Wi-Fi最大的優(yōu)勢在于,它是在未授權的頻譜上運行的,任何人都可以部署Wi-Fi網(wǎng)絡(luò ),而且能夠支持人們能想到的幾乎所有智能手持設備或物聯(lián)網(wǎng)設備。Wi-Fi最適合的是大容量、高密度且低移動(dòng)性的室內應用。另一方面,蜂窩技術(shù)在過(guò)去幾十年里橫掃全球,打造出了一個(gè)數萬(wàn)億美元的電信行業(yè),它具備無(wú)處不在的室外覆蓋、無(wú)縫的移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),更完美支持語(yǔ)音和流媒體等實(shí)時(shí)應用。兩項技術(shù)的結合將為整個(gè)行業(yè)帶來(lái)巨大的希望,但問(wèn)題是二者如何結合。毫無(wú)疑問(wèn)這兩項技術(shù)將繼續專(zhuān)注于為用戶(hù)提供“始終保持最佳連接”體驗目標。實(shí)際上,用戶(hù)在乎的只是快速、可靠且經(jīng)濟實(shí)惠的技術(shù),但是具體使用何種無(wú)線(xiàn)技術(shù)他們并不在乎。
各行各業(yè)不斷嘗試Wi-Fi/蜂窩網(wǎng)絡(luò )融合,隨著(zhù)各個(gè)技術(shù)的不斷推進(jìn),了解這些不同方法之間的區別非常重要,其實(shí)答案并沒(méi)有正確或錯誤之分,只是選擇不同而已(具體取決于用戶(hù)的參考架構)。與所有事物一樣,市場(chǎng)會(huì )決定最終在什么時(shí)間采用什么方法。
未授權頻段中的LTE(LTE-U和LAA-LTE)
最近關(guān)注度最高的一個(gè)選擇就是LTE-U。經(jīng)過(guò)高通和其他無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)(radio access network,簡(jiǎn)稱(chēng)RAN))供應商的推廣,LTE-U是在5GHz未授權頻段上直接運行LTE的一種方式。這種方式為了得到更多的無(wú)線(xiàn)頻譜來(lái)支持移動(dòng)服務(wù),在覆蓋度上優(yōu)勢會(huì )降低。這一概念仍在第三代合作伙伴計劃(3rd Generation Partnership Project,簡(jiǎn)稱(chēng)3GPP)下進(jìn)行開(kāi)發(fā),以期符合R13(Release 13)標準中的輔助授權接入(LTE-LAA)。
LAA繼續運行已授權頻段中的所有LTE控制和數據信道,采用LTE-Advanced實(shí)現它們之間的信道綁定。未授權頻段旨在提供額外的數據平面性能——實(shí)際數據平面性能的提升。這種方法的最大挑戰就是,解決LTE與Wi-Fi在未授權頻段中的和諧共存問(wèn)題,但是共享頻譜并不是LTE 的DNA(固有特性)。
有相關(guān)人士表示,LTE-U可以輕松與未授權頻段的Wi-Fi共存并保證其運行,這與現在不同Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )共享頻段的方法類(lèi)似。但同時(shí)也有人擔心,LTE的固有性質(zhì)會(huì )導致其將Wi-Fi擠出這些頻段。不同于Wi-Fi先到先得的基于競爭性的訪(fǎng)問(wèn)模式,LTE假定是可以完全控制其運行所在的頻段,LTE的目的并不在于爭搶著(zhù)接入介質(zhì)。
Wi-Fi采用的是先聽(tīng)后說(shuō)(listen-before-talk,簡(jiǎn)稱(chēng)LBT)的機制,即希望使用該頻段的任何設備必須先聽(tīng),看此頻段是否被占用。如果此頻段不繁忙,設備就可以占用并開(kāi)始傳輸。此頻段最長(cháng)只能保持10微秒,之后將被釋放并重復進(jìn)行LBT。這可確保對介質(zhì)的公平訪(fǎng)問(wèn),同時(shí)也是一個(gè)非常有效的共享未授權頻譜的方法。目前需要解決的問(wèn)題是如何在未授權頻段中使用LBT并取得最佳實(shí)施效果,因為這會(huì )要求介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制層的變化。
如果不能很好的實(shí)施LBT機制,LTE-U技術(shù)的可行性就可能會(huì )受到限制,因為公共場(chǎng)所的所有者和其他企業(yè)不愿意部署任何可能對未授權頻段產(chǎn)生負面影響的設施。酒店、會(huì )議中心、體育場(chǎng)和交通樞紐這類(lèi)這些公共場(chǎng)所都是極需海量數據的理想場(chǎng)所。現在,高質(zhì)量的Wi-Fi 服務(wù)發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用,它們可以吸引顧客進(jìn)入并停留在上述公共場(chǎng)所中。這還會(huì )有效地使公共場(chǎng)所重視保護未授權頻段。許多場(chǎng)所現在甚至聘用員工追蹤這些頻段的使用情況。這樣就必須確保3GPP出臺的LAA-LTE標準都根據IEEE規范支持LBT機制。
LTE + Wi-Fi鏈路聚合(LWA)
采用未授權頻譜的LTE的另一個(gè)方法就是LTE Wi-Fi聚合(LWA),這種方法在業(yè)界將會(huì )更受歡迎。
這種受高通大力推廣的技術(shù),雖然與LTE-U和LAA-LTE仍有一些差異,但是其實(shí)現的效果與LTE-U和LAA-LTE仍然非常類(lèi)似。借助LWA,可分離LTE數據有效載荷,一些流量會(huì )通過(guò)Wi-Fi傳輸,剩余的則通過(guò)LTE本身來(lái)傳送,從而大大提升LTE服務(wù)的性能。人們預計,LWA會(huì )在標準化過(guò)程中快速發(fā)展,并被3GPP納入2016年夏天發(fā)布的R13標準。LWA集中采用Wi-Fi接入點(diǎn)來(lái)增大LTE RAN,在802.11 MAC框架中傳送LTE,因此雖然它正在傳送LTE數據,但是看起來(lái)卻像另一個(gè)網(wǎng)絡(luò )的Wi-Fi。
采用LWA,Wi-Fi在未授權頻段上運行,而LTE在授權頻段上運行,這兩種無(wú)線(xiàn)技術(shù)的結合會(huì )帶來(lái)絕佳的用戶(hù)體驗。這兩種技術(shù)都可以發(fā)揮各自所長(cháng),LTE無(wú)需再執行任何不正常的操作。與未授權頻譜中LTE的部署不同(此部署需要全新的網(wǎng)絡(luò )硬件和全新的智能手機),LWA只需簡(jiǎn)單的軟件升級就能啟用,智能手機采用LWA就能為這兩種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )供電并拆分數據平面流量,從而使一部分LTE流量可以通過(guò)Wi-Fi進(jìn)行隧道傳輸,剩余流量通過(guò)LTE自身運行。在Wi-Fi接入點(diǎn)收集的流經(jīng)Wi-Fi的流量,隨即會(huì )被傳送回LTE小蜂窩基站,可有效錨定會(huì )話(huà)。這些流量在LTE小蜂窩基站結合到一起,然后發(fā)送到移動(dòng)分組核心網(wǎng)(evolved packet core,簡(jiǎn)稱(chēng)EPC),并從那里傳送到互聯(lián)網(wǎng)。
這種方法的最大優(yōu)勢是,所有Wi-Fi流量都能從移動(dòng)運營(yíng)商EPC提供的服務(wù)中獲益。這些服務(wù)包括計費、深度包檢測、合法攔截、策略、身份驗證等,不勝枚舉。如果LTE信號丟失,此服務(wù)就會(huì )掉線(xiàn),而用戶(hù)可以通過(guò)Wi-Fi重新連接互聯(lián)網(wǎng)。這種方法與多鏈路或多路徑TCP有點(diǎn)類(lèi)似,不同的是,流量可結合到蜂窩RAN,而不是返回互聯(lián)網(wǎng)。
LTE + Wi-Fi鏈路聚合要求在一個(gè)固定場(chǎng)所內部署LTE小型蜂窩基站,場(chǎng)所的任何Wi-Fi 接入點(diǎn)都要進(jìn)行軟件升級從而支持LWA。Wi-Fi接入點(diǎn)也可以繼續支持獨立SSID上的非LWA流量,這是比在未授權頻段中使用LTE有更多的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又避免了缺點(diǎn),結合了兩者的優(yōu)勢。因此,LWA成為一個(gè)既不影響未授權頻段,又能充分利用現有Wi-Fi接入點(diǎn)并提升室內蜂窩性能的解決方案。
未來(lái)將會(huì )怎樣?
預計在2020年前,Wi-Fi 和LTE小蜂窩基站技術(shù)仍將繼續融合,帶來(lái)始終保持最佳連接的使用體驗。LTE-U、LTE-LAA、LWA和多鏈路TCP都是融合這兩大無(wú)線(xiàn)技術(shù)的選擇,當然我們也將探索更多方式來(lái)達到這一效果。電信級Wi-Fi技術(shù)和LTE小蜂窩基站的前途一片光明。