城市Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略

　　1、引言

　　Wi-Fi是一種無線局域網(wǎng)技術(shù)，主要用于戶內(nèi)、辦公室或熱點地區(qū)的近距離分布式的互聯(lián)網(wǎng)接入。目前，Wi-Fi得到了廣泛應(yīng)用，這主要得益于 Wi-Fi技術(shù)的快速發(fā)展。隨著帶寬的不斷提高，越來越多的服務(wù)可以在這個靈活的載體上平滑地運行，Wi-Fi的易用性也發(fā)揮得淋漓盡致。

　　隨著Internet的日益普及和移動終端(包括筆記本電腦、Wi-Fi手機、PDA)的廣泛使用，人們對無線IP接入的需求迅速增長，而Wi -Fi因其應(yīng)用靈活、安裝簡便、易于擴展、建設(shè)周期短以及經(jīng)濟節(jié)約等優(yōu)勢，在國內(nèi)外的電信市場中得到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。在美國，越來越多的城市對公共Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出興趣，2006年美國城市在無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的總投入已經(jīng)達到了2.35億美元，未來投資有望進一步增加。在國內(nèi)，各大運營商也都開始著手打造Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供寬帶接入業(yè)務(wù)，從而大幅度降低投資成本，快速搶占市場。其中中國電信以“天翼通”、中國移動以“隨e 行”業(yè)務(wù)品牌推出了Wi-Fi無線寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)，向人們提供在家中或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的酒店、展館、商務(wù)樓、休閑中心、連鎖咖啡吧等場所的無線寬帶上網(wǎng)服務(wù)和遠程移動辦公服務(wù)，滿足用戶移動、漫游上網(wǎng)的需求。

　　2、Wi-Fi市場定位

　　相對于有線接入技術(shù)，Wi-Fi技術(shù)具有以下優(yōu)勢。

　　(1)覆蓋范圍較廣：無線寬帶接入方式不受網(wǎng)絡(luò)信息點位置限制，網(wǎng)絡(luò)傳輸范圍大大拓寬。

　　(2)應(yīng)用靈活：能靈活勝任只有幾個用戶的小型網(wǎng)絡(luò)到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)。

　　(3)提供漫游服務(wù)：能提供有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的漫游特性，方便用戶使用。

　　(4)安裝便捷：安裝簡單，不需要布線或開溝挖槽。

　　(5)經(jīng)濟節(jié)約：有線網(wǎng)規(guī)劃需盡可能考慮未來發(fā)展需求，往往導(dǎo)致預(yù)設(shè)大量利用率較低的信息點，而一旦網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展超出設(shè)計規(guī)范又要花費較多費用進行改造，而Wi-Fi不受布線接入點位置的限制，可以避免或減少以上情況的發(fā)生。

　　雖然Wi-Fi技術(shù)具有以上優(yōu)勢但相對于有線接入方式仍存在缺點，具體如下。

　　(1)數(shù)據(jù)傳輸速率有限。雖然Wi-Fi技術(shù)最高數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)稱可達11～54 Mbit/s，但系統(tǒng)開銷會使應(yīng)用層速率減少50%左右。在多運營商環(huán)境中，不同AP(Access Point)間的頻率干擾會使數(shù)據(jù)傳輸速率明顯降低，在有三個運營商同時運營的環(huán)境中不能實現(xiàn)多用戶的同時高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　(2)質(zhì)量及穩(wěn)定性易受影響。無線電波間存在相互影響的現(xiàn)象，特別是同頻段、同技術(shù)設(shè)備之間將存在明顯影響。不僅如此，無線電波在傳播中根據(jù)障礙物不同將發(fā)生折射、反射、衍射、信號無法穿透等情況，其質(zhì)量和信號的穩(wěn)定性都不如有線接入方式。

　　(3)安全保密性有待提高。Wi-Fi采了基于用戶的認證加密體系來提高其安全性，但不論怎樣，其安全性和數(shù)據(jù)的保密性都不如有線接入方式。

　　總的來說，Wi-Fi是一種局域網(wǎng)技術(shù)，主要用于解決“最后100 m”的接入問題。從其與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系來看，Wi-Fi利用其技術(shù)優(yōu)勢能夠作為網(wǎng)絡(luò)延伸手段進一步擴大有線接入網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積及擴展移動通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，但其缺點也決定了它最終無法取代有線接入網(wǎng)而獨立存在。因此，Wi-Fi是提升有線寬帶用戶價值、提供差異化服務(wù)的有效手段，也是未來3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的有力補充。在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，允許用戶在任何時間、任何地點訪問公司的辦公網(wǎng)或國際互聯(lián)網(wǎng)，隨時隨地享受網(wǎng)上證券、視頻點播(VOD)、遠程教育、遠程醫(yī)療、視頻會議、網(wǎng)絡(luò)游戲等一系列寬帶信息增值服務(wù)，并實現(xiàn)移動辦公。Wi-Fi主要面對個人、家庭/企業(yè)及行業(yè)用戶提供家庭/企業(yè)服務(wù)、公眾區(qū) /會展區(qū)服務(wù)。

　　●個人用戶：對個人用戶而言，主要是滿足個人的通信娛樂需求。可便于家庭用戶在家中任何地方通信娛樂;可便于商務(wù)人士、差旅人士、大眾用戶等在酒店、展館、商務(wù)樓、咖啡廳、茶樓、會所等公共區(qū)域內(nèi)進行通信、娛樂和辦公。

　　●家庭/企業(yè)用戶：對家庭、企業(yè)用戶而言，主要是滿足其內(nèi)部組網(wǎng)的需求。在一定范圍內(nèi)，采用無線組網(wǎng)方式向家庭、企業(yè)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可有效降低采用有線接入方式的網(wǎng)絡(luò)改造難度及建設(shè)費用。

　　●行業(yè)用戶：對行業(yè)用戶而言，主要是滿足部分行業(yè)的商務(wù)需求，如公安、消防、交通、公眾傳媒、大型展會、賽事等。主要用于應(yīng)對突發(fā)數(shù)據(jù)需求、全程全網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，對移動性較強的行業(yè)，可提供實時的數(shù)據(jù)交互等。

　　可以看出，隨著市場范圍的不斷擴大，城市中Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)不僅在室內(nèi)，在很多室外區(qū)域都存在進一步的業(yè)務(wù)需求。

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　　3、Wi-Fi設(shè)備能力

　　3.1　設(shè)備類型

　　隨著Wi-Fi技術(shù)的發(fā)展，Wi-Fi無線接入網(wǎng)中的主要設(shè)備有室內(nèi)型AP、單獨的網(wǎng)橋、獨立的室外型AP及帶網(wǎng)橋功能的室外型AP共4類，其工作 環(huán)境與應(yīng)用場景如下。

　　(1)室內(nèi)型AP。工作在2.4 GHz頻段，自帶天線，安裝于室內(nèi)，完成室內(nèi)熱點的Wi-Fi覆蓋?？瑟毩⑼瓿墒覂?nèi)覆蓋，也可以接入室內(nèi)分布系統(tǒng)工作(接入室內(nèi)分布系統(tǒng)時需取下自帶天線)。

　　(2)單獨的5.8 GHz網(wǎng)橋。工作在5.8 GHz頻段，安裝于室外，可與其他具有網(wǎng)橋功能的設(shè)備之間進行點對點或點對多點的僑接，完成數(shù)據(jù)中繼。網(wǎng)橋設(shè)備完成數(shù)據(jù)中繼則要求兩個對點網(wǎng)橋設(shè)備滿足視距可達的條件。

　　(3)獨立的室外型AP。工作在2.4 GHz頻段，最大發(fā)射功率可調(diào)，安裝于室外，完成室外熱點的Wi-Fi覆蓋或覆蓋室內(nèi)熱點。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中需要網(wǎng)橋進行中繼時，采用此設(shè)備需與單獨的網(wǎng)橋設(shè)備進行配合，并且需要交換機完成數(shù)據(jù)交換。

　　(4)帶網(wǎng)橋功能的室外型AP?？晒ぷ髟?.4 GHz、5.8 GHz頻段。工作于5.8 GHz頻段的設(shè)備與其他帶網(wǎng)橋功能的設(shè)備進行數(shù)據(jù)中繼，工作于2.4 GHz設(shè)備作為Wi-Fi信號源。網(wǎng)絡(luò)中需要網(wǎng)橋進行中繼時，該設(shè)備不僅可完成中繼，也可有單獨的覆蓋區(qū)。

　　因此，Wi-Fi技術(shù)已經(jīng)能夠提供相應(yīng)的能力滿足城市中室內(nèi)及室外業(yè)務(wù)的需求。

　　3.2　覆蓋能力

　　在2.4 GHz頻段，以ETSI Hata模型為藍本進行修訂得到的路徑損耗模型，通過無線鏈路預(yù)算可以得到Wi-Fi基站的最大路徑損耗，并可進一步得到Wi-Fi室外型AP的理論覆蓋半徑。通常，無線接入系統(tǒng)會根據(jù)上下行鏈路預(yù)算結(jié)果來最終確定基站的覆蓋半徑。但在Wi-Fi系統(tǒng)中，由于用戶端設(shè)備的發(fā)射功率較低，很難確定，同時， Wi-Fi的網(wǎng)絡(luò)定位為提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，并非實現(xiàn)連續(xù)的全覆蓋，因此在室外環(huán)境中主要根據(jù)下行鏈路預(yù)算結(jié)果來確定AP的最大覆蓋半徑。表1、表2分別給出了24 Mbit/s、6 Mbit/s數(shù)據(jù)速率時的室外802.11g AP設(shè)備最大覆蓋距離。

　　表1　24 Mbit/s數(shù)據(jù)速率時的室外802.11g AP設(shè)備最大覆蓋距離(m)

　　表2　6 Mbit/s數(shù)據(jù)速率時的室外802.11g AP設(shè)備最大覆蓋距離(m)

　　3.3　容量能力

　　雖然AP設(shè)備最大空口帶寬可達11～54 Mbit/s，但在實際應(yīng)用中，由于Wi-Fi設(shè)備采用了公共頻段通信，其他運營商的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)及同頻段內(nèi)其他設(shè)備的使用，都可能對四川電信Wi- Fi無線網(wǎng)絡(luò)造成干擾，因此，AP設(shè)備的吞吐量受無線環(huán)境的影響很大。同時，一個終端設(shè)備離AP較遠或是受到頻率干擾時，系統(tǒng)需要采用更低階的調(diào)制和低速率的編碼方式來保證通信的正常進行，此時設(shè)備即使只需要很小的帶寬，可能也會占用大量的系統(tǒng)空口資源，造成系統(tǒng)容量下降。

　　在系統(tǒng)設(shè)計過程中，用戶行為不確定很難對AP設(shè)備的實際吞吐量得出準(zhǔn)確的計算結(jié)果。另外，用戶的上網(wǎng)行為也會影響AP的接入能力，經(jīng)常使用BT 下載、視頻點播的用戶，比如家庭用戶，實際流量大;而對于公共熱點地區(qū)的商務(wù)用戶，上網(wǎng)一般以瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子郵件為主，實際流量較小。

　　采用802.11g的AP設(shè)備最大空口帶寬為54 Mbit/s，除去物理層和MAC層的各種開銷，實際可達到的最大吞吐量大約為23 Mbit/s。根據(jù)工程經(jīng)驗，建議AP設(shè)備同時接入用戶數(shù)不超過30個。在實際流量需求大的區(qū)域內(nèi)，為保證用戶使用質(zhì)量，建議同時接入用戶數(shù)控制在20個左右，而在公共熱點區(qū)內(nèi)，同時接入的用戶數(shù)量建議不超過30個。

　　4、城市Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和部署考慮

　　通過對Wi-Fi市場定位和設(shè)備能力的分析可以看出，Wi-Fi技術(shù)作為寬帶接入的一種手段，具有靈活便捷的優(yōu)勢，通過建設(shè)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，將有利于拓展有線寬帶的范圍，使Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)成為有線接入的強有力的補充，通過引導(dǎo)用戶更加便捷地體驗寬帶業(yè)務(wù)，進一步拓展寬帶市場，真正實現(xiàn)“寬帶無處不在”的服務(wù)理念。在城市Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，應(yīng)該結(jié)合Wi-Fi技術(shù)特點，盡可能地發(fā)揮Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點。下面將進一步分析城市中Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的相關(guān)策略。

　　4.1　目標(biāo)客戶區(qū)域劃分

　　在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前，最重要的是需要明確城市中存在業(yè)務(wù)需求的區(qū)域，并有針對性地進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。通過對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)客戶的分析，可將目標(biāo)客戶群初步分為如下4類。

　　●商業(yè)貿(mào)易區(qū)：主要針對商務(wù)人士、各大中小商戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　●住宅區(qū)及周邊配套生活區(qū)：主要針對大眾客戶、家庭用戶等提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　●休閑娛樂區(qū)：主要針對大眾客戶、商務(wù)人士、家庭用戶等提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　●重要學(xué)校校區(qū)及周邊配套生活區(qū)：主要針對教師、學(xué)生、大眾客戶、家庭用戶等提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　4.2　網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略

　　由于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)提供的是無線寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不追求連續(xù)覆蓋，因此應(yīng)突出“保重點、廣覆蓋”的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思想。有別于廣覆蓋 的無線語音業(yè)務(wù)，Wi-Fi建設(shè)首先應(yīng)重點滿足無線寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求集中的區(qū)域，然后再根據(jù)業(yè)務(wù)需求擴大覆蓋范圍。目前，大規(guī)模商用的Wi-Fi終端主要是筆記本電腦和PDA，而擁有筆記本電腦和PDA的人群將集中分布在室內(nèi)，所以重點覆蓋客戶分布密集的地區(qū)將是Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點。當(dāng)然，隨著Wi-Fi 雙模手機的大規(guī)模應(yīng)用，客戶也需要一個廣覆蓋的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)“寬帶無處不在”的夢想。

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　　Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是一個分級覆蓋的實用、立體網(wǎng)絡(luò)。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)分為精品網(wǎng)絡(luò)和普通網(wǎng)絡(luò)兩級。對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求高的商業(yè)貿(mào)易區(qū)、娛樂休閑區(qū)域、住宅區(qū)及周邊配套生活區(qū)、重要學(xué)校校區(qū)及周邊配套生活區(qū)應(yīng)確保高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量;而對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較低的區(qū)域應(yīng)確保滿足一般性業(yè)務(wù)(網(wǎng)頁瀏覽、 E-mail等)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。

　　在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上，應(yīng)主要通過“以線帶面”的手段實現(xiàn)。根據(jù)城市規(guī)劃現(xiàn)狀及城市居民生活習(xí)慣，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)客戶主要分布在道路兩側(cè)的商鋪、辦公區(qū)、休閑娛樂區(qū)，因此，通過沿街部署網(wǎng)絡(luò)的方式將能解決大部分用戶的無線寬帶接入需求。對進一步有數(shù)據(jù)需求的深層覆蓋區(qū)域，可通過增加室外站點、利用室內(nèi)分布系統(tǒng)或者增加室內(nèi)型AP等多種深度覆蓋方式進行有力補充。因此，需要根據(jù)“以線帶面”的網(wǎng)絡(luò)實施手段，將線路及需進一步補充覆蓋的區(qū)域(“面”)進行分類。按線路分類：①城市主干道;②精品網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)重要道路;③其他地區(qū)道路。按面分類：①精品網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域;②其他覆蓋區(qū)域。

　　4.3　網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實施方案

　　在室外AP部署上，為體現(xiàn)“以線帶面”的覆蓋策略，應(yīng)通過在區(qū)域內(nèi)道路兩側(cè)部署室外型AP來實現(xiàn)高速無線寬帶接入，在站址選擇上以滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要為前提，以運營商已有物業(yè)中的高度較低的物業(yè)為首選，在條件允許的情況下，可以通過合理的方式新建站址。

　　在建設(shè)實施步驟上，以主干道→干道→其余街道→向內(nèi)延伸的順序完成廣覆蓋的建設(shè)，在建設(shè)完成后可滿足大部分用戶的無線寬帶上網(wǎng)需求。同時，在辦公樓宇、大型茶樓、會所、休閑娛樂場所等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較高的熱點區(qū)域進行深度覆蓋來提高區(qū)域內(nèi)無線寬帶網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)。

　　根據(jù)3.2確定的AP覆蓋半徑，可以確定站間距參考范圍如下。

　　沿街覆蓋：

　　●主干道為250～350 m。

　　●精品網(wǎng)絡(luò)內(nèi)普通街道為150～200 m。

　　●其他普通街道為2 00～240 m。

　　其他地區(qū)：

　　●精品網(wǎng)絡(luò)內(nèi)區(qū)域為120～180 m。

　　●其他區(qū)域為180～220 m。

　　5、結(jié)束語

　　Wi-Fi技術(shù)作為一種具有良好優(yōu)勢的寬帶接入技術(shù)，必將隨著未來中國城市信息化進程的不斷深入而扮演著更加重要的角色?？梢灶A(yù)見，隨著Wi-Fi終端的進一步普及，Wi-Fi無線數(shù)據(jù)、語音業(yè)務(wù)也將進一步深入到千家萬戶。