愛立信東北亞區(qū)客戶咨詢部資深方案架構(gòu)師|王仙平
愛立信東北亞區(qū)客戶咨詢部咨詢顧問|趙明剛
作為多種無線技術(shù)的一種，Wi-Fi應(yīng)與其他蜂窩技術(shù)共用一個核心網(wǎng)，并形成一個多種接入技術(shù)和資源統(tǒng)一調(diào)配、策略統(tǒng)一控制、業(yè)務(wù)統(tǒng)一管理的異構(gòu)網(wǎng)。
如果按照過去幾年的移動寬帶數(shù)據(jù)增長率（80%〜100%，CAGR）繼續(xù)發(fā)展，未來5年（2012年〜2017年），移動寬帶數(shù)據(jù)量將是現(xiàn)在的20倍到30倍，多數(shù)公司都做出過類似預(yù)測。
數(shù)據(jù)強(qiáng)勁增長的驅(qū)動力來自于以下幾個方面：第一，互聯(lián)網(wǎng)OTT內(nèi)容的豐富，未來視頻、圖片類內(nèi)容會占到越來越大的比重；第二，來自固定寬帶大步提速的帶動；第三，智能終端的普及和新機(jī)型的不斷涌現(xiàn)；第四，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和容量的提高；第五，成本和資費(fèi)的下降。
隨著移動寬帶的發(fā)展以及智能手機(jī)的普及，Wi-Fi數(shù)據(jù)使用量也在大幅增長。圖1是美國市場上蜂窩移動寬帶和Wi-Fi的使用情況，從圖1可以看出，Wi-Fi數(shù)據(jù)使用量已占到智能終端的很大比重。
圖1美國市場無線接入的特征（資料來源：Ericsson，ComScore，Informa）
Wi-Fi技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展
下面我們對Wi-Fi技術(shù)市場的發(fā)展做一個回顧。日漸普及的智能機(jī)已經(jīng)成為運(yùn)營商的主要數(shù)據(jù)收入來源，Wi-Fi已成為智能機(jī)上的必備連接手段，很多移動運(yùn)營商已開始規(guī)模使用Wi-Fi，將其作為數(shù)據(jù)分流的手段。這推動了運(yùn)營級Wi-Fi的快速發(fā)展以及Wi-Fi與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的融合。ABI預(yù)測，運(yùn)營級Wi-Fi市場將繼續(xù)增長，5年后將達(dá)到目前的8倍。占企業(yè)及消費(fèi)類Wi-Fi市場的一半。
Wi-Fi技術(shù)本身也在由傳統(tǒng)的企業(yè)網(wǎng)技術(shù)向運(yùn)營級發(fā)展，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織Wi-Fi聯(lián)盟及WBA組織正在推動改善Wi-Fi體驗(yàn)，Wi-Fi聯(lián)盟目前已發(fā)布了HotSpot2.0和1.0的規(guī)范，并推出了名為passpoint的認(rèn)證體系，旨在提升Wi-Fi使用體驗(yàn)。WBA則聯(lián)手運(yùn)營商開始了基于Hotspot2.0規(guī)范的NGH（下一代熱點(diǎn)）現(xiàn)場測試，致力于為移動用戶帶來無縫的Wi-Fi體驗(yàn)及全球漫游。另一方面，蜂窩網(wǎng)也在朝著SmallCell的方向發(fā)展以增加容量，廠商也開始提供SmallCell與Wi-Fi集成的產(chǎn)品，從而以最優(yōu)成本增加網(wǎng)絡(luò)容量并為非蜂窩終端提供業(yè)務(wù)及覆蓋。
現(xiàn)階段，為了增加蜂窩網(wǎng)絡(luò)的容量及作為室內(nèi)覆蓋的補(bǔ)充，大部分移動運(yùn)營商均已經(jīng)建有一定規(guī)模的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，主要將其作為分流的手段，同時運(yùn)營也將Wi-Fi作為提升競爭力的一個手段，增加用戶黏性，這方面的典型如at&t、PCCW、Softbank等。以at&t為例，at&t自2008年開始建設(shè)Wi-Fi熱點(diǎn)以分流iPhone對3G網(wǎng)絡(luò)帶來的頻譜壓力，目前已擁有3萬個國內(nèi)熱點(diǎn)，分流了大約20%的移動流量到公共熱點(diǎn)AP上。Freemobile則為500萬個家庭用戶提供帶Wi-FiAP的家庭網(wǎng)關(guān)，并在Wi-Fi上啟用了基于SIM卡的無縫認(rèn)證，改善用戶的Wi-Fi體驗(yàn)。日本的Softbank則同時提供熱點(diǎn)AP及家用AP，在家用AP上Softbank采取了與FON合作的模式，共部署了7萬個家用FONAP，平均分流了20%的3G流量。
對于像Verizon及Telstra那樣擁有足夠蜂窩網(wǎng)頻譜資源的運(yùn)營商，他們并不提供Wi-Fi，而是僅僅依靠蜂窩網(wǎng)提供移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。對于純Wi-Fi設(shè)備的接入，Verizon及Telstra均提供使用HSPA/LTE上行、Wi-Fi下行的無線路由器MIFI設(shè)備供Wi-Fi接入。
Telstra在三個頻段共擁有90MHz雙向頻寬，并將再申請2x45MHz頻寬，Telstra目前不上WLAN。移動寬帶依靠豐富的頻譜資源、HSPA + 2 1、HSPA+42和LTE的演進(jìn)來滿足容量增長需求，這種持續(xù)的演進(jìn)帶來了良好的用戶體驗(yàn)，在市場上體現(xiàn)為市場份額第一，并且保持高ARPU值、高EBITDA。Telstra預(yù)計(jì)到2016年數(shù)據(jù)量將是現(xiàn)在的16倍，而大城市的頻譜只有80%到120%的增長空間，所以Telstra也在考慮下一步的演進(jìn)，現(xiàn)在計(jì)劃在墨爾本試驗(yàn)HetNet。由于蜂窩HetNet可能的成本上升和Wi-Fi與蜂窩互動技術(shù)的完善，融合Wi-Fi的HetNet也可能成為其未來選擇之一。
Wi-Fi的運(yùn)營方式
運(yùn)營商對Wi-Fi基本都采用的是補(bǔ)貼模式，固定運(yùn)營商對固定寬帶用戶只收家庭寬帶費(fèi)用，對公共站點(diǎn)Wi-Fi寬帶提供免費(fèi)接入，以綁定家庭寬帶用戶，為用戶提供方便和需要。
FON是一種匯集資源和共享資源的的模式，用戶提供Wi-Fi接入資源，比如將家庭帶寬的50%開放給公共接入，可以獲得自己在公共場所FON和漫游地FON的免費(fèi)接入，運(yùn)營實(shí)體靠整合大家資源來壯大網(wǎng)絡(luò)，出售FON盒子獲得收益，這是一種綠色的方案，沒有更多額外的站址建設(shè)，完全利用已有的寬帶網(wǎng)絡(luò)，而且利用空閑的帶寬和空閑時間，提高了Wi-Fi的利用率。到2012年中FON已有超過6百萬的熱點(diǎn)分布在全球各地，80%的用戶通過移動手機(jī)接入。
移動運(yùn)營商和固定運(yùn)營商類似，在Wi-Fi使用上也采用交叉補(bǔ)貼的方式。其交叉補(bǔ)貼商業(yè)模式如下：服務(wù)商或設(shè)備商提供一種免費(fèi)產(chǎn)品來吸引用戶，從而讓用戶消費(fèi)其他相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品，這是商業(yè)中常見的模式，如吉利提供免費(fèi)剃須刀，但通過刀片的收費(fèi)來保證收入；蘋果公司的很多應(yīng)用是免費(fèi)的，但以此賣出更多的終端獲得收益；運(yùn)營商補(bǔ)貼終端，通過套餐補(bǔ)回來也是如此。圖2對交叉補(bǔ)貼模式進(jìn)行了解釋。
所以移動運(yùn)營商通常不對Wi-Fi單獨(dú)收費(fèi)，但捆綁MBB套餐，即通過提升用戶體驗(yàn)增加用戶黏性或吸引用戶來保證甚至提高其在MBB上的收入，美國、日本、韓國市場的移動運(yùn)營商都采用了這種用法。比如現(xiàn)階段at&t對其3G/4G數(shù)據(jù)套餐用戶及固網(wǎng)包月用戶的Wi-Fi都是免費(fèi)的，但使用漫游合作伙伴的Wi-Fi則是單獨(dú)收費(fèi)的。Freemobile為智能機(jī)用戶提供了每月月19.99歐元包括HSPA在內(nèi)的包月套餐；在Wi-Fi上不限流量，在HSPA上每月3G封頂。Softbank也對包月的高端3G/4G用戶提供了免費(fèi)的Wi-Fi服務(wù)。
Wi-Fi的另一個作用是承載大容量業(yè)務(wù)，像文件下載和長視頻瀏覽/下載，比如觀看一個60分鐘720p的視頻需要近1G的流量，如果在蜂窩移動寬帶上傳那么產(chǎn)生的費(fèi)用可能會超出用戶的支付意愿。
考慮到不同網(wǎng)絡(luò)的成本、移動帶寬的資費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)的忙閑、業(yè)務(wù)的特征和用戶的需求，未來的網(wǎng)絡(luò)需要走向融合，并且是智能的融合網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)既滿足用戶體驗(yàn)和需求又能充分利用各個網(wǎng)絡(luò)特征和效率的綜合效果。后面將對Wi-Fi的融合方向進(jìn)行展望。
圖2交叉補(bǔ)貼模式（來源：Ericsson）
Wi-Fi定位和融合方向
基于Wi-Fi采用非監(jiān)管頻段及抗干擾能力、穿透性、移動性差的特點(diǎn)，Wi-Fi主要作用蜂窩網(wǎng)的補(bǔ)充，用于解決熱點(diǎn)地區(qū)室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)要求。目前朝著將Wi-Fi與SmallCell集成的方向發(fā)展，以充分發(fā)揮協(xié)同作用。在承載業(yè)務(wù)上，Wi-Fi與3GPP應(yīng)有所區(qū)別，Wi-Fi適合承載高帶寬、低移動性、低實(shí)時性要求的應(yīng)用，如快速發(fā)展的移動OTT視頻，比如搜狐、奇藝、迅雷P2P等OTT視頻。這些視頻應(yīng)用朝著高清化方向迅速發(fā)展，將逐漸成為移動互聯(lián)網(wǎng)的主要流量，這些應(yīng)是WLAN分流的優(yōu)先考慮。
從運(yùn)營商角度看，Wi-Fi與3GPP的融合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)朝著將Wi-Fi作為一種無線技術(shù)融入3GPP網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，在HetNet/SmallCell場景下，Wi-Fi成為多種無線技術(shù)的一種，與其他蜂窩技術(shù)共用一個核心網(wǎng)，形成一個多種接入技術(shù)和資源統(tǒng)一調(diào)配、策略統(tǒng)一控制、業(yè)務(wù)統(tǒng)一管理的異構(gòu)網(wǎng)（移動網(wǎng)與Wi-Fi網(wǎng)的融合如圖3所示）。運(yùn)營商需要通過以下幾個方面進(jìn)行融合。
第一，接入認(rèn)證融合。為Wi-Fi提供與3GPP一樣的接入體驗(yàn)，包括自動基于SIM卡的統(tǒng)一認(rèn)證接入、空口流量加密。目前這是Wi-Fi聯(lián)盟的HS2.0及WBA的NGH的工作重點(diǎn)，已獲得運(yùn)營商及業(yè)界的廣泛支持
第二，Wi-Fi與SmallCell集成，實(shí)現(xiàn)智能分流控制。隨著熱點(diǎn)地區(qū)蜂窩基站的密集化及Wi-Fi的部署，Wi-Fi基站可以與SmallCell集成部署，以達(dá)到成本的最優(yōu)控制，同時便于集成控制及智能流量管理，比如實(shí)現(xiàn)智能的業(yè)務(wù)分流控制，當(dāng)蜂窩網(wǎng)擁塞時，則盡可能分流到Wi-Fi，而當(dāng)Wi-Fi擁塞或目前Wi-Fi出現(xiàn)故障或上行帶寬、QoS不足時，則應(yīng)維持用戶在蜂窩網(wǎng)上，以最大程度改善智能機(jī)用戶的體驗(yàn)。這就需要Wi-Fi控制功能與蜂窩基站控制器進(jìn)行較緊密的集成及融合。
圖3移動和Wi-Fi的融合網(wǎng)絡(luò)（來源：Ericsson）
第三，基于輕客戶端的無縫漫游及無縫業(yè)務(wù)分流。當(dāng)越來越多的SmallCell集成了Wi-Fi后，智能機(jī)需要在蜂窩網(wǎng)及Wi-Fi間無縫漫游，并同時維持業(yè)務(wù)層面的無感知，3GPP的ANDSF及SaMOG工作組的s2aGTP技術(shù)均側(cè)重于解決這些問題。3GPP目前也在制訂標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)同時雙激活使用Wi-Fi/蜂窩網(wǎng)。并按業(yè)務(wù)的不同，為不同的業(yè)務(wù)流量選擇不同的網(wǎng)絡(luò)，比如當(dāng)智能機(jī)用戶在使用VoLTE時，業(yè)務(wù)使用LTE網(wǎng)絡(luò)，而同時該用戶的VoD視頻下載則在Wi-Fi可用時分流到Wi-Fi上進(jìn)行，同時使用，互不影響。當(dāng)Wi-Fi不可用時，則所有業(yè)務(wù)可無縫回到LTE網(wǎng)絡(luò)，最大化利用網(wǎng)絡(luò)資源，最大程度改善用戶的體驗(yàn)。目前3GPP在非常積極地解決這些問題，包括提出了MAPCONonS2a等提案，這些工作都考慮到了基于“輕客戶端”要求的前提，即對終端的要求與蜂窩網(wǎng)基本一致，以便方案能直接適應(yīng)市面上最新操作系統(tǒng)的智能機(jī)，而無需定制化的客戶端。
