移动互联网接入网络技术

移动互联网接入网络技术

摘要:移动互联网是当前信息技术领域的热门话题之一,而接入网络则是移动互联网的重要基础设施。对目前的接入网络技术:卫星通信网络、无线城域网、无线局域网、无线个域网、蜂窝网络的特点及应用进行了分析,提出了接入网络技术未来的发展趋势是各种网络的融合演进,报告了异构无线网络融合的特点及应用。

关键词:移动互联网接入网络技术

移动通信技术和互联网技术是信息技术领域中重要的组成部分,这两项技术的发展直接影响着人们的生活和工作方式。移动互联网是一个新型的融合型网络,是移动通信技术和互联网技术充分融合的产物。在移动互联网环境下,人们可以通过智能手机、PDA、车载终端等设备通过移动网访问互联网,随时随地的享受互联网提供的服务。

2011年中国工业和信息化部电信研究院在《移动互联网白皮书》中指出:“移动互联网是以移动网络作为接入网络的互联网及服务,包括三个要素:移动终端、移动网络和应用服务[1]。”简而言之,移动终端是移动互联网的前提,接入网络是移动互联网的基础,而应用服务则成为移动互联网的核心。本文详细描述了接入网络技术的现状及发展趋势。

1 接入网络技术现状

现有的无线接入网络主要有五类:卫星通信网络、无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)、蜂窝网络(2G 网络、3G网络等)[2]。它们在带宽、覆盖、移动性支持能力和部署成本等方面各有利弊。

1.1 卫星通信网络

1.1.1 概述

简单来讲,卫星通信就是把卫星作为中继站,在地球上(包括地面和低层大气中)的通信站点间进行通信。卫星和地球站就是卫星通信系统的重要组成部分。卫星通信新技术主要包括VSAT系统,即甚小口径终端;中低轨道的移动卫星通信系统等。

1.1.2 特点及应用

卫星通信具有通信区域大、距离远、频段宽、容量大的特点,即只要是在卫星发射电波覆盖范围内的任意两点间,都可以互相通信。其次,卫星通信的可靠性高、质量好、噪声小、可移动性强,即不容易受自然灾害的影响;但是,卫星通信存在传输时延大、回声大、费用高的问题[3]。

目前,卫星通信主要用于电视广播、远距离的越洋电话、军事通信、应急通信等。卫星通信作为一种特殊的通信技术,其基本定位必然是地面系统的有效支持、补充与延伸[4],对于农村及偏远地区的通

信发挥重要的作用,使实现全球通信海陆空一体化的无缝覆盖成为可能。卫星通信的广播与多播等技术优势,结合现代Internet技术,在地面互联网络拥塞的状态下,可充分发挥以IP为基础的多媒体远距离传送与高速连接,将宽带高速数据业务进行有效地传送。伴随着移动互联网的发展,卫星通信与3G、4G技术的相互融合将成为卫星通信发展的必然趋势。

1.2 无线城域网(WMAN)

1.2.1 概述

无线城域网主要用于解决整个城市区域的接入问题,以微波等无线传输为介质,以无线方式为主要接入手段,提供同城数据高速传输,以及其它如图像、视频等多媒体通信业务和Internet接入服务[5]。而WiMax是受到较多关注的无线城域网通信技术。WiMax(World Interoperability for Microwave Access)即全球微波互联接入,是一项基于IEEE 802.16标准的无线接入技术[6],它采用有线方式为企业、家庭提供“最后一英里”的无线接入。覆盖范围大于无线局域网,可以覆盖几千米到几十千米的范围。

1.2.2 特点及应用

WiMax具有传输距离远、覆盖面积大、接入速度快等特点。WiMax 所能实现的50 km的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍[7],最高接入速度70M是3G所能

提供的宽带速度的30倍。此外,WiMax具有高效、灵活、经济的组网方式,以及较为完备的Qos机制。支持移动和固定宽带无线接入的特点,使它集成了无线接入技术的移动性与灵活性以及DSL等传统宽带接入技术的高带宽特性,为用户提供了优良的最后一公里网络接入服务及广泛的多媒体通信服务。但是,WiMax技术目前无法支持用户在移动过程中无缝切换。性能与3G的主流标准相比,仍存在差距。

基于WiMax特点,它可以被用于远程医疗卫生、远程教育、物流、金融、交通等行业,提供一定条件下的高速数据通信服务。从业务应用来看,WiMax在逐步实现宽带业务的移动化,而3G实现的是移动业务的宽带化。越来越多的多媒体通信服务大量消耗现有的3G网络资源,使网络的建设投资远远超过了收入的增加。WiMAX可以在保证服务质量的基础上,有效降低运营成本。WiMax不可能完全取代3G,但是WiMax在以IP为主的高速数据应用方面的优势使它成为了3G网络的补充手段,两种网络的融合程度会越来越高。

1.3 无线局域网(WLAN)

1.3.1 概述

无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)是工作于2.5 GHz或5 GHz频段,以无线、或无线与有线相结合的方式构成的局域网。它利用射频技术及简单的存取架构取代传统电缆线,以提供传统有线局域网的功能,是非常便利的数据传输系统。简而言之,无线局域

网仍然是以有线局域网为基础的,它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点(AP)、无线网桥、无线网卡等设备构建了无线通信网络[8],是有线局域网的扩展和替换。

1.3.2 特点及应用

无线局域网具有布网便捷,网络规划调整可操作性强,网络易于扩展的特点。只需要一个或多个接入点设备,就可以搭建覆盖整个区域的网络,搭建网络所需的基础设施也不需要隐藏在地下或墙里,便于网络优化配置、改造和维护。只要在无线信号能够覆盖的范围内,用户都可以在任意位置接入网络,并随时改变位置,具有较强的灵活性和移动性。由于无线局域网多采用无线电波作为传输介质以及其工作在S 频段的特点,使其具备良好的抗干扰性和保密性,不会对人体造成辐射伤害。但是任何障碍物都会成为电磁传播的阻碍,任何外部其他电信号都会成为局域网的干扰源。所以,无线局域网在性能、速率、安全性方面还有一定的不足之处。

无线局域网的最大传输速率为54 Mbit/s[9],较适合应用于有限空间、小规模网络等,如机场贵宾厅、股票大厅。其次,对于难以进行有线网络布线的环境、需要暂时使用网络的环境、实时通信要求很高的特殊场合,如人迹罕至的边关、港口等都有较好的应用。无线局域网并不能作为一个完备的全网解决方案,但是随着无线局域网技术的成熟应用,它可以与广域网结合为用户提供移动互联网应用,成为3G网络有益的补充。