無線寬帶接入網相關理論研究

湯家盛

（中國移動通信集團上海有限公司，中國 上海200000）

0 引言

21世紀是一個數字化、網絡化、信息化的時代；計算機網絡作為這一時代的重要特征正越來越密切的與人們的生活息息相關。計算機網絡可使用戶能共迅速傳送數據，還可以從網絡上查找并獲取各種各樣的資料。而目前，市場上家庭住宅用計算機網絡接入一般以有線寬帶接入為主。一般有XDSL、光纖同軸混合網、FTTx等接入技術，所有這些技術都是建立在有線接入到戶的前提下。考慮到在成熟居民住宅區內進行五類線或光纖到戶的施工和協調有一定難度，有線接入寬帶的替代品的需求越來越迫在眉睫[1]。

于是，具有能夠移動接入功能的WLAN技術，將成為解決這一難題的利器。本文通過對住宅小區的WLAN覆蓋方式進行了探索，對小區覆蓋合路、樓頂架設AP、樓道架設AP等三種覆蓋方式進行了實驗及分析，分析了不同應用場景的覆蓋方案，并對覆蓋效果進行了測試，對工程預算進行了編制和對比。

1 WLAN的概念

WLAN，是英文Wireless Local Area Networks的縮寫，直譯就是無線局域網。隨著移動通信技術的飛速發展，越來越多的客戶端用戶希望在移動中使用計算機網絡。目前，為了滿足這種日益發展的用戶需求，各運營商都在尋求技術上的新突破。主要有以下兩種技術：第一，基礎無線通信網絡（3G）：在移動性的基礎上逐步滿足寬帶數據業務需求；3G可提供廣域的覆蓋，但帶寬遠低于WLAN；第二，WLAN：在寬帶數據業務的基礎上逐步引入移動性。WLAN適用于短距離覆蓋，但帶寬高。從3G與無線局域網(WLAN)不同的技術特性和支持的不同功能來看，3G與WLAN本質上可以說是互補的，協調好兩者間的關系將促進彼此的發展。3G與WLAN在技術特性上存在明顯的差異[2]。3G與WLAN各有優勢與局限性，支持不同的需要，因此兩種技術間存在互補的基礎。

WLAN是基于IEEE802.11標準的無線局域網允許在局域網絡環境中使用可以不必授權的ISM頻段中的2.4或5.8GHz射頻波段進行無線連接。

2 無線通信的常用覆蓋手段

就無線通信的發展而言，室內無線傳播是一個全新的領域。它具有覆蓋距離小以及受周邊環境影響更大。雖然室內的電波不受氣候等因素影響，但是卻受到距離、頻率、天線以及建筑物本來的結構、材料、布置等多方面因素的影響。其中建筑材料及內部結構 無線傳播的因素最大。

根據WLAN用戶數量與特征、覆蓋范圍、容量需求，以及目標區域的無線傳播環境與建筑特征等，不同的場景需采用不同的建設方式，主要有：室內蜂窩網分布系統合路、AP獨立布點、AP共用室外基站設施布放、Mesh組網、Wi-Fi基站等[3]。

（1）AP獨立布點方式：直接在室內部署AP提供WLAN無線覆蓋。適用于覆蓋范圍較小且熱點重要性比較強的場景。

（2）室內蜂窩網分布系統合路：WLAN無線信號通過合路器耦合入原有的2、3G室內分布系統，WLAN／2G／3G系統之間共天線和饋線。適用于已有室內分布系統，且需要覆蓋的區域比較廣的場景。

（3）AP共用室外基站設施布放：采用室外AP和高增益天線指向覆蓋區域，AP采用有線路由連接傳輸機房。采用室外型AP+定向天線的覆蓋方式應注意以下幾方面要求：采用Wi-Fi mesh技術組網：AP之間通過無線回傳，靈活部署。Wi-Fi基站：運用可以有效提高接收靈敏度的雙極化智能天線的Wi-Fi基站，可以提供超遠距離覆蓋和接入，為運營商提供高質量低成本的室外寬帶覆蓋。該覆蓋方式建設要求與“室外型AP+定向天線”方式基本相同。此外，還需要注意WLAN與其它系統之間的隔離度，做好天線的空間隔離。

3 WLAN網絡設計基本原則

WLAN設計的主要原則包含有幾個部分，第一，無線覆蓋信號強度；在設計目標覆蓋區域內95%以上位置，WLAN覆蓋接收信號強度應大于等于-75dBm。在采用802.11n標準的設備覆蓋的區域，條件允許的情況下，建議邊緣覆蓋場強大于等于－70dBm。第二，信噪比；在設計目標覆蓋區域內95%以上位置，接收到的信噪比（SNR）大于20dB。第三，終端接入速率；要求WLAN（802.11g和802.11n）目標覆蓋區域內的用戶平均上網速率不低于500Kbps。為了保證多用戶接入的公平性，防止部分用戶帶寬被搶占的現象，在AP端要對用戶進行限速（單用戶限速為不低于1Mbps）[4]。

4 寬帶接入相關技術

支撐寬帶通信的技術可以分為兩個主要類型：一是通過網絡提供寬帶通信的傳輸技術，二是接入技術。寬帶通信有賴于上述兩類技術以及其他支持技術的發展，因此，發展寬帶通信要立足于“端到端”，換言之，要從網絡的核心到終端用戶設備全盤考慮，這一點非常重要。下面對幾種寬帶接入方法進行介紹。第一種，基于PSTN的接入技術中的ADSL技術來講，ADSL采用正交頻分復用方式，可以充分利用現有的銅纜資源傳輸高速數據信息，在一條電話線上用戶能同時“上網”和“打電話”而互不影響。更為重要的是，ADSL技術在不需要對用戶設備做過多改動的情況下，提供滿足用戶業務需求的上、下行帶寬、技術、價格諸方面的優勢，已成為我國主流的寬帶接入技術，并呈現出良好的發展勢頭。第二種，基于LAN的以太網接入技術[5]。以太網技術應用于接入網，與IP網很適應，且技術已有重要突破（LAN交換、大容量MAC地址存儲等），容量分為10/100/1000Mbit/s三級，可按需分配。采用專用的無碰撞全雙工光纖連接，已可以使以太網的傳輸距離大為擴展，完全可以滿足接入網和城域網的應用需要。千兆比因特網到家(GITH)將成為除電話、電視以外的第三種可進入家庭的網絡業務。利用DWDM、光因特網技術和低成本千兆比以太網幀格式，可以提供從幾個兆比特到幾個比特每秒速率的信號，只需IP平臺，簡化了網絡。在企事業用戶中，將成為主導接入方式。第三種，基于光纖的接入技術；光纖接入的主要優點是：降低維護費用和故障率；配合本地網結構的調整，減少節點，擴大覆蓋；充分利用光纖化所帶來的一系列好處；建設透明光網絡，迎接多媒體時代。由于光纖具有大容量、保密性好、抗干擾性強等優點，因此在接入網中得到了普遍的應用。

在該技術中主要用到寬帶PON技術，主要是利用無源光分支器的進行安裝光纖接入網。

［1］寬帶接入技術及應用[M].北京郵電大學出版社,2006.

［2］尹長川,羅濤,樂光新.多載波寬帶無線通信技術[M].北京郵電大學出版社,2004.

［3］周芳,胡先志.綜合寬帶接入技術[M].北京郵電大學出版社,2002.

［4］建和,嵐.ADSL寬帶接入技術及應用[M].人民郵電出版社,2002.

［5］王勇,楊俊權,陳寶仁,等.McWiLL無線寬帶接入系統測試及其在中低壓配電網通信中的應用[J].數據,2009,1:4.