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3G入门教科书,3G大家都不陌生,但对它的了解有多少了,
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第一课、无线技术相关术语解释
GSM/2G GSM ( 全 球 移 动 通 信 : Global System For Mobile
Communication)是 1992 年欧洲标准化委员会统一推出的标准,它采用数字通信技术、
统一的网络标准,使通信质量得以保证,并可以开发出更多的新业务供用户使用。GSM 移
动通信网的传输速度为 9.6K/s。目前,全球的 GSM 移动用户已经超过 5 亿,覆盖了 1/12
的人口,GSM 技术在世界数字移动电话领域所占的比例已经超过 70%。由于 GSM 相对
模拟移动通讯技术是第二代移动通信技术,所以简称 2G。目前,我国拥有 8000 万以上
的 GSM 用户,成为世界第一大运营网络。 GPRS GPRS(通用无线分组业务:
General Packet Radio Service)是一种基于 GSM 系统的无线分组交换技术,提供端到
端的、广域的无线 IP 连接。简单的说,GPRS 是一项高速数据处理的技术,其方法是以“分
组”的形式传送数据。网络容量只在所需时分配,不要时就释放,这种发送方式称为统计复
用。目前,GPRS 移动通信网的传输速度可达 115k/s。GPRS 是在 GSM 基础上发展起来
的技术,是介于第二代数字通信和第三代分组型移动业务之间的一种技术,所以通常称为
2.5G。 WAP WAP(无线应用通讯协议:Wireless Application Protocol)是
移动通信与互联网结合的第一阶段性产物。这项技术让使用者可以用手机之类的无线装置
上网,透过小型屏幕遨游在各个网站之间。而这些网站也必须以 WML(无线标记语言)
编写,相当于国际互联网上的 HTML(超文件标记语言)。打个比喻,GPRS 和 GSM 都
是马路,而 WAP 是在马路上的汽车。China 移动开通 GPRS 之后,WAP 就行驶在 GSM
和 GPRS 两条马路上,而行驶在 GPRS 的马路上可以提高数据传输速度。因此,现有
WAP 上的内容一样可以通过 GPRS 进行浏览和应用。WAP 是 2.5G 的协议。 2.5G
其它 2.5G 技术。2.5G 移动通信技术是从 2G 迈向 3G 的衔接性技术,目前出现的 2.5G
衔接技术还包括:HSCSD、EDGE、EPOC 等。 HSCSD(高速电路交换数据服务:
High Speed Circuit Switched Data)是 GSM 网络的升级版本,能够透过多重时分同
时进行传输,而不是只有单一时分而已,因此能够将传输速度大幅提升到平常的二至三倍
目前新加坡 M1 与新加坡电讯的移动电话都采用 HSCSD 系统,其传输速度能够达到
57.6kbps。 EDGE(全球增强型数据提升率: Enhanced Dataratesfor Global
Evolution)完全以目前的 GSM 标准为架构,不但能够将 GPRS 的功能发挥到极限,还可
以透过目前的无线网络提供宽频多媒体的服务。EDGE 的传输速度可以达到 384k,可以
应用在诸如无线多媒体、电子邮件、网络信息娱乐以及电视会议上。 3G 3G 是
3rd Generation 的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第
二代 GSM、TDMA 等数字手机(2G),第三代手机是指将无线通信与互联网等多媒体通
信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包
括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能
够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少
2M/s、384k/s 以及 144k/s 的传输速度。CDMA 被认为是第三代移动通信(3G)技术的
首选,目前的标准有 WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。 一个重要的提示:在
《什么是宽带和宽带网》一文中,曾经提到了宽/窄带的分水岭数据问题(骨干网传输速率
在 2.5Gbyte 以上、接入网传输速率达到 1Mbyte 的网络定义为宽带),所以显然所有
2G 和 2.5G 的产品和技术都不是宽带技术,而能称得上宽带技术的只有 3G 及其后续技术。
据说现 在是 有人 要 跳过 3G ,直 接研 究 4G ,不 过具 体的细节 就 不 知 道 了。 CDMA
CDMA(码分多址:Code-Division Multiple Access)是数字移动通信进程中出现的一
种先进的无线扩频通信技术,它能够满足市场对移动通信容量和品质的高要求,具有频谱
利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆覆盖广等特点,
可以大量减少投资和降低运营成本。CDMA 最早由美国高通公司推出,近几年由于技术和
市场等多种因素作用得以迅速发展,目前全球用户已突破 5000 万,我国也在北京、上海
等城市开通了 CDMA 电话网。 3G 的标准 国际电信联盟(ITU)在 2000 年 5 月
确定 W-CDMA、CDMA2000 和 TDS-CDMA 三大主流无线接口标准,写入 3G 技术指导
性 文 件 《 2000 年 国 际 移 动 通 讯 计 划 》 ( 简 称 IMT-2000 ) 。 W-CDMA : 即
Wideband CDMA,也称为 CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,其支持者
主要是以 GSM 系统为主的欧洲厂商,日本公司也或多或少参与其中,包括欧美的爱立信、
阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的 NTT、富士通、夏普等厂商。这套系统能够
架设在现有的 GSM 网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡,而 GSM 系统相当普
及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此 W-CDMA 具有先天的市场优势。
CDMA2000:CDMA2000 也称为 CDMA Multi-Carrier,由美国高通北美公司为主导提
出,摩托罗拉、Lucent 和后来加入的韩国三星都有参与,韩国现在成为该标准的主导者。
这套系统是从窄频 CDMA One 数字标准衍生出来的,可以从原有的 CDMA One 结构直接
升 级 到 3G , 建 设 成 本 低 廉 。 但 目 前 使 用 CDMA 的 地 区 只 有 日 、 韩 和 北 美 , 所 以
CDMA2000 的支持者不如 W-CDMA 多。不过 CDMA2000 的研发技术却是目前各标准中
进度最快的,许多 3G 手机已经率先面世。 TD-SCDMA:该标准是由 China 大陆独
自制定的 3G 标准,1999 年 6 月 29 日,China 原邮电部电信科学技术研究院(大唐电
信)向 ITU 提出。该标准将智能无线、同步 CDMA 和软件无线电等当今国际领先技术融于
其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另
外,由于 China 内的庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以
上的设备厂商都宣布可以支持 TD-SCDMA 标准。
第二课、3G 与光通信
3G 究竟能给光通信带来什么?我们觉得这要分四个方面进行讨论: 1、3G 对传
统的光网络技术有什么挑战? 2、3G 对光网络的带宽需求究竟有多大? 3、3G
下什么样的产品或是厂商能够更好的生存? 4、运营商在 3G 下的光网络策略是如何
的? 在更进一步讨论 3G 之前,我们先来了解一下 3G。 大家都知道 3G 的三个
标准 WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000。由于联通已经采用了 CDMA2000,而大
唐的 TD-SCDMA 一直都处于变化当中,因此现在人们口中的 3G 更多的是指 WCDMA。
WCDMA 目前有 R99、R4、R5、R6 四个标准。其中 R99 和 R4 较为成熟,而且厂家也
有较多产品。作为全 IP 的 R5 和 R6,由于标准一直在更改之中,未有定论。 下图为
基于 R99 的 WCDMA 网络结构:
较为专业的说法是把 3G 分为无线网和核心网。RAN 和空中无线部分称为无线网,
CN 是指核心网。 作为任何业务网络基础的光网络,在 3G 中扮演的角色是对 3G 业务的
承载。对于 Node B 到 RNC 的传输、RNC 到核心网的传输都需要光网络的参与,而核心
网之间的交互也是光网络的任务。 下面我们就四个问题进行讨论: 1、3G 对传
统的光网络技术有什么挑战? 从目前的光网络上看,SDH 无疑是最主流的技术。在
2G 时代,SDH 对 TDM 业务的适配是非常成功的。而在 3G 时代,由于各 Iu 接口采用了
ATM 协议,意味着我们的光网络必须支持 ATM 技术。有人会问,是不是这意味着 ATM 的
复兴呢?回答是否定的。我们利用 ATM 技术并不代表着我们要用 ATM 组网,也就是说,
我 们 可 以 在 SDH 基 础 上 对 ATM 业 务 进 行 支 持 , 这 就 是 MSTP 带 给 我 们 的 好 处 。
2、3G 对光网络的带宽需求究竟有多大? 这是个很头痛的问题。如果真正达到 3G 定
义的在静态环境上有 2M 的速率,那么一个基站的扇区带不了几个用户,即便是步行速率
的 384K,数量也很有限。由此可见,我们在 3G 建设的初期,就按照 3G 的定义来估算我
们的带宽需求,那将是一个不可估量的数字。从目前的情况看,必须对数据业务进行限数
即对各种高速率的数据用户进行数量限制,而对速率为 12.2K 的语音用户进行大幅度的支
持。 3、3G 下什么样的产品或是厂商能够更好的生存? 有网友在论坛上问我,
光通信厂商如何在 3G 下更好的生存?这个问题基本已超出了技术范围,我说我只能瞎说
两句。首先,我觉得 3G 对光网络产品有很大的挑战。我看到,很多厂家的 3G 无线设备
上集成了 STM-1 光口,有的甚至能在明年推出 1+1 备份的光口做 MSP。假如有一天,在
RAN 上我看不到一端光端机,我也不会惊讶。而且,AAL2 交换技术作为 ATM 业务汇聚
的一种新技术,本身已经超过了 MSTP 提供的基于 VPI/VCI 的交换,这样意味着 Node B
有可能比 MSTP 更具竞争力。 4、运营商在 3G 下的光网络策略是如何的? 对于
老牌的电信/网通而言,由于光网络一直遵从的是本地固定电话汇接网的结构,不仅网络结
构上不符合 3G 的业务形式,而且目前网络中富余资源太少,很难利用。这就意味着,至
少在 C3 层面上,我们需要一个全新的“传输 B 平面”,也就是说,需要重新建立一个符合
3G 业务特征,为 3G 预留容量的光网络。 而对于联通/移动而言,由于它们已经在
CDMA 和 GSM 上积累了丰富的运营经验,而且它们的光网络和无线网络挂钩密切,因此
应该考虑以利旧和扩容为主要思路。尤其它们的光网络建立较晚,MSTP 产品占大多数,
在升级的条件下可以更好的支持 ATM 业务。 3G 的热潮从 2000 年开始已经很久了,
但直到最近才真正有所动静,光纤在线希望这一次 3G 不再是海市蜃楼的虚幻,它能带着
光通信一起飞跃到光明的彼岸。
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