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）和2.5G的GPRS相互整合提上議事日程，以加強無線上網的寬帶化和適用性，填補3G推遲所帶來的部分市場和技術空間；與此同時電信和網通也借助WLAN介入無線數據領域，并嘗試用寬帶、無線、數據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、支持環境等方面加以解釋分析。

二、概述

3G、WLAN、Bluetooth這三種技術本質上是互補性的，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，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年發表的第一個無線局域網標準，而現在媒體屢屢提到的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境內建立一個特別連接的開放性全球規范，工作在2.4GHz頻段，目前可支持1Mbps的數據速率，支持數據與語音業務，目前可實現無障礙的接入距離在10米左右（發射功率為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（信道數據傳輸速率為1Mbps），2001年年底又出臺了藍牙標準2.0版(信道數據傳輸速率為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，文獻數據表明，使用DSSS直序擴頻的802.11b其發射功率為20dBm時，將使藍牙數據包的丟失率達到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年國際電訊聯盟提出，當時考慮到該系統可能在2000年左右進入市場，工作頻段在2000MHz，且最高業務速率為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、高質量多媒體業務的全球漫游移動通信網絡，能實現靜止2Mbps傳輸速度，中低速384Kbps，高速144Kbps速率的通信網；但由于各國、各廠商的利益差異，產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定，ITU又將目光投向能提供更高無線傳輸速率和統一靈活的全IP網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域內(建筑物內以及戶外的短距離)。根據大多數業界估計，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網絡支持跨廣域網絡的移動性，但是數據吞吐速度明顯低于WLAN。 由于3G與WLAN在覆蓋區域和帶寬上具有不同優勢和局限性，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、無線局域網和藍牙網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無線局域網支持便攜性

3 G網絡是建立在蜂窩架構上的，最適于支持移動環境中的數據服務。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絡覆蓋的移動性，這種移動性常常通過不同網絡運營商之間的漫游協議進行擴展。當然，可供移動用戶使用的帶寬是有限的。

WLAN無線局域網提供了大量的帶寬，但是它覆蓋區域有限(室內最多100米)。它所支持的應用經常通過像筆記本電腦這類便攜式以數據為中心的設備訪問，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支持語音和數據，WLAN無線局域網主要支持數據

語音和數據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；數據信號能夠允許時延但不能容忍錯誤。因此，為數據而優化的網絡不適合于傳送語音信號。反之，為語音而優化的網絡也不適于數據信號。WLAN主要用于支持數據信號，與此形成對比的是，3G網絡被設計用于同時支持語音和數據信號。

雖然WLAN正在向集成電話功能發展，但是其目前的結構中缺少支持像語音、多媒體和內容這類更高水平應用所要求的必需架構：例如，適應服務質量、可伸縮性和計費機制要求的架構。 現在有少數國家大型電信運營商提供了WLAN無線局域網服務（如上海電信的“天翼通”WLAN業務），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展方向。WLAN是由數據通信而非電信廠商領導的。這里的領導者是傳統企業網絡公司，如Agere、Cisco、3Com、IBM、D-Link及其他公司。 無線局域網廠商以自己的LAN經驗(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的東西沒有太多的興趣。

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絡運營商生成更大收入流的移動數據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，但它也代表著巨大的收入機會。在移動環境中，電話號碼一般屬于一個人而不是一個地方，因此，網絡知道你是誰，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標準。

五、供應渠道和業務模型

WLAN和藍牙的供應渠道與3G通信系統的供應渠道有著顯著的不同。大多數無線局域網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，由于此類移動數據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，為將來的服務內容和業務模型苦苦思索。 但比較明顯的是，WLAN和3G業務模型有一樣重要區別: 提供WLAN服務的業務提供商（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網絡中。

不過若能很好的處理好WLAN和3G或2.5G在業務技術層次上融合，如在WLAN環境中使用基于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務模型，以充分利用原有的計費系統和客戶關系。

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。