村無線網絡覆蓋技術方案

                2015年04月22日

                1.農村無線網絡覆蓋的需求分析

                1.1為什么要發展農村無線網絡

                隨著我國農村經濟的不斷發展,農村信息網絡建設被提上日程。互聯網和現代信息技術手段的發展和應用,為農業、農村的科學發展和可持續發展,建立和諧社會創造了良好條件。原來只有城市居民才能享受的電信寬帶業務逐步走向農村。農村居民對信息的需求在逐步加大,因此寬帶業務在農村有廣闊的市場空間,農村地區是有很大發展潛力的。目前我國農村各地的“數字農業建設”、“農業信息服務網絡”、“萬戶上網工程”,以及“現代農民遠程教育”等正蓬勃發展。如何能快速、低成本的建設寬帶接入服務是值得探討的課題。

                據有關資料顯示,各大運營上通過多年的網絡基礎設施建設,已基本覆蓋到各縣及以下的各鄉鎮中心,但是農村地區的網絡基礎設施還非常薄弱,固網資源基本是空白,即便有客戶接入的需求,但接入成本很高,維護工作量大。村一級的網絡覆蓋建設任重道遠。如果能利用鄉鎮一級的網絡資源及傳輸配套資源來解決農村地區的寬帶接入問題,將會取得事半功倍的效果。

                農村地廣人稀、地形復雜。各行政村距離鄉鎮、縣城等少則幾公里,多則幾十公里,要想實現“家家通網絡”的目標,如果采用傳統有線網絡建設方案,我國預計需要鋪設本地環路的纜線長度將達上千萬公里,一次性投入資金大、運行維護成本高,運營商收益增長緩慢。相對于有線寬帶接入網絡,WLAN具有安裝使用靈活、建設成本低、數據業務承載容量大的優點。如果采用WLAN無線局域網技術替代部分光纖部署,可以提供最高達300Mbps的帶寬,將大幅度的降低線纜鋪設成本,最快的將網絡拓展到每村每戶,并且節省到每個農戶的最后一公里的接入成本。

                1.2農村無線網絡覆蓋優勢分析

                事實上,在農村信息網絡建設中,應用Wlan(無線局域網)技術有著無可比擬的優勢:建網成本低、一次性投入資金少、運營成本低、建網速度快、可靠性高等,同時其高度靈活的擴容性。當然,無線網絡不可能完全達替代有線網絡的需求。但是,根據無線網絡具有覆蓋低成本、部署快的特點,可作為業務發展期的過渡性方案,即利用無線方案先發展一批有效用戶,后期再為區域相對集中的用戶改為有線接入方式,非常適應農村網絡應用需求逐步發展的過程。相對于傳統固定寬帶接入方式屬“用戶未發展,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的特點,屬于“發展用戶即建設”,其利用率相對更高。采用WLAN解決農村地區寬帶覆蓋的優勢有以下幾點:

                • 網絡部署迅速

                無須布線,利用運營商自有鐵塔等資源,即可完成網絡的建設工作。無須施工許可證,不需要開挖溝槽,安裝無線網絡所需的時間只是安裝有線網絡的零頭。

                • 客戶接入方便:

                無須在客戶側布放線纜,僅需一個無線客戶端接收設備即可實現上網。

                • 維護工作量小

                客戶側由于基本沒有“戶線”,只要做好AP的日常維護和通道的維護,即可保證網絡穩定。

                1.3農村無線網絡覆蓋建設目標

                • 以無線的方式實現從鎮到村的無線寬帶傳輸。
                • 以無線的方式覆蓋整個村莊。
                • 可對每一位農村用戶和每個無線接入點/無線網橋進行管理。
                • 結合有線電視、IPTV、無線寬帶、VOIP等新技術在農村的應用。
                • 充分考慮網絡的安全性,系統具有多層次的安全保護措施,以滿足用戶身份鑒別、訪問控制和保密性等要求。
                • 在網絡規模不斷發展的情況下,系統應可不斷升級和擴充,保證系統可用•
                • 記錄用戶的上網信息,便于控制中心對用戶進行控制、管理等

                2.農村無線網絡覆蓋解決方案

                2.1方案概述

                麥谷科技作為業內領先的wlan設備提供商,基于農村地廣人稀、地形復雜,網絡基礎薄弱的特點,結合當前運營商在城市部署wlan的成熟技術方案,充分利用現有運營商技術網絡設施資源(如臨近機房、基站、塔臺等),采用麥谷科技具有業界領先水平的室外AP,推出“農村無線網絡覆蓋”的整體解決方案,使無線AP在農村的大規模部署成為可能,可以靈活配置滿足農村無線網絡接進的共性和個性化需求。本方案中,無線網絡作為多業務網絡通信平臺,可以為城鎮、郊區和農村提供大規模的無線網絡覆蓋,同時傳輸無線的視頻、音頻等數據和語音通信等多種業務。無線網絡具有長距離無線傳輸及無線覆蓋的雙重功能,同時能夠實現自動配置、性能自動調節、鏈路自動修復等特性,支持自動負載均衡、信道自動調節等功能,可為農村提供穩定可靠的無線網絡承載平臺。

                本方案中,重點區隔了與傳統的城市環境的無線覆蓋的差異性,農村鄉鎮級網絡的建設應充分考慮到農戶住地比較分散、上網需求由少增多、一次性投進建設用度比較少等特點。農村覆蓋在設備選型方面必須符合國家的相關規定,產品的各項認證、核準、質量合格證實必須齊備,這是整個網絡系統穩定可靠的基礎保證。本方案中,重點突出了技術先進而成熟、網絡覆蓋面積大(開闊地區達方圓6平方公里范圍)、帶寬高而穩定(10M/50M/100M)、靈活的拓展性(滿足用戶數目的快速增加)、相對有線網絡具有一次性投進的用度低廉、施工周期短、維護方便等特點,成為農村網絡覆蓋建設的首選。

                2.2農村無線覆蓋網絡架

                 

                本方案中,漢明科技按照無線網絡的傳輸層次,分“鎮到村得傳輸”和“農戶區的覆蓋”兩大模塊進行論述。鎮到村傳輸的關鍵是距離和帶寬,農戶區的覆蓋關鍵是有效覆蓋范圍和用戶如何接入。

                1.鎮到村的傳輸

                利用農村臨近城鎮的機房通過骨干網絡與Internet相連,基于麥谷科技無線技術,利用無線網橋作為發射基站,與農村的無線網橋基站作點對點的無線橋接傳輸,農村端的無線基站在接收鎮傳輸的無線主干信號后,再利用無線AP作全村范圍的無線信號覆蓋。麥谷科技PTP系列網橋有效傳輸距離可達50KM。在無線橋接過程中,若傳輸距離過長,為了保證長距離無線傳輸具有足夠的帶寬,可以采用中繼跳接的方式,即中間再部署一對網橋進行轉接。

                鎮到村的關鍵環節是鎮節點與村節點一對無線網橋的傳輸,具體部署辦法還要考慮當地環境、安裝條件等因素。

                2.農戶區的覆蓋

                針對不同的地理條件、住戶分布等特點,我們推出了兩種解決方案,由中心向四周擴散信號的方案和由農村邊緣一側向里擴散信號的方案。

                方案一:

                 

                多點覆蓋方案中,AP覆蓋點采用麥谷科技APC系列室外AP,每一個AP可接進并發用戶30個左右,用戶可以采用就進接入的方式連進Internet網絡,這種方案要求單AP無阻擋,覆蓋半徑1.5公里左右,網絡帶寬最穩定。類似與MESH組網模式,利用一個高寬帶接進點(幾百或千兆光纖)形成幾個AP覆蓋點。在塔臺分別部署一個2.4GHz的AP 1-4個,2.4GHz AP用于周邊無線覆蓋。

                方案二:

                 

                 

                建立一個寬帶接進點,依托100Mbps光纖寬帶接進到APC設備,考慮到90°天線的邊沿信號強度弱,所以采用中間加功分器連接兩個90°2.4Ghz 扇區天線的覆蓋半徑1.5公里左右(無阻擋)無死角覆蓋。用戶端可以使用靈敏度較高的無線接收裝置,該裝置通過自帶天線接收無線上網信號,并通過內置網卡連接到無線網絡,并通過網線改裝的USB延長線到計算機,實現上網功能。

                針對不同環境差異,無線覆蓋方案大體分為兩種:

                • 1、直接無線覆蓋方案(適合農村基礎建設簡單,人口密度相對較少的地區):

                  采用麥谷科技APC室外型大功率AP對目標接入用戶區做大范圍無線寬帶信號覆蓋,終端用高功率無線網卡來接收進行通信(適合無遮擋或遮擋較少的情況)。

                • 2、無線橋接到樓方案(適合基礎房屋建筑復雜,遮擋較多,住戶較集中的農村地區):

                  使用APC一體化的無線AP通過點對多點無線橋接的方式,在各目標用戶所在大樓/房屋之間建立無線傳輸鏈路。樓內部的用戶通過以太網交換機接入INTERNET。這種方案能有效避開建筑物墻壁等障礙物對無線信號的衰減,相對比較穩定可靠。(此方案使用效果穩定,帶寬衰減少)

                 

                來源:陜西高谷智能科技有限公司

                 

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