城市Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(nèi)、辦公室或熱點(diǎn)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(lái)越多的服務(wù)可以在這個(gè)靈活的載體上平滑地運(yùn)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(dòng)終端(包括筆記本電腦、Wi-Fi手機(jī)、PDA)的廣泛使用，人們對(duì)無(wú)線(xiàn)IP接入的需求迅速增長(zhǎng)，而Wi -Fi因其應(yīng)用靈活、安裝簡(jiǎn)便、易于擴(kuò)展、建設(shè)周期短以及經(jīng)濟(jì)節(jié)約等優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)外的電信市場(chǎng)中得到了越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用。在美國(guó)，越來(lái)越多的城市對(duì)公共Wi-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出興趣，2006年美國(guó)城市在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的總投入已經(jīng)達(dá)到了2.35億美元，未來(lái)投資有望進(jìn)一步增加。在國(guó)內(nèi)，各大運(yùn)營(yíng)商也都開(kāi)始著手打造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(guó)電信以“天翼通”、中國(guó)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(yuǎn)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(duì)于有線(xiàn)接入技術(shù)，Wi-Fi技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)。

(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(yīng)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(jì)節(jié)約：有線(xiàn)網(wǎng)規(guī)劃需盡可能考慮未來(lái)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(diǎn)，而一旦網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展超出設(shè)計(jì)規(guī)范又要花費(fèi)較多費(fèi)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(shì)但相對(duì)于有線(xiàn)接入方式仍存在缺點(diǎn)，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(chēng)可達(dá)11～54 Mbit/s，但系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)會(huì)使應(yīng)用層速率減少50%左右。在多運(yùn)營(yíng)商環(huán)境中，不同AP(Access Point)間的頻率干擾會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸速率明顯降低，在有三個(gè)運(yùn)營(yíng)商同時(shí)運(yùn)營(yíng)的環(huán)境中不能實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)的同時(shí)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

(2)質(zhì)量及穩(wěn)定性易受影響。無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(hào)無(wú)法穿透等情況，其質(zhì)量和信號(hào)的穩(wěn)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(rèn)證加密體系來(lái)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(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(shì)能夠作為網(wǎng)絡(luò)延伸手段進(jìn)一步擴(kuò)大有線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積及擴(kuò)展移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)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(dú)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的有力補(bǔ)充。在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，允許用戶(hù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問(wèn)公司的辦公網(wǎng)或國(guó)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(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)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(xiàn)移動(dòng)辦公。Wi-Fi主要面對(duì)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(qū) /會(huì)展區(qū)服務(wù)。

●個(gè)人用戶(hù)：對(duì)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(qū)域內(nèi)進(jìn)行通信、娛樂(lè)和辦公。

●家庭/企業(yè)用戶(hù)：對(duì)家庭、企業(yè)用戶(hù)而言，主要是滿(mǎn)足其內(nèi)部組網(wǎng)的需求。在一定范圍內(nèi)，采用無(wú)線(xiàn)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(xiàn)接入方式的網(wǎng)絡(luò)改造難度及建設(shè)費(fèi)用。

●行業(yè)用戶(hù)：對(duì)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(yīng)對(duì)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(duì)移動(dòng)性較強(qiáng)的行業(yè)，可提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互等。

可以看出，隨著市場(chǎng)范圍的不斷擴(kuò)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(jìn)一步的業(yè)務(wù)需求。

3、Wi-Fi設(shè)備能力

3.1　設(shè)備類(lèi)型

隨著Wi-Fi技術(shù)的發(fā)展，Wi-Fi無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)中的主要設(shè)備有室內(nèi)型AP、單獨(dú)的網(wǎng)橋、獨(dú)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(yīng)用場(chǎng)景如下。

(1)室內(nèi)型AP。工作在2.4 GHz頻段，自帶天線(xiàn)，安裝于室內(nèi)，完成室內(nèi)熱點(diǎn)的Wi-Fi覆蓋�？瑟�(dú)立完成室內(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(shí)需取下自帶天線(xiàn))。

(2)單獨(dú)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(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)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(gè)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)橋設(shè)備滿(mǎn)足視距可達(dá)的條件。

(3)獨(dú)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(diǎn)的Wi-Fi覆蓋或覆蓋室內(nèi)熱點(diǎn)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中需要網(wǎng)橋進(jìn)行中繼時(shí)，采用此設(shè)備需與單獨(dú)的網(wǎng)橋設(shè)備進(jìn)行配合，并且需要交換機(jī)完成數(shù)據(jù)交換。

(4)帶網(wǎng)橋功能的室外型AP�？晒ぷ髟�2.4 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(jìn)行數(shù)據(jù)中繼，工作于2.4 GHz設(shè)備作為Wi-Fi信號(hào)源。網(wǎng)絡(luò)中需要網(wǎng)橋進(jìn)行中繼時(shí)，該設(shè)備不僅可完成中繼，也可有單獨(dú)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(mǎn)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(lán)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(yù)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(tǒng)會(huì)根據(jù)上下行鏈路預(yù)算結(jié)果來(lái)最終確定基站的覆蓋半徑。但在Wi-Fi系統(tǒng)中，由于用戶(hù)端設(shè)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，并非實(shí)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(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(shù)據(jù)速率時(shí)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(shí)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(shí)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(dá)11～54 Mbit/s，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于Wi-Fi設(shè)備采用了公共頻段通信，其他運(yùn)營(yíng)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(duì)四川電信Wi- Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)造成干擾，因此，AP設(shè)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(shè)備離AP較遠(yuǎn)或是受到頻率干擾時(shí)，系統(tǒng)需要采用更低階的調(diào)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(shè)備即使只需要很小的帶寬，可能也會(huì)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(jì)過(guò)程中，用戶(hù)行為不確定很難對(duì)AP設(shè)備的實(shí)際吞吐量得出準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)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(duì)于公共熱點(diǎn)地區(qū)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(shè)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(dá)到的最大吞吐量大約為23 Mbit/s。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，建議AP設(shè)備同時(shí)接入用戶(hù)數(shù)不超過(guò)30個(gè)。在實(shí)際流量需求大的區(qū)域內(nèi)，為保證用戶(hù)使用質(zhì)量，建議同時(shí)接入用戶(hù)數(shù)控制在20個(gè)左右，而在公共熱點(diǎn)區(qū)內(nèi)，同時(shí)接入的用戶(hù)數(shù)量建議不超過(guò)30個(gè)。

4、城市Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和部署考慮

通過(guò)對(duì)Wi-Fi市場(chǎng)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(shì)，通過(guò)建設(shè)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(qiáng)有力的補(bǔ)充，通過(guò)引導(dǎo)用戶(hù)更加便捷地體驗(yàn)寬帶業(yè)務(wù)，進(jìn)一步拓展寬帶市場(chǎng)，真正實(shí)現(xiàn)“寬帶無(wú)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(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(shè)的相關(guān)策略。

4.1　目標(biāo)客戶(hù)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(duì)性地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。通過(guò)對(duì)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)的分析，可將目標(biāo)客戶(hù)群初步分為如下4類(lèi)。

●商業(yè)貿(mào)易區(qū)：主要針對(duì)商務(wù)人士、各大中小商戶(hù)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(duì)大眾客戶(hù)、家庭用戶(hù)等提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

●休閑娛樂(lè)區(qū)：主要針對(duì)大眾客戶(hù)、商務(wù)人士、家庭用戶(hù)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(duì)教師、學(xué)生、大眾客戶(hù)、家庭用戶(hù)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(wú)線(xiàn)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(diǎn)、廣覆蓋”的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思想。有別于廣覆蓋 的無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音業(yè)務(wù)，Wi-Fi建設(shè)首先應(yīng)重點(diǎn)滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)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(kuò)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(diǎn)覆蓋客戶(hù)分布密集的地區(qū)將是Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)。當(dāng)然，隨著Wi-Fi 雙模手機(jī)的大規(guī)模應(yīng)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(xiàn)“寬帶無(wú)處不在”的夢(mèng)想。

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是一個(gè)分級(jí)覆蓋的實(shí)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(jí)。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求高的商業(yè)貿(mào)易區(qū)、娛樂(lè)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(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較低的區(qū)域應(yīng)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(shè)上，應(yīng)主要通過(guò)“以線(xiàn)帶面”的手段實(shí)現(xiàn)。根據(jù)城市規(guī)劃現(xiàn)狀及城市居民生活習(xí)慣，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)客戶(hù)主要分布在道路兩側(cè)的商鋪、辦公區(qū)、休閑娛樂(lè)區(qū)，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(duì)進(jìn)一步有數(shù)據(jù)需求的深層覆蓋區(qū)域，可通過(guò)增加室外站點(diǎn)、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(jìn)行有力補(bǔ)充。因此，需要根據(jù)“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(bǔ)充覆蓋的區(qū)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(qū)域內(nèi)重要道路;③其他地區(qū)道路。按面分類(lèi)：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(shí)施方案

在室外AP部署上，為體現(xiàn)“以線(xiàn)帶面”的覆蓋策略，應(yīng)通過(guò)在區(qū)域內(nèi)道路兩側(cè)部署室外型AP來(lái)實(shí)現(xiàn)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(yùn)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(shè)實(shí)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(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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較高的熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行深度覆蓋來(lái)提高區(qū)域內(nèi)無(wú)線(xiàn)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?yàn)?20～180 m。

●其他區(qū)域?yàn)?80～220 m。

5、結(jié)束語(yǔ)

Wi-Fi技術(shù)作為一種具有良好優(yōu)勢(shì)的寬帶接入技術(shù)，必將隨著未來(lái)中國(guó)城市信息化進(jìn)程的不斷深入而扮演著更加重要的角色�？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著Wi-Fi終端的進(jìn)一步普及，Wi-Fi無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)也將進(jìn)一步深入到千家萬(wàn)戶(hù)。