寬帶無線及3G演進與NGN的關(guān)系

2019-11-03 09:16:33

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供稿：網(wǎng)友

陳如明

　　陳如明教授，信息產(chǎn)業(yè)部通信科技委副主任及無線電管理局原副局長，中國國家無線電頻率規(guī)劃專家咨詢委員會主任；主任高級工程師，浙大、清華、北大等大學(xué)兼職教授；中國通信學(xué)會及中國電子學(xué)會會士（Fellow），國內(nèi)外一些知名技術(shù)雜志編委，國內(nèi)一些知名協(xié)會、學(xué)會副會長及常務(wù)理事。曾任郵電部第四研究所及國家無委辦總工、美國斯坦福（Stanford）大學(xué)高級研究學(xué)者及國際通信衛(wèi)星組織（INTELSAT）中國董事。主持和參加過多種科研項目，獲國家及部級多項一至三等國家級、部級科技攻關(guān)、科技進步獎及兩委一部表彰獎等多種獎勵, 1991年獲國家科學(xué)研究突出貢獻特殊津貼；已發(fā)表涉及數(shù)字微波、衛(wèi)星通信、移動通信、個人通信、信號設(shè)計、自適應(yīng)信號處理與統(tǒng)計檢測、編碼調(diào)制、干擾分析協(xié)調(diào)與頻率規(guī)劃、頻譜管理等研究領(lǐng)域的中英文論文120余篇及包括全國高技術(shù)重點圖書在內(nèi)的專著4本。1998年己為美國國際名人評選組織（International Who's Who of PRofessionals）及世界文化藝術(shù)研究中心（World Cultural and Arts Research Center）分別評選為世界名人（International Who's Who）及全球名人（World Vip）。

　　從廣義的無線通信（Wireless Communications）概念看，無線的寬帶化及其寬帶資源將呈現(xiàn)出無限廣寬的發(fā)展空間。但鑒于無線空間傳輸介質(zhì)的不穩(wěn)定性與時變特征，即使借助最先進的自適應(yīng)信號處理技術(shù)對抗，在本世紀(jì)中可預(yù)見的將來仍難奏效。雖然從物理網(wǎng)絡(luò)安全角度出發(fā)，聰明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師仍不會忘記大容量多轉(zhuǎn)發(fā)器寬帶衛(wèi)星及寬帶多波道微波無線電對特發(fā)事件環(huán)境中對光纖傳輸平臺的必要補充支持的戰(zhàn)略作用，但核心傳輸平臺技術(shù)依然是光纖。因此，寬帶無線（BW）及下一代寬帶無線（NGBW）的主要作用在于接入和應(yīng)用層面，而且可以說，從個人全球多媒體無縫隙連接及愈來愈多及愈來愈顯得重要的個性化要求含義上，未來NGN（下一代網(wǎng)絡(luò)）及GII（全球信息基礎(chǔ)設(shè)施）的接入與應(yīng)用層面，必將是寬帶無線的世界。

　　所謂窄帶（Narrowband）接入，常指其攜載業(yè)務(wù)的每用戶比特速率≤64kbps；而寬帶在此指同時包括≤2Mbps與>2Mbps的“Wideband”與“Broadband”這兩種不同場合。而通用無線接入通常包括地面固定無線接入（TFWA）、地面移動接入（TMWA）及衛(wèi)星接入（SA，同時計及固定及移動）。通用無線接入可綜合包括宏大區(qū)、宏區(qū)、小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)、移動、半移動（包括游牧，Nomadic）、固定等各種接入覆蓋模式，可有效覆蓋三維物理空間的任何一角落及有效連接至任何個人用戶，這對實現(xiàn)未來全球個人通信而言，其實際連接覆蓋（WBAN/ WPAN/ WLAN/ WMAN/ WWAN）的普遍化與重要性及戰(zhàn)略意義將不言而喻。

　　寬帶無線的重頭戲是以3G演進為中心的寬帶移動通信，其演進發(fā)展沿1G→ 2G→2G+（2.5G，2.75G）→3G→3G+→4G→……方式前進，一般說來這是一種與NGN概念與要求相協(xié)調(diào)的前、后向兼容式的演進。相應(yīng)以3G為中心的前后向兼容體制標(biāo)準(zhǔn)的演進軌跡為：GSM→WAP/x-HTML-GPRS/EDGE（IS-136→EDGE）→WCDMA→HSPA（HSDPA/HSUPA）……→ （4G）……—FDD；IS-95A（IS-95A+）→IS-95B→cdma2000 1X →（GSM 1X）→cdma2000 1X（2X）EV-DO→cdma2000 1X（2X?） EV-DV（cdma2000 3X?）……→ （4G）……—FDD；GSM→TD-SCDMA（UTRA-TDD?）→ETD-SCDMA/TD-LAS? ……→（TDD Broadband IP Wireless?） → （4G）... —TDD

　　對應(yīng)傳輸速率演進軌跡為:

　　9.6kbit/s→14.4kbit/s→56/64kbit/s→114/153kbit/s→308/384kbit/s→2.0Mbit/s→2.4Mbit/s→5.2/6.0Mbit/s→≥10/20Mbit/s……→……（4G, 高速移動.→>20/30Mbit/s~100Mbit/s ; 接近固定.→≥156 Mbit/s ~1000Mbit/s）

　　寬帶無線演進, 亦是NGN的重要組成部分，特別從個性化含義上看，如上所述，未來NGN及ＧＩＩ的接入與應(yīng)用層面，必將是無線通信的世界, 而其3G演進所謂全ＩＰ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展亦必須與NGN相協(xié)同。

　　涉及NGN是否應(yīng)為“全IP化”網(wǎng)絡(luò)之爭的問題，首先，從NGN的發(fā)生背景可理解，IP網(wǎng)的飛速發(fā)展及巨大市場擴展成功與全球覆蓋的現(xiàn)實使人們?nèi)菀捉邮茉贗P協(xié)議基礎(chǔ)上進一步演進提高，以較好地融合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，平滑地向期望中的NGN發(fā)展；另一方面，Email、WWW瀏覽及VoIP等業(yè)務(wù)的普及與飛速擴展導(dǎo)致IP網(wǎng)的全球覆蓋、全方位命名與服務(wù)，其開放性及可經(jīng)濟、有效地支持多業(yè)務(wù)運行的特點使人感覺與GII的構(gòu)想甚為相似，使人們?nèi)菀渍J(rèn)同采用IP協(xié)議支持核心網(wǎng)平臺進行未來網(wǎng)絡(luò)的融合與演進。而在此基礎(chǔ)上，若要實現(xiàn)最經(jīng)濟有效的各類網(wǎng)絡(luò)層面的互連，當(dāng)然應(yīng)該使網(wǎng)絡(luò)終端及上述PBN（人體或物件的物體域網(wǎng)絡(luò)）、PAN（個人域網(wǎng)）、LAN（局域網(wǎng)）、MAN（城域網(wǎng)）及WAN（廣域網(wǎng)）均應(yīng)以IP協(xié)議為基礎(chǔ)運作，這便產(chǎn)生“NGN應(yīng)是所謂全IP化網(wǎng)絡(luò)”的觀點。但另一方面，目前的IP網(wǎng)絡(luò)確有安全失控、QoS無保障、網(wǎng)管弱智及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)缺乏中間件緩沖及分布智能處理能力差等多方面缺陷，從而另一種對立性觀點即認(rèn)為“NGN不應(yīng)是全IP化網(wǎng)絡(luò)”。

　　而且, 將所謂全IP化真是理解為可“包打天下、限制一切”，這亦不科學(xué)，不符合發(fā)展邏輯。即使IPv6在地址容量為主、并在安全性、QoS控制、地址資源管理合理性方面均有較大改進，亦不能說明它十全十美、可永世長存，它畢競只是“Version 6”版本而已，而且從IPv4至IPv6的不兼容性即可見其IP協(xié)議階段性設(shè)計的局限性與巨大弊端。因此，客觀說，這兩種觀點均有其理由及可取之處，但應(yīng)避免偏激對立，否則難以取長補短，取得現(xiàn)實有效的融合與推進－－一方面，想要完全拋開現(xiàn)存IP網(wǎng)是缺乏基礎(chǔ)的、不現(xiàn)實的；另一方面，希望用今天的IP網(wǎng)一統(tǒng)天下顯然不切實際、過份樂觀與理想化。今天的IP網(wǎng)協(xié)議必然與未來NGN協(xié)議有很大差異，NGN亦不等于下一代Internet（NGI）。研究和發(fā)展NGN必須認(rèn)真分析這些差距的根源，找出有效的解決辦法才行。即使仍認(rèn)為NGN要以IP為基礎(chǔ)或“全IP化”，IP的概念與含義也要改變，原先意義上的IP的一系列缺陷將無法實施所期望的NGN的基本目標(biāo)。實際上，如上所述，IP和Internet研究的權(quán)威機構(gòu)IETF對現(xiàn)有Internet及IP協(xié)議的缺陷與不足亦已有足夠的認(rèn)識，并相信，在采取一系列有效措施后，以新的IP為基礎(chǔ)的網(wǎng)能擔(dān)當(dāng)起NGN重任。

　　因此，作為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制訂一貫牽頭的國際組織ITU與IETF則應(yīng)抓緊這一機會，協(xié)調(diào)各方，博采眾長，合理保留與使用IP協(xié)議的合理成份，并重視一切有益概念與現(xiàn)實途徑，使NGN的新協(xié)議與現(xiàn)實裝備可行性均獲得長足提高，從而不負(fù)眾望。對NGN與GII的關(guān)系首先應(yīng)作出明確合理的闡述，NGN的定義亦必須邏輯合理，并劃分必要的階段性。其次，除對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)縱向?qū)用孢M行優(yōu)化外，對其橫向?qū)用妗⑸踔炼嗑S層面均應(yīng)協(xié)調(diào)，指出其優(yōu)化結(jié)構(gòu)導(dǎo)向。在此新IP含義上，看來不僅核心網(wǎng)，包括接入網(wǎng)在內(nèi)，均應(yīng)向這種未來更新后的“全IP”方向逐步演化，“IP Over Everything”亦將向“Everything Over IP”/“IP Under Everything”方向逐步演進發(fā)展。

　　當(dāng)然，從網(wǎng)絡(luò)核心層面, 至接入層面乃至應(yīng)用層面，應(yīng)不乏大量應(yīng)用中間件、分布智能控制、軟交換及軟件無線電等一系列有效的軟件工程技術(shù)，等等。在這一含義上，從而，移動通信與Internet的飛速發(fā)展這全球信息社會中最耀眼的兩大亮點的聯(lián)手，將把人類實現(xiàn)全球個人多媒體通信－－任何人無論何時、何地都能與任何對象，按自己感興趣的任何方式實現(xiàn)所謂5W或5A信息交流－－的夢想真正能一步步變?yōu)楝F(xiàn)實。無線移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的進一步發(fā)展需要Internet網(wǎng)絡(luò)平臺的支撐才能進一步起飛；而Internet的個人連接能力如欲進一步發(fā)展，亦必須擺脫固定終端的束縛，才能真正向個性化服務(wù), 即全球個人多媒體通信邁進。而且全球信息網(wǎng)絡(luò)化及全球電子商務(wù)的普及真正能獲得有效發(fā)展，亦離不開無線Internet（WI）或移動（MIP）。因此，無線/移動與Internet/IP相結(jié)合是歷史發(fā)展的必然，亦為NGN及BGNＷ發(fā)展的主要組成，深刻洞察與牢牢把握這一新機遇對寬帶無線發(fā)展戰(zhàn)略上尤為重要。

----《中國移動通信》