Wi-Fi网络资源共享现状及发展研究

摘要：目前，Wi-Fi网络资源共建共享已经成为全球通信业界广为流行的做法。为了了解国内三大运营商的Wi-Fi网络资源共享现状，对此进行了调查研究，指出三大运营商Wi-Fi网络资源共享中存在的问题，并根据国外运营商的共享情况对国内运营商Wi-Fi网络资源共享的未来做出了展望。
关键词：Wi-Fi；IEEE 802．11；网络资源共享；3G

0 引言
    Wi-Fi网络使用IEEE 802．11无线技术，把笔记本、手机、GPS导航设备、数码相机、多媒体播放器、电视机、电子书等各种消费电子和移动终端互相连接，把它们接入至Internet或使用以太网技术的有线网络。用户通过Wi-Fi网络，无论是在海拔10 000英尺的高空飞机上，还
是在自家的门厅里，都可以轻松、快捷地发送电子邮件、传输流媒体视频数据、组织国际视频电话会议。
    最初的Wi-Fi是为公众服务而出现的，主要在机场候机室、咖啡店、图书馆等公众集中场所部署，现在，家庭应用、行业应用，如教育、医疗、餐饮娱乐、交通运输等行业，已经逐渐成为Wi-Fi应用的重要方面和运营商重点发力的对象。

1 国内三大运营商Wi-Fi发展现状
    目前，中国Wi-Fi整体市场规模不大，但市场发展速度很快，是全球Wi-Fi的发展热点地区。近几年得益于无线城市政府推动和运营商Wi-Fi稳步部署，国内自主品牌设备商积极配合以及产业链其他各方面的积极合作，整体市场稳步增长。诺达咨询预计，到2011年，中国Wi-Fi总体规模将达到85．3亿元。
    中国Wi-Fi运营市场中，电信运营商是主要的市场主体，2008—2010年，Wi-Fi市场以网络建设为主要特点，运营市场发展较为平稳，保持了40％左右的增长速度。随着网络建设的逐渐完备以及运营商业务推广进行，运营市场将于2011年开始实现55％以上的增长速度。
1．1 中国电信
    中国电信的无线宽带用户，可以真正享受到无缝、全覆盖的无线宽带业务。用户在家中，可以享受Wi-Fi高速无线上网；离开家，到达有Wi-Fi网络覆盖的区域，可以享受Wi-Fi高达54 Mb／s的上网速率；没有Wi-Fi覆盖的区域，用户可以选择3G或1X高速上网，实现随时随地享受高速的无线上网服务及相关互联网增值业务。这种服务模式的推出，使中国电信的业务和用户数得到了快速发展。在2010年3月底的业绩发布会上，中国电信董事长兼首席执行官王晓初表示，Wi-Fi业务已有近800万用户。中国电信的Wi-Fi业务如表1所示。

1．2 中国移动
    中国移动为了抑制中国电信“3G+Wi-Fi”的扩展速度，加速了与一些连锁机构的合作。据了解，中国移动与上海统一星巴克咖啡有限公司顺利签署了华东地区的整体合作协议，正式启动华东地区中国移动与统一星巴克的全面合作。江浙沪三省移动公司基于Wi-Fi的无线上网服务将藉此进驻统一星巴克的所有门店。
    除此以外，中国移动还推出一卡多号(万众)香港Wi-Fj免费上网业务，漫游到香港的中国移动全球通用户只需开通一卡多号(万众)业务，即可在全香港内享受免费的无线Wi-Fi上网。中国移动的Wi-Fi业务如表2所示。

    中国移动Wi-Fi和3G尚不能自由切换，3G按流量收费，而Wi-Fi按时收费。

    表2中：胖AP：即无线路由器。与纯AP不同，除无线接人功能外，多支持DHCP服务器、DNS和MAC地址克隆，以及VPN接入、防火墙等安全功能。瘦AP：无线接入点(Access Point，AP)也称无线网桥、无线网关。
1．3 中国联通
    重组后的中国联通，其Wi-Fi热点主要来自原中国网通，在北方市场占绝对优势。中国联通的Wi-Fi业务如表3所示。

2 当前的发展中三大运营商在Wi-Fi共享方面存在的问题
    国内3G网络建设全面铺开，3G用户不断增加，由此带来了在热点地区和一些室内区域，无法满足所有用户无线宽带接入的局面，同时，市场还要求通信价格进一步下降，这些都为Wi-Fi的发展提供了新的契机。当前，国内三大运营商同时加快Wi-Fi建设步伐，随着Wi-Fi网络规模日益扩大，建网实践中也暴露出三运营商合建Wi-Fi的现实问题。
2．1 Wi-Fi共享益处
    2008年9月28日，工信部和国资委联合发布了《关于推进电信基础设施共建共享的紧急通知》，要求经过重组后的电信业运营商积极推进电信基础设施共建共享。
    我国现阶段实施Wi-Fi的共享可以带来以下几个方面的好处：
    (1)随着运营商在国内对Wi-Fi的建设热情和建设规模不断增加，Wi-Fi共享可以实现资源共享，降低运营企业的建设投资和运营成本，提高资源利用率。
    (2)目前国内将Wi-Fi分配在2．4 GHz免许可的频段，只有3个频点，频率非常有限，而多Wi-Fi运营商同时覆盖相同区域将不可避免带来互相干扰，从而降低网络质量。Wi-Fi共享可以避免网络之间互相干扰，保证用户的使用体验。
    (3)目前Wi-Fi在全球范围内无成功的商业模式，Wi-Fi网络运营的风险较大。Wi-Fi共享能够降低Wi-Fi运营商的投资和运营风险，引导运营商转移到Wi-Fi业务的开发上来。
    (4)Wi-Fi共享可以降低Wi-Fi建设的规模，运营商可以较为容易地扩大Wi-Fi覆盖范围，为用户提供更好的业务体验，同时实现网络节能减排。
    (5)加快平衡运营商实力，促进有效竞争。

2．2 Wi-Fi共享技术方案
    多运营商共享Wi-Fi系统可分为漫游和非漫游两种。漫游是通过运营商之间签订漫游协议，共享运营商互相独立覆盖的区域(如运营商1覆盖A区，运营商2覆盖B区，运营商通过漫游实现A和B区完整的覆盖要求)；非漫游解决方案主要通过多个运营商共享一个物理AP，运营商可向用户提供各种不同的业务和应用，采用不同的安全机制，比如：运营商1可以接入基于WEP的业务，数据速率可以是1 Mb／s和2 Mb／s；运营商2可以接入基于WPA的业务，数据速率可以是1 Mb／s，2 Mb／s和5．5 Mb／s；运营商3可以接入基于RSN的业务，数据速率可以是1 Mb／s，2 Mb／s，5．5 Mb／s或11 Mb／s。这样即使是运营商采用了不同的安全策略、业务策略和计费策略，依然能够实现Wi-Fi接入网的共享。Wi-Fi共享技术方案主要是非漫游解决方案，其实现方式有多SSID方式、共WEBPortal方式等。
    (1)多SSID方案。多个逻辑AP具有不同的SSID和能力集，即多个SSID用户接入点，运营商可以设置不同的SSID，支持不同的业务、计费、安全策略。承建运营商通过分配给其他运营商不同的SSID，每个运营商通过共同的AP连到各自的认证计费和网管平台，如图1所示。

    在这种共享方式下，即使运营商在Wi-Fi认证、安全、计费等方面有不同的选择，运营商的网管平台和计费认证系统也不需要改动，只需升级和添加承建运营商的网关、AP及业务的网间结算功能，而不需要改变各运营商的用户体验和使用习惯。
    (2)共WEB Portal方式。多个逻辑AP具有相同的SSID、不同的能力集，用户使用同一个SSID，通过Porltal的方式接入各个运营商的鉴权、认证、计费系统。各运营商共享一个SSID，通过共WEB Portal的方式接入各自的承载网络，承建运营商在网关处进行业务分流，如图2所示。

    在这种共享方式下，即使运营商在Wi-Fi认证、安全、计费等方面有不同的选择，运营商的网管平台和计费认证系统也不需要改动，只需升级和添加承建运营商的网关、AP及业务的网间结算功能，但运营商需要改动Potltal服务器，用户登陆的方式将改变，影响运营商的品牌和用户的业务体验。
    (3)第三方认证方案。各运营商根据协商分片建设网络，共享Wi-Fi接入网，并由第三方统一进行计费和认证，如图3所示。
    这种共享方式便于运营商建设、维护和管理，减少运营商独立的计费认证系统，便于组织和管理，比较适合未规模建设Wi-Fi网络的城市统一规划和建设。但是，合适的第三方较难选择，对现有系统改动较大，各运营商需要统一认证策略，影响用户业务体验。
2．3 三大运营商Wi-Fi共享现状及存在问题
    目前，三大运营商在Wi-Fi共建共享方面的进度依然十分缓慢。主要存在以下问题：
    (1)影响用户业务的一致性。Wi-Fi(WAPI)共享将一定程度影响运营商为用户提供一致的业务标准、安全服务、QOS管理等，同时WAPI对Wi-Fi(WAPI)共享的支持还需要相关厂商有进一步的测试和评估。因此，参与共享的运营商需要制定统一的业务标准、安全标准和最低限度的服务水平等。
    (2)影响Wi-Fi与3G网络的融合。由于Wi-Fi与3G良好的互补特性，运营商将从网络演进和业务需求的角度考虑和实施Wi-Fi和3G的融合。Wi-Fi和3G的融合初期，涉及到的问题包括认证、计费等，而Wi-Fi(WAPI)共享将可能影响运营商采取针对Wi-Fi和3G的认证和计费策略，影响Wi-Fi与3G融合的实施。
    (3)影响承建运营商Wi-Fi网络IP地址的规划。Wi-Fi(WAPI)共享情况下，承载运营商在进行Wi-Fi网络规划和建设时，应考虑不同运营商的业务需求，对Wi-Fi网络的IP地址进行统一规划，同时还要考虑不同运营商对网络的管理和扩容需求。
    (4)限制非承建运营商对共享Wi-Fi网络的运营和管理。Wi-Fi的管理涉及到接入用户限制、用户访问日志、QoS控制、网络运行状态、网络质量的监控等多方面内容。非承建运营商难以直接获得以上具体信息，需要考虑和研究如何借助承建运营商来实现网络的管理。
    (5)电信运营商共建共享的激励不足。电信运营商作为独立的市场主体，企业之间存在激烈的市场竞争，所以各运营商希望拥有自己独立的网络和相应的网络优势。
    (6)政府机构与运营商之间协调不够。共建共享的推进一定程度上是建立在政府机构对运营商监督与协调的基础上，政府机构的监管不足是共建共享推进缓慢的因素之一。《关于推进电信基础设施共享的紧张通知》要求运营商之间必须实行基础设施共建共享，并列出了具体共享内容以及措施，但由于政府机构对运营商了解的内容有限，使得政府机构与运营商之间存在着严重信息不对称问题，影响了共建共享的推进速度。
    (7)运营商之间利益冲突难以解决。不同网络的标准不同，对优化要求也不一样，先选择新建站点站址的运营商会从自己利益出发，而其他运营商由于其利益受到损害而推翻此选择，特别在城市内部，各运营商之间对新基站站址购买价格很难达成一致。

3 国外运营商Wi-Fi共享现状
3．1 英国
    英国电信的Wi-Fi热点建设采取了自建、合作共建、漫游合作以及带宽分享等模式。
    英国电信在本土和爱尔兰自建Wi-Fi开放区，其余的Wi-Fi热点由美国Airpath、法国TeliaSonera等公司建设，他们与英国电信签订漫游协议来提供热点。同时，英国电信开放区按照漫游协议，面向法国Orange公司和英国沃达丰公司等提供接入服务。
    同时，英国电信与国际无线宽带联盟(WBA)会员进行合作，包括日本NTT、法国Orange、瑞士移动、意大利电信、澳大利亚Telstra、马来西亚Maxis、新加坡Starhub、瑞典TeliaHomerun、芬兰SoneraHomerun等公司签订了WiFi国际漫游协议。另外英国电信与分设在美国、德国、荷兰和捷克的T-Mobile也签有漫游协议。
3．2 法国
    法国Wi-Fi热点主要由移动电信运营商兴建，作为移动网络的补充，主要由Orange、SFR和VG电信等公司建设。Orange与SFR和VG电信之间签订使用协议，可相互使用Wi-Fi热点。此外，Orange还与其他国家运营商签订了热点使用协议。
    同时为保证Wi-Fi的服务质量，Orange，VG电信和SFR建立了成立无线连接协会，加入的会员有11个主要运营商，协会制定了统一的业务标准、安全标准和最低限度的服务水平，达标的运营商被授予协会的认证标志。目前全法国有1．6万个热点加入了该协会。

4 结论
    Wi-Fi网络资源共享从节约成本、经济环保、提高网络质量、改善用户使用体验角度来说都有益处，也是目前全球电信业发展的一个趋势。然而，我国Wi-Fi网络资源共享仅在极少数地区有实质化进展。需要政府加大监管力度，给予运营商足够的共建共享激励政策，适当平衡运营商之间的利益冲突，以更快更好的促进Wi-Fi网络资源共享。