概述
运营商在建设WiMAX网络时,需要从频段、组网模式、覆盖方式、基站选型、接入承载网、与现网的融合等不同维度进行研究,从而选择最适合自己的方案。
当前,运营商已有的2G/3G移动网络、部署在有限区域的固定网络,都未能很好地满足数量庞大的家庭、企业用户对超高速无线宽带的需求。越来越多的运营商将目光投向WiMAX这匹黑马。
勿庸置疑,WiMAX是最后一英里宽带接入非常有效的解决方案。据WiMAX论坛统计,目前全球范围内,有130个国家建起400多张WiMAX网络,其中170多个处于商用阶段,有400万用户使用WiMAX技术来接入高速宽带网络。通过对已经部署的WiMAX网络的不同维度进行研究,我们可以得到很多建网经验,作为运营商后续建网的参考。
频谱资源的选择
目前已经部署的WiMAX网络所使用的频段,主要集中在2.3G(约占10%)、2.5G(约占40%)、3.5G(约占50%)。从频率特性以及终端的成熟度、后续全球漫游等角度考虑,2.5G频段是最合适的。运营商在申请WiMAX建网频段的时候,应该优选2.5G频段。
此外,运营商应尽可能申请更多的频谱资源,便于多频点组网,保证良好的网络性能,降低整网的干扰,提高用户体验,并迅速放号。例如巴基斯坦 Mobilink的WiMAX网络放号迅速,其重要原因之一就是采取多频点组网,部分地区甚至做到了6频点组网;整网的干扰很小,即使在小区边缘交叠区的同频干扰也很小,在信号强度较弱的地区,也能获得较好的CINR(载波与干扰噪声比),用户的体验很好。
组网模式的选择
根据当前WiMAX应用情况分析,我们可以大胆推测WiMAX的应用可分为两大阶段。第一阶段是2007-2012年,WiMAX的应用主要以固定及游牧应用为主,CPE(用户驻地设备)及USB Dongle(适配器)的需求是主流。第二阶段是2013年以后,随着移动宽带的发展,WiMAX与2G、3G网络结合的移动多模终端获得大范围使用,WiMAX与IT消费类电子产品结合;此时WiMAX将给人们的生活、工作带来更大的便利和享受。
针对这两个阶段,从投资经济性角度来看,建网的思路应该有所区别。在第一阶段,运营商部署WiMAX网络的时候,非常谨慎。经过调研发现,这个阶段大多数WiMAX用户使用室内CPE,为PC提供接入,业务应用场景相对固定,运营商普遍把WiMAX作为企业、家庭的无线宽带解决方案;而2G/3G网络为个人提供无线宽带服务。Sprint就是用2G/3G网络提供个人语音以及移动数据业务;WiMAX主要为家庭、企业提供固定、游牧状态下的超高速无线宽带业务;WiMAX和2G/3G网络各有不同的服务品牌,双网并行,优势互补,为客户提供差异化的服务。
因此,WiMAX建网初期最好遵循固定组网的方式,后续根据终端以及业务发展的情况逐步按照移动网的方式组网。两种组网方式所需要的基站数量有较大区别,运营商应根据自身的实际情况合理选择。
覆盖策略的选择
运营商通常已有提供数据业务的移动网络或是固定网络,但是受限于频点、网络部署区域等客观条件,在给用户提供更高速率体验以及流媒体业务时,显得捉襟见肘,因而选择部署WiMAX网络。面对多种覆盖方式,运营商该如何选择?
点覆盖
运营商都倾向于使用WiMAX承载大流量的数据业务,此类业务大多出现在特定的热点区域。点覆盖就是在这些热点区域部署少量的基站,形成一个个孤岛。
运营商选择这种覆盖方式,往往是从节省基站投资的角度考虑。但是从实践效果来看,这种覆盖方式很难在商业上取得成功。这是因为WiMAX的空口速率较 GSM、CDMA、HSPA技术有可观的提升,相应的,需要更多的传输资源。如果为这些“孤岛”单独配备传输设备,不仅难以形成规模效应,也无法实现节省投资的初衷;如果不增加传输设备,则WiMAX网络的速率优势无法实现。
另外,这种覆盖方式非常容易造成室内覆盖不足,影响用户体验。没有好的用户体验,用户规模就很难迅速扩大,使运营商从此陷入网络规模难以扩大,用户发展困难的恶性循环。
区域覆盖
为了从用户增长中获得规模效益,按区域覆盖(Block by Block)是当前运营商普遍采用的方式。城市的住宅区、CBD区域、缺乏有线资源的郊区则是首先部署的区域。韩国KT在2006年部署WiBro的初期也是在首尔、仁川等城市的热点做点覆盖,但是之后的一年用户发展非常缓慢。为此,KT改变了覆盖策略,采取按区域覆盖的策略,网络质量得到迅速提升,用户数量也随之上升。
KT WiBro网络的区域部署是根据目标用户的重要程度,分区域按次序集中覆盖。第一步是从首尔Coex的办公区域以及居民区,扩散到附近的大学区域;第二步部署首尔城区的其他区域;第三步是在2008年,实现首都圈(首尔以及周边19个城市,其中包括70所大学、所有地铁)的全覆盖,覆盖面积达1.17万平方公里,人口覆盖率达40%。
采取这样的覆盖策略,KT WiBro的网络质量比较好,用户发展也比较迅速。截至2008年6月,用户数就已经超过20万。有了用户的规模发展,运营商才会有相应的收益,投入到网络规模的进一步扩大中,从此形成良性循环。
广覆盖
广覆盖是在较大范围内进行连续的覆盖,用户可以漫游,体验会很好。Spint就采用了这样的覆盖策略。广覆盖的缺点是初期投资会较大,对运营商的财力是很大的考验,对于大多数运营商而言,在建网初期并不太适合。
综合考虑三种覆盖策略,运营商应该优选按区域覆盖的方式,区域的选择则根据该区域客户群的属性以及DSL、PC的渗透率来确定。随着用户数的增加,USB dongle和手持终端的流行,用户对移动和漫游的需求会逐渐增加,这时则可以考虑在较大区域实现广覆盖,甚至做到按城市(City by City)部署。
基站设备的选择
移动运营商普遍面临这样的挑战:机房空间受限、站址获取困难,但是又必须快速部署网络。对这种情况,运营商可以选择分布式基站,采取已有移动网资源共享的方式建网。
分布式基站“零机房”解决方案可以灵活用于室外、室内多种覆盖场景。同时,分布式基站对配套要求很低,能够有效降低TCO,大大缩短施工周期。沙特STC、南非Vodacom的WiMAX网络就采用了华为分布式基站。
华为的分布式基站集成了MIMO、OFDMA等先进技术,提高了单站的频谱效率、信号质量、覆盖,有效减少区域覆盖所需站点数量,还可以和现有2G/3G基站共用站址、电源、天馈、传输,对减少CAPEX和OPEX有着立竿见影的效果。
对接入承载网的要求
WiMAX空口速率较以往的2G/3G网络有显著提升,从BS(基站)到ASN-GW(接入网网关)的接入承载网对传输带宽的需求急剧上升。
按照传统的无线网络通过E1做传输承载的方式,需要大幅增加对传输的投资,但是收益却不会有同等幅度的增加。因为现实中,20M传输资源的租金是1M 传输资源的20倍是可能的;但最终用户的体验速率从100Kbps提升到2Mbps,资费提升20倍却极其困难。因此,接入承载网必须选择全新的传输组网模式,满足带宽要求的同时,降低成本。
WiMAX网络对传输带宽需求巨大,必须在接入承载层进行业务汇聚以节省带宽。合适的架构是“两层一节点”:将接入承载层分为接入层、汇聚层、接入节点。
接入层采用FE/GE是当前主流的做法,除了能够满足WiMAX对带宽的需求外,还具有成本低廉、扩容便利的特点。如果传输设备需要扩容10M,采用 FE/GE方式组网,只需要调整数据配置即可;但是采用E1组网则需要再拉5根E1,基站以及传输设备还需要新增硬件。
汇聚层一般是利用已有的城域网。随着全IP建设的深入,采用GE+数据的组网模式,逐渐成为众多运营商的首选。这种组网模式使L2/L3交换机、路由器借助RPR组网,综合了IP的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率、可靠性等优点。
接入点位于接入层和汇聚层之间,完成多个基站的传输端口收敛、业务汇聚、获得统计复用增益,执行QoS策略。
此外,根据对大多数2G/3G网络的分析,50-80%的接入网故障与接入承载网有关,因此在部署WiMAX接入承载网的时候,要确保可靠性、可维护性,以及QoS保障。
与现网的融合
WiMAX是宽带无线化的一种接入技术,本身没有定义会话控制功能实体,不能进行业务控制,只能作为简单的数据承载通道。但是运营商部署WiMAX,决不只是提供无线DSL业务,还需要根据用户需求提供VoIP、VPN、VOD等业务。
因此,运营商需要在WiMAX上增加会话控制功能实体,以控制终端发起的呼叫、会话及媒体流过程。将WiMAX与运营商已经有的2G/3G核心网、 NGN、IMS融合是非常好的选择。WiMAX+IMS融合方案的优势很明显:从WiMAX方面来看,可以充分利用IMS网络,提供更良好的数据服务和丰富的业务体验;从IMS系统来看,WiMAX丰富了IMS的接入种类。
WiMAX网络与现有网络的融合,还包括和网管、认证、鉴权、计费的融合、统一。融合不仅节省投资,也使运营商在全网多种业务之间进行融合管理,连续部署,实现可运营的目标,为最终用户提供低成本的数据、话音综合解决方案。其中,网管的统一是最基本的,对运营商网络的管理与维护至关重要。总之,WiMAX和现网融合,要最终形成一个可运营、可管理、可维护的架构。