移動電話的演化和移動無線互聯(lián)網(wǎng)

移動電話和互聯(lián)網(wǎng)是當今信息業(yè)發(fā)展的兩個熱點，這兩者的融合將產(chǎn)生未來新的發(fā)展熱點——移動無線互聯(lián)網(wǎng)。從發(fā)展的方向看，今后固定電話、移動電話、有線電視、各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將融合形成統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)，這一融合、演化過程正在進行之中。由于傳統(tǒng)經(jīng)營思想和已有投資的限制，目前移動電話在從2G 向3G的發(fā)展過程中，過多地強調(diào)繼承和演化，偏離了市場需求而陷入某種盲目狀態(tài)。目前定義的各種3G系統(tǒng)都還不是真正的移動無線互聯(lián)網(wǎng),這將延緩這一融合過程。這也將給競爭中的運營商提供機會，從固定互聯(lián)網(wǎng)向移動無線互聯(lián)網(wǎng)演化，從而切入移動無線數(shù)據(jù)和話音市場。

1 固定電話網(wǎng)的演化從ISDN轉(zhuǎn)向統(tǒng)一的IP網(wǎng)

20年前電話系統(tǒng)采用程控交換機實現(xiàn)數(shù)字化之后，就開始發(fā)展能夠提供初步多媒體業(yè)務(wù)的N－ISDN。N－ISDN仍然采用程控交換機，利用兩個話音通道128kbit/s提供話音、數(shù)據(jù)、視頻綜合業(yè)務(wù)。N－ISDN面世10多年沒有取得商業(yè)上的成功，僅在歐洲有一定規(guī)模的應用，近年來用作因特網(wǎng)接入有一定發(fā)展。此后寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B－ISDN)又得到發(fā)展。它采用ATM構(gòu)成專門系統(tǒng)，提供真正的集話音、數(shù)據(jù)、視頻于一體的綜合業(yè)務(wù)。B－ISDN是現(xiàn)代通信技術(shù)的頂峰，可以提供各種多媒體應用并且保證服務(wù)質(zhì)量，長期以來被認為是電信業(yè)的未來。國際電信聯(lián)盟(ITU－T)制定了相關(guān)技術(shù)標準。但是，B－ISDN長期以來停留在紙面上，實驗網(wǎng)中并沒有得到大規(guī)模應用，更沒有得到商業(yè)上的成功。原因是這種面向連接、基于鏈路層連接的系統(tǒng)對不同網(wǎng)絡(luò)的互通互連能力很差，滿足不了三網(wǎng)融合的需求。

1994年因特網(wǎng)商業(yè)化獲得巨大成功。互聯(lián)網(wǎng)采用網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議(IP)在網(wǎng)絡(luò)層進行互聯(lián)，解決了異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的互通互聯(lián)問題，為三網(wǎng)融合提供了技術(shù)基礎(chǔ)。這種IP網(wǎng)能夠?qū)煤突A(chǔ)設(shè)施分開。WWW的出現(xiàn)開辟了基于Web的新數(shù)據(jù)應用如電子商務(wù)等。隨著高性能路由器和DWDM技術(shù)的發(fā)展、QOS相關(guān)問題的解決，寬帶IP技術(shù)逐步成熟。從話音到視頻，從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)到基于Web的新數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)都可以在IP網(wǎng)上進行，出現(xiàn)了 Everything on IP的局面。寬帶IP網(wǎng)取代B－ISDN網(wǎng)提供多媒體綜合業(yè)務(wù)。ITU－T在1998年底進行戰(zhàn)略調(diào)整將B－ISDN總體組SG－13組改為IP組。預測未來將發(fā)展統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)提供綜合業(yè)務(wù)，固定電話、移動電話、有線電視和各種數(shù)據(jù)應用只是接入方法上不同。

IP電話(VoIP)并不僅僅是在IP網(wǎng)上提供傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)，未來的IP電話將是傳統(tǒng)電話智能網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)基于Web應用的結(jié)合。用戶可以通過各種網(wǎng)絡(luò)接入在IP網(wǎng)上用軟件交換機進行交換。傳統(tǒng)電話的交換、傳輸將逐步地融入統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)之中。

2 移動電話的發(fā)展演化遵循同樣的發(fā)展進程

移動電話從第1代的模擬式發(fā)展到第2代(2G)數(shù)字式以后，也開始了向多媒體綜合業(yè)務(wù)演化的進程。發(fā)展第3代移動通信(3G)的目的是為了提供移動多媒體業(yè)務(wù)，同時擴展頻率資源，提高頻譜利用率和擴大容量,以及提供全球漫游。與發(fā)展B－ISDN的過程類似，3G開始也是采用ATM交換機構(gòu)成核心交換和傳輸網(wǎng)絡(luò)(3GPP的R99版)?；ヂ?lián)網(wǎng)的興起和ITU－T從B－ISDN轉(zhuǎn)向IP使得3G不能夠再走B－ISDN的老路，3GPP 的R00和 3GPP2都轉(zhuǎn)而采用IP核心網(wǎng)。

3G強調(diào)從2G的演化，先在2G已有的基礎(chǔ)設(shè)施上向2.5G(GPRS等)過渡，再發(fā)展3G系統(tǒng)。3G的第1階段提供一般的多媒體業(yè)務(wù)，采用ATM交換機，類似移動的B－ISDN概念，通過路由器可以接入因特網(wǎng)；第2階段才過渡到全IP方案。目前3G系統(tǒng)的全IP方案距離移動無線互聯(lián)網(wǎng)還有較大的差距，仍然保留2G移動電話較多的特征及自己專門的核心網(wǎng)，不能滿足發(fā)展移動無線互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)統(tǒng)一IP核心網(wǎng)的戰(zhàn)略要求。實際上，市場對移動無線數(shù)據(jù)通信的需求是移動無線互聯(lián)網(wǎng)，移動電話的演化仍然在走ISDN的老路，以后雖然轉(zhuǎn)向IP，仍舊不能很好地滿足要求。

3 目前3G系統(tǒng)存在的問題

市場對3G最需要的是什么?可以肯定不是簡單的移動多媒體。用作3G宣傳最多的是可視移動電話，它真的有大市場嗎?多年來可視電話和手持電視一直未被市場接受成為消費熱點!移動電話只“聽”不“看”是它的一個優(yōu)點，為通話者保留一定隱私又能夠通信交流。多數(shù)用戶對“看”的需求并不強烈，公共場合活動的用戶以話音為主。3G的第1期以提供一般多媒體業(yè)務(wù)為主，未必能被市場接受形成新的消費熱點。

用戶真正需要的是可靠的、合適速率的移動無線互聯(lián)網(wǎng)接入。統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)會為競爭的運營商帶來競爭優(yōu)勢，而新的移動VoIP 會開創(chuàng)新的服務(wù)領(lǐng)域。

目前的3G全IP方案不能滿足移動無線互聯(lián)網(wǎng)接入的要求，它將會產(chǎn)生以下問題：

(1)導致基礎(chǔ)設(shè)施的成本上升。 由于沒有和IP基礎(chǔ)設(shè)施及其成本曲線相結(jié)合，以及缺乏快速產(chǎn)生/推廣創(chuàng)新服務(wù)的支持(快速到市場)，將導致基礎(chǔ)設(shè)施成本上升。

(2)標準問題將推遲移動無線互聯(lián)網(wǎng)的采用。目前的3G還沒有統(tǒng)一的標準，以適合各種接入技術(shù)。此外它與因特網(wǎng)和相關(guān)服務(wù)只有有限結(jié)合，這些都將造成延遲采用移動無線因特網(wǎng)。

(3) 目前建議的3G體系結(jié)構(gòu)不能允許服務(wù)是全球“無縫”的，也不能提供足夠豐富的服務(wù)來滿足各種終端用戶的需要。此外它也不能使運營商/服務(wù)商快速獨立地產(chǎn)生/推廣各種服務(wù)。

目前3G的發(fā)展并未能達到以往設(shè)想的目標，還產(chǎn)生了一些新的問題。如各國爭相發(fā)展自己的標準形成眾多的空中接口標準，這將造成全球“無縫”連接和漫游的困難。照目前情況，3G已經(jīng)不可能解決這一問題，可能要留給4G解決。此外，一些國家拍賣3G頻譜使用許可證，造成成本大幅度增加(平均每戶數(shù)百美元)，這也將影響3G的健康發(fā)展。

4 I Mode 成功的啟示

日本NTT DoCoMo在1999年初推出I Mode業(yè)務(wù)大獲成功，目前用戶已經(jīng)達到1 500萬。相比之下，WAP的發(fā)展確實不近人意。對此現(xiàn)象，人們進行了眾多的分析討論。I Mode 可以開機后一直連接，不需要撥號，按用戶使用量(字節(jié))收費。而目前使用WAP的GSM 或CDMA系統(tǒng)都必須撥號上網(wǎng)，按時間收費，顯然不如I Mode方便、便宜。在的語言方面，I Mode的cHTML也比WAP的WML要方便些。I Mode的速率并不高(9.6kbit/s)，但是它使用方便。再加上DoCoMo建立了一個開放的平臺與各種ISP、ICP、ASP建立了雙贏的合作伙伴關(guān)系，形成價值鏈。用戶通過DoCoMo的無線門戶可以得到2萬個網(wǎng)站的服務(wù)。I Mode 的成功說明用戶真正需要的是可靠的、一直連通的移動無線互聯(lián)網(wǎng)接入。電信運營商改變傳統(tǒng)封閉的運營模式，建立開放平臺形成價值鏈是取得成功的另外一個重要條件。DoCoMo和AOL建立戰(zhàn)略聯(lián)盟使移動互聯(lián)網(wǎng)和固定互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)結(jié)合起來獲得更迅速的發(fā)展。最近DoKoMo參股AT＆T，并且與AT＆T Wireless結(jié)盟，在美國推出I Mode服務(wù)。

5 固定IP網(wǎng)向移動無線IP網(wǎng)的演化

如上所述，由于傳統(tǒng)移動電話運營商的局限性，目前的3G系統(tǒng)還沒有很好地解決移動電話和互聯(lián)網(wǎng)的融合問題。要發(fā)展移動無線互聯(lián)網(wǎng)還需要有另外一股推動力——互相競爭的固定IP網(wǎng)絡(luò)運營商向移動無線IP網(wǎng)演化。這些基于IP網(wǎng)的運營商正在發(fā)展建設(shè)統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)，它可以支持話音(基于SIP的VoIP，軟件交換機)、數(shù)據(jù)和視頻等綜合業(yè)務(wù)。只需要發(fā)展建設(shè)移動無線接入網(wǎng)和解決移動IP的地址、選路、服務(wù)質(zhì)量等問題就可以提供移動無線互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。由于采用統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)，其建設(shè)和運營成本將遠低于目前的3G系統(tǒng)。競爭的出現(xiàn)將會加速向移動無線互聯(lián)網(wǎng)演化的進程。新成立的移動無線互聯(lián)網(wǎng)論壇(MWIF)正在推進3G與移動無線互聯(lián)網(wǎng)的融合。一些設(shè)備制造商也在積極發(fā)展采用統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)的系統(tǒng)。Gartner Group則提出了移動和固定互聯(lián)網(wǎng)融合的新概念Supranet。Supranet是一個無處不在的網(wǎng)絡(luò)，它可以連接E世界(各種家電和信息家電)和P世界(物理世界包括人、房子、車、紙張等)。

6 MWIF體系結(jié)構(gòu)

為了發(fā)展移動無線互聯(lián)網(wǎng)，促進與3G的融合，MWIF提出了移動互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)框架。 該結(jié)構(gòu)將采用現(xiàn)有或演化的IETF協(xié)議用于擴展的無線服務(wù)和其他下一代固定、移動網(wǎng)絡(luò)及媒體網(wǎng)關(guān)的互通。

(1) MWIF 體系結(jié)構(gòu)將在以下方面擴展使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：在接入網(wǎng)和核心網(wǎng)中使用IP(3層)傳輸和控制；采用因特網(wǎng)官方協(xié)議標準 (目前的RFC2600)；影響增強的IETF協(xié)議以滿足潛在的移動環(huán)境；采用IP實現(xiàn)端到端連接。

(2)MWIF體系結(jié)構(gòu)至少具有以下能力和服務(wù)：鑒定、授權(quán)、財會、命名和目錄服務(wù)、IP 移動性、網(wǎng)絡(luò)管理、服務(wù)質(zhì)量(基礎(chǔ)設(shè)施中支持QOS)、安全性和會晤管理。

(3)該體系結(jié)構(gòu)將功能分開：服務(wù)、控制和傳輸分開，這樣可以為運營商(ISP等)提供獨立升級分系統(tǒng)而對其它分系統(tǒng)影響很小，允許運營商(ISP等)建立多供應商系統(tǒng)。這種體系結(jié)構(gòu)有更大的靈活性，在同一或不同系統(tǒng)中可采用多種供應商產(chǎn)品。

(4)該體系具備開放的全部相關(guān)的3G界面。開放在3GPP2中的A ＆ Abis界面，開放3GPP中的Iu ＆ Iub界面。在RAN(無線接入網(wǎng))中允許基于基站和節(jié)點B分別獨立于基站控制器和無線網(wǎng)絡(luò)控制器，能夠即插即入部件，OAM＆P的界面開放。在3GPP2和3GPP內(nèi)推進現(xiàn)有的RAN的演化。合成的 MWIF體系結(jié)構(gòu)將允許運營商在網(wǎng)絡(luò)的最實際、有效部位放置碼轉(zhuǎn)換器。

(5)其核心網(wǎng)適用各種接入技術(shù)，包括無線接入技術(shù) (UTRAN、IS－2000、無線局域網(wǎng)等) 和有線接入技術(shù) (xDSL、有線電視電纜、數(shù)字廣播等)，允許核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計水平化，使運營商在區(qū)域邊界內(nèi)和跨邊界擴展其網(wǎng)絡(luò)。第3層傳輸獨立于其下各層的傳輸機制(L1和L2)。因此，運營商可以自由選擇任意L1和L2傳輸技術(shù)的組合。

(6)該體系具全世界結(jié)盟性質(zhì)：

消除地區(qū)/國家之間在關(guān)鍵界面上的差異，全IP核心網(wǎng)界面，推薦一個全球全IP網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)適應各種RAN 或其他接入技術(shù)。

全球接入服務(wù)：為了保證用戶服務(wù)的大范圍，通過公共漫游(不管接入類型)支持全球接入，包括鑒定、授權(quán)、移動性、命名和目錄服務(wù)、安全性和收費。

全球可接入服務(wù)：支持開放API(如 Parlay, JAIN) 服務(wù)，使用用戶服務(wù)輪廓的公共表示(即XML)，利用服務(wù)經(jīng)紀人跨過任何網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

與2G 和非IP網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)互通。

(7)該體系具可擴展、分布式體系結(jié)構(gòu)。MWIF 的分布式體系結(jié)構(gòu)的目標是允許運營商擁有以下優(yōu)勢：可擴展性和靈活性導致降低成本、創(chuàng)新的新業(yè)務(wù)和加速面市時間。但是也存在由于增加接口和單元數(shù)目導致調(diào)整干擾增加的風險。

(8)該體系能夠在體系結(jié)構(gòu)中適當?shù)牡胤届`活地為各種服務(wù)申請QOS。QOS 有一組服務(wù)參數(shù)，它可以基于每次會晤分配給用戶－將提供容量和能力按照QOS級來收費。平臺、單元和系統(tǒng)(或分系統(tǒng))的可靠性是由運營商、用戶和調(diào)整(潛在的應用)的需要決定的，必須考慮這些變化和期望。

(9)該體系安全性采用互聯(lián)網(wǎng)信賴(安全)模型。將根據(jù)應用采用多層次安全模型，支持鑒定、機密性、完整性、不可復制性；支持加密，采用最合適的密級滿足用戶和第3方的需要，確保數(shù)據(jù)保護(接入權(quán)、隱私)。

(10)該體系的OAM＆P(運行、行政、管理和供應)采用標準的、兼容的網(wǎng)絡(luò)管理接口，在接入和核心網(wǎng)絡(luò)都將提供這一功能，能使用工業(yè)標準協(xié)議如SNMP；具備靈活、可擴展的財會和計費，將提供多級、靈活計費；提供空中服務(wù)，將支持空中服務(wù)如終端碼下載或空中供應(OTAP)。

(11)該體系有支持各種服務(wù)的能力，包括實時、非實時、多媒體業(yè)務(wù)；能夠快速建立服務(wù)(從近實時到幾周甚至幾年)；支持發(fā)展第3方服務(wù)，使得運營商和第3方能夠按照用戶專門需要來發(fā)展提供服務(wù)。新的業(yè)務(wù)/商業(yè)模型——服務(wù)商和網(wǎng)絡(luò)供應商分開 ( dot.com 模式)。對于服務(wù)商和網(wǎng)絡(luò)供應商可以有不同的收費方法(即計費服務(wù)和微支付)；支持軟件重復使用和再使用性：API和其他保證界面的最大使用率，重新安排網(wǎng)絡(luò)功能塊的能力以支持ASP的需要；用戶客戶化的服務(wù)，使得用戶可以改變其服務(wù)行為提供既有動態(tài)(實時)又有靜態(tài)(批)的服務(wù)；改變用戶對于地區(qū)服務(wù)商的歸屬關(guān)系。虛擬網(wǎng)絡(luò)運行商(VNO)、用戶漫游，各種終端都可以，也即個人的移動性。

(12)該體系還支持調(diào)整的要求，支持不同地區(qū)、國家或本地的調(diào)整要求。例如合法的中斷、號碼的便攜性(服務(wù)便攜性)、惡意呼叫的跟蹤、同一性的限制等。

MWIF的體系結(jié)構(gòu)框架比較完滿地解決了3G和移動無線互聯(lián)網(wǎng)的融合問題。但是3G的標準是否能夠按照這個方向修改發(fā)展還是個問題，也有可能會各走各的路，把問題留給4G去解決。

7 機會和對策

目前移動電話發(fā)展勢頭兇猛，市場前景一片光明。原有的和新的移動通信運營商都對3G報有很大的期望。因此目前3G的宣傳與發(fā)展有很大的炒作成分，帶有相當?shù)拿つ啃浴?/p>

3G發(fā)展中的彎路和方向的不確定性為中國實施迎頭趕上戰(zhàn)略、發(fā)展移動無線互聯(lián)網(wǎng)提供了機會。首先，中國應該牢牢掌握住將移動無線通信和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，發(fā)展成基于統(tǒng)一的IP 核心網(wǎng)的移動無線互聯(lián)網(wǎng)的大方向，不要受國際上發(fā)展3G的道路曲折影響，直接發(fā)展移動無線互聯(lián)網(wǎng)。在發(fā)展過程中還應該注意處理好以下幾個問題：

(1)對于手機用戶，語音是主要的人－機界面，話音電話仍然將是主要業(yè)務(wù)。應該重點發(fā)展移動無線IP電話(MWVoIP)，發(fā)展與基于Web業(yè)務(wù)融合的IP電話新業(yè)務(wù)。在接入互聯(lián)網(wǎng)方面，可以考慮并行發(fā)展語音瀏覽因特網(wǎng)，充分發(fā)揮語音界面適合于移動使用的特點。

(2)可靠、一直在線、適當速率的因特網(wǎng)接入是基本需求。移動無線互聯(lián)網(wǎng)的接入終端設(shè)備是多種多樣的，其應用對象不同，接入速率要求也不同。對于移動無線終端如筆記本和手持電腦可以采用現(xiàn)在3G空中接口標準，而手機是否需要如此高的傳輸速率是值得商榷的，目前還沒有出現(xiàn)在手機小屏幕上，需要如此高速率的應用。而對于相對固定使用的移動無線終端，可以采用無線局域網(wǎng)(Wireless LAN)和藍牙(Bluetooth),乃至最近出現(xiàn)的超寬帶無線電(Ultrawideband Radio)技術(shù)，可以提供更高的接入速率。

(3)可以考慮重點發(fā)展兩種移動無線終端：一種是手機型，普及應用，量大面廣，是主流消費產(chǎn)品，主要功能是VoIP、話音瀏覽因特網(wǎng)，幾萬比特每秒速率的可靠因特網(wǎng)接入，可以在移動和高速移動下使用，成本低，容量大；另外一種是大屏幕終端，需要達到3G的接入速率甚至更高的接入速率(10Mbit/s以上)。這又可以分為兩類：移動型和相對固定型。

(4)超寬帶無線電技術(shù)是一種非常有前途的無線寬帶接入技術(shù)，在相同頻率上它不會對現(xiàn)有的無線電構(gòu)成干擾。美國FCC批準不需要頻率資源使用許可證，即可使用該設(shè)備。這對于頻率資源短缺的今天尤其重要。它特別適合于相對固定的終端。

(5)采用統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)，各國家和地區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是在網(wǎng)絡(luò)層上用IP協(xié)議進行的。各種接入網(wǎng)的接入方法和速率可以不同，因此即使對于IP電話而言，移動無線接入網(wǎng)的空中接口標準也沒有必要統(tǒng)一。中國可以放開發(fā)展自己的標準不必顧及與國際互聯(lián)問題。

8 結(jié)束語

移動無線通信和互聯(lián)網(wǎng)的融合將產(chǎn)生新的移動無線互聯(lián)網(wǎng)，這為中國實施迎頭趕上戰(zhàn)略提供了歷史機會。我們應該不只拘泥于IMT2000的3G演化道路，不妨另辟蹊徑直接發(fā)展移動無線互聯(lián)網(wǎng)。如果傳統(tǒng)運營商這樣做有困難，可以由新加入競爭的運營商在統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)上，由固定互聯(lián)網(wǎng)向移動無線互聯(lián)網(wǎng)演化。□

(收稿日期：2001－07－24)

作者簡介

侯自強，中國科學院聲學研究所研究員， 中國網(wǎng)絡(luò)通信有限公司首席科學顧問。