基于WLAN技术的无线城市建设研究

付 超

（陕西广电网络传媒（集团）股份有限公司，陕西 西安 710061）

1 无线城市建设现状背景及意义

1.1 无线城市建设背景

近几年来随着通信技术、计算机技术、物联网技术、视频技术等多种技术的快速发展，全国以杭州、上海、宁波等地为引导的无线城市建设在全国范围内已经全面开展，构建信息化城市、智慧城市以及“云计算中心、大数据中心”是各级政府目前城市信息化建设的重点，无线城市作为智慧城市建设底层的承载网络，对智慧城市的建设有着举足轻重的作用。

1.2 全国无线城市建设现状

目前，全国无线城市建设具有代表性的城市有杭州、上海、宁波等地，杭州从2008年开始无线城市项目建设，最早杭州市政府考虑建设基于无线系统平台的电子政务门户，2012年逐渐开始向公众开放互联网信息服务，实现了杭州城区大部分区域热点覆盖，今后将会逐步考虑智慧应用在无线城市上搭载。上海由电信运营商建设了无线城市，主要是以政府购买流量的方式，“无线上海”的成功，不仅使得上海在无线城市建设中取得了阶段性成果，为下一阶段无线网络的全市覆盖奠定了坚实的基础，并且实践了无线网络的3步发展模式，保障了无线城市的长期可持续发展。宁波由广电网络搭建大数据中心平台，其他运营商对平台进行对接。

1.3 无线城市建设的意义

目前，全国各城市均在建设无线城市，一方面为了推动城市信息化建设，另一方面为广大老百姓提供便捷的无线网络接入服务。一些酒店、宾馆、商场也是各自建设了简单的无线网络覆盖。无线城市的建设将会进一步推动我国移动互联网络的发展，同时也必将推动智慧城市的深度发展，因此，建设无线城市，对于城市发展来讲具有不同的意义[1]。

2 无线城市建设技术方案

2.1 方案设计原则

无线城市建设在技术方案设计时应遵循系统的先进性、高可靠性、可扩展性、易管理和开放性。

技术先进、成熟：采用通行的WiFi802.11系列标准，室内可采用满足802.11ac技术标准的AP设备，室外可采用满足802.11n技术标准的AP设备。

热点全覆盖：对于高品质网络，宜采用中、高密度覆盖，保证热点区域内网络全覆盖，无盲点。

高带宽、高性能：网络核心设备宜选用具备数据中心级别性能的产品，AP设备宜选用具备300 M以上接入能力的设备。

兼容性：应支持各类WiFi的无线终端设备接入：笔记本电脑、平板电脑、智能手机（主流系统）等。

安全性：必须保证网络访问的安全性，能实现基于安全区域的网络访问控制，能防御来自无线网络内部和外部的网络入侵，同时必须支持802.1x，Web Portal等安全接入认证方式。

一体化：应建设全面的支撑系统（包括无线网管、无线安全、无线接入认证等），以避免无线设备及软件之间的不兼容性或网络管理的混乱而导致的问题。

可靠性：WiFi网络必须实现设备级的冗余保护和性能负载分担，WiFi设备必须支持设备虚拟化技术。

便捷性：室内AP宜采用企业级IEEE802.3af PoE交换机远程供电，供电能力必须满足802.11n AP的用电量需求。

2.2 无线城市建设目标

无线城市是继水、电、气、交通之后的第5项城市公共基础设施，可以提高政府工作效率，优化地区投资环境，加强公共安全，改善人民生活水平，最终为促进经济发展、构建和谐社会、让人民生活更幸福创造有利条件。

当前，无线城市的业务正由早期狭义的普通上网业务，向高速移动互联网业务大局发展，未来还将拓展到物联网、云计算和三网融合等众多业务中。依靠这些层出不穷的新技术、新业务，无线城市会让每个人、企业和政府享受更加智慧、高效和安全的服务。在智慧城市的建设中，无线城市的建设无疑是最基础，也是重中之重的建设项目。

通过室内、室外等场景化典型无线网络部署方案，实现对公共景区、广场、主要街道、学校、医院、政府等主要地点的全覆盖，后续可以通过硬件合理化配置、软件定制化开发实现全县大数据的搜集与处理，进一步实现电子政务、智慧旅游、智慧安监、智慧环保、智慧交通等诸多应用[2]。

2.3 无线城市建设技术架构

无线城市建设主要分为以下3个部分（见图1）。

中心管理平台：完成用户数据的汇聚，访问互联网。负责认证转发、分配业务IP及集中管理AP设备，实现用户认证、portal页面和日志管理等功能。

数据传输网：即城域网，完成各个接入节点的数据传输及汇聚。

终端接入系统：各无线接入节点，包括POE交换机、AP设备及用户终端。

图1 无线城市建设技术架构

2.4 终端接入技术方案

无线城市建设覆盖的场景为主要街道、广场公园和公共服务设施、办公大楼、园区等公共区域的无线覆盖，在终端技术设计方面，需要考虑实际的接入场景，以免后续的用户体验较差[3-4]。

2.4.1 室外宏站覆盖方式

室外宏站覆盖方式是利用双极化天线、高增益天线或波束成形智能天线等技术，这种方式大大改善了AP设备的接收灵敏度、覆盖距离、用户容量，很好实现广场、商业街等人流密集型室外公共热点区域的域覆盖。此方式用于无线信号可穿透场景。

2.4.2 室内AP方式

根据实际的覆盖区域环境分布情况，按照用户需求，在室内热点区域内进行WLAN覆盖时，可采用室内放装型AP进行覆盖（见图2）。这种方式适用于结构较简单、较为空旷的室内的场所，如写字楼、政务大厅、银行等候区、商场和超市等。由一台或多台AP设备在热点区域内发布SSID广播号进行覆盖，并具备漫游功能[5]。

图2 室内AP方式

3 结语

无线城市的发展对未来智慧城市、物联网的发展有着重要意义。建设一个可管可控、可运营的无线城市，以高技术水准的信息基础设施构建优越的商务环境和优质的生活环境，将有效支撑城市创新理念。无线城市将给城市的商务旅游、社会综治管理、学习和休闲娱乐等应用带来一定的经济价值。

无线城市建设在技术选型时，应重点考虑技术的前瞻性，目前无线技术的技术方式有很多种，主流的一种技术还是WLAN无线覆盖技术。在项目实际建设时，应考虑POE交换机对AP的供电距离，建议不超过100 m；单AP的覆盖半径为20～25 m，因此，AP与AP之间的直线距离建议40～50 m[6]。每个AP下带的并发用户不超过30户。只有保证以上指标，才能构建一张用户体验良好、多重终端接入稳定的无线接入网络。