NGN与3G、WLAN演进的一些判断

报告类别：分析报告
行业分类：通讯
调查时间：2004年04月04日
调查机构：中国信息产业网-人民邮电报
报告来源：中国信息产业网-人民邮电报

报告内容：

　　WLAN与3G的关系方面，固然，WLAN的高速率INTERNET连接能力及3G全面商用化一再推迟确实给WLAN快速发展提供了良机，但从覆盖域、速率能力、基本业务类别、可移动速率、前向扩展演进走向等多方面综合分析考虑可以理解，本质上说3G与WLAN是一种优良的互补组合，主要不是彼此竞争，认为WLAN将取代3G之类说法是片面的、不确当的。

　　甚至可以说，不仅是IEE 802.11x(x=a、b、b+、c、d、e、f、g、h、i、j、k、n等)，HiperLAN/x(x=1、2)，乃至802.15x(x=1(相当蓝芽)、2(WPAN-WLAN共存)、3(相当超宽带UWB之类速率可高达数百Mbit/s的WPAN)、4(比蓝牙速率更低的ZigBee之类WPAN)等)，以及802.16x和802.20x WMAN、WWAN及HiSWANx等等,均将按NGN概念，在未来3G+/4G演进过程中彼此按市场竞争驱动导向这一基本原则确立自身合理的市场定位，并在多模/多频/多制式环境中以业务、应用、用户为先，互补、集成，在NGN统一平台基础上逐步趋向融合。

以下为陈如明教授分析文章全文，转自中国信息产业网

　　摘要:在回顾2003年我国无线通信重要进展基础上，由NGN及3G演进概念入手,重点分析讨论与展望了2004年移动通信、WLAN与宽带固定无线接入的中国无线通信市场前景与相关务实发展策略。

　　关键词:GII,NGN,IMT-2000(3G),3G演进，WLAN，MMDS，LMDS

　　回顾2003年，无线通信发展势头良好——至2003年10月中国移动电话用户已达2.5694亿,已大于固定电话用户2.5514亿户，这是中国移动通信发展的重要里程碑。无论固网运营商或移动运营商均看好WLAN(P-WLAN/O-WLAN)连接INTERNET的高速能力与潜力及其可移动性，纷纷跟进推进其热点(Hot Spots)布局，并加速相应宽带品牌运作，以求抡占未来高端宽带无线用户先机；同时，中国国家质检总局及国家标准化管理委员会联合发文，确定我国自主研发的WAPI(WLAN Authentication and Privacy Infrastructure)技术为我国WLAN的强制性安全标准，于2003年12月1日起强制执行，这对我国乃至全球WLAN市场与产业发展将产生深远战略影响，并为安全的宽带无线WLAN网络通信奠定较坚实基础。对宽带(固定)无线接入，2003年信息产业部将3.5GHz频段MMDS型地面固定无线接入系统使用频率评选(招标)试点范围由原先5个城市扩大到省(区、市)级及计划单列市级的32个全国重要城市，推进了新一轮宽带无线接入建设与可赢利商业模式探索热潮，并在积极筹划对3.5GHz频段频率资源争取作可能的适当扩充，以期对3.5GHz频段宽带无线接入规模运行作更好的资源支撑;26GHz频段的高频段大容量LMDS型宽带无线接入的商用试验亦由几大基础运营商在积极展开……。在此基础上，展望2004年及以后的中国无线通信市场发展走势，总体来看，将愈来愈体现其光明前景，特别在接入与个性化应用层面，而且2004年这一年及至2005年，对中国乃至全球宽带无线发展将会是非常关键的年份；对此，笔者以为，由NGN概念及3G演进入手来分析讨论，更容易看清有关发展走势及相关问题的处理与解决。

1对NGN及3G演进的一些看法[1]～[3]

　　就NGN而言，目前在NGN前后向兼容、可赢利多业务增值务实发展这一基本概念上并无歧见，缺乏的首先是没有统一明确的定义。对此仅ETSI作了一定阐明,定义NGN是一种规范和部署网络的概念，通过使用分层、分面和开放接口方式给业务提供者和运营商提供一个平台，借助此平台逐步演进，从而生成、部署和管理各种新业务。显然，从“网络”角度看，ETSI的定义依然不能令人满意。

　　NGN概念的提出是IP技术的成功扩展普及同时暴露出诸多明显不足、三网融合对IP技术所寄予的期望、全球电信竞争的压力以及现代科技进步的综合产物，标志人们期望由NGN的具体实施步骤逐步向GII这一理想目标迈进，这亦标志着新一代网络时代应该到来。从广义角度观察，应该说，NGN是一种目标网络，这不是下一代INTERNET网(INTERNET2或NGI)，亦不是下一代电信网及有线电视网，而是一代逐步由全新分组化IP协议为基础的有机融语音、视象、数据于一体的面貌全新的网络，它将真正使网络设施不受时间、空间和带宽的限制，充分实现网络个性化，使基于网络的虚拟世界与现实世界完美地融合，从网络核心层面,至接入层面乃至应用层面，应不乏大量应用中间件、分布智能控制、软交换及软件无线电等一系列有效的软件工程技术，可逐步取达接近零的网络时迟与优良的网络端到端QoS性能，满意的网络与系统的可靠性与可用性，以及足以信赖的网络安全性，网络接入可达到普遍灵活、多样化、个性化的5W(5A)方式的无缝隙宽带接入,有效实施人对人、人对机(包括物体Body)、机对机连接与通讯，有跨协议、跨标准国际漫游能力,以市场与业务驱动为导向，将呼叫控制与网络传送层及业务层完全分离,可进行服务的快速布设与移植，可充分利用平台的开放性与标准性，积极调动运营商及第三方的天才与创造性，快速丰富业务种类与市场应用等等特征的一种可赢利理想化的网络,各类新一代网络均为NGN的子集。

　　目前，围绕NGN问题的辩论与讨论，首先推进与揭示了一系列以IP为基础的新一代网络的QoS性能、安全性、智能网管改进、可赢利商业模式探索及由现今TDM/SDH/ATM为主导的网络向新一代IP网络平滑演进的务实途径；另一方面，处于2.5G/2.75G、WLAN/WPAN/WMAN/WWAN及3G+/4G夹击中的3G,处境艰难,并引起不少质疑,但依然按FDD、TDD两大走向沿2G/2.5G/2.75G/3G/3G+/4G轨迹向前演进,一般说来这是一种前、后向兼容式的演进,它与NGN的概念与要求相一致，亦是NGN的重要组成部分，特别从个性化含义上看，未来NGN及GII的接入与应用层面，必将是无线通信的世界。因此，在目前的全球信息电信环境下，要谈论移动通信、WLAN以及宽带固定无线接入等宽带无线的发展，必须与NGN的概念与发展目标紧密联系在一起。而NGN系统结构的一种重要设想即为对各种新老交替的无线通信接入手段，包括新一代FWA技术及移动通信技术,以及各种有线和无线接入手段，公用、专用及共用,地面、空间及海上,广播、交互、移动、半移动、游牧、可搬移,或静止/固定式等等，覆盖域可涉及WBAN/WPAN/WLAN/WMAN/WWAN等各种类别，经过中界会聚桥接途径，均统一协同、互补地工作于NGN的以新IP为基础的核心平台之上，形成有线与无线、固定与移动，以及通信网、计算机网与广播电视网这“三网”的有机融合。而且，从市场驱动角度看，结合未来全球个人多媒体通信的全面覆盖域要求(WBAN/WPAN/WLAN/WMAN/WWAN)考虑,及从IEEE802.xy标准化推进势头和NGNN与NGBW的概念与发展趋势看，注重以3G为中心的3G演进(包括IEEE802.xy进展集成或融合在一起)来处理问题，比仅注重3G,将显得更为紧要。

2促进3G演进发展中FDD、TDD有机互补与健康合理发展[1]～[2]

　　FDD、TDD两种双工方式各有利弊，并且各自均在积极努力向充分发扬自身长处，尽量克服自身弱点,甚至向统一平台TDD、FDD自适应结构可变的方向迈进。一些人通常认为FDD是一种要更多注重的主流，忽视、甚至贬低与排斥TDD的重要作用，这是不适当与不正确的。应该指出，一种在物理层及MAC层甚至更高层联合处理对IP平台为基础的无线QoS有效控制的自适性动态优化系统结构的TDD宽带无线接入系统已初露头角,在这方面TDD亦往往有更容易装备的特征。从而，FDD、TDD的有机互补与健康合理发展可为3G演进发展营造非常有益的战略资源环境。同时，应该指出，在WRC-2003大会上，在采用动态频率选择(DFS)技术支撑下，5GHz频段获得了新的业务划分规划新进展，宽带无线局域网室内外应用R(W)LAN获得了455MHz新的带宽:5150～5250MHz(100MHz)、5250～5350MHz(100MHz)、5470～5720MHz(255MHz)，这可为全球至少提供19个非重叠WLAN信道。而且，5250～5350MHz还可为第三区作点对多点宽带无线接入应用。这些均为宽带无线TDD发挥作用提供了重要的发展舞台。由此，我们衷心期望国际上亦积极支持FDD、TDD有机互补与健康合理发展这一决策的必要性与合理性，并期望这种决策能在全球响应与执行。

3 3G演进市场前景

　　3.1 3G及3G演进的国际市场大小预测

　　根据UMTS论坛#13、＃17及＃18号报告预测，3G移动运营商在其启动全面商业运作后十年内将可获得10000亿欧元收入。至2010年，全球3G年收入约可达3200亿美元，而亚太地区约为1180亿美元左右。

　　3.2 3G及3G演进的市场业务类别预测

　　固然，2G/2.5G类业务，如消息类业务、定位类业务等与3G业务没有鸿沟，可为3G市场培育与发展奠定基础，但在此基础上业务增强与一些新业务的演进引入必须靠3G及3G演进。典型的3G业务可划分为两大类，即实时语音、视频类及信息与内容类；前者包括常规语音或简单语音(Simple Voice)、丰富语音或增强语音(Rich Voice，可同时传送视频图象、照片、图片、传真及数据等)以及包括(准)实时流媒体在内的视频(交互式)多媒体等业务，后者包括移动ISP支持的无线接入类(Internet接入及Intranet/Extrante接入)和个性移动类(移动门户支持的个性化用户信息娱乐(Infotainment)类业务，及多媒体消息类业务与定位类业务)。应该指出，今后8～10年左右，语音类业务对主导操作者收入依然会有重要作用，但3G业务及NGBW全面启动五年左右后，数据、视频类业务将可能快速攀升，并且语音业务对ARPU等的贡献份额亦决定以IP为基础的低价位语音宽带低丢包、低时延/抖动编译码技术及Qos性能较好控制的VoIP技术的进展速度，不过语音业务始终为人们最主要与最方便的信息沟通手段恐怕毋需怀疑,在国外是如此，在中国更是如此。

　　3.3 3G及3G演进的中国市场潜力

　　3G及3G演进必然以后向兼容市场为依托，中国移动是全球最大GSM网络操作者，中国联通至2003年9月20日已有1500万CDMA(cdma IS-95A＋及cdma 1X)用户，亦将为全球最大cdma 20001X类网络操作者，从TDD与FDD互补角度出发，中国频率资源规划已对TDD给予155MHz的巨大支持，5GHz频段宽带无线发展还有更大资源潜力; TD-SCDMA之类TDD技术及其演进有其充分发挥与扮演重要角色的舞台，并有政府政策的合理有力支持，因此各类3G主流技术将会在中国市场上大显身手。至今年9月，中国移动通信用户已超越2.5亿大关，但渗透率仍仅为19%左右，依然有较大发展空间；一些预测表明至2005年中国移动通信用户可达3.5～4亿，约占全球的1/5左右，尽管目前大多为低端用户，但随着中国经济的稳步、快速发展，人民生活水平及服务内涵必将稳步提高，若按今后5～10年内3G业务在中国较好应用计，比对上述国际市场预测数据，按中国占其总份额的1/5～1/8计，所谓中国3G产业尺寸为10000亿人民币实不为过，真正全面启动3G后，包括运营、制造及其增值在内，6～8年左右的总产业市场尺寸为数万亿人民币属可望，何况,必然伴随其中的WxAN意义上的3G演进还会作出更多贡献。从而，众多外国朋友十分看好中国3G市场决非偶然，中国3G及3G演进市场是光明的。当然,预测要成为现实要付出艰巨努力，要有成功的市场培育与可持续全面创新与合作策略，包括与外国朋友的“共赢”合作在内。

　　3.4对2004年，除非后期，移动通信总体运营及市场竞争格局不会产生剧变，争夺2G/2.5G对3G而言的后向兼容用户会更剧烈，cdma 1x相对GPRS的速率与应用优势会逐步有所增强，整体移动用户增长率以低端用户为主仍会维持较高水平，但可能有所降低，短信业务仍为增长热点，MMS(彩信或彩e等)在与SP/CP合作整合中稳步完善与增长、尔后与期待中的3G进一步融合与健全增强，GSM 1X的成功推进可能会对未来两大3G FDD制式、甚至TD-SCDMA制式发展产生战略影响，WCDMA及cdma 200 1x/EV-x(DO甚至DV)有效切入时间,包括其与WLAN的组合运作,可能会成为中国移动与中国联通战略思考的焦点。

4 WLAN务实发展策略

　　如众所知，WLAN作为一种实现宽带无线IP接入的典型方式，由于其接入速率高、架构使用灵便、可支持移动计算、系统费用低廉及可扩展性较好等优点，使之在热点区布局应用日益广泛，成为近些年来全球信息通信领域的一个亮点。有关资料的调查研究表明，今后五年内全球WLAN市场增长势头依然看好，其平均综合年增长率可达30%左右，而且普遍认为亚太地区是下一波WLAN扩展的热点区域，2004至2005年的平均年增长率可达50%左右。2002年全球WLAN销售增长率达100%以上，销售收入达26亿美元，至2006年估计市场规模将大于100亿美元。

　　WLAN与3G的关系方面，固然，WLAN的高速率INTERNET连接能力及3G全面商用化一再推迟确实给WLAN快速发展提供了良机，但从覆盖域、速率能力、基本业务类别、可移动速率、前向扩展演进走向等多方面综合分析考虑可以理解，本质上说3G与WLAN是一种优良的互补组合，主要不是彼此竞争，认为WLAN将取代3G之类说法是片面的、不确当的。甚至可以说，不仅是IEE 802.11x(x=a、b、b+、c、d、e、f、g、h、i、j、k、n等)，HiperLAN/x(x=1、2)，乃至802.15x(x=1(相当蓝芽)、2(WPAN-WLAN共存)、3(相当超宽带UWB之类速率可高达数百Mbit/s的WPAN)、4(比蓝牙速率更低的ZigBee之类WPAN)等)，以及802.16x和802.20x WMAN、WWAN及HiSWANx等等,均将按NGN概念，在未来3G+/4G演进过程中彼此按市场竞争驱动导向这一基本原则确立自身合理的市场定位，并在多模/多频/多制式环境中以业务、应用、用户为先，互补、集成，在NGN统一平台基础上逐步趋向融合。

　　应该指出，中国在WLAN安全性WAPI(WLAN Authentication and Privacy Infrastructure)标准化方面的贡献对WLAN商用发展有重要的里程碑性质的战略意义。

　　如众所知，随着传统意义上的WLAN演进为公众通信P-WLAN/O-WLAN，WLAN已成为中国几大公众业务基础运营商共同关注的焦点，无论对固定或移动业务经营均属如此。公众运营商级的WLAN用户主要为企业客户、经常出差的商务人员及家庭用户等，多半属高端用户，对服务质量及安全性非常关注。而802.11x标准中原先提出的安全解决方案(包括802.1x,WEP, DHCP+WEB, MAC地址过滤, PPPoE认证,无线VPN等)已被广泛证实存在安全漏洞与明显缺陷，何况缺乏统一安全标准,将导致多厂商环境启用安全功能时无法互联互通，同时，用户亦无法在不同的安全AP间实施漫游,对运营而言，这些均是严重问题,必须解决。

　　由此，针对这些情况,我国依据”商用密码管理条例”创造性地制定的WLAN安全标准WAPI于2003年5月颁发、并于2003年12月1日强制执行对未来WLAN商用运行有极重大意义。它有诸多优点：采用基于公共密钥密码体系的证书机制，真正实现了移动终端MT与无线接入点AP间的双向鉴别认证，认证过程较简单，认证协议完善，安全强度高；动态密钥，可基于用户及基于鉴别认证和通信过程中情况而动态更新，会话密钥协商在MT与AP间协商，运作效率高，包括加密在内的综合安全度高；用户只需安装一张证书即可在WLAN覆盖的不同地区实现漫游，AP设置好证书后无需再对后台AAA服务器再行设置，安装组网快捷、易于扩展，不同场合应用形式相同，用户使用友好方便；可支持包括Windows98/2000/XP及Linux等多种操作系统；可满足运营商、企业及家庭等多种应用模式；能提供与现有计费技术兼容的服务，可实现按时、按流量、包月等多种不同计费方式；此外，完善的安全认证也是实施优良运营用户管理的基础，包括身份识别、分类计费、路由策略和流量控制等均需以此为依据；当然，这一安全标准已符合我国国家标准与法规要求，同时，该WAPI协议已由ISO/IEC授权的IEEE注册权威机构IEEE RA(Registration Authority)审查认可，并分配了用于该协议机制的以太型字段0x88b4，这也是我国目前在该领域唯一获得批准的协议与以太型字段，因此显然有重要国际影响与战略意义。

　　可以相信,我国WLAN安全技术国家标准WAPI的强制实施，从根本与长远看，会带来非常积极与有利的战略影响，可促使我国乃至全球WLAN的快速、稳妥、健康发展。

　　而在2004年我国WLAN具体务实发展策略方面还应注意下述几点：

　　(1)抓住国家强制标准WAPI执行的有利时机，有机组织国内制造与运营业，加速推进符合WAPI强制安全要求的WLAN设备、系统与网络的发展，营造有利的自主知识产权为基础的产业发展环境；同时，加强与外国朋友的共赢合作，加速推进符合此WAPI要求的WLAN技术在中国及全球的实际有效应用。我们深信，国际厂商亦一定会充分理解此新安全标准的优点与战略意义，同样会在这方面有共赢合作愿望与投入很大力量去适应中国WLAN市场的新的规则政策要求。

　　(2)固然，O/P-WLAN确实是推进WLAN规模发展途径，而新WAPI标准强制执行亦有利于其有效发展，但政府相关规则部门及运营商应切实注意与使之避免已呈现的一些非理性"圈地"行动，这将导致电磁环境恶化及投资的可能浪费，不利于WLAN在中国的快速、稳妥、健康发展。

　　(3)重视WLAN与xDSL、GPRS及cdma 1X等手段的联合优化多模运作，包括相应终端、内容开发及漫游与资费处理；并应在大量实际应用中进一步检验包括新安全标准在内的软硬件WLAN新技术的有效性、灵便性与可用性。

5地面固定宽带无线接入发展环境及务实发展策略

　　2004年地面宽带无线接入发展环境将更为乐观——

　　频谱资源环境方面,今年3.5GHz固定无线接入系统频率使用权第三批评选(招标)工作已经启动，同时管理部门亦在积极筹划对3.5GHz频段频率资源争取作可能的适当扩充，以期对3.5GHz频段宽带无线接入规模运行作更好的资源支撑。

　　LMDS的频率规划与试验工作在充分分析参考美国、欧洲的经验教训基础上，结合中国的实际频率划分与业务分布状况，首先取雨衰性能相对优良的26GHz频段的2.3GHz左右频带宽度的大块频谱作LMDS主用频谱，这亦有利于国产化实施，38GHz频段拟将来作频率协调更短距离高密度运用，其频带宽度亦取较大尺寸3GHz左右。基本频带宽度按3.5MHz×N方式递增，而希望其基本容量效率应≥4×2.048Mbit/s/7MHz。26GHz频段LMDS的FDD频谱限界规划由信部无[2001]652号文为中心站下行24.507～25.515GHz，远端站上行25.757～26.765GHz。目前正由现四大运营商按信无函[2002]184～186号文件频率分配全面展开商用试验,中国移动，频带25067～25123MHz/26317～26373MHz，2x56MHz，13个试验城市北京、上海、广州、郑州、长春、成都、…西安、长沙及大连,等；中国联通，频带24619～24675/25869～25925MHz，2x56MHz,14个试验城市,北京、上海、广州、杭州、西安、郑州、…大连、深圳、哈尔滨,等；中国电信，频带24843～24899～24955/26093～26149～26205NHz，2x112(26x2)MHz，试验城市北方18个，北京、天津、大连、哈尔滨、…济南、青岛、郑州,等，南方五城市，上海、广州、深圳、…,等；中国网通，频带24787～24843～24899/26037～26093～26149MHz，2x112(56x2)MHz，试验城市南方8城市，上海、杭州、成都、西安、长沙、南京、…等，北方4城市，北京、石家庄、郑州及沈阳。从而，这充分体现了中国电信第二次重组后四大运营商在新的电信竞争环境中对宽带无线接入需求竞争态势的基本格局。期望2004年早些时候能成功完成商用试验后推向正式商用,它可较强有力地支持3G/3G演进系统的多点基站互联与大容量回运等较大市场需求。

　　因此，再包括已发布的1.8GHz、5.8GHz频段及未来可能规划的5GHz频段的数百MHz频率资源在内，随着3G/3G演进的发展，2004年及其后的宽带无线接入频率资源及市场的总体发展环境较为乐观。

　　在务实发展策略把握上应注意如下几点：

　　(1) 3.5GHz频段系统应切实按招标要求承诺，加速设施建设与结合自身特点推进可赢利商业模式的探索，政府监管部门应密切关注、支持、检查与促进其推进，并应鼓励与支持那些有积极性的、确有进展的单位，逐步使此无线接入资源发挥应有的作用。一些可能的商业模式有如，电话超市，企业模式集成电子邮件、IP电话及传真，宽带用户高速上网、下载等全方位服务，视讯会议业务，大客户INTERNET接入，长途公话及中小企业PBX汇接传统电话业务，局域网互联，虚拟专网，无线智能酒店，VoD点播，移动基站互连、回运，集团用户多样化业务，等。

　　(2)宽带无线接入从WBAN/WPAN/WLAN/WMAN/WWAN多样化协同发展、互补支持运作看，3.5GHz频段是典型MMDS频段，一些方面比26GHz频段LMDS有较大优势，覆盖及性价比较好，传播雨衰性能好，是宽带无线接入的上乘之选;3.5GHz频段宽带无线接入固然非常适合地县市级单位低价位、较大面积覆盖使用，但还可与WLAN、LMDS等搭配，形成覆盖面积大小配合、用户密度稀密配合的一种多层运行的有机互补模式。这种多层互补运行模式是一种较普遍适用的有效优势互补、取得较好性价比的建网模式，随着3G的来临与3G演进发表态势，从2004年开始，对此尤应重视；政府部门对3.5GHz频段资源可能扩展工作同时加速推进，以利使宽带无线接入应用与产业能真正形成发展规模。按照第二批招标中标单位的建设规划数据及未来第三批更大面积的招标发展估计，若按此积极推进实施，仅3.5GHz频段的宽带无线接入今后数年内上100亿元左右的市场规模即为可望，而较大范围内商用展开的LMDS市场还可能有数倍增加，从而确应珍惜与抓住这一商机。

　　(3)为使宽带无线接入系统与设备能更好支持其市场需求，应充分重视其技术创新，信价比、标准化及互操作性改进提高。注意其第二代技术注重适应市场需求的多业务处理能力的改进，出现了自适应TDM+IP混合型平台及价位较高但QoS控制较有把握的ATM平台方案，在N-LoS进展方面(x)-OFDM(y)技术亦初露头角，IP平台的空中接口协议改进与自适应QoS改进亦取得一定进展；第三代技术特征主要体现在技术上同步运用3G/3G+/4G的一些基本技术，诸如MIMO-STC、较全面的自适应参数控制以改善QoS、覆盖、频谱利用能力，调制、编码及N-LoS处理已较普遍利用64-QAM、(x)-OFDM(y)及Turbo码之类高效率技术，甚至与MIMO-STC级联，智能天线、软件(定义的)无线电及软交换技术，适应不同用户类别需求网元级网管技术改进等，在工艺上中、射频集成一体化，有更良好的系统可靠性、可用性与性能价格比等。同时，亦应注意IEEE 802.16 x在3.5GHz/5.8GHz频段的有效的宽带无线接入技术与设备系统新进展,及运营商与设备制造商等产业链共赢关系的改进，等等。

　　（全文结束）