WLAN解決農(nóng)村零散寬帶需求的可行性分析

【摘要】立足實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了當(dāng)前農(nóng)村寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀和問(wèn)題，深入探討了WLAN網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的可行性，最后對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和無(wú)線質(zhì)量提升提出了建議。

【關(guān)鍵詞】WLAN農(nóng)村寬帶覆蓋 APCPE

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-1010(2014)-09-0027-03

1 引言

由于農(nóng)村地域廣闊，地形環(huán)境復(fù)雜多樣，用戶分布零散，有線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差，同時(shí)線纜被盜嚴(yán)重，易受冰凍、大風(fēng)等災(zāi)害天氣影響，有線寬帶維護(hù)難度大、建設(shè)成本高，目前寬帶應(yīng)用范圍僅限于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和周邊部分條件較好的村莊。

隨著我國(guó)“寬帶農(nóng)村”、“數(shù)字農(nóng)業(yè)”等信息化項(xiàng)目不斷朝縱深推進(jìn)，農(nóng)村寬帶需求正日益旺盛。WLAN作為一種投資省、見(jiàn)效快、接入速率高的無(wú)線接入方式，已成為有線寬帶的重要補(bǔ)充。

2 WLAN實(shí)現(xiàn)農(nóng)村寬帶覆蓋的方案

移動(dòng)基站廣泛地分布在農(nóng)村地區(qū)，有成熟的傳輸、塔桅、機(jī)房、電源等配套設(shè)施，為WLAN實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸實(shí)現(xiàn)農(nóng)村寬帶覆蓋提供了基礎(chǔ)，可有效降低建設(shè)成本；另外，農(nóng)村地區(qū)無(wú)線環(huán)境純凈，WLAN傳輸效率高；而且農(nóng)村地形復(fù)雜，可以有效利用地勢(shì)，形成良好的視距覆蓋。

組網(wǎng)拓?fù)淙鐖D1所示：

圖1WLAN遠(yuǎn)距離傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖1中，固網(wǎng)機(jī)房的OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）上掛BAS（Broadband Access Server，寬帶接入服務(wù)器）設(shè)備，PON（Passive Optical Network，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）口信號(hào)通過(guò)分光器接入到基站的光貓，然后通過(guò)五類(lèi)線連接到POE（Power Over Ethernet，以太網(wǎng)供電）電源DATA口，POE口網(wǎng)線連接到AP（Access Point，訪問(wèn)接入點(diǎn)），通過(guò)無(wú)線信道連接到CPE（Customer Premise Equipment，客戶端設(shè)備），再通過(guò)網(wǎng)線連接到用戶終端。

WLAN通信系統(tǒng)為上行受限系統(tǒng)，通信距離主要取決于上行通信的有效范圍。如果單靠終端設(shè)備的發(fā)射功率與天線增益，無(wú)法適應(yīng)農(nóng)村寬帶業(yè)務(wù)。為此，需在用戶側(cè)增加CPE，如圖2所示：

圖2CPE示意圖

CPE集成室外AP和內(nèi)置天線，實(shí)現(xiàn)Wi-Fi信號(hào)的橋接設(shè)備，負(fù)責(zé)與基站側(cè)大功率AP的互接。CPE的設(shè)置，規(guī)避了用戶側(cè)上行功率小、天線增益不足的問(wèn)題；同時(shí)CPE位置的設(shè)定，使信號(hào)視距傳輸，減少了信號(hào)在傳播過(guò)程中的衰耗，增加了AP設(shè)備的有效通信范圍。

3 WLAN農(nóng)村寬帶覆蓋范圍

WLAN工作頻段高，信號(hào)衰減大，為提高設(shè)備的有效通信范圍，應(yīng)保證CPE與基站側(cè)AP視距可達(dá)，采用自由空間傳播模型為基礎(chǔ)進(jìn)行分析。

由于WLAN為上行受限通信系統(tǒng)，基站側(cè)AP、CPE發(fā)射功率為500mW，基站側(cè)AP天線增益為21dBi，CPE天線增益為19dBi，WLAN設(shè)備接收機(jī)靈敏度為-75dBm，考慮發(fā)射與接收天饋損耗1dB，則空間損耗最大值為168dB。根據(jù)自由空間損耗公式，最大傳輸距離可達(dá)2.51km。實(shí)際測(cè)試結(jié)果與理論值基本一致。表1所示為客戶端測(cè)試距離與吞吐量對(duì)應(yīng)表：

表1客戶端測(cè)試距離與吞吐量對(duì)應(yīng)表

吞吐量/Mbps

距離/m 上行 下行

1 500 55.921 83.669

2 000 52.531 79.821

2 500 43.115 76.63

由表1可知，在2.5km處，上行速率仍能基本滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求，下行吞吐量變化不大。

4 業(yè)務(wù)帶寬質(zhì)量分析

在802.11n工作模式下，單頻AP理論最大數(shù)據(jù)吞吐率為150Mbps，考慮傳輸效率為40%，每用戶速率為4M，忙時(shí)并發(fā)率為100%，由公式每用戶速率＝（單AP連接速率×傳輸效率）/（用戶數(shù)量×忙時(shí)并發(fā)率）可知，每AP可承載用戶15戶。

以下是距離基站側(cè)AP約1.5km處的實(shí)測(cè)結(jié)果：

（1）根據(jù)測(cè)速軟件，用戶接入速率達(dá)4Mbps；

（2）無(wú)線信號(hào)接收電平值為-75dBm；

（3）ITV等高端應(yīng)用效果良好。

實(shí)驗(yàn)證明，WLAN無(wú)線接入能保證1.5km范圍內(nèi)4M用戶承諾速率，支持ITV等高端業(yè)務(wù)。

5 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控管理及優(yōu)化

WLAN農(nóng)村零星寬帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于瘦AP+AC模式，設(shè)備軟件遠(yuǎn)程升級(jí)實(shí)施簡(jiǎn)易，部署網(wǎng)絡(luò)策略靈活。此外，為便于WLAN農(nóng)村零星寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控，基站側(cè)AP要求支持私有MIB（Management Information Base，管理信息庫(kù)），實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)管監(jiān)控。用戶側(cè)CPE目前暫不支持統(tǒng)一網(wǎng)管監(jiān)控，各廠家正在積極加緊研發(fā)，通過(guò)軟件遠(yuǎn)程升級(jí)，實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)管接入。網(wǎng)管可反映網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作狀態(tài)及實(shí)時(shí)流量，并支持干擾分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備發(fā)射功率自動(dòng)調(diào)整，提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

6 投資效益分析

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)情況，基站側(cè)每AP造價(jià)約為3 000元，用戶側(cè)CPE成本約為300元，按每AP下掛10個(gè)用戶考慮，每用戶戶均造價(jià)約為600元。按每戶每月消費(fèi)189元（189套餐）計(jì)算，4個(gè)月即可收回建設(shè)成本并實(shí)現(xiàn)盈利。

圖3是各種有線、無(wú)線寬帶建設(shè)方式和用戶規(guī)模下，每線用戶的成本對(duì)比：

圖3各種接入方式戶均投資對(duì)比

7 需關(guān)注的問(wèn)題

（1）WLAN的農(nóng)村適用場(chǎng)景僅限于偏遠(yuǎn)、零散和應(yīng)急情況下，有線資源能夠到位的地方優(yōu)先使用有線，或者先期無(wú)線切入，達(dá)到一定用戶數(shù)以后采用光纖寬帶跟進(jìn)；

（2）根據(jù)無(wú)線環(huán)境，合理設(shè)置AP工作頻段，避免同頻干擾；

（3）基站側(cè)、用戶側(cè)WLAN設(shè)備需做好防雷接地工作，切實(shí)排除安全隱患；

（4）為便于后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)，要求AP設(shè)備接入現(xiàn)有WLAN網(wǎng)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀況、流量分析等的監(jiān)控。

8 結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)村無(wú)線環(huán)境純凈，房屋樓層不高，建筑物密度小，為WLAN的成功應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)實(shí)踐證明，WLAN完全能承擔(dān)農(nóng)村地區(qū)偏遠(yuǎn)與零散寬帶用戶接入的重任。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何建勛. 農(nóng)村地區(qū)偏遠(yuǎn)與零散寬帶用戶Wi-Fi無(wú)線接入探討[J]. 信息與電磁兼容, 2013(2).

[2] 李棟. 中國(guó)移動(dòng)農(nóng)村無(wú)線寬帶建設(shè)方案[J]. 電子世界, 2012(4): 154-155.

[3] 中國(guó)電信集團(tuán)公司. 中國(guó)電信WLAN熱點(diǎn)接入設(shè)備技術(shù)要求V3.1[S]. 2011.

[4] 侯群,羅建航. WLAN覆蓋建設(shè)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 通信世界, 2009(35): 13.

[5] 晏童芳. WLAN技術(shù)在電信企業(yè)的應(yīng)用分析[D]. 北京: 北京郵電大學(xué), 2012.★

作者簡(jiǎn)介

盧真：通信工程師，碩士畢業(yè)于湖南大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，現(xiàn)任職于湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，主要從事無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和咨詢工作。

華為發(fā)布P7：國(guó)內(nèi)定價(jià)2 888元全球449歐

北京時(shí)間5月8日當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月7日14時(shí)，華為在法國(guó)巴黎面向全球發(fā)布了最新一款旗艦智能手機(jī)Ascend P7。這款被華為稱(chēng)為“年度最重磅”的機(jī)型擁有6.5mm超薄機(jī)身和雙C內(nèi)外一體設(shè)計(jì)。華為消費(fèi)者BG首席執(zhí)行官余承東將P7譽(yù)為“今夏最美麗的禮物”，給出了449歐元（約合人民幣

3 895元）的全球定價(jià)，而其國(guó)內(nèi)定價(jià)為2 888元。

P7支持CAT4 LTE網(wǎng)絡(luò)、配備5英寸1080P全高清屏幕，后置1 300萬(wàn)索尼最新旗艦級(jí)背照式IMX214鏡頭，并搭載單反相機(jī)級(jí)的獨(dú)立ISP（圖像處理器），前置800萬(wàn)攝像頭。它配有1.8GHz海思麒麟910T四核處理器、2GB RAM和16GB ROM。其他配置方面，P7內(nèi)置了一體化2 500mAh電池并支持超級(jí)省電模式，在僅剩10%的電量時(shí)仍然可以待機(jī)24小時(shí)以上。（C114中國(guó)通信網(wǎng)）

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【摘要】立足實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了當(dāng)前農(nóng)村寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀和問(wèn)題，深入探討了WLAN網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的可行性，最后對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和無(wú)線質(zhì)量提升提出了建議。

【關(guān)鍵詞】WLAN農(nóng)村寬帶覆蓋 APCPE

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-1010(2014)-09-0027-03

1 引言

由于農(nóng)村地域廣闊，地形環(huán)境復(fù)雜多樣，用戶分布零散，有線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差，同時(shí)線纜被盜嚴(yán)重，易受冰凍、大風(fēng)等災(zāi)害天氣影響，有線寬帶維護(hù)難度大、建設(shè)成本高，目前寬帶應(yīng)用范圍僅限于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和周邊部分條件較好的村莊。

隨著我國(guó)“寬帶農(nóng)村”、“數(shù)字農(nóng)業(yè)”等信息化項(xiàng)目不斷朝縱深推進(jìn)，農(nóng)村寬帶需求正日益旺盛。WLAN作為一種投資省、見(jiàn)效快、接入速率高的無(wú)線接入方式，已成為有線寬帶的重要補(bǔ)充。

2 WLAN實(shí)現(xiàn)農(nóng)村寬帶覆蓋的方案

移動(dòng)基站廣泛地分布在農(nóng)村地區(qū)，有成熟的傳輸、塔桅、機(jī)房、電源等配套設(shè)施，為WLAN實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸實(shí)現(xiàn)農(nóng)村寬帶覆蓋提供了基礎(chǔ)，可有效降低建設(shè)成本；另外，農(nóng)村地區(qū)無(wú)線環(huán)境純凈，WLAN傳輸效率高；而且農(nóng)村地形復(fù)雜，可以有效利用地勢(shì)，形成良好的視距覆蓋。

組網(wǎng)拓?fù)淙鐖D1所示：

圖1WLAN遠(yuǎn)距離傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖1中，固網(wǎng)機(jī)房的OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）上掛BAS（Broadband Access Server，寬帶接入服務(wù)器）設(shè)備，PON（Passive Optical Network，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）口信號(hào)通過(guò)分光器接入到基站的光貓，然后通過(guò)五類(lèi)線連接到POE（Power Over Ethernet，以太網(wǎng)供電）電源DATA口，POE口網(wǎng)線連接到AP（Access Point，訪問(wèn)接入點(diǎn)），通過(guò)無(wú)線信道連接到CPE（Customer Premise Equipment，客戶端設(shè)備），再通過(guò)網(wǎng)線連接到用戶終端。

WLAN通信系統(tǒng)為上行受限系統(tǒng)，通信距離主要取決于上行通信的有效范圍。如果單靠終端設(shè)備的發(fā)射功率與天線增益，無(wú)法適應(yīng)農(nóng)村寬帶業(yè)務(wù)。為此，需在用戶側(cè)增加CPE，如圖2所示：

圖2CPE示意圖

CPE集成室外AP和內(nèi)置天線，實(shí)現(xiàn)Wi-Fi信號(hào)的橋接設(shè)備，負(fù)責(zé)與基站側(cè)大功率AP的互接。CPE的設(shè)置，規(guī)避了用戶側(cè)上行功率小、天線增益不足的問(wèn)題；同時(shí)CPE位置的設(shè)定，使信號(hào)視距傳輸，減少了信號(hào)在傳播過(guò)程中的衰耗，增加了AP設(shè)備的有效通信范圍。

3 WLAN農(nóng)村寬帶覆蓋范圍

WLAN工作頻段高，信號(hào)衰減大，為提高設(shè)備的有效通信范圍，應(yīng)保證CPE與基站側(cè)AP視距可達(dá)，采用自由空間傳播模型為基礎(chǔ)進(jìn)行分析。

由于WLAN為上行受限通信系統(tǒng)，基站側(cè)AP、CPE發(fā)射功率為500mW，基站側(cè)AP天線增益為21dBi，CPE天線增益為19dBi，WLAN設(shè)備接收機(jī)靈敏度為-75dBm，考慮發(fā)射與接收天饋損耗1dB，則空間損耗最大值為168dB。根據(jù)自由空間損耗公式，最大傳輸距離可達(dá)2.51km。實(shí)際測(cè)試結(jié)果與理論值基本一致。表1所示為客戶端測(cè)試距離與吞吐量對(duì)應(yīng)表：

表1客戶端測(cè)試距離與吞吐量對(duì)應(yīng)表

吞吐量/Mbps

距離/m 上行 下行

1 500 55.921 83.669

2 000 52.531 79.821

2 500 43.115 76.63

由表1可知，在2.5km處，上行速率仍能基本滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求，下行吞吐量變化不大。

4 業(yè)務(wù)帶寬質(zhì)量分析

在802.11n工作模式下，單頻AP理論最大數(shù)據(jù)吞吐率為150Mbps，考慮傳輸效率為40%，每用戶速率為4M，忙時(shí)并發(fā)率為100%，由公式每用戶速率＝（單AP連接速率×傳輸效率）/（用戶數(shù)量×忙時(shí)并發(fā)率）可知，每AP可承載用戶15戶。

以下是距離基站側(cè)AP約1.5km處的實(shí)測(cè)結(jié)果：

（1）根據(jù)測(cè)速軟件，用戶接入速率達(dá)4Mbps；

（2）無(wú)線信號(hào)接收電平值為-75dBm；

（3）ITV等高端應(yīng)用效果良好。

實(shí)驗(yàn)證明，WLAN無(wú)線接入能保證1.5km范圍內(nèi)4M用戶承諾速率，支持ITV等高端業(yè)務(wù)。

5 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控管理及優(yōu)化

WLAN農(nóng)村零星寬帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于瘦AP+AC模式，設(shè)備軟件遠(yuǎn)程升級(jí)實(shí)施簡(jiǎn)易，部署網(wǎng)絡(luò)策略靈活。此外，為便于WLAN農(nóng)村零星寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控，基站側(cè)AP要求支持私有MIB（Management Information Base，管理信息庫(kù)），實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)管監(jiān)控。用戶側(cè)CPE目前暫不支持統(tǒng)一網(wǎng)管監(jiān)控，各廠家正在積極加緊研發(fā)，通過(guò)軟件遠(yuǎn)程升級(jí)，實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)管接入。網(wǎng)管可反映網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作狀態(tài)及實(shí)時(shí)流量，并支持干擾分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備發(fā)射功率自動(dòng)調(diào)整，提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

6 投資效益分析

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)情況，基站側(cè)每AP造價(jià)約為3 000元，用戶側(cè)CPE成本約為300元，按每AP下掛10個(gè)用戶考慮，每用戶戶均造價(jià)約為600元。按每戶每月消費(fèi)189元（189套餐）計(jì)算，4個(gè)月即可收回建設(shè)成本并實(shí)現(xiàn)盈利。

圖3是各種有線、無(wú)線寬帶建設(shè)方式和用戶規(guī)模下，每線用戶的成本對(duì)比：

圖3各種接入方式戶均投資對(duì)比

7 需關(guān)注的問(wèn)題

（1）WLAN的農(nóng)村適用場(chǎng)景僅限于偏遠(yuǎn)、零散和應(yīng)急情況下，有線資源能夠到位的地方優(yōu)先使用有線，或者先期無(wú)線切入，達(dá)到一定用戶數(shù)以后采用光纖寬帶跟進(jìn)；

（2）根據(jù)無(wú)線環(huán)境，合理設(shè)置AP工作頻段，避免同頻干擾；

（3）基站側(cè)、用戶側(cè)WLAN設(shè)備需做好防雷接地工作，切實(shí)排除安全隱患；

（4）為便于后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)，要求AP設(shè)備接入現(xiàn)有WLAN網(wǎng)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀況、流量分析等的監(jiān)控。

8 結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)村無(wú)線環(huán)境純凈，房屋樓層不高，建筑物密度小，為WLAN的成功應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)實(shí)踐證明，WLAN完全能承擔(dān)農(nóng)村地區(qū)偏遠(yuǎn)與零散寬帶用戶接入的重任。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何建勛. 農(nóng)村地區(qū)偏遠(yuǎn)與零散寬帶用戶Wi-Fi無(wú)線接入探討[J]. 信息與電磁兼容, 2013(2).

[2] 李棟. 中國(guó)移動(dòng)農(nóng)村無(wú)線寬帶建設(shè)方案[J]. 電子世界, 2012(4): 154-155.

[3] 中國(guó)電信集團(tuán)公司. 中國(guó)電信WLAN熱點(diǎn)接入設(shè)備技術(shù)要求V3.1[S]. 2011.

[4] 侯群,羅建航. WLAN覆蓋建設(shè)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 通信世界, 2009(35): 13.

[5] 晏童芳. WLAN技術(shù)在電信企業(yè)的應(yīng)用分析[D]. 北京: 北京郵電大學(xué), 2012.★

作者簡(jiǎn)介

盧真：通信工程師，碩士畢業(yè)于湖南大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，現(xiàn)任職于湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，主要從事無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和咨詢工作。

華為發(fā)布P7：國(guó)內(nèi)定價(jià)2 888元全球449歐

北京時(shí)間5月8日當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月7日14時(shí)，華為在法國(guó)巴黎面向全球發(fā)布了最新一款旗艦智能手機(jī)Ascend P7。這款被華為稱(chēng)為“年度最重磅”的機(jī)型擁有6.5mm超薄機(jī)身和雙C內(nèi)外一體設(shè)計(jì)。華為消費(fèi)者BG首席執(zhí)行官余承東將P7譽(yù)為“今夏最美麗的禮物”，給出了449歐元（約合人民幣

3 895元）的全球定價(jià)，而其國(guó)內(nèi)定價(jià)為2 888元。

P7支持CAT4 LTE網(wǎng)絡(luò)、配備5英寸1080P全高清屏幕，后置1 300萬(wàn)索尼最新旗艦級(jí)背照式IMX214鏡頭，并搭載單反相機(jī)級(jí)的獨(dú)立ISP（圖像處理器），前置800萬(wàn)攝像頭。它配有1.8GHz海思麒麟910T四核處理器、2GB RAM和16GB ROM。其他配置方面，P7內(nèi)置了一體化2 500mAh電池并支持超級(jí)省電模式，在僅剩10%的電量時(shí)仍然可以待機(jī)24小時(shí)以上。（C114中國(guó)通信網(wǎng)）

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【摘要】立足實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了當(dāng)前農(nóng)村寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀和問(wèn)題，深入探討了WLAN網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的可行性，最后對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和無(wú)線質(zhì)量提升提出了建議。

【關(guān)鍵詞】WLAN農(nóng)村寬帶覆蓋 APCPE

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-1010(2014)-09-0027-03

1 引言

由于農(nóng)村地域廣闊，地形環(huán)境復(fù)雜多樣，用戶分布零散，有線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差，同時(shí)線纜被盜嚴(yán)重，易受冰凍、大風(fēng)等災(zāi)害天氣影響，有線寬帶維護(hù)難度大、建設(shè)成本高，目前寬帶應(yīng)用范圍僅限于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和周邊部分條件較好的村莊。

隨著我國(guó)“寬帶農(nóng)村”、“數(shù)字農(nóng)業(yè)”等信息化項(xiàng)目不斷朝縱深推進(jìn)，農(nóng)村寬帶需求正日益旺盛。WLAN作為一種投資省、見(jiàn)效快、接入速率高的無(wú)線接入方式，已成為有線寬帶的重要補(bǔ)充。

2 WLAN實(shí)現(xiàn)農(nóng)村寬帶覆蓋的方案

移動(dòng)基站廣泛地分布在農(nóng)村地區(qū)，有成熟的傳輸、塔桅、機(jī)房、電源等配套設(shè)施，為WLAN實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸實(shí)現(xiàn)農(nóng)村寬帶覆蓋提供了基礎(chǔ)，可有效降低建設(shè)成本；另外，農(nóng)村地區(qū)無(wú)線環(huán)境純凈，WLAN傳輸效率高；而且農(nóng)村地形復(fù)雜，可以有效利用地勢(shì)，形成良好的視距覆蓋。

組網(wǎng)拓?fù)淙鐖D1所示：

圖1WLAN遠(yuǎn)距離傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖1中，固網(wǎng)機(jī)房的OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）上掛BAS（Broadband Access Server，寬帶接入服務(wù)器）設(shè)備，PON（Passive Optical Network，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）口信號(hào)通過(guò)分光器接入到基站的光貓，然后通過(guò)五類(lèi)線連接到POE（Power Over Ethernet，以太網(wǎng)供電）電源DATA口，POE口網(wǎng)線連接到AP（Access Point，訪問(wèn)接入點(diǎn)），通過(guò)無(wú)線信道連接到CPE（Customer Premise Equipment，客戶端設(shè)備），再通過(guò)網(wǎng)線連接到用戶終端。

WLAN通信系統(tǒng)為上行受限系統(tǒng)，通信距離主要取決于上行通信的有效范圍。如果單靠終端設(shè)備的發(fā)射功率與天線增益，無(wú)法適應(yīng)農(nóng)村寬帶業(yè)務(wù)。為此，需在用戶側(cè)增加CPE，如圖2所示：

圖2CPE示意圖

CPE集成室外AP和內(nèi)置天線，實(shí)現(xiàn)Wi-Fi信號(hào)的橋接設(shè)備，負(fù)責(zé)與基站側(cè)大功率AP的互接。CPE的設(shè)置，規(guī)避了用戶側(cè)上行功率小、天線增益不足的問(wèn)題；同時(shí)CPE位置的設(shè)定，使信號(hào)視距傳輸，減少了信號(hào)在傳播過(guò)程中的衰耗，增加了AP設(shè)備的有效通信范圍。

3 WLAN農(nóng)村寬帶覆蓋范圍

WLAN工作頻段高，信號(hào)衰減大，為提高設(shè)備的有效通信范圍，應(yīng)保證CPE與基站側(cè)AP視距可達(dá)，采用自由空間傳播模型為基礎(chǔ)進(jìn)行分析。

由于WLAN為上行受限通信系統(tǒng)，基站側(cè)AP、CPE發(fā)射功率為500mW，基站側(cè)AP天線增益為21dBi，CPE天線增益為19dBi，WLAN設(shè)備接收機(jī)靈敏度為-75dBm，考慮發(fā)射與接收天饋損耗1dB，則空間損耗最大值為168dB。根據(jù)自由空間損耗公式，最大傳輸距離可達(dá)2.51km。實(shí)際測(cè)試結(jié)果與理論值基本一致。表1所示為客戶端測(cè)試距離與吞吐量對(duì)應(yīng)表：

表1客戶端測(cè)試距離與吞吐量對(duì)應(yīng)表

吞吐量/Mbps

距離/m 上行 下行

1 500 55.921 83.669

2 000 52.531 79.821

2 500 43.115 76.63

由表1可知，在2.5km處，上行速率仍能基本滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求，下行吞吐量變化不大。

4 業(yè)務(wù)帶寬質(zhì)量分析

在802.11n工作模式下，單頻AP理論最大數(shù)據(jù)吞吐率為150Mbps，考慮傳輸效率為40%，每用戶速率為4M，忙時(shí)并發(fā)率為100%，由公式每用戶速率＝（單AP連接速率×傳輸效率）/（用戶數(shù)量×忙時(shí)并發(fā)率）可知，每AP可承載用戶15戶。

以下是距離基站側(cè)AP約1.5km處的實(shí)測(cè)結(jié)果：

（1）根據(jù)測(cè)速軟件，用戶接入速率達(dá)4Mbps；

（2）無(wú)線信號(hào)接收電平值為-75dBm；

（3）ITV等高端應(yīng)用效果良好。

實(shí)驗(yàn)證明，WLAN無(wú)線接入能保證1.5km范圍內(nèi)4M用戶承諾速率，支持ITV等高端業(yè)務(wù)。

5 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控管理及優(yōu)化

WLAN農(nóng)村零星寬帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于瘦AP+AC模式，設(shè)備軟件遠(yuǎn)程升級(jí)實(shí)施簡(jiǎn)易，部署網(wǎng)絡(luò)策略靈活。此外，為便于WLAN農(nóng)村零星寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控，基站側(cè)AP要求支持私有MIB（Management Information Base，管理信息庫(kù)），實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)管監(jiān)控。用戶側(cè)CPE目前暫不支持統(tǒng)一網(wǎng)管監(jiān)控，各廠家正在積極加緊研發(fā)，通過(guò)軟件遠(yuǎn)程升級(jí)，實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)管接入。網(wǎng)管可反映網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作狀態(tài)及實(shí)時(shí)流量，并支持干擾分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備發(fā)射功率自動(dòng)調(diào)整，提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

6 投資效益分析

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)情況，基站側(cè)每AP造價(jià)約為3 000元，用戶側(cè)CPE成本約為300元，按每AP下掛10個(gè)用戶考慮，每用戶戶均造價(jià)約為600元。按每戶每月消費(fèi)189元（189套餐）計(jì)算，4個(gè)月即可收回建設(shè)成本并實(shí)現(xiàn)盈利。

圖3是各種有線、無(wú)線寬帶建設(shè)方式和用戶規(guī)模下，每線用戶的成本對(duì)比：

圖3各種接入方式戶均投資對(duì)比

7 需關(guān)注的問(wèn)題

（1）WLAN的農(nóng)村適用場(chǎng)景僅限于偏遠(yuǎn)、零散和應(yīng)急情況下，有線資源能夠到位的地方優(yōu)先使用有線，或者先期無(wú)線切入，達(dá)到一定用戶數(shù)以后采用光纖寬帶跟進(jìn)；

（2）根據(jù)無(wú)線環(huán)境，合理設(shè)置AP工作頻段，避免同頻干擾；

（3）基站側(cè)、用戶側(cè)WLAN設(shè)備需做好防雷接地工作，切實(shí)排除安全隱患；

（4）為便于后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)，要求AP設(shè)備接入現(xiàn)有WLAN網(wǎng)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀況、流量分析等的監(jiān)控。

8 結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)村無(wú)線環(huán)境純凈，房屋樓層不高，建筑物密度小，為WLAN的成功應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)實(shí)踐證明，WLAN完全能承擔(dān)農(nóng)村地區(qū)偏遠(yuǎn)與零散寬帶用戶接入的重任。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何建勛. 農(nóng)村地區(qū)偏遠(yuǎn)與零散寬帶用戶Wi-Fi無(wú)線接入探討[J]. 信息與電磁兼容, 2013(2).

[2] 李棟. 中國(guó)移動(dòng)農(nóng)村無(wú)線寬帶建設(shè)方案[J]. 電子世界, 2012(4): 154-155.

[3] 中國(guó)電信集團(tuán)公司. 中國(guó)電信WLAN熱點(diǎn)接入設(shè)備技術(shù)要求V3.1[S]. 2011.

[4] 侯群,羅建航. WLAN覆蓋建設(shè)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 通信世界, 2009(35): 13.

[5] 晏童芳. WLAN技術(shù)在電信企業(yè)的應(yīng)用分析[D]. 北京: 北京郵電大學(xué), 2012.★

作者簡(jiǎn)介

盧真：通信工程師，碩士畢業(yè)于湖南大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，現(xiàn)任職于湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，主要從事無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和咨詢工作。

華為發(fā)布P7：國(guó)內(nèi)定價(jià)2 888元全球449歐

北京時(shí)間5月8日當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月7日14時(shí)，華為在法國(guó)巴黎面向全球發(fā)布了最新一款旗艦智能手機(jī)Ascend P7。這款被華為稱(chēng)為“年度最重磅”的機(jī)型擁有6.5mm超薄機(jī)身和雙C內(nèi)外一體設(shè)計(jì)。華為消費(fèi)者BG首席執(zhí)行官余承東將P7譽(yù)為“今夏最美麗的禮物”，給出了449歐元（約合人民幣

3 895元）的全球定價(jià)，而其國(guó)內(nèi)定價(jià)為2 888元。

P7支持CAT4 LTE網(wǎng)絡(luò)、配備5英寸1080P全高清屏幕，后置1 300萬(wàn)索尼最新旗艦級(jí)背照式IMX214鏡頭，并搭載單反相機(jī)級(jí)的獨(dú)立ISP（圖像處理器），前置800萬(wàn)攝像頭。它配有1.8GHz海思麒麟910T四核處理器、2GB RAM和16GB ROM。其他配置方面，P7內(nèi)置了一體化2 500mAh電池并支持超級(jí)省電模式，在僅剩10%的電量時(shí)仍然可以待機(jī)24小時(shí)以上。（C114中國(guó)通信網(wǎng)）

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