WIMAX16d網(wǎng)絡的架構分析與介紹

　　同樣是無線網(wǎng)絡，WIMAX的網(wǎng)絡建設與我們傳統(tǒng)的GMS或UMTS建設有所區(qū)別，不能完全照抄以前的經(jīng)驗。這是由不同的網(wǎng)絡性質所決定了的，WiMAX是固定通信無線網(wǎng)，而GSM/UMTS是移動通信網(wǎng)絡，二者有著不同的用戶行為、覆蓋要求和話務模型。其中，我們注意到了一個比較典型的現(xiàn)象：在建設初期，大家都習慣性地考慮“全覆蓋”的概念，即按照理論的覆蓋半徑，在地圖上標注出若干個基站站點，認為這些站點建成之后即可實現(xiàn)無縫覆蓋或者是基本覆蓋這片區(qū)域，剩余的工作就是輕松放號，業(yè)務開通。而事實上，要用WiMAX16d實現(xiàn)全覆蓋很困難，這是由其本身特點決定，也是為我們經(jīng)驗證明的。

　　根據(jù)無線傳播理論，基站和遠端站所能接收信號的強度及質量與其天線高度以及傳播路徑上的阻擋情況密切相關。在二維地圖的同一點上，用戶站的接收信號很大程度上取決于CPE天線的放置高度，比如說，離開基站2公里處，運營商發(fā)掘出一片用戶群體，分布于高新區(qū)的一幢15層樓的大廈內。這些用戶有些在14樓，有些在7樓，而有些在2樓。那么對于14樓的用戶，由于其高度高于周圍平均建筑物的高度，所以可以輕松的實現(xiàn)信號收發(fā)，調制方式可以達到64QAM，獲取高質量的數(shù)據(jù)業(yè)務;對于7樓的用戶，高度低于與周圍建筑物的平均高度，但依然能夠依靠信號的折射和反射獲得16QAM的信號，相當于數(shù)據(jù)帶寬能夠達到4Mbps左右;而2樓的用戶則不那么幸運了，在高樓林立的環(huán)境下，CPE天線被群樓阻擋，無法接收WiMAX信號。(當然通過樓內垂直布線，將CPE天線安裝于高處并將數(shù)據(jù)信號引入至2樓辦公室的CPE室內單元，也可以實現(xiàn)接入)此例表明，WiMAX網(wǎng)絡設計的關鍵數(shù)據(jù)是CPE天線的位置，這些數(shù)據(jù)很難在規(guī)劃期能夠一一確定，而是隨著業(yè)務發(fā)展而逐步明晰的。由此我們可以看出，在現(xiàn)有固網(wǎng)運營商“按需接入”的發(fā)展模式下，要做出一個類似于GSM或者UMTS一樣的無縫覆蓋的網(wǎng)絡規(guī)劃是非常困難的。

　　基于此現(xiàn)象，我們持如下觀點：固定接入式WiMAX16d的網(wǎng)絡呈點到多點的拓撲結構，一般而言，用戶端數(shù)量在基站覆蓋區(qū)域內動態(tài)發(fā)展，有增有減。用戶端設備沒有切換和漫游的需求，與需要連續(xù)分布的移動網(wǎng)絡有本質上的區(qū)別。因此，在網(wǎng)絡規(guī)劃設計期間，無需強調“全覆蓋”或者是“無縫覆蓋”的概念，否則反而會給后期發(fā)展引入干擾問題。

　　簡而言之，我們認為WiMAX16d的網(wǎng)絡規(guī)劃可以遵循以下兩條原則：第一，盡最大能力避免干擾，為后期發(fā)展留出余地;第二，隨著用戶容量的增加，需要在建設中調整基站的有效覆蓋區(qū)域，使網(wǎng)絡跟隨業(yè)務發(fā)展而健康成長。

　　3.2.WiMAX16d系統(tǒng)的網(wǎng)絡工程

　　根據(jù)我們的經(jīng)驗，盡管WIMAX產(chǎn)品結構簡潔緊湊為工程實施帶來便利，但是我們不能因此忽略其工程實施質量。WiMAX的顯著優(yōu)點是結構簡單，部署靈活迅速。事實上，第一代16d的產(chǎn)品普遍沒有引入智能天線，MIMO等更為先進的無線技術，所以CPE基本還是室外型的，也就是說，終端設備仍然離不開室外的工程安裝。從某種角度來看，用戶取得鏈路質量的優(yōu)劣，不僅取決于基站周邊的無線環(huán)境，在很大程度上還依賴于客戶端設備的安裝質量。所以，我們認為有必要著重討論一下WiMAXCPE的工程建設。

　　經(jīng)為期一年的觀察，我們發(fā)現(xiàn)WiMAX的建設者往往比較重視WiMAX系統(tǒng)和上層核心網(wǎng)設備的互連互通問題，重視基站的工程安裝問題，卻有些忽視CPE部署的工程質量要求。現(xiàn)網(wǎng)的部分CPE安裝比較簡陋，存在著諸多隱患。這些隱患除了會直接對系統(tǒng)造成硬件損傷之外，也會給客戶帶來不佳的體驗，直接或間接地影響WiMAX的業(yè)務拓展。因此，這里有必要對業(yè)已察覺的一些問題進行歸納，以期引起各位建設者的重視：

　　CPE安裝高度不理想，影響業(yè)務穩(wěn)定性。如前所述，在基站位置已經(jīng)固定了的情況下，CPE安裝高度往往就決定了無線鏈路的優(yōu)劣。一方面，CPE天線不能高于基站天線的高度。通常情況下，基站天線的俯仰角一般為0度，而且CPE天線的垂直半功率角一般都比較小。如果CPE高于基站，通信雙方就不能良好的接收對方的發(fā)射信號，從而影響通信質量。另一方面，CPE不建議安裝在嚴重的非視距環(huán)境下，也就是說，不建議將CPE安裝在無線傳輸路徑的第一菲涅爾區(qū)內有嚴重阻擋的環(huán)境下，否則接收信號有很大比例是靠繞射和反射取得的，多徑信號的路徑復雜程度大大提高，每徑受到影響的因素也會增多，信號質量不可避免地會比視距情況下有更大的波動。雖然在給終端用戶交付業(yè)務時，測試得到的信號和帶寬都不錯，但是這樣的鏈路對干擾的抵抗力比較弱，信號會時好時差，甚至在無線鏈路惡化時會發(fā)生信號中斷的情況。這會對實時性要求高業(yè)務(例如VoIP，VideoStreaming等)產(chǎn)生尤為不良影響。

　　CPE缺乏可靠接地，增加了系統(tǒng)的不安全性。如果說CPE并不安裝在建筑物的最高處，接地省略的風險性可能還小些，那么將其安裝于屋頂?shù)臅r候，沒有接地在夏季雷雨時節(jié)就是一個巨大的隱患了。而我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)網(wǎng)中有為數(shù)不少的CPE其實并沒有做好接地，更不要說是避雷防范了，這確實是非常危險的現(xiàn)象。假設設備的室外部分遇到雷擊，浪涌電流若不能導入大地，那么很容易地就會通過饋線引入室內單元及其連接的下端設備，一旦此類事故發(fā)生，遭受損失的可能就遠不止是WiMAX設備本身，而將包括與之相連的所有設備(包括二層交換機、IAD、WiFiAP，話機和電腦等)以及電源系統(tǒng)。

　　CPE抱桿過細或者對地未能妥善加固，也會影響用戶的長期使用感受。我們曾觀察到，抱桿如果太細，或者底部不穩(wěn)，其上端由于受到設備單向重力會使抱桿向設備一側略微傾斜，導致CPE天線俯仰角的改變，從而影響收發(fā)信號的質量。常見的情況是在系統(tǒng)開通初期用戶能夠取得理想的數(shù)據(jù)帶寬，而一段時間之后，發(fā)現(xiàn)帶寬變小了，而經(jīng)現(xiàn)場檢查才發(fā)現(xiàn)正是由于這些細小的原因致使的。

　　所以，網(wǎng)絡建設過程中，我們除了關注設備本身的性能和穩(wěn)定程度之外，還應當對工程中的各個環(huán)節(jié)嚴格把控。WiMAX系統(tǒng)有其簡潔易用的一面，也存在著眾多細節(jié)方面有待我們去關注和完善，這樣才能將WiMAX的優(yōu)勢充分體現(xiàn)。

　　3.3.WiMAX16d系統(tǒng)的維護

　　與任何無線網(wǎng)絡相仿，WiMAX系統(tǒng)建成開通后，需要堅持不懈的維護和優(yōu)化，保障系統(tǒng)的良好運行狀況，并為網(wǎng)絡發(fā)展提供可借鑒的依據(jù)。一般來說，除了設備運行狀態(tài)之外，最需要關注的是無線鏈路和容量兩方面的問題，以下作些簡單的經(jīng)驗介紹。

　　無線鏈路監(jiān)測和優(yōu)化。從WiMAX自帶的網(wǎng)管上，可以對每個遠端站的無線鏈路狀況進行觀測，包括上下行的RSSI，SNR以及調制方式等信息。通過這些基本數(shù)據(jù)，我們可以做出每日報表和曲線圖，掌握無線鏈路的變化情況，并為規(guī)劃和優(yōu)化提供依據(jù)。由于WiMAX16d是一個動態(tài)發(fā)展的網(wǎng)絡，無線網(wǎng)絡規(guī)劃與優(yōu)化并進，因此在建設新基站，發(fā)展新用戶的時候，必須同時考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡上的拓撲結構和頻率資源利用情況，避免干擾情況出現(xiàn)。

　　容量監(jiān)測和優(yōu)化。與無線鏈路相仿，基站容量和每個用戶的吞吐量也是可以通過網(wǎng)管進行監(jiān)測的，這些數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡建設和發(fā)展尤為重要。一方面，根據(jù)資源的統(tǒng)計使用情況，運營商可以靈活調整客戶QoS等級，在公平發(fā)展的原則下，重點保障大客戶的利益;另一方面，對流量的監(jiān)測可以更準確地掌握用戶的增長率，避免設備過載現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時指導后期的網(wǎng)絡規(guī)劃和工程預算工作。

　　對系統(tǒng)的維護和優(yōu)化，其主旨是依然提高設備的穩(wěn)定性和利用率，使動態(tài)的網(wǎng)絡能夠均衡發(fā)展，為終端用戶提供業(yè)務保障。由于WiMAX還處于建設階段，對于如何維護優(yōu)化WiMAX16d網(wǎng)絡，還有待更多時日的探索和積累。

　　4.結束語

　　隨著WiMAX16d技術的發(fā)展和應用，系統(tǒng)的真實性能已經(jīng)越來越多的業(yè)內人士認同了。通過以上篇幅，希望不僅能夠使讀者對這門技術有更多的了解，更重要的是，能令網(wǎng)絡建設者們能夠得到些許啟發(fā)，更加有效得進行WiMAX網(wǎng)絡的拓展和管理，最大程度得實現(xiàn)業(yè)務價值。