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無(wú)線接入可以作為有線接入的重要補(bǔ)充和應(yīng)急備份，避免了鋪設(shè)光纖電纜的麻煩，節(jié)省了大量建設(shè)費(fèi)用，能夠?qū)崿F(xiàn)快速規(guī)劃、快速建設(shè)和快速開(kāi)展業(yè)務(wù)。寬帶無(wú)線接入設(shè)備是運(yùn)營(yíng)商迅速搶占市場(chǎng)的一種重要接入手段。特別是新興運(yùn)營(yíng)商迅速開(kāi)展業(yè)務(wù)、打破電信市場(chǎng)壟斷的利器。
在2000年底信息產(chǎn)業(yè)部第一次3.5 GHz 頻段招標(biāo)中，規(guī)劃了南京、廈門(mén)、青島、武漢、重慶等五城市的3.5GHz頻段用于地面固定無(wú)線接入。但由于3.5GHz無(wú)線寬帶接入設(shè)備昂貴，前期投資巨大，實(shí)際推廣中面臨的困難較多。
隨著2002年7月信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)線電管理局正式開(kāi)放5.8GHz頻段用于無(wú)線寬帶接入，5.8GHz無(wú)線寬帶接入技術(shù)成為新的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)。與3.5GHz無(wú)線接入相比較，5.8GHz無(wú)線寬帶接入方式具有設(shè)備成本低，安裝容易，投資回收快等特點(diǎn)，有利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。另外，國(guó)家規(guī)劃5.8GHz微波頻段主要由基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商使用，用于公共數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，這就避免了目前在2.4GHz頻段上由于用戶數(shù)量眾多而帶來(lái)的頻率干擾問(wèn)題。由于上述原因，5.8GHz無(wú)線寬帶接入方式已成為當(dāng)前最后一公里寬帶接入的理想解決方案之一。
由于某運(yùn)營(yíng)商有線基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱，傳統(tǒng)的有線接入很難實(shí)施，必需依靠無(wú)線手段快速覆蓋。在2001年11月，某運(yùn)營(yíng)商在南京開(kāi)通了3.5GHz無(wú)線寬帶接入網(wǎng)，并向社會(huì)開(kāi)放，涵蓋數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻及多媒體等多種業(yè)務(wù)。
為了進(jìn)一步尋找并驗(yàn)證適合某運(yùn)營(yíng)商寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)的無(wú)線接入技術(shù)，為下一步即將實(shí)施的大規(guī)模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)做準(zhǔn)備，在某運(yùn)營(yíng)商總部技術(shù)部的組織下，確定在南京采用成電先鋒科技SWR5800 5.8GHz無(wú)線寬帶接入設(shè)備組建多中心基站無(wú)線接入實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，開(kāi)通各種寬帶業(yè)務(wù)進(jìn)行試驗(yàn)，為某運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)網(wǎng)最佳組網(wǎng)方案提供依據(jù)。
二、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
根據(jù)某運(yùn)營(yíng)商對(duì)無(wú)線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)劃和對(duì)系統(tǒng)功能的要求，并綜合考慮規(guī)劃建網(wǎng)城市的用戶及潛在用戶的分布、地勢(shì)和樓宇布局等相關(guān)條件，成電先鋒提出Sunet5800無(wú)線寬帶接入系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)施方案。該方案可單獨(dú)實(shí)施，也可作為3.5GHz MMDS網(wǎng)的補(bǔ)充接入手段。
該實(shí)施方案是采用Sunet5800系列無(wú)線寬帶接入設(shè)備，通過(guò)在城市地區(qū)選定并設(shè)立5.8 GHz中心基站，采用8扇區(qū)方式全向覆蓋5-10公里的區(qū)域，建立5.8GHz無(wú)線寬帶接入網(wǎng)。為了與3.5GHz MMDS網(wǎng)絡(luò)互為補(bǔ)充和備份，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，5.8GHz中心基站的選址可與3.5GHz同址。
南京城區(qū)客戶比較集中，用戶對(duì)寬帶的需求比較迫切，因此考慮在經(jīng)貿(mào)大廈、鐘阜大廈以3.5GHz設(shè)備同址建立兩個(gè)5.8GHz無(wú)線接入中心基站，使其互為補(bǔ)充和備份。每中心基站設(shè)計(jì)先安裝8個(gè)局端設(shè)備以2中心基站16扇區(qū)的方式覆蓋南京主要城區(qū)。具體要求包括：
在短時(shí)間內(nèi)，以較少成本建立經(jīng)貿(mào)、鐘阜大廈5.8GHz無(wú)線接入中心基站，各實(shí)現(xiàn)半徑8Km的覆蓋和組網(wǎng)。
在中心基站采用45度板狀天線實(shí)現(xiàn)扇區(qū)覆蓋；在遠(yuǎn)端站可再利用Hub／Switch分接用戶。
遠(yuǎn)端站無(wú)線接入設(shè)備，可調(diào)整11個(gè)子頻道，再利用天線極化方向(H/V)實(shí)現(xiàn)復(fù)用和覆蓋。
扇區(qū)設(shè)備每個(gè)流量為11M bits，八個(gè)扇區(qū)為88Mbps，可擴(kuò)充。
試驗(yàn)網(wǎng)建成后可提供以下業(yè)務(wù)：
高速Internet接入，同時(shí)提供基于IP網(wǎng)絡(luò)的各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
VPN
VOD視頻點(diǎn)播
提供IP語(yǔ)音電話
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng)方式。中心基站(HE)由一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)（AP）組成，采用45°的天線，每個(gè)AP天線的半功率波束為45°×16°，在水平方向構(gòu)成一個(gè)45°扇區(qū)。中心基站(HE)能夠通過(guò)8個(gè)扇區(qū)覆蓋360°半徑范圍內(nèi)的多方用戶，每扇區(qū)最多可接入253個(gè)遠(yuǎn)端站。同一個(gè)中心基站的多個(gè)AP采用不同的頻率和極化方式對(duì)多個(gè)方向進(jìn)行覆蓋，以提高頻譜利用率和增加中心基站的接入帶寬。
中心基站(HE)每一AP采用45°的扇區(qū)天線與Sunet5800 RU進(jìn)行連接，每一扇區(qū)覆蓋約5~10公里的范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)360度無(wú)縫覆蓋。使用扇區(qū)天線的目的是為了提供廣闊的覆蓋范圍和強(qiáng)大的傳輸能力。
遠(yuǎn)端站(CPE)用戶可采用定向天線指向中心基站(HE)所使用的扇區(qū)天線，最遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá)20公里，以確保從中心基站(HE)至遠(yuǎn)端站(CPE)之間的數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)遠(yuǎn)端站(CPE)至中心基站(HE)間的距離，遠(yuǎn)端站(CPE)可選擇不同增益的天線來(lái)增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度。
在中心基站(HE)之間，可利用5.8GHz設(shè)備進(jìn)行連接，降低建設(shè)成本并提供高效率的基站(HE)之間數(shù)據(jù)通信。每個(gè)中心基站由一個(gè)控制服務(wù)器（CS）對(duì)整個(gè)中心基站進(jìn)行管理，接入點(diǎn)間、控制服務(wù)器和寬帶網(wǎng)之間通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接。
遠(yuǎn)端站(RU)和中心基站(AP)進(jìn)行無(wú)線通信，并通過(guò)100/10Base-T以太網(wǎng)接口連接本地局域網(wǎng)。每個(gè)用戶可以經(jīng)由以太網(wǎng)交換機(jī)或路由器和其他用戶共享帶寬，以提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的使用效率。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)布署方面更加容易。
四、頻點(diǎn)劃分
盡管SWR5800 5.8 GHz 無(wú)線寬帶接入設(shè)備采用了具有較強(qiáng)抗干擾性和低信噪比的直序擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)，但根據(jù)中心基站建設(shè)規(guī)范，需充分考慮各扇區(qū)、各中心基站、相鄰其它通訊以及廣電無(wú)線網(wǎng)間不能互相干擾和越站干擾，滿足同鄰頻保護(hù)率指標(biāo)的要求，對(duì)5.8 GHz各中心基站的扇區(qū)劃分（以8扇區(qū)劃分）和頻點(diǎn)規(guī)劃、天線極化方式規(guī)劃如圖所示。
中心基站扇區(qū)劃分、頻點(diǎn)規(guī)劃、天線極化方式示意圖
上圖給出了各扇區(qū)的范圍（45o）和指向。為了減少頻率資源的占用，同時(shí)增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們依據(jù)實(shí)際測(cè)得的經(jīng)緯度、方位角、磁偏角數(shù)據(jù)，扇區(qū)劃分不完全取均一的45度，中心基站各扇區(qū)功率不完全采用均一的EIRP，同時(shí)遠(yuǎn)端站(CPE)定向天線的選用兼顧增益、波束寬度、前后比、主旁瓣比等指標(biāo)，并正確設(shè)定輸出功率，以最大限度地減少"重疊區(qū)"（至少保證只在兩個(gè)扇區(qū)發(fā)生重疊），減少發(fā)生同/鄰頻干擾的可能性。
當(dāng)兩個(gè)中心基站之間直線間距較小時(shí)，如在8公里之內(nèi)，將不可避免兩中心基站之間會(huì)存在較大面積的服務(wù)區(qū)重疊，為此，在兩中心基站分別使用了兩個(gè)"獨(dú)立"的頻點(diǎn)，以確保不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的站間、扇間同鄰頻干擾和越站干擾。
五、系統(tǒng)構(gòu)建
無(wú)線寬帶接入系統(tǒng)由中心基站(HE)、遠(yuǎn)端站(CPE)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)三部分組成：
1、中心基站
一個(gè)中心基站(HE)的標(biāo)準(zhǔn)配置包括：室外單元、室內(nèi)單元、可堆疊IP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)、鍵盤(pán)、屏幕、路由器、以太網(wǎng)交換機(jī)、5.8 GHz 45o扇區(qū)平板天線、防火墻、UPS電源、射頻電纜、中頻電纜和45o度扇區(qū)平板天線。
室外單元(ODU)用來(lái)提供射頻功能及傳輸、接收信號(hào)。射頻模塊整合高頻段天線，能夠通過(guò)天線的物理特性傳輸信號(hào)。
射頻信號(hào)從扇區(qū)天線接收，首先傳輸至基站帶寬管理系統(tǒng)(QOS)，然后傳輸至以太網(wǎng)交換機(jī)，通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)傳到目的地端。
室內(nèi)單元(IDU)提供AP、中頻和控制。
中心基站可以通過(guò)ATM-to-Ethernet交換機(jī)設(shè)備來(lái)連接ATM主干。
可以方便地對(duì)AP進(jìn)行工作頻點(diǎn)和輸出功率的設(shè)置，根據(jù)需要可臨時(shí)改變?cè)谶M(jìn)場(chǎng)前已設(shè)定的扇區(qū)規(guī)劃、服務(wù)區(qū)范圍，以使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到更優(yōu)良和穩(wěn)定的效果。
可堆疊IP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)(VOIP Gateway)與以太網(wǎng)交換機(jī)相連以提供IP語(yǔ)音電話服務(wù)，可將PSTN電話模擬信號(hào)成數(shù)據(jù)信號(hào)，進(jìn)行無(wú)線封包，在數(shù)據(jù)網(wǎng)上進(jìn)行傳輸，可提供電信級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的通話質(zhì)量。
路由器用于連接不同TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的用戶。
在每個(gè)點(diǎn)的天線饋線與室外單元之間加裝一個(gè)同軸避雷器。
將來(lái)系統(tǒng)如需擴(kuò)容，只需要在每個(gè)扇區(qū)增加中心基站AP設(shè)備，以極化復(fù)用或頻率復(fù)用的方式方便地進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。
可將多套設(shè)備在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)進(jìn)行復(fù)用，每個(gè)扇區(qū)可提供N×11Mbps的傳輸速率。
上述硬件設(shè)備除室外單元和天線外，都可整合安裝在19"機(jī)柜內(nèi)，對(duì)所有組件提供堅(jiān)固的保護(hù)，確保其高效率及可靠性。
2、遠(yuǎn)端站
遠(yuǎn)端站(CPE)設(shè)備包括：提供RF功能并能收發(fā)無(wú)線信號(hào)的室外射頻單元、提供以太網(wǎng)供電的室內(nèi)單元，路由器、交換機(jī)用于連接不同網(wǎng)絡(luò)的用戶，UPS電源，拋物面定向天線，射頻電纜和SSTP雙絞線。
遠(yuǎn)端站(ODU可以通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)多用戶接入。設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口是標(biāo)準(zhǔn)的10/100Mbps以太網(wǎng)接口，不僅可以和單個(gè)用戶終端連接，由于其提供標(biāo)準(zhǔn)的10/100Mbps以太網(wǎng)接口，所以還可以和用戶的局域網(wǎng)連接，為用戶的局域網(wǎng)直接提供寬帶的數(shù)據(jù)接入。用戶的局域網(wǎng)可以是用戶的企業(yè)網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活性。
室外單元(ODU)采用防水設(shè)計(jì)，能適應(yīng)-30℃~60℃的室外溫度變化。
室內(nèi)單元(IDU)為以太網(wǎng)供電器，包括數(shù)據(jù)接口和電源模塊。采用以太網(wǎng)網(wǎng)線供電(Power Over Ethernet)方式，便于安裝架設(shè)，也有利于今后對(duì)設(shè)備的維護(hù)。
3、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)
網(wǎng)管系統(tǒng)可存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)配置，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷、告警、統(tǒng)計(jì)，通過(guò)IP協(xié)議和各個(gè)中心基站的控制服務(wù)器通信，系統(tǒng)管理者通過(guò)管理終端進(jìn)行控制，維護(hù)和設(shè)置。
網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供無(wú)線系統(tǒng)配置管理所需的工具。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理程序可對(duì)所有的Sunet5800 RU遠(yuǎn)端站進(jìn)行設(shè)定，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行變得簡(jiǎn)單高效。
系統(tǒng)采用專門(mén)開(kāi)發(fā)的支持多扇區(qū)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的QOS帶寬管理系統(tǒng)。它可提供強(qiáng)大的QOS機(jī)制和帶寬管理功能，可對(duì)遠(yuǎn)端站及中心基站的流量進(jìn)行控制，以基于IP(IP Base)的方式向每個(gè)用戶提供語(yǔ)音與數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，并可同時(shí)對(duì)最多8個(gè)扇區(qū)208Mbps的帶寬進(jìn)行管理。它像路由器一樣運(yùn)行，控制從系統(tǒng)各處每個(gè)節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并且可決定數(shù)據(jù)該送至何用戶，QOS系統(tǒng)還可直接寄出封包或是丟掉封包以適應(yīng)大量的網(wǎng)絡(luò)流量，進(jìn)行實(shí)時(shí)的流量監(jiān)控服務(wù)。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，可利用QOS帶寬管理系統(tǒng)根據(jù)用戶的服務(wù)等級(jí)設(shè)定不同的帶寬，以利于計(jì)費(fèi)工作。
六、設(shè)備選型
本次試驗(yàn)是配合運(yùn)營(yíng)商無(wú)線數(shù)據(jù)接入網(wǎng)建設(shè)而作的重要技術(shù)準(zhǔn)備措施。目的是通過(guò)全面測(cè)試成電先鋒科技產(chǎn)業(yè)有限公司Sunet5800系統(tǒng)的性能指標(biāo)，驗(yàn)證試驗(yàn)系統(tǒng)提供各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力，并對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性和安全性進(jìn)行綜合評(píng)估，從而評(píng)估5.8GHz無(wú)線寬帶接入技術(shù)作為接入手段實(shí)現(xiàn)各種寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可行性和商用前景，進(jìn)一步為華通無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)方案的確定和設(shè)備的選型提供充分的依據(jù)。
SWR 5800系統(tǒng)是為滿足ISP、園區(qū)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商的大容量接入需求而設(shè)計(jì)的。它的工作頻段為5.8GHz，其主要特點(diǎn)是采用扇區(qū)覆蓋方式，可同時(shí)提供多個(gè)無(wú)線接口，提供多用戶大容量的IP接入，能夠提供高速數(shù)據(jù)、圖像和IP語(yǔ)音傳輸服務(wù)，中心基站的全天候覆蓋范圍為10公里，可提供ISP所需的訪問(wèn)服務(wù)控制、動(dòng)態(tài)IP地址分配、地址和協(xié)議過(guò)濾等功能。十分適合組建無(wú)線寬帶數(shù)據(jù)接入網(wǎng)的需求。
SWR5800采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)(DSSS)，具有良好的抗射頻干擾性。支持高性能的遠(yuǎn)距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信，可提供高達(dá)11Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸速率，其傳輸距離能達(dá)到40公里。
為適應(yīng)國(guó)內(nèi)城市建筑物密集地區(qū)的安裝環(huán)境，并節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，SWR5800 AP采用了高性價(jià)比的室內(nèi)/室外分體式結(jié)構(gòu)，每個(gè)AP都由室內(nèi)單元(IDU)和室外單元(ODU)兩部分組成，室外單元為射頻部分，通過(guò)無(wú)線方式與遠(yuǎn)端站設(shè)備通信；室內(nèi)單元包括接入和控制部分，室外單元與室內(nèi)單元之間使用同軸電纜連接，傳輸電源、信息數(shù)據(jù)、管理控制信號(hào)設(shè)備，不需要另外鋪設(shè)光纖或數(shù)據(jù)線連接，可節(jié)省大量安裝費(fèi)用，而且特別適用于建筑物林立密集、天線與辦公場(chǎng)所相對(duì)高度差距較大的環(huán)境。
SWR5800 RU遠(yuǎn)端站采用一體化設(shè)計(jì)，室外單元集成了AP、射頻模塊和控制模塊，通過(guò)10/100Mbps自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口直接連接至本地100/10Base-T以太網(wǎng)。設(shè)備可以直接掛在天線上，不需要另設(shè)機(jī)房，安裝靈活、方便，特別適合于用戶端環(huán)境。
七、結(jié)論
2002年10月成電先鋒公司與某運(yùn)營(yíng)商江蘇分公司共同建設(shè)了SWR5800無(wú)線寬帶接入系統(tǒng)南京試驗(yàn)網(wǎng)，到目前為止，已建立了鐘阜大廈和經(jīng)貿(mào)大廈兩個(gè)中心基站，并發(fā)展了20個(gè)遠(yuǎn)端站。所有中心基站和遠(yuǎn)端站系統(tǒng)運(yùn)行情況穩(wěn)定，至今已有7個(gè)月，取得了大量的數(shù)據(jù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。
實(shí)踐證明，5.8GHz無(wú)線接入網(wǎng)建設(shè)可以充分利用運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有頻率資源，在建設(shè)3.5GHz無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可廣泛運(yùn)用先進(jìn)、成熟的5.8GHz微波傳輸技術(shù)，大力開(kāi)展無(wú)線接入業(yè)務(wù)。采用5.8GHz無(wú)線寬帶接入技術(shù)，運(yùn)營(yíng)商可快速、低成本地實(shí)現(xiàn)對(duì)大城市區(qū)域的無(wú)線覆蓋，開(kāi)展Internet接入及IP語(yǔ)音、VPN、視頻會(huì)議、VOD等增值服務(wù)業(yè)務(wù)，并使之成為主要的無(wú)線接入手段。
摘自 網(wǎng)絡(luò)世界
