3G終端仍十分有限,而前景較好的3G類業(yè)務(wù)如視頻電話、網(wǎng)絡(luò)游戲等對(duì)終端的要求都很高,3G終端的完備性目前仍無法充分滿足這些要求。
不過,從3G投入運(yùn)營以來的過程我們可以清楚地看到,全球范圍內(nèi)3G市場環(huán)境及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈一直在不斷完善,各種制約因素的影響也在逐漸變小,3G發(fā)展的環(huán)境總體來說得到了相當(dāng)?shù)母纳啤?
WiMAX技術(shù)概述
WiMAX全稱WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess(全球微波接入互操作性)是一項(xiàng)基于IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入城域網(wǎng)技術(shù),是針對(duì)微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標(biāo)準(zhǔn)。
WiMAX系統(tǒng)主要有兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)是指滿足固定寬帶無線接入的WiMAX802.16d標(biāo)準(zhǔn),另一個(gè)是滿足固定和移動(dòng)的寬帶無線接入技術(shù)WiMAX802.16e標(biāo)準(zhǔn)。
作為線纜和xDSL的無線擴(kuò)展技術(shù),802.16a規(guī)范于2003年1月29日被IEEE通過。這是一種全新的寬帶FWA技術(shù),是為解決寬帶接入最后一公里的問題而設(shè)計(jì)的。在亞洲,目前xDSL是WiMAX在最后一公里接入市場主要的競爭對(duì)手,因此,通常也將WiMAX稱為無線DSL。
WiMAX技術(shù)優(yōu)勢
實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離:WiMAX所能實(shí)現(xiàn)的50km的無線信號(hào)傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的,網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍,只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋,這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴(kuò)展。
提供更高速的寬帶接入。據(jù)悉,WiMAX所能提供的最高接入速度是70Mbit/s,這個(gè)速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。
提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。作為一種無線城域網(wǎng)技術(shù),它可以將Wi-Fi連接到互聯(lián)網(wǎng),也可作為DSL等有線接入方式的無線擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。用戶無需線纜即可與基站建立寬帶連接。
提供多媒體通信服務(wù)。由于WiMAX較Wi-Fi具有更好的可擴(kuò)展性和安全性,從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級(jí)的多媒體通信服務(wù)。
WiMAX市場定位和發(fā)展瓶頸
802.16e的定位——按照802.16e設(shè)定的目標(biāo),它是一種移動(dòng)的寬帶無線接入技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)用戶在車速移動(dòng)狀態(tài)下的寬帶接入并接入IP核心網(wǎng),主要面向用戶提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),也可以提供語音業(yè)務(wù)。工作在2~6GHz,基站覆蓋范圍一般為幾公里,可采用FDD或FDD工作方式,核心技術(shù)為OFDM和OFDMA,用戶群主要為個(gè)人用戶。WiMAX理想的市場定位應(yīng)該是高速數(shù)據(jù)在固定、便攜和低速移動(dòng)中的應(yīng)用。
從技術(shù)的定位上講,WiMAX更適合用于城域網(wǎng)建設(shè)的“最后一公里”無線接入部分,尤其是對(duì)于新興的運(yùn)營商更為合適。WiMAX技術(shù)分為固定和移動(dòng)兩部分,因此運(yùn)營商在市場定位上會(huì)面臨選擇:如果選擇提供固定寬帶接入,那么市場規(guī)模會(huì)比較有限;如果立足于移動(dòng)業(yè)務(wù),在運(yùn)營模式、終端支持、組網(wǎng)方式方面都存在很多挑戰(zhàn),同時(shí)也將面臨來自3G、E3G技術(shù)的競爭。
制約802.16發(fā)展的幾個(gè)方面
標(biāo)準(zhǔn)制定方面:802.16e標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行,除空中接口標(biāo)準(zhǔn)尚未完成以外,802.16還存在一個(gè)問題就是缺乏網(wǎng)絡(luò)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)體系不完善。802.16僅僅規(guī)范了基站和移動(dòng)臺(tái)之間的空中接口,沒有規(guī)定基站和基站之間,基站和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的協(xié)議。在切換、移動(dòng)性管理(尋呼)和終端狀態(tài)管理(激活和休眠的轉(zhuǎn)換)等與蜂窩組網(wǎng)有關(guān)的方面,還不夠成熟,需要進(jìn)一步完善。
頻率問題:目前已經(jīng)認(rèn)可的是3.4~3.8GHz許可證頻率(ETSI,國際MMDS)和5.725~5.85GHz免許可證頻率。很多國家允許使用更高的頻率,將其當(dāng)作5GHz免許可證頻段的一部分,但由于其穿透力差,使用這些頻率的WiMAX系統(tǒng)不可能和LTE競爭。
Wi-Fi技術(shù)概述
WLAN標(biāo)準(zhǔn)主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。目前,WLAN的推廣和認(rèn)證工作主要由產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織WiFi(WirelessFidelity,無線保真)聯(lián)盟完成,所以WLAN技術(shù)常常被稱之為WiFi。
802.11b采用2.4GHz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(dá)54Mbps,采用OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù),但無障礙的接入距離降到30-50米。
802.11b采用2.4GHz的頻段,可支持11Mbps的共享接入速率,覆蓋范圍100米。
802.11g其實(shí)是一種混合標(biāo)準(zhǔn),既能適應(yīng)802.11b標(biāo)準(zhǔn),又符合802.11a標(biāo)準(zhǔn),其速率高達(dá)54Mbps,它比802.11b速率快5倍,并和802.11b兼容。
正在等待批準(zhǔn)的IEEE802.11n,其速率高達(dá)300Mbps,目前部分廠商已經(jīng)投入市場應(yīng)用。
Wi-Fi技術(shù)優(yōu)勢
Wi-Fi是由AP(AccessPoint)和無線網(wǎng)卡組成的無線局域網(wǎng)絡(luò)。組網(wǎng)簡單,可以不受布線條件的限制,因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要。
應(yīng)用靈活:能靈活勝任只有幾個(gè)用戶的小型網(wǎng)絡(luò)到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)。
豐富的終端支持,經(jīng)濟(jì)節(jié)約,廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低。WIFI組網(wǎng)的成本低廉。
提供漫游服務(wù):能提供有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的漫游特性,方便用戶使用。
Wi-Fi市場定位和發(fā)展瓶頸
Wi-Fi的定位——Wi-Fi是一種局域網(wǎng)技術(shù),主要用于解決“最后100m”的接入問題。從其與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系來看,Wi-Fi利用其技術(shù)優(yōu)勢能夠作為網(wǎng)絡(luò)延伸手段進(jìn)一步擴(kuò)大有線接入網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積及擴(kuò)展移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。
Wi-Fi是提升有線寬帶用戶價(jià)值、提供差異化服務(wù)的有效手段,也是未來3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的有力補(bǔ)充。3G可以利用WIFI高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)彌補(bǔ)自己數(shù)據(jù)傳輸速率受限的不足。在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi),允許用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問公司的辦公網(wǎng)或國際互聯(lián)網(wǎng),隨時(shí)隨地享受網(wǎng)上證券、視頻點(diǎn)播(VOD)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)游戲等一系列寬帶信息增值服務(wù),并實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。
制約Wi-Fi技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)方面
數(shù)據(jù)傳輸速率有限。雖然Wi-Fi技術(shù)最高數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)稱可達(dá)11~54Mbit/s,但系統(tǒng)開銷會(huì)使應(yīng)用層速率減少50%左右。
無線電波間存在相互影響的現(xiàn)象,特別是同頻段、同技術(shù)設(shè)備之間將存在明顯影響。在多運(yùn)營商環(huán)境中,不同AP(AccessPoint)間的頻率干擾會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸速率明顯降低,在有三個(gè)運(yùn)營商同時(shí)運(yùn)營的環(huán)境中不能實(shí)現(xiàn)多用戶的同時(shí)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
無線電波在傳播中根據(jù)障礙物不同將發(fā)生折射、反射、衍射、信號(hào)無法穿透等情況,其質(zhì)量和信號(hào)的穩(wěn)定性都不如有線接入方式。
Wi-Fi實(shí)現(xiàn)規(guī)模覆蓋的最大的缺陷在于需要密集的有線傳輸資源。3G/WiMAX基站的覆蓋范圍比WiFiAP覆蓋范圍大數(shù)十到上百倍。
Wi-Fi技術(shù)本身不支持移動(dòng)性,即便IEEE802.11s可能會(huì)對(duì)Wi-FiMESH的移動(dòng)性進(jìn)行增強(qiáng),最多也只能支持步行的移動(dòng)速度。而3G和WiMAX都支持120km/h以上的移動(dòng)性。
Wi-Fi空中接口沒有QoS保障機(jī)制,只支持BestEffort業(yè)務(wù),適用于WEB瀏覽、FTP下載以及收發(fā)Email等;語音通信、視頻傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)的QoS很難得到保障。
LTE技術(shù)簡介
3GPP組織于2004年12月正式成立了LTE(LongTermEvolution)研究項(xiàng)目。
LTE的制定出發(fā)點(diǎn)是保證3GPP未來十年的競爭力,從性能、功能、成本上得到全面提升。相對(duì)于3GPPR6,其下行頻譜效率將提高3-4倍,上行2-3倍;峰值速率下行達(dá)到100Mbps,上行50Mbps。改善小區(qū)邊緣用戶的性能;提高小區(qū)容量;降低系統(tǒng)延遲,用戶平面內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于5ms,控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時(shí)間低于50ms,從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間小于100ms;支持100km半徑的小區(qū)覆蓋;能夠?yàn)?50km/h高速移動(dòng)用戶提供大于100kbps的接入服務(wù);支持成對(duì)或非成對(duì)頻譜,并可靈活配置1.25MHz到20MHz多種帶寬。
LTE當(dāng)前的現(xiàn)狀
LTE的正式商用將在2009年啟動(dòng)。按照3GPP制訂的工作計(jì)劃,LTE將在2008年或2009年推出商用產(chǎn)品。與此相應(yīng),設(shè)備制造商推出成熟可商用LTE產(chǎn)品的計(jì)劃也紛紛遵循了這一時(shí)間表。
華為計(jì)劃于2009年正式推出基于多制式基站的LTE商用產(chǎn)品,并在全球開始部署LTE商用網(wǎng)絡(luò);
北電則計(jì)劃于2008年推出LTE相關(guān)產(chǎn)品以滿足在2010年前后大規(guī)模商業(yè)部署LTE網(wǎng)絡(luò)的需要;
諾基亞西門子預(yù)計(jì)2010年推出LTE商用系統(tǒng)
大唐與愛立信在LTE領(lǐng)域展開合作以重點(diǎn)研發(fā)LTE/TDD技術(shù),并預(yù)計(jì)TD-LTE系統(tǒng)將在2010~2012年之間推出,并可以實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)地區(qū)覆蓋。
Wi-Fi、WiMAX、3G技術(shù)對(duì)比
各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸速率與移動(dòng)速率之間關(guān)系
中國聯(lián)通無線網(wǎng)絡(luò)方式思考
Wi-Fi、WiMAX和3G采用了不同的技術(shù)手段來解決不同的應(yīng)用問題。
Wi-Fi、WiMAX、WBMA和3G的主流是互補(bǔ)的,在局部會(huì)有部分融合,但要相互取代不太可能完成。
在應(yīng)用和需求上它們也有著顯著的差距,它們都將在越來越細(xì)化的市場中,找到自己的生存空間。
它們之間是互補(bǔ)共存的關(guān)系。
中國聯(lián)通將是國內(nèi)唯一WCDMA的運(yùn)行商,在3G網(wǎng)絡(luò)部署上將直接跳過R4版本,進(jìn)入R5版本(HSPA)
從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本上分析,大規(guī)模部署3G網(wǎng)絡(luò)成本太高,因此需根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的不同采取混合組網(wǎng)的方式
在商業(yè)密集區(qū)可采用HSPA+Wi-Fi混合組網(wǎng)方式。通過3G提供移動(dòng)中低速數(shù)據(jù)接入;同時(shí)可借助Wi-Fi為企業(yè)和商業(yè)用戶提供固定和便攜式(16e階段)的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)或空曠地區(qū)可以采用HSPA+WiMAX的組網(wǎng)方式。
評(píng)論