主题：【原创】移动网络山寨版(OpenBTS)的意义或者无意义 -- 邓侃

【1】民间移动网络

在美国内华达州北部，靠近加州的峡谷中，有一片平坦的沙漠，名叫黑岩沙漠（Black Rock Desert）。自从1986年以来，每年夏天，在这片沙漠中，都会举办一个为期八天的狂欢节。这个狂欢节的名字叫“火人（Burning Man）”，节日的高潮是点燃一个木制的人偶，寓意烈火涅磐。

2009年火人狂欢节吸引了4万多人，木制的人偶高达20米。在为期8天的节日期间，全部参与者自发组成一个短暂的城市，成为这个城市的居民，他们通过各式各样的雕塑和其它艺术品，声光和机械装置，前卫服饰甚至裸体，以及形形色色的行为艺术，来表达自己。

Figure 1. Burning Man Festival

Courtesy http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/8/82/BurningMan-picture.jpg

Figure 2. Black Rock City, a 8-day self-organized city in desert for the Burning Man Festival.

Courtesy http://farm3.static.flickr.com/2762/4244354080_393e873d78_o.png

很多人认为，火人狂欢节是民间力量的一次盛会，城市的管理由志愿者承担，唯一的公共设施是厕所，唯一使用货币的商业活动是售卖冰和饮料，其它生活用品和食物由参与者自理。这里没有政府，没有警察，甚至没有移动运行商。由于没有赢利前景，没有哪一家移动运行商愿意在这片沙漠地区架设基站。

但是民间力量自己动手解决了移动通讯的问题。2008年火人节，OpenBTS做了初步试验，一年后，2009年的火人节，OpenBTS正式亮相。 OpenBTS利用开源软件，自行搭建了一个移动网络。这个民间移动网络，不仅解决了4万多名火人节的参与者之间的本地移动通讯，而且可以还可以连接到区域外的商用移动网络 [1]。

Figure 3. OpenBTS 70-feet tower with 3 antennas [1]

Courtesy http://farm3.static.flickr.com/2799/4244434122_8f48013c08_o.png

Figure 4. OpenBTS facilities [2]

Courtesy http://farm3.static.flickr.com/2688/4244354084_858475c9f2_o.png

Figure 5. OpenBTS hardware integration [3]

Courtesy http://farm3.static.flickr.com/2800/4244591932_c56e48f30b_o.png

Figure 3, 4, 5分别显示了OpenBTS使用的天线，部分硬件设备，尤其是射频部分的硬件设备，以及系统结构。整个射频系统的关键部件是USRP，USRP代表通用软件无线电外设（Universal Software Radio Peripheral）。

传统上无线电处理基本上由硬件设备完成。 USRP的设计理念是把智能化程度比较高的信号处理，交给PC上的软件执行，包括调制和解调。而其余的按部就班的简单操作，包括数字上下变频，抽样和内插等等，交给USRP板上的FPGA完成。USRP板与PC之间，通过USB端口连接。

把按部就班的简单操作，与智能化程度比较高的工作分开，分别交给硬件和软件合作完成，即保证了无线电信号处理的速度，又有利于创造新型无线设备，尤其是降低创新所面临的开发难度。

Figure 6. OpenBTS system and its integration with PLMN and PSTN [2]

Courtesy http://farm5.static.flickr.com/4046/4244754580_604a2b3d23_o.png

射频部分的硬件设备，只是整个OpenBTS系统的一部分。Figure 6显示的是OpenBTS系统的全貌。

把70英尺高天线，加上射频硬件包括USRP，通过USB端口，连接到一台PC上，就完成了一个完整的民间移动网络的硬件构建。火人节居民之间的本地移动通讯，由OpenBTS系统独立完成，不需要外界商用移动网络的协助。

OpenBTS的软件系统包括三部分，

1. OpenBTS，充当传统移动网络中手机基站（BTS）和基站控制器（BSC）的角色，它的基本功能是调制和解调，给每一路通讯分配一个信道，监测信号强弱等等。

2. Asterisk，充当传统移动网络中程控交换机（PBX）和移动交换中心（MSC）的角色。如果两个火人节手机用户想通话，Asterisk负责建立本地的点对点的通讯。如果一个火人节手机用户想给区域外的手机用户通话，那么Asterisk通过Link2Voip公司提供的VOIP Gateway，建立与区域外移动网络和固话网络的联系。

3. MySQL数据库，负责手机用户帐号管理，同时也负责传统移动网络中HLR（Home Location Register）和VLR（Visitor Location Register）的职能。

如果说目前商业的移动网络，离不开手机，基站（BTS），基站控制器（BSC），移动控制中心（MSC），以及（HLR/VLR）五大要素，那么 OpenBTS系统，事实上除了手机外，不需要其它四个要素，就可以组建一个实用的移动网络。是否就此可以做出结论，OpenBTS一旦成熟，将成为现有移动运行商的掘墓人呢？

Reference，

[1] Phone at burning man. Can you hear me now? (http://news.cnet.com/8301-27080_3-10348913-245.html)

[2] OpenBTS and its demo in the Burning Man's festival, by David Burgess 2009. (http://www.slideshare.net/eCommConf/david-a-burgesss-presentation-at-ecomm-2009)

[3] Burning Man 2009 OpenBTS RF Chain. (http://gnuradio.org/trac/wiki/OpenBTS/BM2009RF)

“山寨手机与Android”系列，被益者三友和素里太守等河友成功歪楼。歪楼的话题是OpenBTS。

OpenBTS这个话题确实非常有意思，但是有很多地方不了解，例如USRP。或者了解了一部分，但是没想明白，例如与WiFi等等类似技术的竞争优势。与W兄（WIFI河友）私聊，结果越聊越糊涂。

所以暂时搁置一下“山寨手机与Android”系列，花点时间整理一下关于OpenBTS话题。主要内容来自各位河友的观点，以及大家提供的资料。单独成一个系列，便于大家讨论。

这第一篇属于介绍性文字，硬伤的风险还算小，未经W兄审阅就发了。以后的章节，夹杂着很多个人的胡言乱语，大家做好心理准备。

测试一下图床，看看是否能在GFW内看到。

http://static4.photo.sina.com.cn/middle/46d0a393t7d58c5a4c4e3&690

可能技术层面上存在这种可能性（其实问题也很多），政策层面是绝无可能的。

例如，现在国内的运营商在基站选址问题上的代价和压力越来越大，据我所知已经有运营商员工因此而自杀的了，这个问题就不是民间能搞定的。何况还有通管局／无委之类衙门看着呢。

OpenBTS在狂欢节上使用的是什么频段? 这个频段能随便免费使用么? 我猜有可能是属于非法使用吧, 只不过规模小, 时间短, 运营商和无线管理部门懒得管.

以我的理解, "使用的频段是否开放"是cellular network和WiFi很关键的区别, 这直接决定了两种网络的设计思路截然不同.

无线通信的关键问题在于对频谱的使用, 而无线频谱属于一种"稀缺资源", 完全是国家垄断. 现在cellular network的运营商所使用的频段是受法律保护的. 所以在我看来, cellular network的基站是没办法成规模的山寨的. 相反, WiFi使用的频段是"公共频段", 谁都能用(国家只规定最大发射功率). 自己没事儿在WiFi上玩儿些花样儿就很容易 -- 搞一块有开源驱动程序支持的WiFi网卡就行了. 最近几年在学术界开始热起来的cognative radio又是另外一种对于频谱使用的思路: 通信使用的频段并不固定, 具体哪个频段能用要靠spectrum sensing. 好象IEEE 802.22标准就是这种思路. 关于cognaive radio, 我的理解可能并不准确, 还请行家们多多指教.

而且这种草根的东西，很容易就触犯某条规则。当年我在学校里面玩自己做的无线话筒，覆盖范围就是两层楼，用的是调频的波段，辅导员知道了还告诉我不要太张扬，免得惹事。

不过对于楼宇/工厂/企业还是可行的，一方面他们有资本去和运营商谈判，另外随着数据业务的强烈增长以及数据资费的居高不下，企业自建无线数据和话音网络，也是趋势。

这个貌似可以类比当年的固话。当时运营商占据的是电话线和号码这两个个资源，类比今天的频段和手机号码，各个单位还是自建了很多的局域电话网，后来逐步融入电话网络。但是固话没过几年，就被呼机和手机给挤占了市场。

无线通信市场上面，运营商是否会重蹈固话的覆辙，要看运营商的操作了，希望不会象固话那样，抱着金饭碗，最后用不同的路径犯一样的错误。

还是每个人都使用专门的手机？

我觉得这个OpenBTS还是很有前景的，放在很多企业厂矿内部实现无线通信，可以节省很多开支，不过在城市内部就有频段使用上的问题了

[IMGA]http://i132.photobucket.com/albums/q31/yangyi168/BM Storm/heaven.jpg[/IMGA]

从背面看，身材没这么好啦，哪里比得过鬼佬 :-)

看看这次能不能把楼歪回去，最后拧成一个央视大裤衩。。。

这个东西要是应用起来，我觉得对于企业内部应用可能也是个市场。现在国内有一批做Asterisk应用的小厂商，给中小企业做VOIP的应用。不过最大的问题可能还是在政策上，目前VOIP在国内都是偷偷的进村，打枪的不要。

你看这个区域并不大，用专业点的wifi无线接入点只要几个就能全覆盖。与其费劲的架设一个开源的GSM网络分发sim卡，不如直接用WLAN覆盖。 现在智能手机都支持wifi，本地架设一个开源的IM就可以了，或者大家直接用skype，语音和短消息都轻松搞定。用wifi的好处就是大家是平滑过渡的，不需要设置手机网络，不需要注册手机，不需要更换手机号码，而且成本绝对低廉。

焦点已经不再是电信网络本身了吧，手机操作系统话语权的把控以及国内手机支付门槛才是未来电信业大发展的焦点吧。

另外：国内的无线通信网络已经IP化到了一定程度了，未来的网络部分的焦点恐怕是保证在有限带宽内的有质量的无线通信流量是否能做的更大。还有就是类似无线网络互动式应用或者付费下载之类的能够做到业务上线更便捷（个人揣测）。

所以占用了哪个频段也没人管。

至于SIM卡问题，按我对open bts的理解，用原来的就行，不需要分发SIM，这东西可以不要鉴权。

出口是VOIP，成本低廉，基站区域内的通话本身就是免费的。