无线电技术在宽带网络中的应用探究

张学成

丽江市无线电监测站，云南丽江 674100

21 世纪以来，信息技术的发展和应用对世界经济社会发展产生了深刻影响。在此过程中，无线电技术结合现代通讯网络的发展，极大地突破了传统信息交流方式的时间和空间限制，有力地推动了全球经济的增长和社会的发展。特别是随着无线终端的增加，无线电技术在宽带网络中的应用日趋广泛，无线宽带网络类型和技术都呈现出多元化的发展趋势。

1 相关概念界定

无线电技术是通过无线电波传播信号的技术，其中无线电波是指在自由空间传播的电磁波，其上限频率为 1000GHz，下限频率为0Hz。目前我国已正式规划使用的为9KHz10KHz-275GHz。

宽带网络是具有较高通信速率和吞吐量的通信网络，其中网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统，通常将用户网络接口的最大接入速率超过2Mbit/s 的接入方式称为宽带接入，而无线宽带网络正是融合了因特网数据传输和视频信息传输的大容量、高速率无线传输新技术。

2 无线电技术对宽带网络的影响

2.1 宽带无线接入技术的兴起

宽带无线接入技术是指以无线传输方式向用户提供连接到宽带固定网络的接入技术。宽带无线接入系统一般由中心基站、远端站和网管系统组成，其中，中心基站包括与有线网络相连接的接口模块、调制解调模块以及通常置于楼顶或塔顶的射频收发模块，大多采用多扇区天线来覆盖远端站；远端站由室外单元和室内单元组成，通常采用口径很小的室外定向天线，室内单元可提供多种类型的用户接口；网管系统主要与中心基站相连，有带内网管、带外网管和本地网管三种方式，实现对系统的操作维护、性能检测、软件下载等功能。

2.2 宽带无线接入主流技术

1）Wi-Fi

Wi-Fi 是一种基于IEEE802.11 系列协议标准的短距离无线接入技术，使用2.4GHz 和5.8GHz 公有频段。室内可实现100-200 米区域内的全向覆盖，室外添加客户端接受设备可实现2 公里范围的全向覆盖或5 公里范围内的定向覆盖，添加外接天线后可作为10 公里范围内的点对点数据微波传输。根据不同协议标准，Wi-Fi 的数据速率介于2Mbps-54 Mbps 之间。

2）WiMAX

WiMAX 是基于IEEE802.16 技术规范的宽带无线接入技术，2007 年被批准为3G 全球标准，共享3G 的TDD 频率资源。WiMAX 信号覆盖半径为3-10 公里，单扇区数据速率可达70Mbps；添加外接天线后可提供50 公里以上的点对点高速数据连接，数据速率不低于30Mbps。

3）Mesh

无线Mesh 网络也称多跳网络，是一种基于Wi-Fi 技术的新型无线网络技术。与传统无线网络客户通信必须先访问某一固定接入点不同，无线Mesh 网络中的任一无线设备节点都可以同时作为接入点和路由器，使得数据可以自动规避流动拥堵的接入点而连接通信流量较小的邻近节点。

2.3 无线宽带网络类型划分

1）无线个域网

无线个域网是一种采用无线连接的个人局域网，是在小范围内相互连接数个装置所形成的无线网络。无线个域网在网络构成上位于整个网络链的末端，用于实现同一地点终端与终端间的连接，即点到点的短距离连接。支持无线个人局域网的技术包括蓝牙、ZigBee、超频波段、IrDA、HomeRF 等，广泛用在电话、计算机、附属设备以及小范围内的数字助理设备之间的通讯。

2）无线局域网

无线局域网是一种利用无线方式提供无线对等和点到点连接性的数据通信系统，是目前全球重点应用的宽带无线接入技术之一，用于点对多点的无线连接，解决用户群内部的信息交流和网际接入，大多使用2.4GHz 频段。

3）无线城域网

无线城域网主要用于解决城域网的接入问题，主要有3.5GHz/5.8GHz 频段的多点多信道分配系统和26GHz/38 GHz频段的本地多点分配业务技术。

4）无线广域网

无线广域网满足超出一个城市范围的信息交流和网际接入需求，IEEE802.20 标准和2G、3G 蜂窝移动通信系统共同构成无线广域网（WWAN）的无线接入，其中，2G、3G 蜂窝移动通信系统在目前使用最多。IEEE802.20 标准拥有更高的数据传输速率，达到16Mbit/S，传输距离约为31 公里。IEEE802.20移动宽带无线接入标准也被称为Mobile-Fi。

2.4 无线宽带系统组网方式

1）点对点传输方式

该方式的工作频率范围为2.4GHz-5.8GHz，传输距离可达50 公里，传送速率介于10 Mbps-75 Mbps 之间，数据传输的稳定性较好，对地形环境要求较小，但一套设备只能对应一个接收端，设备利用率低，主要应用于大流量数据的远距离传输。

2）点对多点传输方式

该方式的工作频率范围为3.5GHz～5.8GHz，传输距离可达15 km，传送速率介于10Mbps～20 Mbps 之间，一套设备可以对应8～10 个终端，设备利用率较高，但传送距离较短，对地形要求较高，且传输稳定性和速率随着距离的增加而逐渐降低。

3）短距离全向覆盖

该方式的工作频率范围为2.4GHz-5.8GHz，主要采用IEEE802.11a/b/g 和IEEE802.16d 技术，对热点地区进行覆盖。通过采用全向天线，终端数量最多可达255 个，但覆盖范围小，最大距离为1km～5km，且传输稳定性和速率随着距离的增加而逐渐降低。

4）WiMAX 和Wi-Fi 综合应用

该方式借助WiMAX 无线接入网络把远端Mesh 和核心网连接起来，将远端Wi-Fi 的无线接入设备作为用户站，提供标准接口和Wi-Fi 无线设备相连；作为WLAN 接入点的Wi-Fi 无线设备，通过Mesh 无线链路与无线终端连接。

这一技术在组网方式、传输距离、移动性等方面具有较大提升，能够在城市地区范围内实现Wi-Fi 的扩展与延伸，将多个接入点通过无线方式连接成为无线网络或Wi-Fi 热区，全面覆盖室外和室内空间。

3 无线宽带网络的优势和不足

3.1 无线宽带网络的优势

1）建设成本低

在实际生活中，成本是影响经营商以及用户的重要因素。与传统有线网络的实体通信线路相比，无线网络以无线电波作为媒介，布线工程量大大减少。同时，无线网络节点可以根据网络调整需要随时调整，省去了有线网络的工作量与费用。

2）覆盖范围广

无线网络与接收终端通过无线电波进行连接，一个节点可以对应多个终端，在空间上实现全覆盖。有线网络通过通信线路与接收终端进行连接，一个节点只能对应一个或几个终端，传播范围受限。

3）移动性强

随着移动终端的日益普及，移动性成为人们追求的热点。与有线网络相比，无线网络具有极高的移动性与灵活性，有效满足了人们的移动网络信息需求。

3.2 无线宽带网络的不足

1）条件要求较高

无线网络依靠无线电技术进行连接，而无线电作为一种电磁波，在空间传输过程中容易受到地形、气象等因素的影响，制约了无线网络的稳定应用。

2）传输速率不稳定

与传统通信线路传输不同，无线网络在传输过程中，传输稳定性和速率会随着距离的增加而逐渐降低，且现有传输频率相互之间也存在矛盾。

4 无线宽带网络发展对策

4.1 协调频率分配

作为影响无线宽带网络发展的重要因素，无线电传输能力取决于其所分配的频率。因此，政府主管部门要做好频率规划工作，使有限频率资源得到有效利用。近年来，政府管理部门大力推动2.4GHz，3.5GHz，5.8GHz，26GHz 等频段的规划和分配，取得了良好成绩，未来仍有必要继续做好政策引导和扶持。

4.2 融合有线网络

无线宽带网络主要以宽带接入网为主，在整个宽带网络体系中，要充分结合宽带骨干网的建设，融合有线网络的稳定性和无线网络的灵活性，满足用户多元化的需求，细化消费市场，使无线宽带网络得到更好更快地发展。

4.3 强化网络安全

作为无线传输技术的弱点，安全性始终是无线网络发展面临的重要命题。对此，无线宽带网络在规划初期就要注重安全通信设计，结合网络类型需要，合理布局无线访问点，升级加密协议，过滤MAC 地址，有效增强网络安全。

[1]于凤英.无线宽带网络技术:WiMAX技术综述研究[J].软件导刊，2007，1:70-71.

[2]鹿述荣.无线MESH宽带网络技术简介及发展趋势[J].科技信息(学术研究)，2008，18:539-540.