随着移动网络数据承载能力的提升,移动数据需求持续增长。来自Pingdom的数据显示:2011年,全球移动数据业务量高达0.6EB(1EB=220TB),预计2012年,移动数据业务量将环比增加1倍,且在很长时间内仍然有望继续增长。
图1 全球移动数据业务流量统计及预测
在我国,随着智能终端种类的丰富和价格的持续走低,以及微博、微信、手机阅读、移动视频等移动数据业务的迅速普及,移动互联网产业得到了快速发展。来自易观国际的统计数据显示:截至2011年底,我国移动互联网用户规模达到了4.31亿,环比增速超过6%,且未来一两年仍将保持高速发展势头。
移动数据流量的爆炸式增长,给宏蜂窝网络带来了前所未有的挑战。3G网络的峰值速率均在10M以下,相比来势汹汹的移动数字洪水,可谓杯水车薪;即使升级到4G,上行50M,下行100M的极限速率也仍然无法满足日益膨胀的流量需求。因此,就宏蜂窝网络而言,其有限的系统容量成为限制移动互联网和MBB(Mobile Broad Band)发展的硬伤。
从Offload到Backbone,WLAN将成为MBB数据热区第一承载网
2011年,全球支持WIFI的终端发货量已突破10亿部, StrategyAnalytics预计:到2014年,全球市场支持WIFI的消费电子终端市场存量将超过26亿部。WIFI已成为手机、上网卡、MP3等众多终端设备的标准配置,为WLAN的规模部署奠定了基础。
WLAN标准日趋完善,数据承载能力不断增强。802.11n已经成熟,通过融合MIMO、载波绑定、帧聚合等物理层/MAC层技术,WLAN的物理层吞吐已被提高到300Mbps;此外,新一代标准802.11ac和802.11ad也在制定当中,通过频谱扩展和MIMO,MAC层吞吐量有望超越1Gbps且向后兼容。大带宽、高速率为应对数字洪水提供了出路。
WLAN可衍生MBB需求、提升用户价值。随着带宽和网速的提升,用户的MBB需求得以释放,使用移动互联网工作、生活的习惯得以培养;这种习惯在非WLAN区域延伸后,给宏蜂窝覆盖区域带来更多需求,从而促进了宏蜂窝的发展。大带宽提升了用户体验,进而促进了应用的发展,并以此形成良性循环,最终提升了价值用户粘性和运营商的市场竞争力。
图2 WLAN成为MBB热区连续覆盖的高速数据流量承载网络
WLAN在MBB网络中发挥的重要作用已经日益在现网中体现出来。COEX(综合贸易中心)是韩国首尔成熟的MBB市场,忙时数据流量高达9GB,其中7成由WLAN承载。,韩国运营商对WLAN的期望值呈上升趋势,例如某运营商对MBB的数据流量做了如下规划:LTE分担12%,WCDMA分担21%,WIMAX分担12%,WLAN分担55%,WLAN已被作为降低MBB网络数据业务成本,提升网络带宽的重要手段。
构建高价值MBB网络,WLAN与宏蜂窝深度融合是关键
对运营商而言,网络建设和运营的根本在于长期稳定地获取利润。然而多网运营极易造成用户体验差、维护成本高以及资源利用不合理,降低运营商的获利能力和市场竞争力。国内WLAN运营经验显示:无法有效获取WLAN热点信息、认证方式过于繁琐以及使用WLAN接入时业务受限等问题对用户体验造成了较大的负面影响,用户使用WLAN的热情大大降低,用户发展遭遇阻力;另一方面,由于缺少流量管理和负载均衡机制,宏蜂窝网络和WLAN网络的资源使用效率不高,网络容量和用户发展受到影响;此外,分网运维的管理模式也加大了运营商的成本负担,获利能力和竞争力进一步下降。国内外的运营经验告诉我们:多网运营的关键是“融合”,只有融合才能解决上述问题,才能确保网络平滑演进,长效发展。
宏蜂窝网络与WLAN网络的融合可分为“协同+融合(Integrated)”与“完全融合(Convergent)”两个阶段。
受限于芯片和终端的成熟度以及宏蜂窝网络发展的现状,宏蜂窝与WLAN在现阶段适合采用部分协同部分融合的组网方案。所谓部分协同,是指宏蜂窝网络与WLAN网络在接入层面互联互通。通过开放RNC与 AC之间的接口,网络侧可统一控制并协调MBB数据流量,实现宏蜂窝网络和WLAN网络间的负载均衡,提升系统吸纳MBB数据流量的能力。同时,接入网协同还可以解决热点自动发现、自动接入的问题,有助于减少终端耗电并构建“一张网”的用户体验。所谓部分融合,是指宏蜂窝与WLAN网络在核心网层面合二为一。WLAN通过关口设备以可信方式接入宏蜂窝网络的核心网分组域,允许WIFI用户访问宏蜂窝数据业务,实现业务体验一致性的同时为日后的异构网间业务无缝切换奠定基础。需要指出的是,可信的接入方式是现阶段WLAN规模部署的基本前提,无视WIFI终端发展的UMA/I-WLAN等解决方案都将由于无法落地而被淘汰。
图3 “协同+融合”组网架构
在LTE阶段,WLAN与宏蜂窝将实现基于Uu口的完全融合(Convergent)。WLAN作为一种独立的媒体接入手段存在于eNodeB中,所有的协议、机制和算法都将一体化。和现阶段一样,宏蜂窝和WLAN的融合仍将是不对称的。宏蜂窝网络作为主要接入手段为终端用户提供移动性、安全和状态管理,而WLAN网络则作为辅助接入手段为终端用户提供附加的用户面传输机制。端到端的融合使得网络运营成本更低,“一张网”的用户体验更易满足,有利于刺激用户需求并增加用户粘性;同时统一的资源调度可大大降低系统拥塞概率,并由此提升并发用户数量,增加运营收入。
图4 “完全融合”组网架构
结论
随着Gbit时代的到来,宏蜂窝网络容量不足限制了移动互联网和MBB的发展,凭借终端普及率高、建网成本低、物理带宽大等优良特质,WLAN将成为承载MBB热区高速数据流量的“第一承载网”。另一方面,宏蜂窝与WLAN网络的有效融合则是释放WLAN网络价值的关键。适应产业链和移动网络的发展,宏蜂窝与WLAN的融合将历经“协同+融合(Integrated)”及“完全融合(Convergent)”两个阶段。宏蜂窝与WLAN的深度融合将有效降低运营成本,提升网络容量和运营收入,并有助于构建“一张网”的用户体验。