移動互聯網接入網絡技術
摘要:移動互聯網是信息技術領域的熱點之壹，接入網是移動互聯網的重要基礎設施。分析了衛星通信網、無線城域網、無線局域網、無線個域網和蜂窩網等當前接入網技術的特點和應用。未來接入網技術的發展趨勢是各種網絡的融合和演進，報道了異構無線網絡融合的特點和應用。
關鍵詞:移動互聯網接入網絡技術
中國圖書館分類號:TN92文獻識別碼:A篇號:1672-3791(2013)03(b)-0009-02。
移動通信技術和互聯網技術是信息技術領域的重要組成部分。這兩項技術的發展直接影響著人們的生活和工作方式。移動互聯網是壹種新型的融合網絡，是移動通信技術和互聯網技術充分融合的產物。在移動互聯網環境下，人們可以通過智能手機、PDA、車載終端等設備，通過移動網絡接入互聯網，隨時隨地享受互聯網提供的服務。
2011中國中國電信研究院在《移動互聯網白皮書》中指出:？移動互聯網是以移動網絡為接入網的互聯網和服務，包括移動終端、移動網絡和應用服務三個要素[1]。？總之，移動終端是移動互聯網的前提，接入網是移動互聯網的基礎，應用服務成為移動互聯網的核心。本文詳細描述了接入網技術的現狀和發展趨勢。
1接入網技術現狀
現有的無線接入網主要有五種類型:衛星通信網、無線城域網(WMAN)、無線局域網(WLAN)、無線個域網(WPAN)和蜂窩網(2G網、3G網等)。) [2].它們在帶寬、覆蓋範圍、移動性支持和部署成本方面各有優缺點。
1.1衛星通信網絡
概述1.1.1
簡單來說，衛星通信就是利用衛星作為中繼站，在地球上(包括地面和低層大氣)的通信站之間進行通信。衛星和地球站是衛星通信系統的重要組成部分。衛星通信新技術主要包括VSAT系統，即甚小孔徑終端；中低軌道移動衛星通信系統等。
1.1.2的特點及應用
衛星通信具有通信面積大、距離遠、頻帶寬、容量大的特點，即只要是在衛星發射的無線電波覆蓋範圍內的任意兩點之間，都可以相互通信。其次，衛星通信可靠性高、質量好、噪聲低、機動性強，即不易受自然災害影響；但衛星通信存在傳輸時延長、回波大、成本高等問題[3]。
目前，衛星通信主要用於電視廣播、長途海外電話、軍事通信和應急通信。作為壹種特殊的通信技術，衛星通信的基本定位必然是地面系統的有效支撐、補充和延伸[4]，在農村和偏遠地區的通信中發揮重要作用，使得實現陸海空全球通信壹體化的無縫覆蓋成為可能。衛星通信的廣播、組播等技術優勢與現代互聯網技術相結合，可以充分發揮基於IP的多媒體遠距離傳輸和高速連接，在地面互聯網擁塞時有效傳輸寬帶高速數據業務。隨著移動互聯網的發展，衛星通信與3G和4G技術的融合將成為衛星通信發展的必然趨勢。
1.2無線城域網(WMAN)
1.2.1概述
無線城域網主要用於解決整個城區的接入問題。提供同城高速數據傳輸，以及以無線傳輸為媒介，以無線接入為主要手段的圖像、視頻等其他多媒體通信業務和互聯網接入業務[5]。WiMax是壹種備受關註的無線城域網通信技術。WiMAX(微波接入全球互通)是基於IEEE 802.16標準的無線接入技術，為企業和家庭提供有線接入。最後壹英裏？無線接入。覆蓋範圍比無線局域網大，可以覆蓋幾公裏到幾十公裏。
1.2.2的特點及應用
WiMax具有傳輸距離遠、覆蓋面積大、接入速度快的特點。WiMax能達到的50公裏的無線信號傳輸距離是WLAN無法比擬的。網絡覆蓋面積是3G發射塔的10倍[7]，70M的最高接入速度是3G提供的寬帶的30倍。此外，WiMax具有高效、靈活、經濟的組網方式和相對完善的Qos機制。支持移動和固定寬帶無線接入的特性，使其融合了無線接入技術的移動性和靈活性以及DSL等傳統寬帶接入技術的高帶寬特性，為用戶提供卓越的最後壹公裏網絡接入服務和廣泛的多媒體通信服務。然而，WiMax技術不能支持用戶在移動時無縫切換。與3G主流標準相比，性能還有差距。
基於WiMax的特性，可用於遠程醫療、遠程教育、物流、金融、交通等行業，在壹定條件下提供高速數據通信服務。從業務應用來看，WiMax正在逐步實現寬帶業務的移動化，而3G正在實現移動業務的寬帶化。越來越多的多媒體通信業務消耗了大量現有的3G網絡資源，使得網絡建設的投入遠遠超過收入的增加。WiMAX可以在保證服務質量的基礎上有效降低運營成本。WiMax不能完全取代3G，但其在基於IP的高速數據應用方面的優勢使其成為3G網絡的補充手段，兩個網絡的融合程度會越來越高。
1.3無線局域網(WLAN)
1.3.1概述
無線局域網(WLAN)是工作在2.5 GHz或5 GHz頻段的局域網，由無線或無線和有線的組合組成。它用射頻技術和簡單的接入架構代替傳統的電纜提供傳統有線局域網的功能，是壹種非常方便的數據傳輸系統。簡而言之，無線局域網仍然是基於有線局域網，它只是在有線局域網的基礎上，通過無線集線器、無線接入節點(AP)、無線網橋、無線網卡等設備構建壹個無線通信網絡[8]，是有線局域網的延伸和替代。
1.3.2的特點及應用
無線局域網具有網絡布局方便、網絡規劃和調整的可操作性強、網絡擴容容易等特點。構建覆蓋全區域的網絡只需要壹個或多個接入點設備，構建網絡所需的基礎設施不需要隱藏在地下或墻壁中，便於網絡的優化配置、改造和維護。只要無線信號能夠覆蓋範圍，用戶就可以在任何地點接入網絡，隨時改變位置，具有很強的靈活性和移動性。無線局域網大多采用無線電波作為傳輸介質，工作在S波段，這使其具有良好的抗幹擾性和保密性，不會對人體造成輻射傷害。但任何障礙物都會成為電磁傳播的障礙，任何其他外部電信號都會成為局域網的幹擾源。因此，WLAN在性能、速度和安全性方面仍然存在壹些不足。WLAN的最大傳輸速率為54 Mbit/s[9]，更適用於空間有限、規模較小的網絡，如機場貴賓室、股票大廳等。其次，在有線網絡布線困難的環境，需要臨時使用網絡的環境，以及對實時通信要求較高的特殊場合，如無法到達的邊界、端口等，都有很好的應用。無線局域網不能成為完整的全網解決方案，但隨著WLAN技術的成熟應用，它可以與廣域網相結合，為用戶提供移動互聯網應用，成為3G網絡的有益補充。
1.4無線個人區域網(WPAN)
1.4.1概述
WPAN(wireless Personal Area Network)是壹種針對特定人群的活動半徑小、服務豐富、無縫連接的新型無線通信技術。與無線廣域網、無線城域網、無線局域網相比，其覆蓋範圍更小，從而有效全面地解決問題？最後幾米電纜？問題。目前，藍牙是WPAN應用的主流技術，還有家庭射頻(HomeRF)、紅外技術(IrDA)、射頻識別(RFID)和超寬帶(UWB)等其他技術。
1.4.2的特點及應用
無線個域網具有低功耗、低成本、體積小的特點。設備和組網簡單、方便、易操作，支持點對點和點對多點應用。壹般情況下，WPAN的覆蓋範圍是在10 m的半徑範圍內，這是壹個短距離的專用無線網絡。具有代表性的藍牙技術，在世界範圍內都具有很強的可操作性，因為它使用的是2.4 GHz頻段，這是壹個可以在世界範圍內自由使用的有效頻段。通過認證、加密等措施保證設備標識碼在全球的唯壹性和設備的安全性。然而，WPAN的技術標準多種多樣，都需要不斷改進和創新。
WPAN主要用於個人、家庭和辦公設備的無線通信。它可以在各種移動通信設備、固定通信設備、計算機及其終端設備、各種數字數據系統(如數碼相機、數碼攝像機等)之間建立信息傳輸。)甚至小範圍內的各種家用電器通過使用廉價的無線方式[10]。WPAN使用戶能夠隨時隨地在設備之間進行無縫通信，並可以通過移動網絡、局域網和城域網方便快捷地訪問互聯網。未來，WPAN和WLAN將為用戶提供完整的短距離無線通信環境。
1.5蜂窩網絡
1.5.1概述
蜂窩網絡將手機的服務劃分為規則的六邊形小區，每個小區配有壹個基站。這種結構類似於壹個又壹個細胞？蜂巢？。蜂窩技術是移動通信的基礎，所以被稱為蜂窩移動通信。蜂窩移動通信系統由移動臺、基站子系統和網絡子系統組成。采用蜂窩網絡作為無線組網方式，通過無線信道連接移動終端和網絡設備，使用戶可以在移動中進行語音和數據通信服務。
1.5.2的特點及應用
宏蜂窩和微蜂窩是蜂窩移動通信系統廣泛使用的蜂窩技術。宏蜂窩的覆蓋半徑較大，多為1 ~ 25 km，但存在盲區，當小區半徑減小時會造成幹擾。相比宏蜂窩，微蜂窩覆蓋面積較小，壹般覆蓋半徑30 ~ 300 m，發射功率低，安裝方便靈活。它們主要用於提高覆蓋率和容量。微蜂窩作為宏蜂窩的補充和延伸，為用戶提供了更好的網絡覆蓋。其主要特點是終端的移動性，有成熟的切換和漫遊方案。頻率復用技術、多址技術和移動性管理技術促進了移動通信業務的發展。隨著網絡的發展，蜂窩網絡已經從第壹代蜂窩移動通信系統發展到第三代蜂窩移動通信系統(3G)，成為網絡融合和業務融合的統壹平臺，也被公認為下壹代網絡的核心網絡架構。3G網絡巧妙地將語音通信和多媒體通信結合在壹起，可以支持更多的用戶，提供更高的數據傳輸速率。例如，HSPA的速度已經達到7.2 mbit/s。然而，高成本和低帶寬的問題越來越突出。
蜂窩系統可能是當今社會最重要的通信媒介。目前，3G網絡可以為用戶提供豐富的應用服務，除了電信業務、承載業務等基本服務外，還可以提供呼叫轉移、呼叫等待、多方通話等補充服務。支持的增值服務應用包括網頁瀏覽、圖像、音樂、移動遊戲、移動沖浪、視頻會議、視頻點播和各種信息服務。
2接入網技術發展趨勢
當前的接入網技術可以為用戶提供豐富的通信接入手段和無處不在的接入網服務，但各有利弊。比如蜂窩網絡覆蓋範圍大，移動性管理技術成熟，但帶寬低，建設成本高；相反，WLAN帶寬高，成本低，但覆蓋範圍有限。為了解決這個問題，我們需要充分利用不同網絡技術的互補性。網絡融合將成為推動未來移動互聯網發展的關鍵因素。接入網正在經歷壹個動態的變革過程，異構無線網絡融合應運而生。
2.1定義
異構網絡是由不同的計算機、手持終端等網絡設備和相關系統組成的壹種網絡。它運行在不同的協議上，支持不同的功能和應用。異構無線網絡融合是現有無線接入技術的有機結合，符合下壹代無線通信網絡(4G網絡)多系統融合演進的設計思想和發展方向。
2.2特性和應用
異構無線網絡融合技術具有低成本、低風險的優勢。它是對現有接入技術的整合，可以充分利用現有網絡資源，降低建設和運營成本。其次，利用不同接入技術的特點，可以增加網絡的覆蓋範圍，有效地擴展網絡。對於用戶來說，享受更加全面、豐富、便捷的移動互聯網服務是下壹代網絡發展的必然趨勢。
近年來，工業界和學術界都在不斷研究異構無線網絡融合的應用。BARWAN計劃提出並實現無線局域網和無線廣域網之間多模移動終端的垂直切換方案。ETSI和3GPP對3G網絡和WLAN的互聯互通進行了深入的應用研究[2]。MOBYDICK討論了WLAN和移動網絡在IPv6網絡中的集成應用。為了緩解大量數據業務對3G網絡的沖擊，國內運營商也開始對網絡進行改造，主要是將3G+WLAN應用於網絡。比如將WLAN作為3G網絡的無線接入網，通過網關連接到3G核心網，共享核心網提供的計費認證功能和信令協議，實現WLAN和3G網絡的互聯互通，從而推動移動互聯網的發展。然而，異構無線網絡的融合仍有許多問題需要解決，如各種接入網絡的互聯、無縫切換等移動性管理問題。各功能實體在網絡中的位置和網絡架構也直接決定了網絡的集成度和實際應用效果。3結論
移動互聯網可以提供除傳統互聯網迷妳主頁之外的幾乎所有服務。在韓日等應用好的國家，移動互聯網的ARPU價值可以達到10美元[11]。截至2012年6月底，我國手機網民規模達到3.88億。與3.8億臺臺式電腦相比，手機首次超越臺式電腦成為第壹大上網終端。移動視頻用戶數量激增，超過1億。微博手機用戶數大幅增長，使用率提高5.3個百分點，達到43.8%[12]。各種數據表明？無處不在的網絡，無所不能的商業？已經深入人心。
隨著用戶規模的快速增長，移動互聯網產業將會突飛猛進，這必將推動接入網技術的融合和演進，各種無線網絡接入形式和應用成為研發的重點。相信在未來，各種獨立的無線網絡將與整個有線互聯網互聯互通，為用戶提供覆蓋更廣、應用更豐富、服務更優質的下壹代移動互聯網服務。
參考
[1]移動互聯網白皮書[R]。北京:中國電信研究院，2011。
羅，吳，楊明。移動互聯網:終端、網絡與服務[J]。中國計算機學報，2011(11):30-51。
張欣。VSAT衛星通信[J].電信科學，1996 (7): 54-61。
陳如明。衛星通信的問題、進展和發展前景[J].世界電信，2001 (11): 3-7。
王壹博。寬帶無線城域網的設計[J].Xi郵電大學學報，2000 (9): 26-29。
曾春良，張寧，王。WiMAX/802.16的原理及應用[M]。北京:機械工業出版社，2007。
孫喆。無線城域網通信技術IEEE802.16協議體系結構和技術特點[J].計算機光盤軟件及應用，2011(22):9-10。
陳金山。無線局域網的現狀與展望[J].電子商務，2007 (5): 53-55。
李燕。無線局域網技術探討[J].電大理工學院，2011 (6): 36-37。
[10]蔡軍.無線個域網(WPAN)協議綜述[J].廣東通信技術，2002 (12): 21-23。
楊。3G成熟的移動互聯網商業模式需要創新[J].中國電子報，2007 (10): 5-7。
[12]第30次中國互聯網絡發展狀況統計報告[R]。北京:中國互聯網絡信息中心，2012(7)。
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