隨著我國社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,，原來只有城市居民才能享受的電信寬帶業(yè)務(wù)逐步走向農(nóng)村。農(nóng)村居民對(duì)信息的需求在逐步加大,，因此寬帶業(yè)務(wù)在農(nóng)村有廣闊的市場(chǎng)空間,。從安徽聯(lián)通在農(nóng)村發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)的情況看，農(nóng)村地區(qū)是有很大發(fā)展?jié)摿Φ?，如何能快速,、低成本建設(shè)來提供寬帶接入服務(wù)是值得探討的課題。
從安徽省情況看,，聯(lián)通通過多年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè),，固網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)仍然相對(duì)薄弱，尤其在農(nóng)村地區(qū),，固網(wǎng)資源基本是空白,，即便有客戶接入的需求，但接入成本很高,，維護(hù)工作量大,。但通過多年的努力，聯(lián)通移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋全省,，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心,、農(nóng)村地區(qū)建設(shè)了大量的鐵塔以及傳輸配套資源，如果能利用這些資源來解決農(nóng)村地區(qū)的寬帶接入具有重要意義,。
利用WLAN解決農(nóng)村地區(qū)寬帶接入的方案
WLAN目前主要技術(shù)為IEEE802.11系列,，其中802.11g和802.11a采用OFDM調(diào)制技術(shù)，最大速率可達(dá)54M,，802.11b采用DSSS調(diào)制技術(shù),，最大速率可達(dá)11M，根據(jù)802.11b/g產(chǎn)品互通特點(diǎn),，目前建設(shè)中以802.11g為主,，向下兼容802.11b，在特殊場(chǎng)所采用802.11a技術(shù)提供覆蓋,。
相對(duì)于有線寬帶接入網(wǎng)絡(luò),，WLAN具有安裝使用靈活、支持一定范圍的移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),，存在易受無線環(huán)境干擾,、帶寬不夠穩(wěn)定等缺點(diǎn)。相對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),， WLAN工作頻段高,、發(fā)射功率低、移動(dòng)性管理較弱，存在單點(diǎn)覆蓋能力弱,、移動(dòng)性能差的缺點(diǎn),，具備建設(shè)成本低、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載容量大的優(yōu)點(diǎn),。所以,，WLAN主要用于滿足熱點(diǎn)區(qū)域的寬帶數(shù)據(jù)接入需求，尤其是校園,、交通樞紐,、咖啡廳等室內(nèi)熱點(diǎn)場(chǎng)所。
針對(duì)農(nóng)村日益增長的寬帶接入需求,，可以在現(xiàn)有鐵塔上安裝WLAN 大功率AP ,，將AP通過本地傳輸網(wǎng)絡(luò)連接到城域網(wǎng)，令用戶通過WLAN用戶端接入互聯(lián)網(wǎng),，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基站周圍一定范圍內(nèi)的客戶接入,。
覆蓋分析
我們首先通過傳播模型進(jìn)行理論覆蓋測(cè)算，其次部署試點(diǎn)并進(jìn)行測(cè)試,，以驗(yàn)證效果及可行性。
理論覆蓋測(cè)算
在室外環(huán)境下,，無線局域網(wǎng)小區(qū)的覆蓋范圍較小,，視通情況下，采用自由空間傳播模型為基礎(chǔ)進(jìn)行分析,。2.4GHz自由空間電磁波的傳播路徑損耗符合：L0(db)=92.4+20logd+20logf,。其中L0為自由空間損耗，d為傳輸距離,，f為工作頻率,。 WLAN大功率AP最大發(fā)射功率一般為27dBm，而用戶端網(wǎng)卡發(fā)射功率為50mW（17dBm）,，用戶端網(wǎng)卡的接收靈敏度與AP的接收靈敏度基本一致,，可見為反向覆蓋受限。根據(jù)設(shè)備接收靈敏度,，以-75dBm為邊緣場(chǎng)強(qiáng)覆蓋要求,，天線增益為15dBi，衰落余量為10dB,，人體,、地物損耗為4dB。則反向鏈路預(yù)算為：L1(dB)=17dBm+15dB-10dB-4dB-(-75dB)=93,，L1=92.4+20logd+20logf,。計(jì)算得d=448m，即室外環(huán)境的覆蓋視距為400m左右。
如用室外AP對(duì)室內(nèi)進(jìn)行覆蓋,，考慮到2.4G電磁波繞射能力不足,，僅考慮直射分量，則反向鏈路預(yù)算中路徑損耗增加建筑物穿透損耗,。以玻璃為例,，穿透損耗大約10dB，則可計(jì)算得d=140m,，由此可見,，非視通情況下，覆蓋距離明顯減小,，所以利用WLAN解決寬帶接入應(yīng)盡量做到視通,。
覆蓋測(cè)試
測(cè)試地點(diǎn)：亳州市雙溝鎮(zhèn)（經(jīng)度：115.65944，緯度：33.63583）
測(cè)試設(shè)備：WLAN設(shè)備由一個(gè)室外AP,、一副90度定向天線及若干客戶端設(shè)備組成,。室外AP通過五類線與二層交換機(jī)相接，端口帶寬10M,，通過5200G寬帶認(rèn)證服務(wù)器,，采用撥號(hào)上網(wǎng)方式進(jìn)行認(rèn)證接入，測(cè)試賬號(hào)為普通用戶賬號(hào)（不限速10M帶寬）,。
天線及AP安裝地點(diǎn)：亳州市雙鉤鎮(zhèn)聯(lián)通某基站鐵塔,，天線掛高約40m，下傾角3度,。
單用戶測(cè)試結(jié)果如表1所示,。
同時(shí)對(duì)多用戶并發(fā)情況也進(jìn)行了模擬測(cè)試，選取一視通范圍內(nèi)的地點(diǎn)進(jìn)行多終端同時(shí)上網(wǎng)測(cè)試,，結(jié)果如表2所示,。
表1 單用戶下測(cè)試結(jié)果
表2 多用戶并發(fā)測(cè)試結(jié)果
實(shí)測(cè)結(jié)論：
● 在不可視范圍，由于WLAN為2.4G頻段,，信號(hào)衰耗較大,，即使距離近信號(hào)也弱且不穩(wěn)定，WLAN不能使用,；
● 在可視范圍,，信號(hào)強(qiáng)且穩(wěn)定，覆蓋距離600~800m,；
● 信號(hào)-80dBm以上即可得到較高的下載速率,；
● 在穩(wěn)定的信號(hào)下（-75dBm），3個(gè)用戶均可達(dá)到4M以上帶寬,，下載速度穩(wěn)定,。
基于以上理論分析及實(shí)測(cè)情況我們可以在兩種情況下使用WLAN網(wǎng)絡(luò)：
● 在距離基站較近的位置,，用戶無線網(wǎng)卡接收到的信號(hào)較好，可以直接使用該無線網(wǎng)絡(luò)接入,；
● 對(duì)接收信號(hào)較弱的用戶,，利用無線網(wǎng)絡(luò)客戶端設(shè)備提高接收信號(hào)的強(qiáng)度。
客戶端設(shè)備安裝在客戶所在位置的室外,，保證與AP視通,，解決接收信號(hào)的強(qiáng)度問題，通過網(wǎng)線與室內(nèi)網(wǎng)卡連接,，提供客戶接入,。
用戶帶寬分析
每用戶速率＝（單AP連接速率×傳輸效率）/（用戶數(shù)量×用戶同時(shí)使用率），802.11g AP最大連接速率為54Mbps,，除去協(xié)議開銷,，每AP最大數(shù)據(jù)傳輸速率約為22Mbps，但同時(shí)受限于傳輸出口帶寬,。目前安徽聯(lián)通為了3G建設(shè),，已初步完成傳輸網(wǎng)的升級(jí)改造，出口帶寬限制的影響基本消除,，即不需要額外進(jìn)行宏站傳輸升級(jí)改造,，即可提供20M以上的有效傳輸帶寬。
假設(shè)某鄉(xiāng)鎮(zhèn)布置一個(gè)AP,，按每個(gè)AP發(fā)展15個(gè)有效用戶計(jì)算計(jì)算,，并假設(shè)所有用戶并發(fā)使用，此時(shí)每用戶帶寬可以保證1M的傳輸速率,，基本達(dá)到ADSL寬帶接入的速率。
投資效益分析
一臺(tái)室外型大功率AP投資大約3500元左右,，增強(qiáng)型用戶端每臺(tái)300元左右,，為保證使用效果，以一臺(tái)AP帶15個(gè)有效用戶計(jì)算,，所有用戶都配置增強(qiáng)型用戶端,，整體投資大約8000元。以每用戶50元月使用費(fèi)計(jì),，一年可產(chǎn)生業(yè)務(wù)收入9000元,。
從上述分析看，每線成本大約500元,，與目前固定寬帶接入成本差距不大,。但傳統(tǒng)固定寬帶接入方式屬“用戶未發(fā)展，端口先到位”,，易造成整體端口利用率不高,，即前期“沉淀”投資過大,；而無線WLAN接入方式覆蓋具備快速建設(shè)的特點(diǎn)，屬于“發(fā)展用戶即建設(shè)”,，其利用率相對(duì)更高,。
部署策略
采用WLAN解決鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶覆蓋的優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)。
● 網(wǎng)絡(luò)部署迅速,；
● 客戶接入方便：基本上不需要在客戶側(cè)布放線纜,，最多安裝一個(gè)客戶端接收設(shè)備；
● 維護(hù)工作量?。嚎蛻魝?cè)由于基本沒有“戶線”,，只要做好AP的日常維護(hù)和通道的維護(hù)，即可保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定,。
經(jīng)過上述試點(diǎn)及分析,，利用WLAN解決固定寬帶用戶接入方案應(yīng)實(shí)事求是地定位如下：
● 從用戶使用效果來看，無線方案無法完全替代有線方案,；
● 在城區(qū),，可局部使用，但不宜作為主要接入手段,；
● 在鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域,，利用中國聯(lián)通自有鐵塔等資源，可作為短期啟動(dòng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶發(fā)展的有效手段,；
● 可作為業(yè)務(wù)發(fā)展期的過渡性方案,，即利用無線方案先發(fā)展一批有效用戶，后期再為區(qū)域相對(duì)集中的用戶改為有線接入方式,。