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    城市Wi-Fi組網(wǎng)AP布局比較研究

    2018-09-12 08:43:30◆常
    關(guān)鍵詞:橋接端口無(wú)線(xiàn)

    ◆常 君

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    城市Wi-Fi組網(wǎng)AP布局比較研究

    ◆常 君

    (太原有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)有限公司 山西 030024)

    城市Wi-Fi是智慧城市的重要組成部分,也是“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略中重點(diǎn)工程。HFC電纜網(wǎng)基于電信級(jí)WiFi無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)。本文著重基于光纜網(wǎng)絡(luò)的CMTS+CM+Wi-Fi和OLT+ONU+ Wi-Fi兩種接入模式的比較,針對(duì)的是AP布局的比較及對(duì)接入方式的選擇。本文主要簡(jiǎn)單估算了覆蓋4平方公里范圍的Wi-Fi項(xiàng)目的投入。AP是指無(wú)線(xiàn)訪問(wèn)接入點(diǎn),連接有線(xiàn)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的橋梁,主要作用是將各個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)端連接到一起,主要功能為中繼、橋接、主從。同時(shí),本文也介紹了OLT+ONU接入方式、CM接入方式,探究了不同接入方式需要投入的資源估算,以達(dá)到建設(shè)成本適中,接入速率高的目的。

    Wi-Fi;HFC電纜網(wǎng);CMTS+CM+Wi-Fi;OLT+ONU+ Wi-Fi;APOLT+ONU接入方式;CM接入方式;資源估算

    1 組網(wǎng)示意圖(見(jiàn)圖1)

    Wi-Fi電纜:HFC電纜網(wǎng)基于電信級(jí)WiFi無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)。

    圖1 組網(wǎng)示意圖

    Wi-Fi接入解決方案主要有兩種:

    1.1 通過(guò)CMTS+CM+Wi-Fi實(shí)現(xiàn)

    采用Electroline公司的野外型CM+Wi-Fi二合一產(chǎn)品 AQ5000,通過(guò)同軸電纜連接到光節(jié)點(diǎn),由CM+CMTS實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入。AQ5000支持DOCSIS 3.0和802.11ac,能同時(shí)工作在2.4GHz和5Ghz兩個(gè)頻段上。

    1.2 通過(guò)OLT+ONU+ Wi-Fi實(shí)現(xiàn)

    采用Electroline公司的野外型Wi-Fi產(chǎn)品OWL630和OWL530,通過(guò)五類(lèi)線(xiàn)連接到野外型ONU,由OLT+ONU實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入。OWL630支持802.11ac,能同時(shí)工作在2.4GHz和5Ghz兩個(gè)頻段上。OWL530支持802.11n,只能工作在2.4GHz和5Ghz兩個(gè)頻段之一。

    2 估算模型

    2.1 覆蓋區(qū)域與AP數(shù)量

    本次估算假設(shè)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在4平方公里(2km×2km)的空曠場(chǎng)地上,無(wú)任何遮擋物。

    由于手機(jī)功率限制,超過(guò)100m無(wú)法與Wi-Fi設(shè)備通信。所以AP的最大覆蓋范圍為100m半徑的圓。

    每個(gè)AP覆蓋區(qū)域近似為邊長(zhǎng)141m的正方形,保證正方形四個(gè)頂點(diǎn)與中心的距離正好是100m。每個(gè)AP覆蓋區(qū)域范圍是0.0196平方公里,空曠的4平方公里范圍需要196(14行14列)個(gè)AP。 每個(gè)AP間距離為141米。

    以表1為例,共計(jì)196個(gè)方格,每個(gè)方格代表一個(gè)AP接入?yún)^(qū)域。

    表1 AP覆蓋區(qū)域示例表

    2.2 AP的接入方式

    如何為196個(gè)AP提供互聯(lián)網(wǎng)接入能力呢?這里有兩種方案:

    (1)為每個(gè)AP都通過(guò)ONU或者CM方式提供互聯(lián)網(wǎng)接入能力。

    (2)通過(guò)5GHz頻段接續(xù)一部分AP,接續(xù)點(diǎn)處通過(guò)ONU或者CM方式提供互聯(lián)網(wǎng)接入能力。

    如圖2所示,在左側(cè)樓頂?shù)腤i-Fi天線(xiàn)與右側(cè)三棟樓樓頂?shù)腤i-Fi通過(guò)5GHz連接,只要其中左側(cè)的Wi-Fi設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)就可以為其他Wi-Fi設(shè)備提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

    對(duì)于表2一個(gè)3行3列的Wi-Fi設(shè)備陣列,可以由中心的Wi-Fi設(shè)備作為接續(xù)點(diǎn),其他設(shè)備橋接到中心Wi-Fi設(shè)備上獲得互聯(lián)網(wǎng)接入權(quán)限。一個(gè)14行14列的Wi-FI設(shè)備陣列至少需要25個(gè)接續(xù)點(diǎn)(表中標(biāo)識(shí)x的即為接續(xù)點(diǎn)),見(jiàn)表3。

    表2 Wi-Fi設(shè)備陣列表

    表3 Wi-FI設(shè)備陣列

    接續(xù)點(diǎn)連入互聯(lián)網(wǎng)也可以以無(wú)線(xiàn)橋接的方式,或者使用CM或ONU的方式。

    由于橋接信號(hào)互相干擾,使用多級(jí)無(wú)線(xiàn)橋接方式會(huì)明顯降低系統(tǒng)的整體傳輸速率。但如果單個(gè)AP的接入速率較低,即使互相干擾也可以滿(mǎn)足一定速率的互聯(lián)網(wǎng)接入訪問(wèn)。

    本文暫時(shí)不考慮多級(jí)無(wú)線(xiàn)橋接的方式,只考慮一級(jí)無(wú)線(xiàn)橋接方式。

    2.3 OLT+ONU接入方式(圖3)

    圖3 OLT+ONU組網(wǎng)方式示意圖

    OLT+ONU組網(wǎng)方式如圖三所示,采用EPON接入方式,每個(gè)PON口提供1Gbps下行帶寬。分光比采用1:32,采用1級(jí)8分路,2級(jí)4分路的分配方式,單個(gè)ONU平均帶寬為30Mbps。

    ONU與Wi-Fi設(shè)備連接,提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

    2.4 CM接入方式(圖4)

    目前CMTS下行端口最多提供4個(gè)頻點(diǎn),每個(gè)頻點(diǎn)最大傳輸速度為50Mbps,為Wi-Fi設(shè)備提供2個(gè)頻點(diǎn)接入。

    圖4 太原有線(xiàn)CMTS組網(wǎng)方式示意圖

    如圖4所示,目前太原有線(xiàn)每個(gè)CMTS下行端口通過(guò)分配器,為8個(gè)光發(fā)射機(jī)提供信號(hào),每個(gè)光發(fā)射機(jī)通過(guò)光分路器為4個(gè)光節(jié)點(diǎn)提供信號(hào)。每個(gè)光節(jié)點(diǎn)有4個(gè)RF輸出口,每個(gè)光節(jié)點(diǎn)下掛2個(gè)放大器??紤]到信號(hào)強(qiáng)度,每個(gè)RF端口到接入的距離不能超過(guò)150m。

    放大器也有4個(gè)RF端口,每個(gè)端口可以連接到CM,為Wi-Fi設(shè)備提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

    3 不同接入方式需要投入的資源估算

    3.1 以O(shè)LT+ONU+Wi-Fi方式接入

    (1)第一種接入方式:196個(gè)AP全部使用ONU接入(表4、5)

    表4 項(xiàng)目投入材料和設(shè)備的費(fèi)用

    表5 項(xiàng)目投入的其他資源

    (2)第二種接入方式:只有25個(gè)接續(xù)點(diǎn)使用ONU接入(表6)

    表6 項(xiàng)目投入的其他資源

    3.2 以CM+Wi-Fi方式接入(表7)

    由于光節(jié)點(diǎn)和接入設(shè)備距離不能超過(guò)150m,而每個(gè)AP間距離恰好是141m。要為196個(gè)AP提供CM上網(wǎng)服務(wù)時(shí),當(dāng)每個(gè)光節(jié)點(diǎn)下都帶4個(gè)一級(jí)放大器時(shí),最節(jié)省光節(jié)點(diǎn)數(shù)量。如果光節(jié)點(diǎn)下的一級(jí)放大器不夠時(shí),區(qū)域內(nèi)需要的光節(jié)點(diǎn)數(shù)還要增加。

    如果只需要為25個(gè)接續(xù)點(diǎn)提供CM接入,每個(gè)接續(xù)點(diǎn)之間距離為420m,必須依靠光放大器來(lái)與光節(jié)點(diǎn)連接。

    假設(shè)每個(gè)分前端有400個(gè)光節(jié)點(diǎn),覆蓋50平方公里范圍,每平方公里范圍有8個(gè)光節(jié)點(diǎn),4平方公里范圍內(nèi)平均有32個(gè)光節(jié)點(diǎn)。

    表7 CM+Wi-Fi方式接入簡(jiǎn)介表

    3.3 城域網(wǎng)流量的消耗

    目前分前端機(jī)房單條主干光纜最長(zhǎng)5km,可以假設(shè)分前端機(jī)房最大覆蓋范圍是一個(gè)圓形,面積約為76平方公里,是估算模型的19倍。三種建設(shè)模式下,每個(gè)分前端流量如表8所示。

    表8 三種建設(shè)模式下分前端流量

    因此,除了第一種接入方式外,第二種接入方式只需要ME60與NE5000之間是10G鏈路,第三種方式只需要ME60與NE5000之間是1G鏈路,不需要大規(guī)模擴(kuò)容城域網(wǎng)。

    3.4 互聯(lián)網(wǎng)出口的消耗

    太原市建成面積約為460平方公里,是模型面積的115倍,因此三種建設(shè)模式下,互聯(lián)網(wǎng)出口流量如表9所示。

    表9 三種建設(shè)模式下互聯(lián)網(wǎng)出口流量

    如果Wi-Fi項(xiàng)目使用太原有線(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)出口,目前的互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求,必須擴(kuò)容。

    3.5 其他資源投入

    其他資源還包括ME60板卡的端口、干線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的使用、管道資源使用,此外如果Wi-Fi項(xiàng)目使用太原有線(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)出口,還要增加互聯(lián)網(wǎng)出口的費(fèi)用。

    4 結(jié)束語(yǔ)

    使用OLT+ONU+Wi-Fi方式接入,資源投入較多,但提供的接入帶寬較高,至少是CM+Wi-Fi方式的6倍。

    使用CM+Wi-Fi方式接入,額外投入較小,但是提供的接入帶寬很低,如果Wi-Fi項(xiàng)目需要擴(kuò)容,不僅需要購(gòu)買(mǎi)CMTS下行頻點(diǎn),甚至還要調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在這次的估算模型中的CM接入方式,單個(gè)AP只提供了500Kbps平均接入速率,如果AP平均接入速率翻兩番達(dá)到2Mbps時(shí),CMTS的頻點(diǎn)數(shù)需要8個(gè),CMTS下行端口數(shù)必須由一個(gè)變?yōu)閮蓚€(gè),OLT方式不需要改變組網(wǎng)方式。

    在這次的估算模型中,場(chǎng)地空曠,所以AP的數(shù)量肯定比實(shí)際部署要少,具體部署數(shù)量需要實(shí)地勘察才能決定。

    建議采用模型中25個(gè)接續(xù)點(diǎn)ONU接入的方式來(lái)建設(shè)Wi-Fi項(xiàng)目,這樣就能達(dá)到建設(shè)成本適中,接入速率高的目的。

    [1]徐玉信.Wi-Fi發(fā)展和主要應(yīng)用分析[J].信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院,2009.

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