3G、WLAN、藍(lán)牙的技術(shù)分析

3G、WLAN、藍(lán)牙的技術(shù)分析

一，綜述

由于目前日本3G－FOMA商用情況和歐洲進(jìn)行的3G試驗(yàn)并未取得人們預(yù)想的結(jié)果，導(dǎo)致各國運(yùn)營商3G計劃都進(jìn)一步推遲；集團(tuán)公司日前也將WLAN（無線局域網(wǎng)）和2.5G的GPRS相互整合提上議事日程，以加強(qiáng)無線上網(wǎng)的寬帶化和適用性，填補(bǔ)3G推遲所帶來的部分市場和技術(shù)空間；與此同時電信和網(wǎng)通也借助WLAN介入無線數(shù)據(jù)領(lǐng)域，并嘗試用寬帶、無線、數(shù)據(jù)等概念來混擾用戶對3G、WLAN、Bluetooth三者的關(guān)系。

在此背景下，可能會有人提出3G會受到2.5G與WLAN的聯(lián)合夾擊？而Bluetooth在這種關(guān)系中又處于何種地位？這三種技術(shù)彼此之間有什么關(guān)系？本文將從技術(shù)屬性、支持環(huán)境等方面加以解釋分析。

二、概述

3G、WLAN、Bluetooth這三種技術(shù)本質(zhì)上是互補(bǔ)性的，盡管它們可能在邊緣上是競爭的。

下表是由三種技術(shù)之間大致的關(guān)系：

可以看到這三種技術(shù)存在著某些關(guān)聯(lián)，但差異也是相當(dāng)明顯的。

WLAN目前得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)是802.11家族，它是IEEE在1997年發(fā)表的第一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，而現(xiàn)在媒體屢屢提到的802.11b是1999年9月被批準(zhǔn)，它也被稱為Wi-Fi（聽起來有點(diǎn)像音樂發(fā)燒友說的Hi-Fi）,可支持11Mbps的共享接入速率；與此相似的是802.11a技術(shù)，它采用了5GHz的頻段，其速率高達(dá)54Mbps，分頻采用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；去年新出現(xiàn)的一個候選標(biāo)準(zhǔn)802.11g其實(shí)是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，即能適應(yīng)802.11b標(biāo)準(zhǔn)，又符合802.11a標(biāo)準(zhǔn)，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。

藍(lán)牙技術(shù)是以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動設(shè)備的通信環(huán)境內(nèi)建立一個特別連接的開放性全球規(guī)范，工作在2.4GHz頻段，目前可支持1Mbps的數(shù)據(jù)速率，支持?jǐn)?shù)據(jù)與語音業(yè)務(wù)，目前可實(shí)現(xiàn)無障礙的接入距離在10米左右（發(fā)射功率為4dBm時）。藍(lán)牙技術(shù)研究小組SIG在2001年年初已出臺藍(lán)牙1.1標(biāo)準(zhǔn)（信道數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps），2001年年底又出臺了藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)2.0版(信道數(shù)據(jù)傳輸速率為2Mbps)。由于藍(lán)牙與802.11b都工作在2.4GHz頻段上，相互之間存在干擾，文獻(xiàn)數(shù)據(jù)表明，使用DSSS直序擴(kuò)頻的802.11b其發(fā)射功率為20dBm時，將使藍(lán)牙數(shù)據(jù)包的丟失率達(dá)到13.46%，因此去年4月IEEE的PAN（Personal Area Network）工作組提出一項議案，可使Bluetooth和802.11b同時工作，避免相互干擾。

3G最早在1985年國際電訊聯(lián)盟提出，當(dāng)時考慮到該系統(tǒng)可能在2000年左右進(jìn)入市場，工作頻段在2000MHz，且最高業(yè)務(wù)速率為2000Kbps，故在1996年正式更名為IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）。3G是一種能提供多種類型、高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)的全球漫游移動通信網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)靜止2Mbps傳輸速度，中低速384Kbps，高速144Kbps速率的通信網(wǎng)；但由于各國、各廠商的利益差異，產(chǎn)生目前三大主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，而焦點(diǎn)集中在WCDMA（3GPP）和CDMA2000（3GPP2）上，隨著3GPP和3GPP2的標(biāo)準(zhǔn)化工作逐漸深入和趨向穩(wěn)定，ITU又將目光投向能提供更高無線傳輸速率和統(tǒng)一靈活的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)平臺的下下代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，稱為Beyond 3G。

三、迥異的技術(shù)屬性

下圖是三種技術(shù)的移動性和相應(yīng)帶寬之間的比較圖：

WLAN提供了高帶寬，但卻是在有限的覆蓋區(qū)域內(nèi)(建筑物內(nèi)以及戶外的短距離)。根據(jù)大多數(shù)業(yè)界估計，即使1000個WLAN也不能在一個城域上提供足夠的覆蓋。與此相比，3G網(wǎng)絡(luò)支持跨廣域網(wǎng)絡(luò)的移動性，但是數(shù)據(jù)吞吐速度明顯低于WLAN。 由于3G與WLAN在覆蓋區(qū)域和帶寬上具有不同優(yōu)勢和局限性，因此這兩種技術(shù)支持不同的應(yīng)用并滿足不同的需要。在這種程度上，它們沒有相互構(gòu)成競爭威脅，而是相互補(bǔ)充。

由于3G、無線局域網(wǎng)和藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)屬性上不同，因此在它們所支持的功能和應(yīng)用上也不同。

(1) 3G支持移動性，WLAN無線局域網(wǎng)支持便攜性

3 G網(wǎng)絡(luò)是建立在蜂窩架構(gòu)上的，最適于支持移動環(huán)境中的數(shù)據(jù)服務(wù)。蜂窩架構(gòu)支持不同蜂窩之間的信號切換，從而向用戶提供了全網(wǎng)絡(luò)覆蓋的移動性，這種移動性常常通過不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商之間的漫游協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展。當(dāng)然，可供移動用戶使用的帶寬是有限的。

WLAN無線局域網(wǎng)提供了大量的帶寬，但是它覆蓋區(qū)域有限(室內(nèi)最多100米)。它所支持的應(yīng)用經(jīng)常通過像筆記本電腦這類便攜式以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)備訪問，而非通過以電話為中心的設(shè)備進(jìn)行訪問。 PDA和類似的小型設(shè)備也開始配置具有WLAN連接性，不過這一過程還處在幼年期。 藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)只適于距離非常短的應(yīng)用，很多情況下它們僅僅被用做線纜的替代物。

(2) 3G支持語音和數(shù)據(jù)，WLAN無線局域網(wǎng)主要支持?jǐn)?shù)據(jù)

語音和數(shù)據(jù)信號在許多重要的方面不同：語音信號可以錯誤但不能容忍時延；數(shù)據(jù)信號能夠允許時延但不能容忍錯誤。因此，為數(shù)據(jù)而優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)不適合于傳送語音信號。反之，為語音而優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)也不適于數(shù)據(jù)信號。WLAN主要用于支持?jǐn)?shù)據(jù)信號，與此形成對比的是，3G網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計用于同時支持語音和數(shù)據(jù)信號。

雖然WLAN正在向集成電話功能發(fā)展，但是其目前的結(jié)構(gòu)中缺少支持像語音、多媒體和內(nèi)容這類更高水平應(yīng)用所要求的必需架構(gòu)：例如，適應(yīng)服務(wù)質(zhì)量、可伸縮性和計費(fèi)機(jī)制要求的架構(gòu)。 現(xiàn)在有少數(shù)國家大型電信運(yùn)營商提供了WLAN無線局域網(wǎng)服務(wù)（如上海電信的“天翼通”WLAN業(yè)務(wù)），盡管目前它們在漫游、覆蓋以及計費(fèi)整合上仍不成熟。

四、容量、干擾和主導(dǎo)力量

大家都知道WLAN可以提供比3G網(wǎng)絡(luò)大得多的帶寬。 雖然這種假設(shè)是正確的，但是大家同時要注意到WLAN是一種共享頻帶的技術(shù)。在共享頻帶技術(shù)中，可用的頻帶帶寬被用戶瓜分。換句話說，無線局域網(wǎng)可以提供11Mbps帶寬容量的事實(shí)并不意味著10個用戶同時都使用11Mbps容量。 雖然3G網(wǎng)絡(luò)也受到容量的限制，但分組交換的蜂窩技術(shù)使它們可以以高容量支持更多數(shù)量的用戶。并且由于WLAN在無需許可的頻帶上運(yùn)行，因此它們也更易受到其他運(yùn)行在同一頻帶的技術(shù)(如藍(lán)牙)的干擾。

同時，主導(dǎo)力量的不同也導(dǎo)致技術(shù)的不同發(fā)展方向。WLAN是由數(shù)據(jù)通信而非電信廠商領(lǐng)導(dǎo)的。這里的領(lǐng)導(dǎo)者是傳統(tǒng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司，如Agere、Cisco、3Com、IBM、D-Link及其他公司。 無線局域網(wǎng)廠商以自己的LAN經(jīng)驗(yàn)(像便攜性)來定義移動性。因此，它們的定義與3G移動基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備廠商使用的定義不同。 許多WLAN公司僅關(guān)注提供“傳輸線路”而對這些線路中傳輸?shù)臇|西沒有太多的興趣。

另一方面，3G基礎(chǔ)設(shè)施廠商(如Alcatel、Ericsson、Lucent、Nokia、Nortel、Motorola、Samsung和Siemens)來自傳統(tǒng)的電信世界。 它們的關(guān)注點(diǎn)是移動性，它們尋求利用可以為電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商生成更大收入流的移動數(shù)據(jù)服務(wù)來增強(qiáng)移動語音服務(wù)。

移動性管理向人們提出了嚴(yán)肅的挑戰(zhàn)，但它也代表著巨大的收入機(jī)會。在移動環(huán)境中，電話號碼一般屬于一個人而不是一個地方，因此，網(wǎng)絡(luò)知道你是誰，并且知道你在哪里以及你何時在哪里。這就使將來可以轉(zhuǎn)換成巨大收益的個性化信息服務(wù)成為可能。

就藍(lán)牙來說， Nokia和Ericsson等廠商尋求藍(lán)牙技術(shù)只是為向它們的設(shè)備添加功能性，它們不一定將藍(lán)牙視為另一個純無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

五、供應(yīng)渠道和業(yè)務(wù)模型

WLAN和藍(lán)牙的供應(yīng)渠道與3G通信系統(tǒng)的供應(yīng)渠道有著顯著的不同。大多數(shù)無線局域網(wǎng)和藍(lán)牙設(shè)備廠商利用OEM關(guān)系簡化銷售和分銷過程。也許是由于它們認(rèn)為自己僅僅提供無線連接性，因此WLAN和藍(lán)牙廠商不會專門參與服務(wù)的實(shí)際提供。特別是藍(lán)牙本身在支持移動服務(wù)上不夠安全或不夠強(qiáng)壯，只是芯片上的技術(shù)，只能以O(shè)EM方式在藍(lán)牙廠商和具體設(shè)備制造商之間傳遞。

但與此同時，由于此類移動數(shù)據(jù)服務(wù)的新興世界仍沒有很好地得到定義: 在這個世界中，大家還不清楚怎樣的服務(wù)類型或提供這些服務(wù)相關(guān)的業(yè)務(wù)模型能夠成功，因此設(shè)備廠商（特別是3G廠商）正在積極探索不同的服務(wù)提供模式，使自己可以有效地向移動運(yùn)營商推銷網(wǎng)絡(luò)解決方案和設(shè)備。而各電信運(yùn)營商也同樣都處在同一起跑線上，為將來的服務(wù)內(nèi)容和業(yè)務(wù)模型苦苦思索。 但比較明顯的是，WLAN和3G業(yè)務(wù)模型有一樣重要區(qū)別: 提供WLAN服務(wù)的業(yè)務(wù)提供商（可能是大的電信運(yùn)營商，也可能只是普通的ISP）只會向用戶提供基礎(chǔ)設(shè)施， 用戶必須購買或租用WLAN接入設(shè)備，來接入到無線局域網(wǎng)中； 相比之下，3G運(yùn)營商很有可能為用戶提供3G終端的價格補(bǔ)貼，以便吸引用戶加入到自己的3G網(wǎng)絡(luò)中。

不過若能很好的處理好WLAN和3G或2.5G在業(yè)務(wù)技術(shù)層次上融合，如在WLAN環(huán)境中使用基于GSM/GPRS SIM卡認(rèn)證技術(shù)，也可以使電信運(yùn)營商更好的建立自己獨(dú)有的業(yè)務(wù)模型，以充分利用原有的計費(fèi)系統(tǒng)和客戶關(guān)系。

綜上所述，我們可以認(rèn)為3G、WLAN和藍(lán)牙技術(shù)屬性截然不同，是相互補(bǔ)充的，雖然在邊緣部分存在著相互競爭。