利用WLAN解决农村宽带接入的可行性分析

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随着我国社会进步和经济发展,原来只有城市居民才能享受的电信宽带业务逐步走向农村。农村居民对信息的需求在逐步加大,因此宽带业务在农村有广阔的市场空间。从安徽联通在农村发展宽带业务的情况看,农村地区是有很大发展潜力的,如何能快速、低成本建设来提供宽带接入服务是值得探讨的课题。

从安徽省情况看,联通通过多年的网络建设,固网网络仍然相对薄弱,尤其在农村地区,固网资源基本是空白,即便有客户接入的需求,但接入成本很高,维护工作量大。但通过多年的努力,联通移动网络基本覆盖全省,在乡镇中心、农村地区建设了大量的铁塔以及传输配套资源,如果能利用这些资源来解决农村地区的宽带接入具有重要意义。

利用WLAN解决农村地区宽带接入的方案

WLAN目前主要技术为IEEE802.11系列,其中802.11g和802.11a采用OFDM调制技术,最大速率可达54M,802.11b采用DSSS调制技术,最大速率可达11M,根据802.11b/g产品互通特点,目前建设中以802.11g为主,向下兼容802.11b,在特殊场所采用802.11a技术提供覆盖。

相对于有线宽带接入网络,WLAN具有安装使用灵活、支持一定范围的移动等优点,存在易受无线环境干扰、带宽不够稳定等缺点。相对于移动通信网络, WLAN工作频段高、发射功率低、移动性管理较弱,存在单点覆盖能力弱、移动性能差的缺点,具备建设成本低、数据业务承载容量大的优点。所以,WLAN主要用于满足热点区域的宽带数据接入需求,尤其是校园、交通枢纽、咖啡厅等室内热点场所。

针对农村日益增长的宽带接入需求,可以在现有铁塔上安装WLAN 大功率AP ,将AP通过本地传输网络连接到城域网,令用户通过WLAN用户端接入互联网,进而实现基站周围一定范围内的客户接入。

覆盖分析

我们首先通过传播模型进行理论覆盖测算,其次部署试点并进行测试,以验证效果及可行性。

理论覆盖测算

在室外环境下,无线局域网小区的覆盖范围较小,视通情况下,采用自由空间传播模型为基础进行分析。2.4GHz自由空间电磁波的传播路径损耗符合:L0(db)=92.4+20logd+20logf。其中L0为自由空间损耗,d为传输距离,f为工作频率。 WLAN大功率AP最大发射功率一般为27dBm,而用户端网卡发射功率为50mW(17dBm),用户端网卡的接收灵敏度与AP的接收灵敏度基本一致,可见为反向覆盖受限。根据设备接收灵敏度,以-75dBm为边缘场强覆盖要求,天线增益为15dBi,衰落余量为10dB,人体、地物损耗为4dB。则反向链路预算为:L1(dB)=17dBm+15dB-10dB-4dB-(-75dB)=93,L1=92.4+20logd+20logf。计算得d=448m,即室外环境的覆盖视距为400m左右。

如用室外AP对室内进行覆盖,考虑到2.4G电磁波绕射能力不足,仅考虑直射分量,则反向链路预算中路径损耗增加建筑物穿透损耗。以玻璃为例,穿透损耗大约10dB,则可计算得d=140m,由此可见,非视通情况下,覆盖距离明显减小,所以利用WLAN解决宽带接入应尽量做到视通。

覆盖测试

测试地点:亳州市双沟镇(经度:115.65944,纬度:33.63583)

测试设备:WLAN设备由一个室外AP、一副90度定向天线及若干客户端设备组成。室外AP通过五类线与二层交换机相接,端口带宽10M,通过5200G宽带认证服务器,采用拨号上网方式进行认证接入,测试账号为普通用户账号(不限速10M带宽)。

天线及AP安装地点:亳州市双钩镇联通某基站铁塔,天线挂高约40m,下倾角3度。

单用户测试结果如表1所示。

同时对多用户并发情况也进行了模拟测试,选取一视通范围内的地点进行多终端同时上网测试,结果如表2所示。

表1 单用户下测试结果

作者:王磊(中国联通安徽省分公司),刘志春(中兴通讯) 来源:中兴通讯技术(简讯)——2010年 第11期


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