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对我而言，把无线网络完美地覆盖到室内，让无线通信这一技术转化为每个普通用户（包括家庭用户和公共用户等）内心真切的幸福感比纯粹提升某些通信性能指标（例如，适应车载速度120km/h等）要有意义得多！Wi-Fi和家庭基站都在为了这一目标而努力，很多人对Wi-Fi这一时髦名词很熟悉，但是不清楚它究竟是什么，更多人对家庭基站这一名词感到陌生，可它是未来室内覆盖的发展方向。如果你现在有十分钟，又对这两种能改变你今后生活方式的东西有一些兴趣的话，不妨继续浏览下面的内容。若你对Wi-Fi已有相当的了解，可直接阅读家庭基站部分；若你是无线通信方面的专家，请忽略此文，莫让我有班门弄斧之嫌。

Wi-Fi部分

什么是Wi-Fi？先从无线路由器（图 1）说起。无线路由器是一种典型且已经很普及的Wi-Fi产品，如今在普通住宅公寓的任何一个房间都能搜索到几个无线连接就已经说明这一产品的普及性。Wi-Fi是Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance）的商标（图 2），这一商标是对基于IEEE 802.11的产品的认证，表明拥有这一认证的不同无线设备间可以互通[1]。

图1 无线路由器

图1 无线路由器


图 2 Wi-Fi Logo

图 2 Wi-Fi Logo

对于一些国家而言，Wi-Fi是用以表示IEEE 802.11-wireless LAN (WLAN)的一种标志。由于认证某种产品需要付费，因此并不是每一种基于IEEE 802.11的设备都有Wi-Fi联盟的认证。没有Wi-Fi商标的设备并不表示其无法与Wi-Fi设备兼容。Wi-Fi被广泛用于个人电脑、掌上电脑、智能手机、打印机以及其它与电脑相连接的设备。 在这里需要对IEEE 802.11做一些简单介绍。IEEE 802.11是无线局域网（wireless local area network, WLAN）的“一组”标准，它能使计算机在三个频段(2.4、3.6和5 GHz)上进行通信。之所以将IEEE 802.11称为“一组”标准是因为它包括了很多标准，其中有802.11a、802.11b、802.11g和802.11n等。Wi-Fi的设备一般都会给出所支持的具体标准，如无线路由器上一般都会标明所采用的标准，如图 3所示。


图 3 无线路由器包装上标注出所支持的标准

图 4表示一部支持Wi-Fi功能的手机可以通过无线路由器和因特网连接到其它各种设备。


图 4 Wi-Fi手机通过无线路由器和因特网连接到其它设备

其实，Wi-Fi的应用远远超出了无线路由器这一产品。简单地说，Wi-Fi可以将原本的有线连接变成了无线连接，主要优点可简述如下：

  1. 使各种设备无线连接，这不仅使用户感到方便，也能够降低网络建设成本，更能让一些无法布线的区域建立网络；
  2. Wi-Fi设备的芯片已经很低廉，这让更多的设备加入到了Wi-Fi的队伍，也更让用户感受到Wi-Fi的方便；
  3. Wi-Fi是一种全球性的标准，它让你的Wi-Fi设备工作于世界的各个角落而不会出现不同国家之间标准不兼容的问题；
  4. 公共场所的Wi-Fi接入点已经形成了一定规模，例如Starbucks和大学校园的无线网络等。

当然，任何事物或多或少都有一些缺点，Wi-Fi自然也不例外，其主要不足在于以下两点：

  1. 安全问题。以家庭无线网络为例，如果无线路由器的安全功能设置不完备，他人完全可以通过无线网络进入你的个人电脑（想了解更多，请点击这里）；
  2. 通信质量问题。以家庭无线网络为例，由于绝大部分无线路由器工作于2.4 GHz频段，所以距离较近的无线网络之间会产生干扰，这就产生了这么一种情况，你的笔记本电脑显示无线网络接入的信号很强，但是实际的通信质量却很差。打个比方，一群羊在一片草场吃草，由于管理的无序和羊群数量的增多，尽管草场面积不小，但不可避免的是可吃的草将越来越少。此外，包括蓝牙等也工作在这一频段，导致了通信质量进一步下降；
  3. 用户的使用成本问题。要使用Wi-Fi首先必须有支持Wi-Fi的设备，由于Wi-Fi的工作频段与现如今的2G/3G通信网络不同，因此如果想通过Wi-Fi打电话，你的手机必须支持Wi-Fi，而我们都不愿意仅为了Wi-Fi而另外掏银子将自己已有的手机升级换代。此外，目前仅在高端手机上支持Wi-Fi。

是否觉得Wi-Fi已经很不错了？告诉你，还有更不错的！

家庭基站部分

把无线网络融入家庭一直以来都是一件让人神往的事情，进入3G时代后这一想法已经变得越来越迫切。2G（GSM）所用频段主要为900MHz，对建筑物有较好的穿透性。3G的频段为2GHz，较2G而言，这一频段对建筑物的穿透性较差，因此3G的室内覆盖问题变得日益突出，于是家庭基站的构想虽然早已存在，但是到了3G时代才更突显其重要性。有另一个名词和家庭基站直接相关或者等同——Femtocell。Femto是一种英文前缀，表示10-15，Femtocell意为超微蜂窝。


图5 Macrocell到Femtocell的覆盖范围室内用户可以通过家庭基站而不通过宏基站接入通信网和因特网。图6给出了家庭基站的网络连接示意图，可以看到若只从网络连接来看，家庭基站和无线路由器几乎完全一致。


图 6 典型的家庭基站布局示意图数据表明70%的通话发生在室内，这是一个很大的市场空间，而用户完全可以通过Wi-Fi等廉价或者免费的方式进行通信，这是移动运营商所不愿意看到的，因此如今移动运营商开始大力发展家庭基站这一服务方式。家庭基站的优点很多，在我看来对于用户而言主要有两点较为突出：

  1. 提供较Wi-Fi更好的通信质量。家庭基站工作在移动运营商的注册频段，且没有采用Wi-Fi的竞争接入机制，更多地考虑到了减少相邻无线网络间的干扰。依然用羊群打个比方，牧羊人如果只让羊群在一片草场吃草，随着羊群的扩大和时间的流逝，这片草场就不会再有草，甚至导致荒漠化，而更好的也是游牧民族一般的做法是安排让羊群有序地辗转于几个草场之间，让各片草场的草生生不息，这样一来便解决了上文中提到的Wi-Fi的第二个缺点。
  2. 家庭基站不需要用户的移动设备具有Wi-Fi模式，并且由于采用向下兼容的设计，因此用户完全可以继续使用现有的设备。

除了这两点之外，家庭基站的出现能够大大减轻室外宏基站的运行压力，而用更小的发射功率(最大发射功率为100mw，20dBm)为用户提供更好的通信服务。 除了通信质量这一点外，一般用户普遍关心的另一个问题是无线通信设备的发射功率问题。以现如今普遍使用的第二代移动通信手机（GSM900）为例，最大和最小发射功率分别为33dBm（1995.3mw）和5dBm（3.2mw），在普通情况下发射功率一般在28.9dBm（773mw）左右；而家庭基站（以Ubiquisys的产品ZoneGate为例）的发射功率最大发射功率为20dBm（100mw），这比手机在一般情况下的发射功率要小得多。手机在信号较差的情况下会将发射功率逐步提高，直至设计的最大功率。在室内采用家庭基站时，可基本解决“信号差”这一问题，这将使手机的发射功率保持在某个较小的值（一般低于28.9dBm）。因此采用家庭基站不仅不会产生用户所担心的辐射问题，反而能大幅度减轻这一问题。 虽然对于很多人而言，家庭基站这个名词还很陌生，但是我们已经能从国内外移动设备制造商、移动运营商的一些举措中看到家庭基站将在未来的几年中迅猛发展。其中，设备制造商包括picoChip、ip.access、Ubiquisys和华为等，运营商包括Vodafone、意大利电信、德国电信、中国联通等。首先简单介绍几款家庭基站产品:

  1. ip.access的Oyster 3G，这是一款WCDMA的产品，最多支持四人同时通话，主要技术特点详见ip.access给出的Oyster 3G产品介绍。
  2. Ubiquisys 的产品ZoneGate，具体介绍详见此处。值得一提的是早在2007年，Google已经对Ubiquisys进行了2500万欧元的投资，但同时也投资了Wi-Fi的两家公司Fon和Meraki。这关系到Google的无线领域战略，此为另一话题。
  3. 华为也于今年推出了Femtocell产品，并获得德国iF设计大奖和德国红点设计大奖。（详见这里）


图 7 Oyster 3G


图 8 ZoneGate


图 9 华为Femtocell

在移动运营商方面，Vodafone于今年7月1日在英国部署了其首个商用家庭基站。Vodafone给出了家庭基站设备免费和收费这两种付费方式，具体为：如果选择家庭基站免费方式，每月需支付￡15；若选择家庭基站收费方式，则一次性支付￡160的设备费，另外需支付每月￡5的使用费（详见这里）。由此可见家庭基站的收费是较易为用户接受的。 中国联通于今年6月在新一代移动通信国际高峰论坛上作了关于Femtocell的主题演讲，可见其对Femtocell的重视程度。 通过上文将Wi-Fi与家庭基站进行比较后可以得出结论，在不久的将来，两者将在无线通信室内覆盖领域有一番不可避免的激烈竞争，而我本人较看好家庭基站。 [1] 此处所谓“互通”，是指不同厂家生产的产品能够在一起顺利工作，不会产生互相“不认识”的问题。例如，A生产无线网卡，B生产无线路由器，若都有Wi-Fi的认证，则能互相支持。

初稿写于2009.8.23

在此我要感谢我的同事们，特别是丁兄和徐博，对于这篇小文给予了很大的帮助。丁兄已远赴瑞典，祝他一路顺风！