3G、WLAN、藍牙的技術分析

一，綜述

由于目前日本3G－FOMA商用情況和歐洲進行的3G試驗并未取得人們預想的結果，導致各國運營商3G計劃都進一步推遲；集團公司日前也將WLAN（無線局域網(wǎng)）和2.5G的GPRS相互整合提上議事日程，以加強無線上網(wǎng)的寬帶化和適用性，填補3G推遲所帶來的部分市場和技術空間；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在這種關系中又處于何種地位？這三種技術彼此之間有什么關系？本文將從技術屬性、支持環(huán)境等方面加以解釋分析。

二、概述

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

下表是由三種技術之間大致的關系：

可以看到這三種技術存在著某些關聯(lián)，但差異也是相當明顯的。

WLAN目前得到廣泛應用的技術是802.11家族，它是IEEE在1997年發(fā)表的第一個無線局域網(wǎng)標準，而現(xiàn)在媒體屢屢提到的802.11b是1999年9月被批準，它也被稱為Wi-Fi（聽起來有點像音樂發(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，它采用了5GHz的頻段，其速率高達54Mbps，分頻采用OFDM（正交頻分復用）技術，但無障礙的接入距離降到30－50米；去年新出現(xiàn)的一個候選標準802.11g其實是一種混合標準，即能適應802.11b標準，又符合802.11a標準，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。

藍牙技術是以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備的通信環(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，支持數(shù)據(jù)與語音業(yè)務，目前可實現(xiàn)無障礙的接入距離在10米左右（發(fā)射功率為4dBm時）。藍牙技術研究小組SIG在2001年年初已出臺藍牙1.1標準（信道數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps），2001年年底又出臺了藍牙標準2.0版(信道數(shù)據(jù)傳輸速率為2Mbps)。由于藍牙與802.11b都工作在2.4GHz頻段上，相互之間存在干擾，文獻數(shù)據(jù)表明，使用DSSS直序擴頻的802.11b其發(fā)射功率為20dBm時，將使藍牙數(shù)據(jù)包的丟失率達到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，當時考慮到該系統(tǒng)可能在2000年左右進入市場，工作頻段在2000MHz，且最高業(yè)務速率為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)務的全球漫游移動通信網(wǎng)絡，能實現(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標準WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，而焦點集中在WCDMA（3GPP）和CDMA2000（3GPP2）上，隨著3GPP和3GPP2的標準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IP網(wǎng)絡平臺的下下代移動通信標準，稱為Beyond 3G。

三、迥異的技術屬性

下圖是三種技術的移動性和相應帶寬之間的比較圖：

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)絡支持跨廣域網(wǎng)絡的移動性，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，因此這兩種技術支持不同的應用并滿足不同的需要。在這種程度上，它們沒有相互構成競爭威脅，而是相互補充。

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

(1) 3G支持移動性，WLAN無線局域網(wǎng)支持便攜性

3 G網(wǎng)絡是建立在蜂窩架構上的，最適于支持移動環(huán)境中的數(shù)據(jù)服務。蜂窩架構支持不同蜂窩之間的信號切換，從而向用戶提供了全網(wǎng)絡覆蓋的移動性，這種移動性常常通過不同網(wǎng)絡運營商之間的漫游協(xié)議進行擴展。當然，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)為中心的設備訪問，而非通過以電話為中心的設備進行訪問。 PDA和類似的小型設備也開始配置具有WLAN連接性，不過這一過程還處在幼年期。 藍牙網(wǎng)絡只適于距離非常短的應用，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)主要支持數(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)絡不適合于傳送語音信號。反之，為語音而優(yōu)化的網(wǎng)絡也不適于數(shù)據(jù)信號。WLAN主要用于支持數(shù)據(jù)信號，與此形成對比的是，3G網(wǎng)絡被設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，但是其目前的結構中缺少支持像語音、多媒體和內(nèi)容這類更高水平應用所要求的必需架構：例如，適應服務質(zhì)量、可伸縮性和計費機制要求的架構。 現(xiàn)在有少數(shù)國家大型電信運營商提供了WLAN無線局域網(wǎng)服務（如上海電信的“天翼通”WLAN業(yè)務），盡管目前它們在漫游、覆蓋以及計費整合上仍不成熟。

四、容量、干擾和主導力量

大家都知道WLAN可以提供比3G網(wǎng)絡大得多的帶寬。 雖然這種假設是正確的，但是大家同時要注意到WLAN是一種共享頻帶的技術。在共享頻帶技術中，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帶寬容量的事實并不意味著10個用戶同時都使用11Mbps容量。 雖然3G網(wǎng)絡也受到容量的限制，但分組交換的蜂窩技術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行，因此它們也更易受到其他運行在同一頻帶的技術(如藍牙)的干擾。

同時，主導力量的不同也導致技術的不同發(fā)展方向。WLAN是由數(shù)據(jù)通信而非電信廠商領導的。這里的領導者是傳統(tǒng)企業(yè)網(wǎng)絡公司，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(像便攜性)來定義移動性。因此，它們的定義與3G移動基礎設施設備廠商使用的定義不同。 許多WLAN公司僅關注提供“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基礎設施廠商(如Alcatel、Ericsson、Lucent、Nokia、Nortel、Motorola、Samsung和Siemens)來自傳統(tǒng)的電信世界。 它們的關注點是移動性，它們尋求利用可以為電信網(wǎng)絡運營商生成更大收入流的移動數(shù)據(jù)服務來增強移動語音服務。

移動性管理向人們提出了嚴肅的挑戰(zhàn)，但它也代表著巨大的收入機會。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成為可能。

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

五、供應渠道和業(yè)務模型

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

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類型或提供這些服務相關的業(yè)務模型能夠成功，因此設備廠商（特別是3G廠商）正在積極探索不同的服務提供模式，使自己可以有效地向移動運營商推銷網(wǎng)絡解決方案和設備。而各電信運營商也同樣都處在同一起跑線上，為將來的服務內(nèi)容和業(yè)務模型苦苦思索。 但比較明顯的是，WLAN和3G業(yè)務模型有一樣重要區(qū)別: 提供WLAN服務的業(yè)務提供商（可能是大的電信運營商，也可能只是普通的ISP）只會向用戶提供基礎設施， 用戶必須購買或租用WLAN接入設備，來接入到無線局域網(wǎng)中； 相比之下，3G運營商很有可能為用戶提供3G終端的價格補貼，以便吸引用戶加入到自己的3G網(wǎng)絡中。

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

綜上所述，我們可以認為3G、WLAN和藍牙技術屬性截然不同，是相互補充的，雖然在邊緣部分存在著相互競爭。