“乡镇通”无线宽带接入系统

中国移动通信集团福建有限公司南平分公司2013年8月“乡镇通”无线宽带接入系统摘要无线传输，媲美光网络•基站与干线传输网接口为100M电口;•覆盖半径2KM;•接入用户数80~100户左右;•用户体验不次于ADSL;•每线用户成本低。目录•农村市场宽带需求•固网运营商的宽带+移动攻势•方案描述•效果评估•与WLAN的对比分析•优势与推广意义背景方案及效果技术特点投资回报农村市场宽带需求特点•根据一些地市在农村先行开展农村宽带接入业务的试点情况看，农村宽带业务具备一些明显的特点：–增长迅速;–农村用户基本以家庭为上网单位，较少使用笔记本和手机上网;–农户希望开通稳定、低价的宽带;–使用习惯多集中在视频、信息查询和网页浏览等较为有限的方面。–以农村家庭上网为对象的农村宽带接入用户忠诚度较高，业务收入稳定;–较为接受以包年形式的收费方式;–相比城市WLAN无线热点覆盖，因竟争烈度较低,其经济效益更为明显,业务发展更可预测;–区域大,用户相对分散，适合以村庄及乡镇周遍的基站为中心的大区域覆盖接入。竞争态势：固网运营商的“宽带+移动”攻势•由于历史原因，固网运营商在宽带服务方面处于垄断地位，乡村地区更甚、因线缆资源稀缺、资费相对城市高；•移动缺乏有效宽带手段、宽带服务难以开展；•宽带已成家庭用户的刚性需求，固网运营商把宽带与移动业务捆绑起来进行推广，产生巨大的威力，抢走了大量移动高端手机用户。传输接入难单户接入成本高资源浪费乡村宽带当前建设存在的问题区域大、用户分散传输线路缺乏、技术不完善无法统一进行动态带宽分配和管理目录•农村市场宽带需求•固网运营商的宽带+移动攻势背景•方案描述•效果评估方案及效果•与WLAN的对比分析技术特点•与有线宽带接入方式的比较优势投资回报产品外观客户端局端基站通过PON接入到宽带的BRAS设备接入到省公司宽带认证系统用户端采用PPPOE认证客户端局端基站位于铁塔上基站三个无线单元各配双向匹配放大器及14~16dbi扇区定向天线基站经网线接入机房内，与宽带网连接安装100mW室外无线客户端户内安装POE供电模块及上网口系统组网方案论证关键指标•系统由中心基站、用户端及集中式网管组成。•系统指标：1、系统设计在2.4G频段，默认使用1、6、11频道；2、基站与干线传输网接口为100M电口；4、基站发射功率500mW～１Ｗ可调，接入覆盖范围达2KM半径；3、单基站实际设计发展用户为80～100户（考虑用户体验）；5、单基站系统可用净带宽达80～100Mbps；在网运营至今：系统在网运营具备了较高的可用度和稳定性。•特别模式：系统特殊的多址技术，应用在中心基站以及配套的CPE，可以获得更远的接入距离、更大的带宽以及更多的实际在网用户数。独特TDDNB/TDMA多址技术及主控协调技术，避免或减少干扰。开通速度快，投资成本低，可快速抢占市场不需为用户单独调整，业务推广灵活。动态投入，成本可控。拆装方便，可以多次搬迁使用，不需要重复投资。思路创新无线传输有线入户同有线宽带营销，采取PPPOE拨号方式接入有线宽带认证系统，计费套餐方便。后期有线宽带接入后可以无缝过渡至有线宽带。预测未来，方便演进的宽带规划设备创新创新的室外型无线接入基站---LP2400NT-WBS-3LP2400NT-WBS-3大区宽带无线传输接入蜂窝基站是一款成本低廉、安装快捷的网络接入设备，内嵌3个无线单元、最高实现3×150Mbps物理带宽，提供大范围的无线网络信号覆盖。创新设计：1、多无线单元主控协调技术，基站可以直接与城乡环境内的运营商微蜂窝网络配合部署使用，抗干扰能力强。2、特殊多址方式的链路层专有TDDNB/TDMA协议，特别适合用户端无法相互感知的大区域360度范围的覆盖接入，带宽分配公平、时延小且均衡、无数据碰撞，传输效率高。3、多无线单元结构，单节点设备的用户数可达100个。4、支持远达2KM半径的大区域覆盖接入。5、提供高达3*150M的高速率传输，净带宽高达100Mbps。6、支持多种管理方式，可通过LPRCMS(RemoteConfigurationManagementSystem)进行远程设置。7、支持高质量的VoIP、视频、网络游戏等实时业务。8、无线覆盖标准采用802.11b/g/n协议。9、具备灵活的二层隔离、流量控制等运营管理和配置对策。创新的室外型一体化无线客户端---LP2400N-CPE-12I终端接收电源支持Wi-Fi802.11b/g/n定向以太网用户终端内置高增益天线支持即插即用设备管理POE供电易于网络设备管理模式终端支持多种无线用户端模式，支持多种认证方式，支持流量控制、用户隔离等功能。支持入户后连接室内无线路由器或小交换机，连接更多PC。设备创新系统实际应用、测试延平区樟湖镇A，450米B，550米C，800米基站安装位置,邮电局楼顶覆盖区域正北方向正东方向正南方向正西方向现场测试项目测试账号为2M/4M，经过测试,单用户在多种距离下均可以达到接近帐号峰值速率,可以满足短中长距离用户的宽带良好接入,多用户平均下载速率测试时，各测试点需在基站不同方向、相互不可见，基站对隐藏节点问题的解决效果较好,不存在因访问冲突引起带宽下降降低传输效率问题。测试点测试点离距离（米）同基站可视情况信号场强（dBm）信噪比（dB）关联成功率单用户速率峰值（KB/s）多用户平均下载速率（KB/s）ping包成功率ping包时延A450可视-5244100%508KB/s(4M帐号)498KB/s100%1msB550可视(稍挡)-6234100%496KB/s(4M帐号)476KB/s100%2msC800可视-6729100%487KB/s(4M帐号)479KB/s100%2ms目录•农村市场宽带需求•固网运营商的宽带+移动攻势背景•产品及方案描述•效果评估产品及方案•与WLAN的对比分析技术特点•与有线宽带接入方式的比较优势投资回报•①采用了单点多模块主控协调的技术，解决了在基站铁塔上这个局限空间内多个大功率设备的干扰问题。保证了基站设备不受干扰，运行稳定，使单个基站覆盖半径达到2KM；而WLAN现网有效覆盖范围基本在50米之内。•②在链路层采用了专有TDD协议，取代了WLAN的基于局域网的载波侦听和冲突检测协议，完全消除了大区域内的隐藏节点，避免了多用户之间的相互数据碰撞和干扰，全面解决了因此产生的丢包、长时延和不断重发问题，有效提高了大区域内用户接入的有效净带宽和上网稳定性，单个基站支持的最大用户量为300个用户，为保证多用户同时上网的良好体验，实际规划80-100户。有效解决系统自干扰问题有效解决系统自干扰问题•隐藏节点与暴露节点的问题是室外WLAN系统无法很好解决的致命问题，通过TDDNB/TDMA技术能够很好地解决•传统802.11的CSMA/CA机制的一个基本假设是在一个BSS中，各STA都能相互侦听其他STA与AP之间的通讯，从而主动避免干扰。但这一假设仅适用与室内小范围环境（802.11原本是设计用于室内局域网通讯的），对于室外大区域环境，该假设不成立•对于室外hotspot的应用场景，上述问题并不十分突出–室外hotspot针对的是覆盖型用户，该类用户的特点是低流量，间歇性连接–室外hotspot同时服务的用户数少，相应的冲突或然率也低–移动用户由于间歇性网络访问的基本特征，在绝大多数时间里，该用户是静默的，进一步降低了在AP侧暴露节点的问题•对于大区接入的应用场景，上述问题十分突出–接入型用户的特征是高流量，持续性连接–接入用户数大–对于正在上网的接入型用户来说，在绝大多数的时间里，该用户都是繁忙的，导致AP侧的暴露节点问题十分突出传统WLANAP在冲突发生之后…•试想几个接入型用户接入同一个传统WLANAP–由于AP侧的暴露节点问题，冲突很容易发生（或然率与接入用户数的阶乘成正比）.–一旦冲突发生，在STA侧随机回退后继续发送数据，在AP侧则会进一步发生冲突，考虑到此时会有更多的STA有数据传输请求，其冲突的或然率会比前一条更大，与（第一条冲突的用户数+第二条新数据请求的用户数）的阶乘成正比.–再下一次CSMA/CA发生时，AP侧的冲突会进一步扩散，最终导致整个系统无法使用.–由上述三条可知，由于传统802.11的CSMA/CA机制，冲突一旦发生就有扩散的趋向，而不是像在室内局域网环境下那样预期的冲突或然率会收敛.传统WLAN大区覆盖的隐藏节点问题•再试想在AP的正北方向上，距离远近不同有两个STA有数据请求–远处的STA无法听到近处STA的通讯–近处STA可以听到远处STA的通讯–假设两个STA有持续的数据通讯请求•会导致下述问题：–当近处STA在通讯时，远处STA的通讯会干扰近处STA的通讯–远处STA一旦通讯开始，近处STA就无法再获得任何通讯时间了•若远近距离相距很远，由于场强相去甚远，远处STA的通讯数据无法干扰到近处STA的通讯则会：–近处STA会持续发送数据，获得大量带宽–而远处STA会始终无法正常通讯–这个问题反映为在接入系统中的严重不公平，最恶劣情况下，远处STA始终无法获得好的带宽与WLAN室外站的技术对比•接入系统与覆盖系统的区别–接入系统更强调持续性，大带宽的网络通讯–覆盖系统更强调间歇性，低带宽的网络通讯•如果将WLAN室外站用于接入场景–由于隐藏节点和暴露节点的问题，会让用户体验极差–没有公平的带宽分配机制，会导致信号好的STA占用大量带宽，而信号差的STA始终无法获得带宽–当有10+用户接入时，由于冲突会大量发生，网络实时性会极大降低•如果将创想TDDNB/TDMA系统用于接入场景–系统总带宽与用户数基本无关–各用户之间能够公平分配带宽–即使用户数很大，网络实时性也很好（这一点对于网游用户尤其重要，网游是典型的低带宽高实时应用）–丢包率很低，各用户都没有掉线困扰•建议：–进行室外大区的对比测试，一个扇区内分散的10+用户采用CPE接入，对比•ping实时性•系统综合带宽•每用户带宽•掉线率和掉包率目录•农村市场宽带需求•固网运营商的宽带+移动攻势背景•产品及方案描述•效果评估产品及方案•与WLAN的对比分析技术特点•优势与推广意义投资回报无线通接入方式与有线宽带接入方式的比较优势1、具有更短的建设周期，可以迅速的抢占市场。无线通是将基站需安装在通信基站铁塔上，通过3面定向天线实现目标区域覆盖，经网线接入机房内，与广域网连接，用户端在视距条件下，通过CPE设备实现宽带的无线接入，无需布放光缆。这样的建设方式大大的节省了建设时间，1-2天内可完成开通。同时系统利用运营商现有的分布广泛的优势基站，通过无线手段接入用户，极大地减少了网络建设的工程量，有利于运营商更加快速的直接的抢占宽带市场。所以说相较有线宽带接入方式要进行大规模的光缆的架设，与区域内网络的规划建设，无线通在建设周期的时间性上占有巨大优势，建设周期短这大大增加运营商抢占市场的先机。2、无需布放光缆，节省线路投资，降低建设成本。有线宽带的光缆架设和网络建设需要大量的资金投入，而无线通接入方式完全省去了光缆布放的环节，这大大的节省了线路的费用。同时有线宽带大量的光缆架设存在大量的维护作业，因为光缆多，线路长，安装量大而产生巨大的维护费用，而庞大的线路投资加上必不可少的维护费用，这对成本而言只有不断的增加。无线通的接入方式避免了光缆的架设，也大大减少线缆产生的不可靠性而生成的维护费用。所以说，无线通在建设成本上较有线宽带优势明显。无线通接入方式与有线宽带接入方式的比较优势3、采用无线终端接入，装机人员不用或减少布放户外线，节省装机时间。有线宽带接入方式决定了装机人员需要在户外布设线路，将线路引入用户家，然后再进行终端设备的调试。而无线通避免了户外线路的布设，装机人员只需要将CPE设备安装在用户家后，用网线将其与用户电脑相连，用户即可畅游网络，这大大节省了装机人员的工作时间。所以说，无线通在装机的操作性上优于有线宽带方式。在现场安装基本20-30分钟就可开通。