城市Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )建設策略

　　1、引言

　　Wi-Fi是一種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)，主要用于戶(hù)內、辦公室或熱點(diǎn)地區的近距離分布式的互聯(lián)網(wǎng)接入。目前，Wi-Fi得到了廣泛應用，這主要得益于 Wi-Fi技術(shù)的快速發(fā)展。隨著(zhù)帶寬的不斷提高，越來(lái)越多的服務(wù)可以在這個(gè)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(zhù)Internet的日益普及和移動(dòng)終端(包括筆記本電腦、Wi-Fi手機、PDA)的廣泛使用，人們對無(wú)線(xiàn)IP接入的需求迅速增長(cháng)，而Wi -Fi因其應用靈活、安裝簡(jiǎn)便、易于擴展、建設周期短以及經(jīng)濟節約等優(yōu)勢，在國內外的電信市場(chǎng)中得到了越來(lái)越多的關(guān)注和應用。在美國，越來(lái)越多的城市對公共Wi-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )表現出興趣，2006年美國城市在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )基礎設施建設方面的總投入已經(jīng)達到了2.35億美元，未來(lái)投資有望進(jìn)一步增加。在國內，各大運營(yíng)商也都開(kāi)始著(zhù)手打造Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )，為用戶(hù)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(chǎng)。其中中國電信以“天翼通”、中國移動(dòng)以“隨e 行”業(yè)務(wù)品牌推出了Wi-Fi無(wú)線(xiàn)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(chǎng)所的無(wú)線(xiàn)寬帶上網(wǎng)服務(wù)和遠程移動(dòng)辦公服務(wù)，滿(mǎn)足用戶(hù)移動(dòng)、漫游上網(wǎng)的需求。

　　2、Wi-Fi市場(chǎng)定位

　　相對于有線(xiàn)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(wú)線(xiàn)寬帶接入方式不受網(wǎng)絡(luò )信息點(diǎn)位置限制，網(wǎng)絡(luò )傳輸范圍大大拓寬。

　　(2)應用靈活：能靈活勝任只有幾個(gè)用戶(hù)的小型網(wǎng)絡(luò )到上千用戶(hù)的大型網(wǎng)絡(luò )。

　　(3)提供漫游服務(wù)：能提供有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )無(wú)法提供的漫游特性，方便用戶(hù)使用。

　　(4)安裝便捷：安裝簡(jiǎn)單，不需要布線(xiàn)或開(kāi)溝挖槽。

　　(5)經(jīng)濟節約：有線(xiàn)網(wǎng)規劃需盡可能考慮未來(lái)發(fā)展需求，往往導致預設大量利用率較低的信息點(diǎn)，而一旦網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展超出設計規范又要花費較多費用進(jìn)行改造，而Wi-Fi不受布線(xiàn)接入點(diǎn)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(xiàn)接入方式仍存在缺點(diǎn)，具體如下。

　　(1)數據傳輸速率有限。雖然Wi-Fi技術(shù)最高數據傳輸速率標稱(chēng)可達11～54 Mbit/s，但系統開(kāi)銷(xiāo)會(huì )使應用層速率減少50%左右。在多運營(yíng)商環(huán)境中，不同AP(Access Point)間的頻率干擾會(huì )使數據傳輸速率明顯降低，在有三個(gè)運營(yíng)商同時(shí)運營(yíng)的環(huán)境中不能實(shí)現多用戶(hù)的同時(shí)高速數據業(yè)務(wù)。

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

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

　　總的來(lái)說(shuō)，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(wèn)題。從其與有線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )的關(guān)系來(lái)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(jìn)一步擴大有線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )的覆蓋面積及擴展移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的應用，但其缺點(diǎn)也決定了它最終無(wú)法取代有線(xiàn)接入網(wǎng)而獨立存在。因此，Wi-Fi是提升有線(xiàn)寬帶用戶(hù)價(jià)值、提供差異化服務(wù)的有效手段，也是未來(lái)3G數據業(yè)務(wù)的有力補充。在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍內，允許用戶(hù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)公司的辦公網(wǎng)或國際互聯(lián)網(wǎng)，隨時(shí)隨地享受網(wǎng)上證券、視頻點(diǎn)播(VOD)、遠程教育、遠程醫療、視頻會(huì )議、網(wǎng)絡(luò )游戲等一系列寬帶信息增值服務(wù)，并實(shí)現移動(dòng)辦公。Wi-Fi主要面對個(gè)人、家庭/企業(yè)及行業(yè)用戶(hù)提供家庭/企業(yè)服務(wù)、公眾區 /會(huì )展區服務(wù)。

　　●個(gè)人用戶(hù)：對個(gè)人用戶(hù)而言，主要是滿(mǎn)足個(gè)人的通信娛樂(lè )需求?？杀阌诩彝ビ脩?hù)在家中任何地方通信娛樂(lè );可便于商務(wù)人士、差旅人士、大眾用戶(hù)等在酒店、展館、商務(wù)樓、咖啡廳、茶樓、會(huì )所等公共區域內進(jìn)行通信、娛樂(lè )和辦公。

　　●家庭/企業(yè)用戶(hù)：對家庭、企業(yè)用戶(hù)而言，主要是滿(mǎn)足其內部組網(wǎng)的需求。在一定范圍內，采用無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)方式向家庭、企業(yè)提供數據業(yè)務(wù)，可有效降低采用有線(xiàn)接入方式的網(wǎng)絡(luò )改造難度及建設費用。

　　●行業(yè)用戶(hù)：對行業(yè)用戶(hù)而言，主要是滿(mǎn)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(huì )、賽事等。主要用于應對突發(fā)數據需求、全程全網(wǎng)的數據業(yè)務(wù)需求，對移動(dòng)性較強的行業(yè)，可提供實(shí)時(shí)的數據交互等。

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

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　　3、Wi-Fi設備能力

　　3.1　設備類(lèi)型

　　隨著(zhù)Wi-Fi技術(shù)的發(fā)展，Wi-Fi無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)中的主要設備有室內型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(lèi)，其工作 環(huán)境與應用場(chǎng)景如下。

　　(1)室內型AP。工作在2.4 GHz頻段，自帶天線(xiàn)，安裝于室內，完成室內熱點(diǎn)的Wi-Fi覆蓋?？瑟毩⑼瓿墒覂雀采w，也可以接入室內分布系統工作(接入室內分布系統時(shí)需取下自帶天線(xiàn))。

　　(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)橋功能的設備之間進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的僑接，完成數據中繼。網(wǎng)橋設備完成數據中繼則要求兩個(gè)對點(diǎn)網(wǎng)橋設備滿(mǎn)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，安裝于室外，完成室外熱點(diǎn)的Wi-Fi覆蓋或覆蓋室內熱點(diǎn)。當網(wǎng)絡(luò )中需要網(wǎng)橋進(jìn)行中繼時(shí)，采用此設備需與單獨的網(wǎng)橋設備進(jìn)行配合，并且需要交換機完成數據交換。

　　(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頻段的設備與其他帶網(wǎng)橋功能的設備進(jìn)行數據中繼，工作于2.4 GHz設備作為Wi-Fi信號源。網(wǎng)絡(luò )中需要網(wǎng)橋進(jìn)行中繼時(shí)，該設備不僅可完成中繼，也可有單獨的覆蓋區。

　　因此，Wi-Fi技術(shù)已經(jīng)能夠提供相應的能力滿(mǎn)足城市中室內及室外業(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(jìn)行修訂得到的路徑損耗模型，通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路預算可以得到Wi-Fi基站的最大路徑損耗，并可進(jìn)一步得到Wi-Fi室外型AP的理論覆蓋半徑。通常，無(wú)線(xiàn)接入系統會(huì )根據上下行鏈路預算結果來(lái)最終確定基站的覆蓋半徑。但在Wi-Fi系統中，由于用戶(hù)端設備的發(fā)射功率較低，很難確定，同時(shí)， Wi-Fi的網(wǎng)絡(luò )定位為提供數據業(yè)務(wù)服務(wù)，并非實(shí)現連續的全覆蓋，因此在室外環(huán)境中主要根據下行鏈路預算結果來(lái)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數據速率時(shí)的室外802.11g AP設備最大覆蓋距離。

　　表1　24 Mbit/s數據速率時(shí)的室外802.11g AP設備最大覆蓋距離(m)

　　表2　6 Mbit/s數據速率時(shí)的室外802.11g AP設備最大覆蓋距離(m)

　　3.3　容量能力

　　雖然AP設備最大空口帶寬可達11～54 Mbit/s，但在實(shí)際應用中，由于Wi-Fi設備采用了公共頻段通信，其他運營(yíng)商的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )及同頻段內其他設備的使用，都可能對四川電信Wi- Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )造成干擾，因此，AP設備的吞吐量受無(wú)線(xiàn)環(huán)境的影響很大。同時(shí)，一個(gè)終端設備離AP較遠或是受到頻率干擾時(shí)，系統需要采用更低階的調制和低速率的編碼方式來(lái)保證通信的正常進(jìn)行，此時(shí)設備即使只需要很小的帶寬，可能也會(huì )占用大量的系統空口資源，造成系統容量下降。

　　在系統設計過(guò)程中，用戶(hù)行為不確定很難對AP設備的實(shí)際吞吐量得出準確的計算結果。另外，用戶(hù)的上網(wǎng)行為也會(huì )影響AP的接入能力，經(jīng)常使用BT 下載、視頻點(diǎn)播的用戶(hù)，比如家庭用戶(hù)，實(shí)際流量大;而對于公共熱點(diǎn)地區的商務(wù)用戶(hù)，上網(wǎng)一般以瀏覽網(wǎng)頁(yè)、收發(fā)電子郵件為主，實(shí)際流量較小。

　　采用802.11g的AP設備最大空口帶寬為54 Mbit/s，除去物理層和MAC層的各種開(kāi)銷(xiāo)，實(shí)際可達到的最大吞吐量大約為23 Mbit/s。根據工程經(jīng)驗，建議AP設備同時(shí)接入用戶(hù)數不超過(guò)30個(gè)。在實(shí)際流量需求大的區域內，為保證用戶(hù)使用質(zhì)量，建議同時(shí)接入用戶(hù)數控制在20個(gè)左右，而在公共熱點(diǎn)區內，同時(shí)接入的用戶(hù)數量建議不超過(guò)30個(gè)。

　　4、城市Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )建設和部署考慮

　　通過(guò)對Wi-Fi市場(chǎng)定位和設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(guò)建設Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )，將有利于拓展有線(xiàn)寬帶的范圍，使Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )成為有線(xiàn)接入的強有力的補充，通過(guò)引導用戶(hù)更加便捷地體驗寬帶業(yè)務(wù)，進(jìn)一步拓展寬帶市場(chǎng)，真正實(shí)現“寬帶無(wú)處不在”的服務(wù)理念。在城市Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )建設中，應該結合Wi-Fi技術(shù)特點(diǎn)，盡可能地發(fā)揮Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)點(diǎn)。下面將進(jìn)一步分析城市中Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )建設的相關(guān)策略。

　　4.1　目標客戶(hù)區域劃分

　　在網(wǎng)絡(luò )建設前，最重要的是需要明確城市中存在業(yè)務(wù)需求的區域，并有針對性地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )建設。通過(guò)對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )客戶(hù)的分析，可將目標客戶(hù)群初步分為如下4類(lèi)。

　　●商業(yè)貿易區：主要針對商務(wù)人士、各大中小商戶(hù)提供數據業(yè)務(wù)。

　　●住宅區及周邊配套生活區：主要針對大眾客戶(hù)、家庭用戶(hù)等提供數據業(yè)務(wù)。

　　●休閑娛樂(lè )區：主要針對大眾客戶(hù)、商務(wù)人士、家庭用戶(hù)等提供數據業(yè)務(wù)。

　　●重要學(xué)校校區及周邊配套生活區：主要針對教師、學(xué)生、大眾客戶(hù)、家庭用戶(hù)等提供數據業(yè)務(wù)。

　　4.2　網(wǎng)絡(luò )建設策略

　　由于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )提供的是無(wú)線(xiàn)寬帶數據業(yè)務(wù)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò )建設不追求連續覆蓋，因此應突出“保重點(diǎn)、廣覆蓋”的網(wǎng)絡(luò )建設思想。有別于廣覆蓋 的無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音業(yè)務(wù)，Wi-Fi建設首先應重點(diǎn)滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)寬帶數據業(yè)務(wù)需求集中的區域，然后再根據業(yè)務(wù)需求擴大覆蓋范圍。目前，大規模商用的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，所以重點(diǎn)覆蓋客戶(hù)分布密集的地區將是Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )建設的重點(diǎn)。當然，隨著(zhù)Wi-Fi 雙模手機的大規模應用，客戶(hù)也需要一個(gè)廣覆蓋的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現“寬帶無(wú)處不在”的夢(mèng)想。

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　　Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )應該是一個(gè)分級覆蓋的實(shí)用、立體網(wǎng)絡(luò )。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )建設應分為精品網(wǎng)絡(luò )和普通網(wǎng)絡(luò )兩級。對于數據業(yè)務(wù)需求高的商業(yè)貿易區、娛樂(lè )休閑區域、住宅區及周邊配套生活區、重要學(xué)校校區及周邊配套生活區應確保高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量;而對于數據業(yè)務(wù)需求較低的區域應確保滿(mǎn)足一般性業(yè)務(wù)(網(wǎng)頁(yè)瀏覽、 E-mail等)的網(wǎng)絡(luò )覆蓋需求。

　　在網(wǎng)絡(luò )建設上，應主要通過(guò)“以線(xiàn)帶面”的手段實(shí)現。根據城市規劃現狀及城市居民生活習慣，無(wú)線(xiàn)數據業(yè)務(wù)客戶(hù)主要分布在道路兩側的商鋪、辦公區、休閑娛樂(lè )區，因此，通過(guò)沿街部署網(wǎng)絡(luò )的方式將能解決大部分用戶(hù)的無(wú)線(xiàn)寬帶接入需求。對進(jìn)一步有數據需求的深層覆蓋區域，可通過(guò)增加室外站點(diǎn)、利用室內分布系統或者增加室內型AP等多種深度覆蓋方式進(jìn)行有力補充。因此，需要根據“以線(xiàn)帶面”的網(wǎng)絡(luò )實(shí)施手段，將線(xiàn)路及需進(jìn)一步補充覆蓋的區域(“面”)進(jìn)行分類(lèi)。按線(xiàn)路分類(lèi)：①城市主干道;②精品網(wǎng)絡(luò )區域內重要道路;③其他地區道路。按面分類(lèi)：①精品網(wǎng)絡(luò )覆蓋區域;②其他覆蓋區域。

　　4.3　網(wǎng)絡(luò )建設實(shí)施方案

　　在室外AP部署上，為體現“以線(xiàn)帶面”的覆蓋策略，應通過(guò)在區域內道路兩側部署室外型AP來(lái)實(shí)現高速無(wú)線(xiàn)寬帶接入，在站址選擇上以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要為前提，以運營(yíng)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(guò)合理的方式新建站址。

　　在建設實(shí)施步驟上，以主干道→干道→其余街道→向內延伸的順序完成廣覆蓋的建設，在建設完成后可滿(mǎn)足大部分用戶(hù)的無(wú)線(xiàn)寬帶上網(wǎng)需求。同時(shí)，在辦公樓宇、大型茶樓、會(huì )所、休閑娛樂(lè )場(chǎng)所等數據業(yè)務(wù)需求較高的熱點(diǎn)區域進(jìn)行深度覆蓋來(lái)提高區域內無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )品質(zhì)。

　　根據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 )內普通街道為150～200 m。

　　●其他普通街道為2 00～240 m。

　　其他地區：

　　●精品網(wǎng)絡(luò )內區域為120～180 m。

　　●其他區域為180～220 m。

　　5、結束語(yǔ)

　　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(zhù)未來(lái)中國城市信息化進(jìn)程的不斷深入而扮演著(zhù)更加重要的角色?？梢灶A見(jiàn)，隨著(zhù)Wi-Fi終端的進(jìn)一步普及，Wi-Fi無(wú)線(xiàn)數據、語(yǔ)音業(yè)務(wù)也將進(jìn)一步深入到千家萬(wàn)戶(hù)。