農村無線寬帶技術實現方案探討

陳維

（中國移動通信集團設計院有限公司四川分公司 四川成都 610045）

農村無線寬帶技術實現方案探討

陳維

（中國移動通信集團設計院有限公司四川分公司 四川成都 610045）

本文主要講述了農村無線寬帶技術的實現方案。首先本文講了寬帶建設的重要性以及無線技術的特點，然后本文著重講述了農村無線寬帶技術的實現方案。目前寬帶戰略發展是國家的一項重大的戰略，發展農村地區的無線寬帶技術對我國的通信能力有很大的發展。

寬帶；無線局域網；基站

1 引言

隨著科技的發展人們的生活已經進入了信息時代，寬帶建設作為信息時代的一條高速公路已經越來越受到人們的重視。特別是在國家層面上出臺寬帶戰略后，寬帶建設已經成為關系國計民生的一項重大的國家戰略。

在國家出臺相應的寬帶戰略后，國內的寬帶發展水平得到了很大的發展，不管是標準建設、覆蓋面還是平均速率等方面都都有了很明顯的提高。但是，我國寬帶發展也面臨著嚴重的問題：城市與農村地區寬帶發展的不均衡性。我國幅員遼闊，地形地貌復雜，而且農村地區多于城市地區。對于落后的農村地區以及地形地貌較復雜的地區，采用傳統的有線入網方式來解決寬帶入戶問題的話投資較大，而且無法滿足用戶高速上網的需求，所以說農村地區寬帶的發展是我國寬帶建設的重點地區，也是我國寬帶發展的最大短板。

對我國的農村地區而言，人口分布不是很集中，村落分布比較分散而且距離鄉鎮以及縣較遠，通過原始的方式滿足農村用戶上網無疑有很多的限制。相對比于有線寬帶接入而言，無線寬帶具有建設成本低安裝使用靈活以及數據業務承載容量大的優點。因此，如果使用無線寬帶技術把部分光纖進行替代，就可以提供最高可達到300Mbps的帶寬，這樣在線纜鋪設的成本上就會大大的降低，而且還可以將網絡覆蓋到每一個用戶。

隨著社會的發展以及人們生活水平的提高，寬帶業務已經越來越多的向農村地區發展，從我國現在的情況來看農村地區還有很大的發展潛力，因此研究農村地區無線寬帶技術的應用有著很重要的意義。

2 無線技術的特性

在因特網技術以及計算機技術高速發展的現在，無線局域網（Wireless LAN簡稱WLAN）作為無線網絡的一個重要分支已經不再只是有線網絡的一個“追隨者”。它已經成為在移動、建設領域的一個公共無線局域網。特別是在一些公共的場合例如機場、商場以及咖啡店等地方，有線網絡已經無法和無線局域網相比。相比較于有線網絡，無線局域網有以下特點：

（1）易擴展。當原有的網絡無法滿足人們的上網需求時，不需要像有線網絡一樣再進行布線、安裝等環節，只要通過增大信號發射的強度來擴大覆蓋范圍或者是增強信號強度即可。

（2）故障定位準。當無線設備出現故障的時候，由于沒有復雜的線路，所以只需要對信號發射端口以及引線進行檢測就行。這樣縮短了檢測時間，提高了故障修復的速度。

（3）安裝便捷。相比較于有線網絡而言，無線局域網不需要耗費大量的人力物力來安裝各種復雜的設備，而且對周邊環境的影響程度比較小，覆蓋的范圍也更加廣泛。

（4）經濟節約。在建設有線網絡時，工程師人員首先要進行線路鋪設方案的設計，然后根據方案進行施工，而且在使用過程中還得定期進行維護。相比較而言，無線網絡就不需要如此復雜的過程，只需要選擇好信號端的位置，安裝調試成功即可。這樣就節約了大量的資金，還提高了效率。

（5）靈活性和方便性。因為無線局域網不需要專門的線路，所以它不受網絡位置的影響，只要是信號覆蓋的地方就可以進行網絡連接，而且連接上以后可以在信號覆蓋的范圍內隨意移動不受影響。

（6）網絡重組和調整方便。傳統的有線網絡在進行網絡結構調整時需要投入大量的人力和物力先對原有的網絡設備進行拆除，然后再重新建設。對無線網絡技術來說就不存在這樣的問題，通常只需要將無線信號的發射設備以及引線拆除即可，不需要繁瑣的布線，節省了工時提高了效率。

正是由于無線網絡先比較有線網絡而言有如此多的優點，無線局域網技術才會發展得越來越快，而且使用的范圍也越來越廣泛。

3 農村無線寬帶技術實現方案

3.1 農村無線覆蓋網絡架構

根據無線網絡的傳輸原理，無線網絡傳輸分為從鄉鎮到農村之間的傳輸以及農村地區的覆蓋兩大部分，覆蓋的結構圖如圖1所示。

圖1 農村無線寬帶結構圖

3.1.1 鄉鎮到農村之間的傳輸

鄉鎮到農村之間的傳輸關鍵技術是如何解決好距離和帶寬的問題，首先把農村靠近鄉鎮的機房通過網絡和Internet進行連接，使用WDS技術，把無線網橋作為發射基站，然后與農村的無線網橋發射基站進行對點無線傳輸，帶寬最高可達到130Mpbs。農村的無線基站收到傳輸過來的無線信號之后，再發出信號將全村覆蓋。

3.1.2 農村地區的覆蓋

農村地區覆蓋的關鍵是如何設置有效的覆蓋范圍以及用戶怎樣接入。在農村地區人口分布不集中，為了節約成本和減少施工的困難程度，必須擴大WIFI基站的覆蓋范圍。我們采用的戶外WIFI基站增加了外加高增益天線，覆蓋的范圍可以達到公里級的距離。根據不同的地域以及住戶分散的特點，我們采用了兩種不同的方案：

（1）基站向四周輻射的方案，如圖2所示。

圖2 基站中心向四周擴散的結構圖

（2）基站的一側向里擴散的方案，如圖3所示。

圖3 基站邊緣側向里擴散

3.2 覆蓋方案的設計

如果是室外遠距離傳輸的站點要增加高增益室外全向或者是定向天線來進行無線網互連。全向天線可進行一點對多點連接，定向天線只能進行一點對一點的連接。在設置天線的指標和增益的倍數的時候要根據實際的情況進行設定，通常情況下是選擇大增益的天線。建設無線局域網絡應根據以下原則進行：①選擇天線時要根據當地的實際情況，因地制宜，減少成本。②根據以小成本獲得大利益的原則，我們建設無線局域網絡時要按照蜂窩式建設即要使信號覆蓋的范圍不會出現盲區，信號分布均勻，對于信號出現重疊的部分縮小重疊范圍。因為無線網絡的頻段是公開性的頻段，因此會有較多的干擾源對其產生干擾，所以說為了能夠盡量的減小干擾，在架設天線的地方要避免出現其它大功率的設備。為降低環境因素對信號的傳輸造成影響，保證信號傳輸的質量。在架設天線的時候盡量把天線架設在樓層的頂部。

3.3 農村用戶的接入方式

在無線網絡建設完成后，基站的功率通常會調到足夠大，這樣覆蓋的范圍比較廣，通常可達數公里；但是一般的無線設備，例如家用的無線網卡的發射功率會很小，因此覆蓋范圍就比較小，這就導致了家用無線設備可以接受信號但是卻不能發出有效的信號，家用設備和基站無法進行雙向通信。另外，一般的終端網卡在基站覆蓋區域邊緣的地方會很弱，無法正常使用。因此在分析完上述所存在的問題后，保證家用設備和基站雙向通信，基站使用發射功率大的設備，家用終端使用接受信號靈敏度高的設備。用戶的接入方式有以下兩種：

（1）使用CPE高性能無線網卡直接接入。

圖4 無線網卡接入

（2）CPE有線方式接入（見圖5）。

圖5 有線方式接入

3.4 無線網絡的安全性

無線網絡技術是利用無線信號在空氣中進行傳播的技術，因為信號是無線傳輸的，所以傳輸的安全性能要比有線傳輸低很多。

無線傳輸的安全性體現在數據加密、安全策略以及接入認證三個方面。數據加密是對AP以及數據終端之間數據加密處理；安全策略是應用SSID隱藏以及MAC地址過濾等技術防御惡意用戶的攻擊；接入認證是對接入的用戶進行身份安全性的檢查。

4 小結

綜上所述，從當前農村地區的寬帶入網情況以及以后的發展趨勢來看，有線覆蓋由于線路鋪設比較復雜，工時較長，成本較高，后期維護麻煩等特點會逐漸的退出農村通信市場。相比較而言，無線寬帶技術具有布網迅速、用戶接入方便以及成本較低等優點會逐漸的在農村地區打開市場。隨著寬帶戰略上升到國家戰略，農村寬帶的建設會有更深入的研究。

[1]高鑫.農村無線寬帶網絡建設方案探究[J].電子與通信工程，2015，2.

[2]楊永林.家庭寬帶網絡安全與防范探討[J].數字技術與應用，2013（5）：45.

[3]李楊.EPON+LANEOC靈活實現寬帶接入點滴談[J].中國新通信，2014（2）：12.

[4]劉乃安.無線局域網WLAN原理技術與應用[J].西安電子科技大學出版社，2004（5）：80.

TN92

A

1004-7344（2016）18-0289-02

2016-6-6

陳 維（1981-），女，工程師，本科，主要從事移動通信核心網、數據網規劃設計工作。