"CDMA2000 & Wi-Fi: Making a BusinesCase for Interoperability" by Brian O’Shaughnessy
Первоисточник: http://www.3gnewsroom.com/html/whitepapers/2003/WiFi_Article_9-26-03.pdf
Перевод: Иржанский В. Е.
Введение
Часто приходится слышать сравнения возможностей по передаче данных Wi-Fi и CDMA2000. Нет сомнений, что эти две технологии будут успешно сосуществовать, используясь в различных целях. CDMA2000 идеально подходит для мобильных приложений и доступа к Интернету во время путешествий, а Wi-Fi хорошо подходят для частных сетей, таких как предприятия, учебные заведения и дома. Тем не менее, операторы CDMA2000 всё чаще начинают смотреть на Wi-Fi для расширения своих сетей в таких местах, как аэропорты, где нагрузка на сеть особо высока.
Технология Wi-Fi может усовершенствовать сети CDMA2000, повышая скорость передачи данных в них, но она не является заменой для высокоскоростной глобальной сети (WAN) технологий, таких как CDMA2000, поскольку дальность действия двух этих технологий несопоставима. В этой статье описана роль технологии Wi-Fi в улучшении работы сетей CDMA2000.
Потенциал конвергентных сетей
Согласно последним исследованиям аналитических агенств, такие как «Forrester Research» и «Strategy Analytics», количество ноутбуков со встроенным в Wi-Fi возрастёт с 24% в 2003 году по меньшей мере до 80%, или 141 миллионов штук, к 2008 году. Между тем, количество точек доступа Wi-Fi в
Соединенных Штатах, согласно прогнозам, возрастет с 3020 на конец 2002 года до 12080 в 2003 и более 72000 в 2007 году, по данным Yankee Group.
Но с точки зрения способности обеспечить надежные мобильные широкополосные услуги, потенциал Wi-Fi кажется менее впечатляющим. А, как известно, главным критерием при выборе оператора для абонента является велечина его покрытия. Однако, с учётом того, что каждая точка доступа может охватить в лучшем случае территорию в 100 м, перспективы её довольно туманны.
Почему Wi-Fi нельзя в полной мере считать широкополосным
Авторы статей и аналитических докладов, отдавая предпочтение о Wi-Fi, как правило, аргументируют это тем, что Wi-Fi обеспечивает 11 Мбит / с, что значительно быстрее, чем 3G, а это вылевается в то, что бизнес-пользователи будут выбирать именно Wi-Fi там, где он доступен. Но это не обязательно так. Теоретическая максимальная скорость передачи данных стандарта 802.11b составляет 11 Мбит / с, но на практике не удаётся получить более половины заявленной величины этой скорости. Чтобы получить эти около 5,5 Мбит / с, пользователь должен находиться не более, чем на несколько метров от точки доступа, т. е. операторц потребуется размещать свои точи доступа буквально на каждом шагу.
Учитывая, что подавляющее большинство общедоступных точек доступа подключены в лучшем случае по линии Т1, скорость абонентов, подключающихся к ним не может превышать 1 Мбит/с. Если же учесть такие факторы, как и другие пользователи и слабый сигнал, то пропускная способность составит сотни килобит в секунду.
Для сравнения, в оптимизированной CDMA2000 1xEV-DO абонент, находящийся на расстоянии нескольких километров от базовой станции может получать скорость порядка 500 кбит/с.В хороших условиях пропускная способность может быть более 1 Мбит / с, что является по меньшей мере так же быстро, если не быстрее, чем 802.11b. Так что, если пропускная способность действительно является основополагающим фактором при выборе бизнес-пользователей, то между рассматриваемыми технологиями сохраняется паритет.
Барьеры на пути развёртывания Wi-Fi сетей
Услуги Wi-Fi могут быть развернуты быстро, легко и доступно, что обуславливает низкую стоимость инфраструктуры в целом. Хотя это предположение в определенной степени верно, но не учитывает ряд ключевых вопросов, таких, как охват, роуминг, backhaul (организация каналов передачи, соединяющих мобильные базовые станции с контроллерами базовых станций и с опорной подсистемой коммутации каналов или опорной подсистемой коммутации пакетов в мобильной сети), помехи и безопасность, которые напрямую затрагивают интересы пользователем.
Покрытие
Одна точка доступа может охватывать в лучшем случае радиус всего лишь около 100 м, то есть, для того, чтобы охватить только деловую часть города, потребуются сотни
таких точек доступа.
Например, Qualcomm имеет приблизительно 200 точек доступа в кампусе Сан-Диего, но и там Wi-Fi покрытие является не полным. Для покрытия 10 квадратных километров Wi-Fi сетью потребует примерно 650 точек доступа. Тогда как эту же территорию можно покрыть девятью CDMA2000 1xEV-DO базовыми станциями.
Роуминг
Роуминг является ключом к успеху любой беспроводной технологии, которая не может предложить обширный, не говоря уже о повсеместном доступе. Хотя Wi-Fi агрегаторы и операторы, такие как Boingo Wayport, и добились значительного прогресса в деле расширения охвата роуминга на основе соглашений, большинству пользователей, подключающихся к точкам доступа различных провайдеров, как правило, приходится копаться в настройках аппаратуры и оплачивать услуги по завышенным тарифам.
Суть состоит в том, что Wi-Fi провайдер просто не может сотрудничать с любой точкой доступа другого. На пути этого стоит множество факторов, например, необходимость в безопасном соединении, а также трудности в осуществлении совместного биллинга.
Backhaul
В большинстве докладов и статей в области торговли и прессы, роль backhaul в Wi-Fi не получает того внимания, которого она заслуживает. Это парадоксально, потому что backhaul непосредственно затрагивает тему, которая всегда была и остаётся одной из главных - скорость передачи данных. Тогда как только из-за внешних факторов скорость в канале Wi-Fi падает минимум в 2 раза от потенциально возможного значения, backhaul может ещё больше урезать эти возможности.
Например, некоторые Wi-Fi операторов в последнее время начали обеспечиваеть backhaul для каждой из своих точек доступа посредством T-1. Между тем, небольшие Wi-Fi операторы, таких как кафе и магазины, как правило, используют DSL или выделенный кабель для backhaul. В лучшем случае, кабель, DSL или T-1 линия способна обеспечить скорость гораздо менее, чем 2 Мбит / с, которая ещё больше сокращается, когда несколько абонентов подключаются к одной точке доступа.
Именно Backhaul может встать на пути повсеместного распространения Wi-Fi сервиса. Средняя стоимость Т-1 линии составляет около $ 750 в месяц, что является слишком дорогостоящим для отдельных Wi-Fi операторов, не говоря уже об его применениях на привлечение большего числа клиентов в кафе или гостиницу.
Как отмечалось ранее, средняя стоимость Т1 линии приблизительно $ 750. Для
сравнения, стоимость backhaulа для передачи данных по сети CDMA2000 практически ничего не будет стоить, так как будет использоваться субсидирование голосовой сетью. Это даёт операторам CDMA2000 огромное преимущество в предоставлении данных для своих абонентов.
Еще одна большая проблема backhaul доступности. Во многих местах для постороения линии Т-1 может понадобиться не один месяц, что является несомненным препятствием на пути повсеместного внедрения Wi-Fi сетей.
Частотная защищённость
В технологии Wi-Fi использует нелицензионная часть спектра, поэтому её введение более быстро и обходится менее дорого, чем, если бы за частотный ресурс необходимо было бы платить.
С другой стороны, нелицензированность спектра означает также и отсутствие регулирования его заполнения. Так, в рабочем диапазоне стандарта 802.11b 2.4 ГГц уже сейчас находятся Bluetooth, беспроводные телефоны и СВЧ-печи.
Т.о Wi-Fi изначально была уязвима для вмешательства извне. А без определённых основных гарантий QoS, Wi-Fi ,так или иначе, не будет привлекательным для бизнеса и корпоративных пользователей.
Смягчение этого вмешательства может быть затруднено или невозможно. Например, общедоступный Wi-Fi прежнему является относительно новой услугой, поэтому у владельцев довольно ограниченный опыт в области технологии. В результате, очень редко можно увидеть, когда один арендатор владеет всеми правами по использованию Wi-Fi даже в одном здании. Исключением является аэропорты, где в последнее время возросла обеспокоенность по поводу безопасности и владельцы аэропортов, как правило, выбирают одного единственного оператора, предоставляющего Wi-Fi услуги.
Безопасность
Большинство Wi-Fi точек доступа и модемов используют стандарт Wired Equivalent Privacy, который является очень чувствительны к взлому и подслушиванию. В июне 2003 года был разработан новый стандарт Wi-Fi Protected Access (WPA), призванный закрыть имеющиеся дыры в области безопасности.
Многие поставщики утверждают, что планируют предложить эти обновления своим клиентам, однако последние исследования показывают, что очень немногие пользователи знают или беспокоиться о том, чтобы включить даже WEP.
Вместе с тем, Wi-Fi промышленность активно разрабатывает стандарт 802.11i, который будет обеспечивать большую безопасность, чем WPA, но неясно, когда эта технология будет коммерчески доступна. Одно можно сказать наверняка: 802.11i архитектура настолько отличается от WEP и WPA, что оно не может быть предложена в качестве обновления программного обеспечения. Вместо этого, пользователям придется заменить свое оборудование, что может замедлить принятие 802.11i.
Стандарт CDMA 2000 изначально гораздо более безопасен, чем Wi-Fi. Например, она застрахована от так называемого "вардрайвинга", когда пользователи Wi-Fi устройств могут искать других близлежащих Wi-Fi пользователей и заполучить их трафик. CDMA направлена на привлечение крупных компаний, заинтересованных в создании сквозной безопасности для всей сети.
Бизнес интерес при слиянии Wi-Fi и CDMA сетей
Попытаемся ответить на вопрос, зачем CDMA оператору добавлять Wi-Fi в свой портфель высокоскоростных услуг передачи данных.
Одна из основных причин заключается в том, что использование Wi-Fi может быть удобно для получения высокой пропускной способностью, освобождая ресурс CDMA сети для доставки голоса и высокоскоростной передачи данных мобильным пользователям. Вторая причина заключается в том, что, хотя доля Wi-Fi рынка невелика по сравнению с CDMA, она, всё-же, довольно значительна. Предоставляя Wi-Fi и CDMA, как взаимодополняющие услуги, оператор может устанавливать и укреплять отношения с более широким кругом пользователей, особенно корпоративными клиентами.
Чтобы предоставить Wi-Fi услуги, CDMA оператор может либо найти партнера в лице Wi-Fi провайдера, либо же, когда это возможно, образовать дочернюю компанию, которая будет заниматься исключительно Wi-Fi услугами. Второй вариант часто помогает избежать некоторых технических и бизнес трудностей, связанных с объединением двух разрозненных сетей.
Wi-Fi провайдеров можно разделить на два типа - операторы и агрегаторы, отличающиеся тем, имеют ли они собственные точки доступа для предоставления услуг. Это различие влияет на их способность быть эффективным партнером для операторов мобильной связи.
Существует широкий спектр операторов, начиная от владельца кафе с одной точкой доступа и заканчивая региональными и национальными операторами. Общим знаменателем здесь является то, что операторы являются собственниками всех или большей части своих точек доступа, хотя они также могут дополнить их и через роуминг соглашение с агрегаторами или другими операторами.
Для сравнения, агрегаторы, такие как Boingo Wireless и GRIC имеют не так много собственных точек доступа. Вместо этого, с помощью бизнес-модели "виртуального оператора", они могут как партнёры сотрудничать с Wi-Fi оператором и перепродавать их услуги операторам мобильной связи либо конечным пользователям, или же и тем и другим.
Операторы и агрегаторы могут быть привлекательными партнерами для CDMA операторов, поскольку они способны уменьшить время, затраты и риски при введении Wi-Fi в свои уже готовые сети. Например, при партнёрстве с Boingo, CDMA оператор может предложить своим клиентам Wi-Fi услуги на определённых территориях, и более быстро, чем, если бы он развернул сеть собственных горячих точек или заключил несколько сделок с Wi-Fi операторами. Штатные агрегаторы и операторы также имеют хорошее представление о потребностях CDMA оператора (проверка подлинности, backhaul, биллинг, роуминг, QoS и др.).
Технические аспекты при слиянии сетей
Есть несколько способов, слияния сети CDMA с одной или несколькими Wi-Fi сетями, для того, чтобы обеспечить улучшенные широкополосные услуги. Выбор здесь зависит от таких факторов, как сам оператор, бэк-офисные системы и типов пользователей модернизируемой сети.
Данные факторы можно разделить на две группы: сетевые и связанные с пользовательскими устройствами.
Сеть
Слияние CDMA и Wi-Fi сети включает в себя как деловые, так и технические соглашения. Деловые вопросы, как правило, включают в себя переговоры об уровне обслуживания и определяют, насколько осведомлённым о структуре сети партнёра будет каждый участник соглашения для выявления и разрешения проблем. К ключевым техническим вопросам относятся проблемы биллинга и аутентификации, и, как правило, они более сложные, когда эти сети принадлежат разным компаниям, а не различными подразделениями одной и той же компании.
Wi-Fi провайдер должен иметь возможность аутентификации пользователей CDMA, отслеживать их работу, а затем доставить эту информацию в формате, совместимом с биллинговой системой CDMA оператора. Трудности здесь могут быть и политическими. Например, один CDMA оператор заявил, что он хотел бы получить ту же информацию от своего Wi-Fi партнера, которую тому предоставляет AAA RADIUS-сервер, но это невозможно чисто технически, поэтому им пришлось пойти на компромисс. Кроме того, трудности могут быть и технические, например невозможность Wi-Fi провайдера предоставлять данные, совместимые с биллинговой системой CDMA оператора.
Основные Wi-Fi провайдеры основательно заявляют о важности взаимодействия с 3G операторами. Boingo Wireless, например, работает с ТSI Telecommunication Services в бэк-офисных системах для поддержки роуминга между 3G и Wi-Fi. В июле 2003 года
исполнительный директор TSI дал интервью агентству Reuters, в котором сказал, что три крупнейшие мобильные операторы тестировали системы, в которой присутствуют функции улучшенной поддержки комплексного биллинга.
В то же время, многие операторы мобильной связи рассматривают интегрированные счета в качестве одного из способов дифференцировать себя и снизить издержки, например, такие, как печать и рассылка отдельных законопроектов. Для пользователей наличие единого ежемесячного счета за 3G и Wi-Fi является довольно удобной опцией.
Большим шагом на пути к слиянию 3G с Wi-Fi является Mobile IP, который облегчает хэндовер между разрозненными сетями. Эта технология особенно полезна для CDMA оператора, где пользователь может получать услуги Wi-Fi, а затем беспрепятственно покинуть радиус обслуживания точки доступа и получать необходимые ему услуги уже посредством CDMA – сигнала. Десятки крупных и малых поставщиков оборудования начали развивать различные сетевые технологии для поддержки 3G/Wi-Fi взаимодействия и устанавливать стандарты безопасности, такие, как IPSec. Например, Lucent Technologies предоставляет CDMA инфраструктуру, которая поддерживает функции безопасности, такие, как VPNs и хэндовер между 3G и Wi-Fi, независимо от того, к какой сети пользователь подключился изначально.
Пользовательское оборудование
С точки зрения пользовательского оборудования, существуют различные варианты работы в 3G/Wi-Fi сети. Например, некоторые пользователи могут иметь двухрежимный CDMA / Wi-Fi PC Card-Modem для ноутбуков, в то время как другие могут иметь ноутбук со встроенным Wi-Fi приёмником и отдельной CDMA PC Card.
В обоих случаях, ноутбуку, ПК или КПК также потребуется дополнительное программное обеспечение для управления связью. Одним из примеров является PCTEL в Segue – клиентское программное обеспечение, которое CDMA оператор может настроить для работы в сети CDMA, а затем воспользоваться Wi-Fi. Пользователи ПК с Windows XP ноутбуков с Windows Mobile 2003 также используют схожие технологии. Клиент программного обеспечения, такого, как Segue может автоматически переключать пользователей CDMA когда они покидают зону действия Wi-Fi покрытия при сохранении услуг, таких как виртуальные частные сети (VPN). Тем не менее, растет понимание, что бесшовные коммутации не столь необходимы для привлечения новых пользователей, поскольку в большинстве случаев, они будут стационарными во время одной рабочей сессии.
Другие потенциальные услуги CDMA
Уже сейчас в мире существуют примеры удачного применения Wi-Fi операторами CDMA.
Одним из примеров является КТ Freetel в Южной Кореи, которая предлагает использование горячих точек для обслуживания в общественных местах, таких, как станции метро под маркой NESPOT.
SK Telecom является еще одним южнокорейским CDMA оператором, который активно внедряет Wi-Fi в структуру собственной.
В декабре 2002 года канадская компания Bell Mobility’s parent company, начла использовать Wi-Fi для своих таксофонов в Монреале и Торонто.
В июле 2003 года Bell AccessZone службы была расширена посредством внедрения в железнодорожные поезда. Также планируется внедрить точки доступа и на корабли.
Вывод: Wi-Fi и CDMA – не конкуренты, а дополнения друг друга
В том, что Wi-Fi и далее ждёт впечатляющий рост, нет никаких сомнений. Предприятия и потребители продолжают внедрять эту технологию в дома, учебные заведения и предприятия. Многие операторы CDMA2000 рассматривают Wi-Fi как потенциальное преимущество для расширения своих сетей. Однако такие ограничения, как Backhaul для точек доступа Wi-Fi не позволяют этой технологии стать самостоятельным игроком в мире коммуникаций таким, каким является CDMA2000 1xEV-DO. Wi-Fi также имеет недостатки в таких ключевых областях, как обеспечение безопасности, оставит Wi-Fi в разряде нишевых технологий, хотя и весьма полезных.
|
