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移动互联网接入网络技术
摘要:移动互联网是信息技术领域的热点之一，接入网是移动互联网的重要基础设施。分析了卫星通信网、无线城域网、无线局域网、无线个域网和蜂窝网等当前接入网技术的特点和应用。未来接入网技术的发展趋势是各种网络的融合和演进，报道了异构无线网络融合的特点和应用。
关键词:移动互联网接入网络技术
中国图书馆分类号:TN92文献识别码:A篇号:1672-3791(2013)03(b)-0009-02。
移动通信技术和互联网技术是信息技术领域的重要组成部分。这两项技术的发展直接影响着人们的生活和工作方式。移动互联网是一种新型的融合网络，是移动通信技术和互联网技术充分融合的产物。在移动互联网环境下，人们可以通过智能手机、PDA、车载终端等设备，通过移动网络接入互联网，随时随地享受互联网提供的服务。
2011中国中国电信研究院在《移动互联网白皮书》中指出:？移动互联网是以移动网络为接入网的互联网和服务，包括移动终端、移动网络和应用服务三个要素[1]。？总之，移动终端是移动互联网的前提，接入网是移动互联网的基础，应用服务成为移动互联网的核心。本文详细描述了接入网技术的现状和发展趋势。
1接入网技术现状
现有的无线接入网主要有五种类型:卫星通信网、无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)和蜂窝网(2G网、3G网等)。) [2].它们在带宽、覆盖范围、移动性支持和部署成本方面各有优缺点。
1.1卫星通信网络
概述1.1.1
简单来说，卫星通信就是利用卫星作为中继站，在地球上(包括地面和低层大气)的通信站之间进行通信。卫星和地球站是卫星通信系统的重要组成部分。卫星通信新技术主要包括VSAT系统，即甚小孔径终端；中低轨道移动卫星通信系统等。
1.1.2的特点及应用
卫星通信具有通信面积大、距离远、频带宽、容量大的特点，即只要是在卫星发射的无线电波覆盖范围内的任意两点之间，都可以相互通信。其次，卫星通信可靠性高、质量好、噪声低、机动性强，即不易受自然灾害影响；但卫星通信存在传输时延长、回波大、成本高等问题[3]。
目前，卫星通信主要用于电视广播、长途海外电话、军事通信和应急通信。作为一种特殊的通信技术，卫星通信的基本定位必然是地面系统的有效支撑、补充和延伸[4]，在农村和偏远地区的通信中发挥重要作用，使得实现陆海空全球通信一体化的无缝覆盖成为可能。卫星通信的广播、组播等技术优势与现代互联网技术相结合，可以充分发挥基于IP的多媒体远距离传输和高速连接，在地面互联网拥塞时有效传输宽带高速数据业务。随着移动互联网的发展，卫星通信与3G和4G技术的融合将成为卫星通信发展的必然趋势。
1.2无线城域网(WMAN)
1.2.1概述
无线城域网主要用于解决整个城区的接入问题。提供同城高速数据传输，以及以无线传输为媒介，以无线接入为主要手段的图像、视频等其他多媒体通信业务和互联网接入业务[5]。WiMax是一种备受关注的无线城域网通信技术。WiMAX(微波接入全球互通)是基于IEEE 802.16标准的无线接入技术，为企业和家庭提供有线接入。最后一英里？无线接入。覆盖范围比无线局域网大，可以覆盖几公里到几十公里。
1.2.2的特点及应用
WiMax具有传输距离远、覆盖面积大、接入速度快的特点。WiMax能达到的50公里的无线信号传输距离是WLAN无法比拟的。网络覆盖面积是3G发射塔的10倍[7]，70M的最高接入速度是3G提供的宽带的30倍。此外，WiMax具有高效、灵活、经济的组网方式和相对完善的Qos机制。支持移动和固定宽带无线接入的特性，使其融合了无线接入技术的移动性和灵活性以及DSL等传统宽带接入技术的高带宽特性，为用户提供卓越的最后一公里网络接入服务和广泛的多媒体通信服务。然而，WiMax技术不能支持用户在移动时无缝切换。与3G主流标准相比，性能还有差距。
基于WiMax的特性，可用于远程医疗、远程教育、物流、金融、交通等行业，在一定条件下提供高速数据通信服务。从业务应用来看，WiMax正在逐步实现宽带业务的移动化，而3G正在实现移动业务的宽带化。越来越多的多媒体通信业务消耗了大量现有的3G网络资源，使得网络建设的投入远远超过收入的增加。WiMAX可以在保证服务质量的基础上有效降低运营成本。WiMax不能完全取代3G，但其在基于IP的高速数据应用方面的优势使其成为3G网络的补充手段，两个网络的融合程度会越来越高。
1.3无线局域网(WLAN)
1.3.1概述
无线局域网(WLAN)是工作在2.5 GHz或5 GHz频段的局域网，由无线或无线和有线的组合组成。它用射频技术和简单的接入架构代替传统的电缆提供传统有线局域网的功能，是一种非常方便的数据传输系统。简而言之，无线局域网仍然是基于有线局域网，它只是在有线局域网的基础上，通过无线集线器、无线接入节点(AP)、无线网桥、无线网卡等设备构建一个无线通信网络[8]，是有线局域网的延伸和替代。
1.3.2的特点及应用
无线局域网具有网络布局方便、网络规划和调整的可操作性强、网络扩容容易等特点。构建覆盖全区域的网络只需要一个或多个接入点设备，构建网络所需的基础设施不需要隐藏在地下或墙壁中，便于网络的优化配置、改造和维护。只要无线信号能够覆盖范围，用户就可以在任何地点接入网络，随时改变位置，具有很强的灵活性和移动性。无线局域网大多采用无线电波作为传输介质，工作在S波段，这使其具有良好的抗干扰性和保密性，不会对人体造成辐射伤害。但任何障碍物都会成为电磁传播的障碍，任何其他外部电信号都会成为局域网的干扰源。因此，WLAN在性能、速度和安全性方面仍然存在一些不足。WLAN的最大传输速率为54 Mbit/s[9]，更适用于空间有限、规模较小的网络，如机场贵宾室、股票大厅等。其次，在有线网络布线困难的环境，需要临时使用网络的环境，以及对实时通信要求较高的特殊场合，如无法到达的边界、端口等，都有很好的应用。无线局域网不能成为完整的全网解决方案，但随着WLAN技术的成熟应用，它可以与广域网相结合，为用户提供移动互联网应用，成为3G网络的有益补充。
1.4无线个人区域网(WPAN)
1.4.1概述
WPAN(wireless Personal Area Network)是一种针对特定人群的活动半径小、服务丰富、无缝连接的新型无线通信技术。与无线广域网、无线城域网、无线局域网相比，其覆盖范围更小，从而有效全面地解决问题？最后几米电缆？问题。目前，蓝牙是WPAN应用的主流技术，还有家庭射频(HomeRF)、红外技术(IrDA)、射频识别(RFID)和超宽带(UWB)等其他技术。
1.4.2的特点及应用
无线个域网具有低功耗、低成本、体积小的特点。设备和组网简单、方便、易操作，支持点对点和点对多点应用。一般情况下，WPAN的覆盖范围是在10 m的半径范围内，这是一个短距离的专用无线网络。具有代表性的蓝牙技术，在世界范围内都具有很强的可操作性，因为它使用的是2.4 GHz频段，这是一个可以在世界范围内自由使用的有效频段。通过认证、加密等措施保证设备标识码在全球的唯一性和设备的安全性。然而，WPAN的技术标准多种多样，都需要不断改进和创新。
WPAN主要用于个人、家庭和办公设备的无线通信。它可以在各种移动通信设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统(如数码相机、数码摄像机等)之间建立信息传输。)甚至小范围内的各种家用电器通过使用廉价的无线方式[10]。WPAN使用户能够随时随地在设备之间进行无缝通信，并可以通过移动网络、局域网和城域网方便快捷地访问互联网。未来，WPAN和WLAN将为用户提供完整的短距离无线通信环境。
1.5蜂窝网络
1.5.1概述
蜂窝网络将手机的服务划分为规则的六边形小区，每个小区配有一个基站。这种结构类似于一个又一个细胞？蜂巢？。蜂窝技术是移动通信的基础，所以被称为蜂窝移动通信。蜂窝移动通信系统由移动台、基站子系统和网络子系统组成。采用蜂窝网络作为无线组网方式，通过无线信道连接移动终端和网络设备，使用户可以在移动中进行语音和数据通信服务。
1.5.2的特点及应用
宏蜂窝和微蜂窝是蜂窝移动通信系统广泛使用的蜂窝技术。宏蜂窝的覆盖半径较大，多为1 ~ 25 km，但存在盲区，当小区半径减小时会造成干扰。相比宏蜂窝，微蜂窝覆盖面积较小，一般覆盖半径30 ~ 300 m，发射功率低，安装方便灵活。它们主要用于提高覆盖率和容量。微蜂窝作为宏蜂窝的补充和延伸，为用户提供了更好的网络覆盖。其主要特点是终端的移动性，有成熟的切换和漫游方案。频率复用技术、多址技术和移动性管理技术促进了移动通信业务的发展。随着网络的发展，蜂窝网络已经从第一代蜂窝移动通信系统发展到第三代蜂窝移动通信系统(3G)，成为网络融合和业务融合的统一平台，也被公认为下一代网络的核心网络架构。3G网络巧妙地将语音通信和多媒体通信结合在一起，可以支持更多的用户，提供更高的数据传输速率。例如，HSPA的速度已经达到7.2 mbit/s。然而，高成本和低带宽的问题越来越突出。
蜂窝系统可能是当今社会最重要的通信媒介。目前，3G网络可以为用户提供丰富的应用服务，除了电信业务、承载业务等基本服务外，还可以提供呼叫转移、呼叫等待、多方通话等补充服务。支持的增值服务应用包括网页浏览、图像、音乐、移动游戏、移动冲浪、视频会议、视频点播和各种信息服务。
2接入网技术发展趋势
当前的接入网技术可以为用户提供丰富的通信接入手段和无处不在的接入网服务，但各有利弊。比如蜂窝网络覆盖范围大，移动性管理技术成熟，但带宽低，建设成本高；相反，WLAN带宽高，成本低，但覆盖范围有限。为了解决这个问题，我们需要充分利用不同网络技术的互补性。网络融合将成为推动未来移动互联网发展的关键因素。接入网正在经历一个动态的变革过程，异构无线网络融合应运而生。
2.1定义
异构网络是由不同的计算机、手持终端等网络设备和相关系统组成的一种网络。它运行在不同的协议上，支持不同的功能和应用。异构无线网络融合是现有无线接入技术的有机结合，符合下一代无线通信网络(4G网络)多系统融合演进的设计思想和发展方向。
2.2特性和应用
异构无线网络融合技术具有低成本、低风险的优势。它是对现有接入技术的整合，可以充分利用现有网络资源，降低建设和运营成本。其次，利用不同接入技术的特点，可以增加网络的覆盖范围，有效地扩展网络。对于用户来说，享受更加全面、丰富、便捷的移动互联网服务是下一代网络发展的必然趋势。
近年来，工业界和学术界都在不断研究异构无线网络融合的应用。BARWAN计划提出并实现无线局域网和无线广域网之间多模移动终端的垂直切换方案。ETSI和3GPP对3G网络和WLAN的互联互通进行了深入的应用研究[2]。MOBYDICK讨论了WLAN和移动网络在IPv6网络中的集成应用。为了缓解大量数据业务对3G网络的冲击，国内运营商也开始对网络进行改造，主要是将3G+WLAN应用于网络。比如WLAN作为3G网络的无线接入网，通过网关连接到3G核心网，* * *享受核心网提供的计费认证功能和信令协议，实现WLAN和3G网络的互联互通，推动移动互联网的发展。然而，异构无线网络的融合仍有许多问题需要解决，如各种接入网络的互联、无缝切换等移动性管理问题。各功能实体在网络中的位置和网络架构也直接决定了网络的集成度和实际应用效果。3结论
移动互联网可以提供除传统互联网迷你主页之外的几乎所有服务。在韩日等应用好的国家，移动互联网的ARPU价值可以达到10美元[11]。截至2012年6月底，我国手机网民规模达到3.88亿。与3.8亿台台式电脑相比，手机首次超越台式电脑成为第一大上网终端。移动视频用户数量激增，超过1亿。微博手机用户数大幅增长，使用率提高5.3个百分点，达到43.8%[12]。各种数据表明？无处不在的网络，无所不能的商业？已经深入人心。
随着用户规模的快速增长，移动互联网产业将会突飞猛进，这必将推动接入网技术的融合和演进，各种无线网络接入形式和应用成为研发的重点。相信在未来，各种独立的无线网络将与整个有线互联网互联互通，为用户提供覆盖更广、应用更丰富、服务更优质的下一代移动互联网服务。
参考
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[12]第30次中国互联网络发展状况统计报告[R]。北京:中国互联网络信息中心，2012(7)。
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