WLAN解决农村零散宽带需求的可行性分析

【摘要】立足实测数据，分析了当前农村宽带网络建设的现状和问题，深入探讨了WLAN网络在农村偏远地区的可行性，最后对网络优化和无线质量提升提出了建议。

【关键词】WLAN农村宽带覆盖 APCPE

中图分类号：TN929.53文献标识码：A文章编号：1006-1010(2014)-09-0027-03

1 引言

由于农村地域广阔，地形环境复杂多样，用户分布零散，有线网络质量差，同时线缆被盗严重，易受冰冻、大风等灾害天气影响，有线宽带维护难度大、建设成本高，目前宽带应用范围仅限于乡镇和周边部分条件较好的村庄。

随着我国“宽带农村”、“数字农业”等信息化项目不断朝纵深推进，农村宽带需求正日益旺盛。WLAN作为一种投资省、见效快、接入速率高的无线接入方式，已成为有线宽带的重要补充。

2 WLAN实现农村宽带覆盖的方案

移动基站广泛地分布在农村地区，有成熟的传输、塔桅、机房、电源等配套设施，为WLAN实现远距离传输实现农村宽带覆盖提供了基础，可有效降低建设成本；另外，农村地区无线环境纯净，WLAN传输效率高；而且农村地形复杂，可以有效利用地势，形成良好的视距覆盖。

组网拓扑如图1所示：

图1WLAN远距离传输拓扑结构

图1中，固网机房的OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）上挂BAS（Broadband Access Server，宽带接入服务器）设备，PON（Passive Optical Network，无源光网络）口信号通过分光器接入到基站的光猫，然后通过五类线连接到POE（Power Over Ethernet，以太网供电）电源DATA口，POE口网线连接到AP（Access Point，访问接入点），通过无线信道连接到CPE（Customer Premise Equipment，客户端设备），再通过网线连接到用户终端。

WLAN通信系统为上行受限系统，通信距离主要取决于上行通信的有效范围。如果单靠终端设备的发射功率与天线增益，无法适应农村宽带业务。为此，需在用户侧增加CPE，如图2所示：

图2CPE示意图

CPE集成室外AP和内置天线，实现Wi-Fi信号的桥接设备，负责与基站侧大功率AP的互接。CPE的设置，规避了用户侧上行功率小、天线增益不足的问题；同时CPE位置的设定，使信号视距传输，减少了信号在传播过程中的衰耗，增加了AP设备的有效通信范围。

3 WLAN农村宽带覆盖范围

WLAN工作频段高，信号衰减大，为提高设备的有效通信范围，应保证CPE与基站侧AP视距可达，采用自由空间传播模型为基础进行分析。

由于WLAN为上行受限通信系统，基站侧AP、CPE发射功率为500mW，基站侧AP天线增益为21dBi，CPE天线增益为19dBi，WLAN设备接收机灵敏度为-75dBm，考虑发射与接收天馈损耗1dB，则空间损耗最大值为168dB。根据自由空间损耗公式，最大传输距离可达2.51km。实际测试结果与理论值基本一致。表1所示为客户端测试距离与吞吐量对应表：

表1客户端测试距离与吞吐量对应表

吞吐量/Mbps

距离/m 上行 下行

1 500 55.921 83.669

2 000 52.531 79.821

2 500 43.115 76.63

由表1可知，在2.5km处，上行速率仍能基本满足业务发展需求，下行吞吐量变化不大。

4 业务带宽质量分析

在802.11n工作模式下，单频AP理论最大数据吞吐率为150Mbps，考虑传输效率为40%，每用户速率为4M，忙时并发率为100%，由公式每用户速率＝（单AP连接速率×传输效率）/（用户数量×忙时并发率）可知，每AP可承载用户15户。

以下是距离基站侧AP约1.5km处的实测结果：

（1）根据测速软件，用户接入速率达4Mbps；

（2）无线信号接收电平值为-75dBm；

（3）ITV等高端应用效果良好。

实验证明，WLAN无线接入能保证1.5km范围内4M用户承诺速率，支持ITV等高端业务。

5 网络质量监控管理及优化

WLAN农村零星宽带网络架构基于瘦AP+AC模式，设备软件远程升级实施简易，部署网络策略灵活。此外，为便于WLAN农村零星宽带网络质量监控，基站侧AP要求支持私有MIB（Management Information Base，管理信息库），实现WLAN网管监控。用户侧CPE目前暂不支持统一网管监控，各厂家正在积极加紧研发，通过软件远程升级，实现WLAN网管接入。网管可反映网络设备工作状态及实时流量，并支持干扰分析，实现设备发射功率自动调整，提升网络吞吐量。

6 投资效益分析

根据现网建设及运营情况，基站侧每AP造价约为3 000元，用户侧CPE成本约为300元，按每AP下挂10个用户考虑，每用户户均造价约为600元。按每户每月消费189元（189套餐）计算，4个月即可收回建设成本并实现盈利。

图3是各种有线、无线宽带建设方式和用户规模下，每线用户的成本对比：

图3各种接入方式户均投资对比

7 需关注的问题

（1）WLAN的农村适用场景仅限于偏远、零散和应急情况下，有线资源能够到位的地方优先使用有线，或者先期无线切入，达到一定用户数以后采用光纤宽带跟进；

（2）根据无线环境，合理设置AP工作频段，避免同频干扰；

（3）基站侧、用户侧WLAN设备需做好防雷接地工作，切实排除安全隐患；

（4）为便于后期运营维护，要求AP设备接入现有WLAN网管平台，实现设备运营状况、流量分析等的监控。

8 结束语

农村无线环境纯净，房屋楼层不高，建筑物密度小，为WLAN的成功应用奠定了基础。经实践证明，WLAN完全能承担农村地区偏远与零散宽带用户接入的重任。

参考文献：

[1] 何建勋. 农村地区偏远与零散宽带用户Wi-Fi无线接入探讨[J]. 信息与电磁兼容, 2013(2).

[2] 李栋. 中国移动农村无线宽带建设方案[J]. 电子世界, 2012(4): 154-155.

[3] 中国电信集团公司. 中国电信WLAN热点接入设备技术要求V3.1[S]. 2011.

[4] 侯群,罗建航. WLAN覆盖建设中的优化设计[J]. 通信世界, 2009(35): 13.

[5] 晏童芳. WLAN技术在电信企业的应用分析[D]. 北京: 北京邮电大学, 2012.★

作者简介

卢真：通信工程师，硕士毕业于湖南大学计算机与通信学院，现任职于湖南省邮电规划设计院有限公司，主要从事无线网络规划、设计和咨询工作。

华为发布P7：国内定价2 888元全球449欧

北京时间5月8日当地时间5月7日14时，华为在法国巴黎面向全球发布了最新一款旗舰智能手机Ascend P7。这款被华为称为“年度最重磅”的机型拥有6.5mm超薄机身和双C内外一体设计。华为消费者BG首席执行官余承东将P7誉为“今夏最美丽的礼物”，给出了449欧元（约合人民币

3 895元）的全球定价，而其国内定价为2 888元。

P7支持CAT4 LTE网络、配备5英寸1080P全高清屏幕，后置1 300万索尼最新旗舰级背照式IMX214镜头，并搭载单反相机级的独立ISP（图像处理器），前置800万摄像头。它配有1.8GHz海思麒麟910T四核处理器、2GB RAM和16GB ROM。其他配置方面，P7内置了一体化2 500mAh电池并支持超级省电模式，在仅剩10%的电量时仍然可以待机24小时以上。（C114中国通信网）

endprint

【摘要】立足实测数据，分析了当前农村宽带网络建设的现状和问题，深入探讨了WLAN网络在农村偏远地区的可行性，最后对网络优化和无线质量提升提出了建议。

【关键词】WLAN农村宽带覆盖 APCPE

中图分类号：TN929.53文献标识码：A文章编号：1006-1010(2014)-09-0027-03

1 引言

由于农村地域广阔，地形环境复杂多样，用户分布零散，有线网络质量差，同时线缆被盗严重，易受冰冻、大风等灾害天气影响，有线宽带维护难度大、建设成本高，目前宽带应用范围仅限于乡镇和周边部分条件较好的村庄。

随着我国“宽带农村”、“数字农业”等信息化项目不断朝纵深推进，农村宽带需求正日益旺盛。WLAN作为一种投资省、见效快、接入速率高的无线接入方式，已成为有线宽带的重要补充。

2 WLAN实现农村宽带覆盖的方案

移动基站广泛地分布在农村地区，有成熟的传输、塔桅、机房、电源等配套设施，为WLAN实现远距离传输实现农村宽带覆盖提供了基础，可有效降低建设成本；另外，农村地区无线环境纯净，WLAN传输效率高；而且农村地形复杂，可以有效利用地势，形成良好的视距覆盖。

组网拓扑如图1所示：

图1WLAN远距离传输拓扑结构

图1中，固网机房的OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）上挂BAS（Broadband Access Server，宽带接入服务器）设备，PON（Passive Optical Network，无源光网络）口信号通过分光器接入到基站的光猫，然后通过五类线连接到POE（Power Over Ethernet，以太网供电）电源DATA口，POE口网线连接到AP（Access Point，访问接入点），通过无线信道连接到CPE（Customer Premise Equipment，客户端设备），再通过网线连接到用户终端。

WLAN通信系统为上行受限系统，通信距离主要取决于上行通信的有效范围。如果单靠终端设备的发射功率与天线增益，无法适应农村宽带业务。为此，需在用户侧增加CPE，如图2所示：

图2CPE示意图

CPE集成室外AP和内置天线，实现Wi-Fi信号的桥接设备，负责与基站侧大功率AP的互接。CPE的设置，规避了用户侧上行功率小、天线增益不足的问题；同时CPE位置的设定，使信号视距传输，减少了信号在传播过程中的衰耗，增加了AP设备的有效通信范围。

3 WLAN农村宽带覆盖范围

WLAN工作频段高，信号衰减大，为提高设备的有效通信范围，应保证CPE与基站侧AP视距可达，采用自由空间传播模型为基础进行分析。

由于WLAN为上行受限通信系统，基站侧AP、CPE发射功率为500mW，基站侧AP天线增益为21dBi，CPE天线增益为19dBi，WLAN设备接收机灵敏度为-75dBm，考虑发射与接收天馈损耗1dB，则空间损耗最大值为168dB。根据自由空间损耗公式，最大传输距离可达2.51km。实际测试结果与理论值基本一致。表1所示为客户端测试距离与吞吐量对应表：

表1客户端测试距离与吞吐量对应表

吞吐量/Mbps

距离/m 上行 下行

1 500 55.921 83.669

2 000 52.531 79.821

2 500 43.115 76.63

由表1可知，在2.5km处，上行速率仍能基本满足业务发展需求，下行吞吐量变化不大。

4 业务带宽质量分析

在802.11n工作模式下，单频AP理论最大数据吞吐率为150Mbps，考虑传输效率为40%，每用户速率为4M，忙时并发率为100%，由公式每用户速率＝（单AP连接速率×传输效率）/（用户数量×忙时并发率）可知，每AP可承载用户15户。

以下是距离基站侧AP约1.5km处的实测结果：

（1）根据测速软件，用户接入速率达4Mbps；

（2）无线信号接收电平值为-75dBm；

（3）ITV等高端应用效果良好。

实验证明，WLAN无线接入能保证1.5km范围内4M用户承诺速率，支持ITV等高端业务。

5 网络质量监控管理及优化

WLAN农村零星宽带网络架构基于瘦AP+AC模式，设备软件远程升级实施简易，部署网络策略灵活。此外，为便于WLAN农村零星宽带网络质量监控，基站侧AP要求支持私有MIB（Management Information Base，管理信息库），实现WLAN网管监控。用户侧CPE目前暂不支持统一网管监控，各厂家正在积极加紧研发，通过软件远程升级，实现WLAN网管接入。网管可反映网络设备工作状态及实时流量，并支持干扰分析，实现设备发射功率自动调整，提升网络吞吐量。

6 投资效益分析

根据现网建设及运营情况，基站侧每AP造价约为3 000元，用户侧CPE成本约为300元，按每AP下挂10个用户考虑，每用户户均造价约为600元。按每户每月消费189元（189套餐）计算，4个月即可收回建设成本并实现盈利。

图3是各种有线、无线宽带建设方式和用户规模下，每线用户的成本对比：

图3各种接入方式户均投资对比

7 需关注的问题

（1）WLAN的农村适用场景仅限于偏远、零散和应急情况下，有线资源能够到位的地方优先使用有线，或者先期无线切入，达到一定用户数以后采用光纤宽带跟进；

（2）根据无线环境，合理设置AP工作频段，避免同频干扰；

（3）基站侧、用户侧WLAN设备需做好防雷接地工作，切实排除安全隐患；

（4）为便于后期运营维护，要求AP设备接入现有WLAN网管平台，实现设备运营状况、流量分析等的监控。

8 结束语

农村无线环境纯净，房屋楼层不高，建筑物密度小，为WLAN的成功应用奠定了基础。经实践证明，WLAN完全能承担农村地区偏远与零散宽带用户接入的重任。

参考文献：

[1] 何建勋. 农村地区偏远与零散宽带用户Wi-Fi无线接入探讨[J]. 信息与电磁兼容, 2013(2).

[2] 李栋. 中国移动农村无线宽带建设方案[J]. 电子世界, 2012(4): 154-155.

[3] 中国电信集团公司. 中国电信WLAN热点接入设备技术要求V3.1[S]. 2011.

[4] 侯群,罗建航. WLAN覆盖建设中的优化设计[J]. 通信世界, 2009(35): 13.

[5] 晏童芳. WLAN技术在电信企业的应用分析[D]. 北京: 北京邮电大学, 2012.★

作者简介

卢真：通信工程师，硕士毕业于湖南大学计算机与通信学院，现任职于湖南省邮电规划设计院有限公司，主要从事无线网络规划、设计和咨询工作。

华为发布P7：国内定价2 888元全球449欧

北京时间5月8日当地时间5月7日14时，华为在法国巴黎面向全球发布了最新一款旗舰智能手机Ascend P7。这款被华为称为“年度最重磅”的机型拥有6.5mm超薄机身和双C内外一体设计。华为消费者BG首席执行官余承东将P7誉为“今夏最美丽的礼物”，给出了449欧元（约合人民币

3 895元）的全球定价，而其国内定价为2 888元。

P7支持CAT4 LTE网络、配备5英寸1080P全高清屏幕，后置1 300万索尼最新旗舰级背照式IMX214镜头，并搭载单反相机级的独立ISP（图像处理器），前置800万摄像头。它配有1.8GHz海思麒麟910T四核处理器、2GB RAM和16GB ROM。其他配置方面，P7内置了一体化2 500mAh电池并支持超级省电模式，在仅剩10%的电量时仍然可以待机24小时以上。（C114中国通信网）

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【摘要】立足实测数据，分析了当前农村宽带网络建设的现状和问题，深入探讨了WLAN网络在农村偏远地区的可行性，最后对网络优化和无线质量提升提出了建议。

【关键词】WLAN农村宽带覆盖 APCPE

中图分类号：TN929.53文献标识码：A文章编号：1006-1010(2014)-09-0027-03

1 引言

由于农村地域广阔，地形环境复杂多样，用户分布零散，有线网络质量差，同时线缆被盗严重，易受冰冻、大风等灾害天气影响，有线宽带维护难度大、建设成本高，目前宽带应用范围仅限于乡镇和周边部分条件较好的村庄。

随着我国“宽带农村”、“数字农业”等信息化项目不断朝纵深推进，农村宽带需求正日益旺盛。WLAN作为一种投资省、见效快、接入速率高的无线接入方式，已成为有线宽带的重要补充。

2 WLAN实现农村宽带覆盖的方案

移动基站广泛地分布在农村地区，有成熟的传输、塔桅、机房、电源等配套设施，为WLAN实现远距离传输实现农村宽带覆盖提供了基础，可有效降低建设成本；另外，农村地区无线环境纯净，WLAN传输效率高；而且农村地形复杂，可以有效利用地势，形成良好的视距覆盖。

组网拓扑如图1所示：

图1WLAN远距离传输拓扑结构

图1中，固网机房的OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）上挂BAS（Broadband Access Server，宽带接入服务器）设备，PON（Passive Optical Network，无源光网络）口信号通过分光器接入到基站的光猫，然后通过五类线连接到POE（Power Over Ethernet，以太网供电）电源DATA口，POE口网线连接到AP（Access Point，访问接入点），通过无线信道连接到CPE（Customer Premise Equipment，客户端设备），再通过网线连接到用户终端。

WLAN通信系统为上行受限系统，通信距离主要取决于上行通信的有效范围。如果单靠终端设备的发射功率与天线增益，无法适应农村宽带业务。为此，需在用户侧增加CPE，如图2所示：

图2CPE示意图

CPE集成室外AP和内置天线，实现Wi-Fi信号的桥接设备，负责与基站侧大功率AP的互接。CPE的设置，规避了用户侧上行功率小、天线增益不足的问题；同时CPE位置的设定，使信号视距传输，减少了信号在传播过程中的衰耗，增加了AP设备的有效通信范围。

3 WLAN农村宽带覆盖范围

WLAN工作频段高，信号衰减大，为提高设备的有效通信范围，应保证CPE与基站侧AP视距可达，采用自由空间传播模型为基础进行分析。

由于WLAN为上行受限通信系统，基站侧AP、CPE发射功率为500mW，基站侧AP天线增益为21dBi，CPE天线增益为19dBi，WLAN设备接收机灵敏度为-75dBm，考虑发射与接收天馈损耗1dB，则空间损耗最大值为168dB。根据自由空间损耗公式，最大传输距离可达2.51km。实际测试结果与理论值基本一致。表1所示为客户端测试距离与吞吐量对应表：

表1客户端测试距离与吞吐量对应表

吞吐量/Mbps

距离/m 上行 下行

1 500 55.921 83.669

2 000 52.531 79.821

2 500 43.115 76.63

由表1可知，在2.5km处，上行速率仍能基本满足业务发展需求，下行吞吐量变化不大。

4 业务带宽质量分析

在802.11n工作模式下，单频AP理论最大数据吞吐率为150Mbps，考虑传输效率为40%，每用户速率为4M，忙时并发率为100%，由公式每用户速率＝（单AP连接速率×传输效率）/（用户数量×忙时并发率）可知，每AP可承载用户15户。

以下是距离基站侧AP约1.5km处的实测结果：

（1）根据测速软件，用户接入速率达4Mbps；

（2）无线信号接收电平值为-75dBm；

（3）ITV等高端应用效果良好。

实验证明，WLAN无线接入能保证1.5km范围内4M用户承诺速率，支持ITV等高端业务。

5 网络质量监控管理及优化

WLAN农村零星宽带网络架构基于瘦AP+AC模式，设备软件远程升级实施简易，部署网络策略灵活。此外，为便于WLAN农村零星宽带网络质量监控，基站侧AP要求支持私有MIB（Management Information Base，管理信息库），实现WLAN网管监控。用户侧CPE目前暂不支持统一网管监控，各厂家正在积极加紧研发，通过软件远程升级，实现WLAN网管接入。网管可反映网络设备工作状态及实时流量，并支持干扰分析，实现设备发射功率自动调整，提升网络吞吐量。

6 投资效益分析

根据现网建设及运营情况，基站侧每AP造价约为3 000元，用户侧CPE成本约为300元，按每AP下挂10个用户考虑，每用户户均造价约为600元。按每户每月消费189元（189套餐）计算，4个月即可收回建设成本并实现盈利。

图3是各种有线、无线宽带建设方式和用户规模下，每线用户的成本对比：

图3各种接入方式户均投资对比

7 需关注的问题

（1）WLAN的农村适用场景仅限于偏远、零散和应急情况下，有线资源能够到位的地方优先使用有线，或者先期无线切入，达到一定用户数以后采用光纤宽带跟进；

（2）根据无线环境，合理设置AP工作频段，避免同频干扰；

（3）基站侧、用户侧WLAN设备需做好防雷接地工作，切实排除安全隐患；

（4）为便于后期运营维护，要求AP设备接入现有WLAN网管平台，实现设备运营状况、流量分析等的监控。

8 结束语

农村无线环境纯净，房屋楼层不高，建筑物密度小，为WLAN的成功应用奠定了基础。经实践证明，WLAN完全能承担农村地区偏远与零散宽带用户接入的重任。

参考文献：

[1] 何建勋. 农村地区偏远与零散宽带用户Wi-Fi无线接入探讨[J]. 信息与电磁兼容, 2013(2).

[2] 李栋. 中国移动农村无线宽带建设方案[J]. 电子世界, 2012(4): 154-155.

[3] 中国电信集团公司. 中国电信WLAN热点接入设备技术要求V3.1[S]. 2011.

[4] 侯群,罗建航. WLAN覆盖建设中的优化设计[J]. 通信世界, 2009(35): 13.

[5] 晏童芳. WLAN技术在电信企业的应用分析[D]. 北京: 北京邮电大学, 2012.★

作者简介

卢真：通信工程师，硕士毕业于湖南大学计算机与通信学院，现任职于湖南省邮电规划设计院有限公司，主要从事无线网络规划、设计和咨询工作。

华为发布P7：国内定价2 888元全球449欧

北京时间5月8日当地时间5月7日14时，华为在法国巴黎面向全球发布了最新一款旗舰智能手机Ascend P7。这款被华为称为“年度最重磅”的机型拥有6.5mm超薄机身和双C内外一体设计。华为消费者BG首席执行官余承东将P7誉为“今夏最美丽的礼物”，给出了449欧元（约合人民币

3 895元）的全球定价，而其国内定价为2 888元。

P7支持CAT4 LTE网络、配备5英寸1080P全高清屏幕，后置1 300万索尼最新旗舰级背照式IMX214镜头，并搭载单反相机级的独立ISP（图像处理器），前置800万摄像头。它配有1.8GHz海思麒麟910T四核处理器、2GB RAM和16GB ROM。其他配置方面，P7内置了一体化2 500mAh电池并支持超级省电模式，在仅剩10%的电量时仍然可以待机24小时以上。（C114中国通信网）

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