Wi-Fi可否无线语音回传

由于运营商正面临着对移动数据近乎疯狂的需求，因此，至少有四个不同的领域可能会出现数据拥堵问题，包括：

无线接入网；

网络信令与控制部分；

分组核心网络；

回传网络。

每种瓶颈都是对运营商提出的特殊挑战，一般可以通过以下三种方法中的一种来解决：

1.增加受影响网络资源的容量；

2.分流网络资源以缓解拥堵情况；

3.同时采取以上两种方法。

人们普遍认为，过渡到更小的蜂窝网以扩大现有的宏网络是一种潜在的“万能药”，可以解决无线接入网络拥堵等问题。但与此同时，这又会催生一个新的问题，那就是——回传。这已经成为电信行业争论最为激烈的话题之一。

移动运营商正筹划将其LTE网络打造为宏蜂窝网与微蜂窝、微微蜂窝构成的“底层”网络的结合体。为了达到快速增长的移动互联网带宽要求所需的容量密度，在某些特定区域中，这些小型蜂窝网的数量相比较当前有的蜂窝网络的数量要大很多。而这也预示着一个新的且非常重要的回传挑战，因为这些小型蜂窝节点的安装位置，(例如电线杆或其他街道旁的资产)，很少能够恰好适合光纤或微波解决方案。

LTE自回传或Mesh技术的概念是一种可能的解决方案，但是，鉴于早期的Mesh Wi-Fi网络试图在相同的频段内提供接入与Mesh功能，这一方法的回传流量迅速将LTE稀缺的可接入频谱消耗殆尽，而且这种方式还非常昂贵。选择使用5GHz 802.11n点对点解决方案是一种极具吸引力的替代方案，因为它可以轻松提供LTE蜂窝网所需的超过100Mbps的回传能力。

变得更小

小型蜂窝网是低功耗、多射频接入点（蜂窝/Wi-Fi/回传），这就扩大了室内及室外的覆盖范围，以便提高网络容量并分流业务流量——在高峰时段，最高可以分流80%的业务流量。虽然小型蜂窝网有益于现在部署的3G服务，但是，只有整个行业，尤其是城市环境，朝更高容量的4G/LTE网络发展时，小型蜂窝网的重要性才会进一步上升。根据In-Stat发布的最新报告《Femtocells and Small Cells: Making the Most of Megahertz》，小型蜂窝网设备的出货量在2015年将达到140亿美元。

问题在于，随着网络运营商持续增加覆盖范围与容量、期望分流数据以缓解流量压力，他们也增加了自身的蜂窝站点回传连接的压力。在这个小型蜂窝网的世界里，传统的点对点微波、铜缆和光纤回传方案会迅速变得不再可行或成本过高。

虽然点对点微波设备的成本在近年来有所降低，但是一般情况下，它仍然要求和回传中心间的视距传输，这个条件是许多小型蜂窝站点无法满足的。sub-6GHz非视距解决方案采用一种点对多点架构，更加适合密集的底层网络，但是，当采用需要许可的频谱时，窄带信道会严格限制回传容量，而且大多数sub-6GHz频段都非常昂贵且经常没有频谱许可。

还有一种选择就是光纤，这显然是移动运营商的首选方案（如果可行的话）。然而，把光纤线缆拉到每一个小型蜂窝站点又不太实际，因为这种方式过于昂贵、分散且耗时。因此，在目前纷纷向更小型的蜂窝网过渡的大背景下，必须重新考虑蜂窝回传的传统解决方案。

需求：新的回传方案

为满足小型蜂窝基站部署的可行性，新的回传方案需要非常适合密集的城市环境和连接近地设备（包括视距与非视距传输）。

不同于大多数解决方案，免费无线频段的智能Wi-Fi网络已经成为一种行之有效且经济的回传解决方案，这一方案可以解决授权无线频段小型蜂窝网流量的回传问题，而且扮演着至关重要的角色。是的，就是回传蜂窝网流量！具体原因如下。

假设一家移动运营商部署增加部署一个小型蜂窝无线网络，用于增加移动数据用户密度较高区域的接入容量，这些地点也许是在城市中心，例如北京、上海或香港。

现在，这个小型蜂窝网一般是由低功率的3G和/或Wi-Fi节点组成，或者也可能在将来是由LTE射频节点组成。但是，不论采用哪种接入射频技术，运营商如何收到从接入射频节点回传至网络的数据呢？

一种显而易见的高性能解决方案就是光纤，暂且假设这一方案可行。运营商可能要从固网运营商处租赁光纤，这样一来会抬高运营成本，但是也许更重要的是，移动运营商需要放置小型蜂窝网的位置很有可能根本没有光纤POP。

现实是只有小型蜂窝网的放置地点非常靠近需要网络接入的用户，它才能增加网络容量。因此，小型蜂窝网站址的选取成为了小型蜂窝网部署是否有效的决定因素。

然而，这样会带来一个非常现实的问题，那就是，运营商放置小型蜂窝网的站址是受限的。因为不可能所有的站址都有光纤POP。同时，为每个小型蜂窝网站址配置新的光纤还会造成成本的提高与时间上的延迟。这样看来，另一种替代方案显然十分必要。

微波无线链路自然是一种很好理解的替代技术，它至少能够用于部分解决这一问题。但是，虽然微波点对点（PtP）链路有着高性能、可靠的数据与语音流量回传承载能力，但它仍然存在一些问题。

首先也是最主要的问题在于，点对点微波方案通常依靠授权频段进行传输，这可以提高可靠性，但是另一方面，新的授权频谱的购入需要十分雄厚的资金实力。同时，射频容量直接关系到有多少频谱用在了无线传输上，这就意味着在无线接入端部署更多的容量不仅会加大成本，还会加剧回传无线网络频谱的短缺。除此之外，点对点无线链路需要高度熟练的安装技能，这样才能对准或对齐两端的无线节点设备。在拥挤的城市区域或接近地面时，这会很快成为一个棘手问题。

利用免费无线频段传输授权无线频段的业务流量？

正是！Wi-Fi已经演进成为这一小型蜂窝网回传问题的理想解决方案，前提如果处理得当。

新Wi-Fi技术的开发将集成的自适应定向天线与智能Mesh技术、信道预测管理技术融于一体，而这一切都是在无线信道相对较多的5GHz 802.11n频谱中实现的。这些技术的结合造就了Wi-Fi用于视距和非视距回传应用的优势。

将Wi-Fi用于蜂窝网、小型蜂窝网回传的典型网络拓扑

自应性天线阵列可以对准射频信号，并且引导无线信号在特定链路提供最佳的无线吞吐量，从而在更远的距离提供更加可靠的连接性。随着环境的变化，这些智能天线可以降低Wi-Fi和非Wi-Fi无线干扰，持续选择最佳信号路径，这样做能够在任何特定时间保证最高的数据传输速率和最低的传输延迟。当这些天线阵列用在5GHz频段内时，它们会非常适合在Wi-Fi节点间提供高可靠性、长距离的自适应回传连接。

信道预测管理技术用于实现网络容量最大化，尤其是在一些高密度且嘈杂的公共Wi-Fi环境中，从而优化无线信道选择。它会测量实际信道吞吐量并建立统计模型，使接入点可以逐步掌握哪条信道会提供最高性能。依靠对所有2.4GHz和5GHz频段的实时观测功能，回传链路可以被自动变换到更好的、干扰更少的信道，从而实现更高的数据速率。

将智能Mesh技术与自适应天线阵列相结合，用作固定点对点链路的替代方案，会大大降低点对点设备安装过程中相关的无线对准的复杂性。随之而来的另外一个结果是，一个更为经济的解决方案，因为其固有的根据不断变化的环境条件动态选择最佳的替代传输路径，确保即使在拥挤的城市环境也能有高可靠的无线回传性能。

通过多家网络运营商的现场测试，这种小型蜂窝Wi-Fi回传方法被证明可以传输可靠的、运营商级3G移动数据和电路交换语音业务以及优先传输小型蜂窝基站需要的时钟同步信号（例如IEEE 1588v2/PTP或NTP）。

Wi-Fi回传技术目前正和无线蜂窝、无线AP集成到同一个小型蜂窝节点，而且设备体积相当小。这就使得运营商可以通过部署一台独立的设备来同时提供Wi-Fi接入、蜂窝网接入和回传。

最后，有了小型蜂窝网与更好的回传，移动用户应该可以在更多的地点、更广的覆盖范围享受更高的速度。随之而来，对于移动运营商，可以使用户在更多的地点拥有了更多的无线连接选择，这样一来，运营商不仅能够减少用户流失，而且还能够通过实实在在的蜂窝网流量和Wi-Fi流量来提高运营收入。

注释：作者宣文威现任Ruckus Wireless (优科无线)中国区技术总监。