无线宽带接入网相关理论研究

汤家盛

（中国移动通信集团上海有限公司，中国 上海200000）

0 引言

21世纪是一个数字化、网络化、信息化的时代；计算机网络作为这一时代的重要特征正越来越密切的与人们的生活息息相关。计算机网络可使用户能共迅速传送数据，还可以从网络上查找并获取各种各样的资料。而目前，市场上家庭住宅用计算机网络接入一般以有线宽带接入为主。一般有XDSL、光纤同轴混合网、FTTx等接入技术，所有这些技术都是建立在有线接入到户的前提下。考虑到在成熟居民住宅区内进行五类线或光纤到户的施工和协调有一定难度，有线接入宽带的替代品的需求越来越迫在眉睫[1]。

于是，具有能够移动接入功能的WLAN技术，将成为解决这一难题的利器。本文通过对住宅小区的WLAN覆盖方式进行了探索，对小区覆盖合路、楼顶架设AP、楼道架设AP等三种覆盖方式进行了实验及分析，分析了不同应用场景的覆盖方案，并对覆盖效果进行了测试，对工程预算进行了编制和对比。

1 WLAN的概念

WLAN，是英文Wireless Local Area Networks的缩写，直译就是无线局域网。随着移动通信技术的飞速发展，越来越多的客户端用户希望在移动中使用计算机网络。目前，为了满足这种日益发展的用户需求，各运营商都在寻求技术上的新突破。主要有以下两种技术：第一，基础无线通信网络（3G）：在移动性的基础上逐步满足宽带数据业务需求；3G可提供广域的覆盖，但带宽远低于WLAN；第二，WLAN：在宽带数据业务的基础上逐步引入移动性。WLAN适用于短距离覆盖，但带宽高。从3G与无线局域网(WLAN)不同的技术特性和支持的不同功能来看，3G与WLAN本质上可以说是互补的，协调好两者间的关系将促进彼此的发展。3G与WLAN在技术特性上存在明显的差异[2]。3G与WLAN各有优势与局限性，支持不同的需要，因此两种技术间存在互补的基础。

WLAN是基于IEEE802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用可以不必授权的ISM频段中的2.4或5.8GHz射频波段进行无线连接。

2 无线通信的常用覆盖手段

就无线通信的发展而言，室内无线传播是一个全新的领域。它具有覆盖距离小以及受周边环境影响更大。虽然室内的电波不受气候等因素影响，但是却受到距离、频率、天线以及建筑物本来的结构、材料、布置等多方面因素的影响。其中建筑材料及内部结构 无线传播的因素最大。

根据WLAN用户数量与特征、覆盖范围、容量需求，以及目标区域的无线传播环境与建筑特征等，不同的场景需采用不同的建设方式，主要有：室内蜂窝网分布系统合路、AP独立布点、AP共用室外基站设施布放、Mesh组网、Wi-Fi基站等[3]。

（1）AP独立布点方式：直接在室内部署AP提供WLAN无线覆盖。适用于覆盖范围较小且热点重要性比较强的场景。

（2）室内蜂窝网分布系统合路：WLAN无线信号通过合路器耦合入原有的2、3G室内分布系统，WLAN／2G／3G系统之间共天线和馈线。适用于已有室内分布系统，且需要覆盖的区域比较广的场景。

（3）AP共用室外基站设施布放：采用室外AP和高增益天线指向覆盖区域，AP采用有线路由连接传输机房。采用室外型AP+定向天线的覆盖方式应注意以下几方面要求：采用Wi-Fi mesh技术组网：AP之间通过无线回传，灵活部署。Wi-Fi基站：运用可以有效提高接收灵敏度的双极化智能天线的Wi-Fi基站，可以提供超远距离覆盖和接入，为运营商提供高质量低成本的室外宽带覆盖。该覆盖方式建设要求与“室外型AP+定向天线”方式基本相同。此外，还需要注意WLAN与其它系统之间的隔离度，做好天线的空间隔离。

3 WLAN网络设计基本原则

WLAN设计的主要原则包含有几个部分，第一，无线覆盖信号强度；在设计目标覆盖区域内95%以上位置，WLAN覆盖接收信号强度应大于等于-75dBm。在采用802.11n标准的设备覆盖的区域，条件允许的情况下，建议边缘覆盖场强大于等于－70dBm。第二，信噪比；在设计目标覆盖区域内95%以上位置，接收到的信噪比（SNR）大于20dB。第三，终端接入速率；要求WLAN（802.11g和802.11n）目标覆盖区域内的用户平均上网速率不低于500Kbps。为了保证多用户接入的公平性，防止部分用户带宽被抢占的现象，在AP端要对用户进行限速（单用户限速为不低于1Mbps）[4]。

4 宽带接入相关技术

支撑宽带通信的技术可以分为两个主要类型：一是通过网络提供宽带通信的传输技术，二是接入技术。宽带通信有赖于上述两类技术以及其他支持技术的发展，因此，发展宽带通信要立足于“端到端”，换言之，要从网络的核心到终端用户设备全盘考虑，这一点非常重要。下面对几种宽带接入方法进行介绍。第一种，基于PSTN的接入技术中的ADSL技术来讲，ADSL采用正交频分复用方式，可以充分利用现有的铜缆资源传输高速数据信息，在一条电话线上用户能同时“上网”和“打电话”而互不影响。更为重要的是，ADSL技术在不需要对用户设备做过多改动的情况下，提供满足用户业务需求的上、下行带宽、技术、价格诸方面的优势，已成为我国主流的宽带接入技术，并呈现出良好的发展势头。第二种，基于LAN的以太网接入技术[5]。以太网技术应用于接入网，与IP网很适应，且技术已有重要突破（LAN交换、大容量MAC地址存储等），容量分为10/100/1000Mbit/s三级，可按需分配。采用专用的无碰撞全双工光纤连接，已可以使以太网的传输距离大为扩展，完全可以满足接入网和城域网的应用需要。千兆比因特网到家(GITH)将成为除电话、电视以外的第三种可进入家庭的网络业务。利用DWDM、光因特网技术和低成本千兆比以太网帧格式，可以提供从几个兆比特到几个比特每秒速率的信号，只需IP平台，简化了网络。在企事业用户中，将成为主导接入方式。第三种，基于光纤的接入技术；光纤接入的主要优点是：降低维护费用和故障率；配合本地网结构的调整，减少节点，扩大覆盖；充分利用光纤化所带来的一系列好处；建设透明光网络，迎接多媒体时代。由于光纤具有大容量、保密性好、抗干扰性强等优点，因此在接入网中得到了普遍的应用。

在该技术中主要用到宽带PON技术，主要是利用无源光分支器的进行安装光纤接入网。

［1］宽带接入技术及应用[M].北京邮电大学出版社,2006.

［2］尹长川,罗涛,乐光新.多载波宽带无线通信技术[M].北京邮电大学出版社,2004.

［3］周芳,胡先志.综合宽带接入技术[M].北京邮电大学出版社,2002.

［4］建和,岚.ADSL宽带接入技术及应用[M].人民邮电出版社,2002.

［5］王勇,杨俊权,陈宝仁,等.McWiLL无线宽带接入系统测试及其在中低压配电网通信中的应用[J].数据,2009,1:4.