摘要 有線接入技術的研究方興未艾,無線接入產品推陳出新。以高速率、多業(yè)務、易建設、見效快為特點的無線接入技術正在掀起一場接入技術的革命。其中5.8G設備以其頻段開放、費用低廉而受到了廣泛推崇,本文針對FRP200系列無線接入系統(tǒng)在聯(lián)通全區(qū)營帳(BSS/MSS/ESS/OA)系統(tǒng)業(yè)務的應用,分析了5.8G頻率優(yōu)勢、系統(tǒng)構成、網絡規(guī)劃、設備應用效果等特點,對建設高速無線數(shù)據通信網有一定借鑒意義。
關鍵詞 聯(lián)通;5.8G頻率優(yōu)勢;無線接入系統(tǒng)構成;網絡規(guī)劃;應用分析;營賬系統(tǒng)
中圖分類號 TP311 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)122-0150-02
隨著中國聯(lián)通隨著3G業(yè)務迅猛發(fā)展,各業(yè)務支撐系統(tǒng)非常激烈。也是為了進一步力有力的支撐酒泉聯(lián)通合作營業(yè)廳和社會代理溝通開戶問題。實際情況下,聯(lián)通可用有線電路接入營帳系統(tǒng)難度很大,普通存在著有線網絡資源缺乏的問題,無法充分滿足快速接入營帳的需求。因此使用無線接入方式,可以快速、低成本的建設支撐數(shù)據接入系統(tǒng)。
1 概述
在聯(lián)通成立初期,營業(yè)網點的營帳系統(tǒng)的接入領域,多數(shù)以xDSL技術為代表的多種“銅線”解決方案,但存在很大局限性,長期以來,我們一直在尋找一種低成本,地介入方式。最終我們選定,利用無線接入方式。目前普遍采用的無線接入有三個頻段:一個是26GHz頻段,即所謂的LMDS;另一個是3.5GHz頻段及5.8GHz頻段,即所謂的低頻段無線固定接入;雖然3.5G、5.8G、26G無線技術目前主要都是用來解決從骨干網到用戶駐地網的接入問題。但是它們在應用上卻有一些不同之處。本文中只針對甘肅聯(lián)通營業(yè)網點的介入展開論述。
1)3.5G頻段為國家無線電管理委國會統(tǒng)一進行分配。不同運營商的系統(tǒng)之間相互干擾比較小,系統(tǒng)主要采用的是點對多點的技術,5.8G頻段國家無線電管理委國會沒有進行統(tǒng)一的分配,對該頻點的使用限制不是很嚴格,該頻段中屬于ISM頻率5.725-5.85、屬于UNII頻段的是5.725-5.825;26G頻段為國家無線電管理委國會統(tǒng)一進行。不同的運營商之間的干擾比較小,系統(tǒng)采用的為點對多點的連接方式,用戶主要為大型企業(yè)。
2)系統(tǒng)容量上看,目前我國3.5G頻段劃分的帶寬為上下行各31.5MH(3399.5MHz~3431.00MHz;3499.5MHz~3531.00MHz);5.8G頻段劃分的帶寬為125MHz(5725MHz~5850MHz);26G頻段單位信道帶寬為1250MHz(24.507GHz~26.765GHz)。由于26GHz信道帶寬比較大,一個基站的數(shù)據吞吐量通常達到1Gbps以上。3.5GHz一般基站最大吞吐量在100Mbps以上。5.8GHz的設備通常采用直接序列擴頻技術或調頻技術展頻,通過擴展信號可使不同網絡在同一地區(qū)使用而不受干擾,容量在10Mbps左右。合作營業(yè)廳和社會代理營帳系統(tǒng)對帶寬的要求不是很高。
3)從傳輸頻率特性看傳輸距離主要取決于自由空間損耗的公式:
L=92.5+20log(f*d)+0.3d
不難看出,在天線口發(fā)射功率一定,可視傳輸?shù)那闆r下,系統(tǒng)的傳輸距離主要取決于工作頻率和接收門限電平,因此較低頻段是我們的首選。
4)從采用技術上看,3.5G、5.8G一般采用的是基于IP或基于電路的無線傳輸技術,信令協(xié)議簡單,實現(xiàn)容易,開銷低,頻譜利用率高,業(yè)務種類多,接口簡單統(tǒng)一,升級容易。
5)就提供的帶寬而言,3.5G寬帶無線接入系統(tǒng)比較適合于用在城市和郊區(qū),3.5G無線接入的業(yè)務提供者必須為傳統(tǒng)的網絡運營商;5.8G的設備可以用于城市或者郊區(qū),5.8G無線接入的業(yè)務提供者可以是傳統(tǒng)的運營商也可以是大型的企事業(yè)單位;26G寬帶無線接入系統(tǒng)比較適合于用在城市比較繁華的區(qū)域,26G無線接入的業(yè)務提供者必須為傳統(tǒng)的網絡運營商。
6)就系統(tǒng)要求的傳輸環(huán)境而言,5.8G的寬帶無線接入系統(tǒng)在采用比較低的調制效率時對信噪比的要求比較低可以滿足一定的非可視傳輸要求,系統(tǒng)比較適合于在城市進行相對短距離的傳輸(約9公里),在郊區(qū)進行長距離的傳輸(約20公里);同時5.8G的系統(tǒng)一般采用直接序列擴頻技術,抗干擾能力相對要強一些。
在目前技術條件下,5GHz頻段應屬于固定無線接入中性能價格比最高的優(yōu)選頻段。低G段產品具有足夠的接入帶寬,無線電傳輸特性好,受雨天衰減和多徑的影響極小,覆蓋范圍廣,其不可替代的優(yōu)良性能充分展示了寬帶無線接入的靈活性和實用性。因此5.8G設備以其頻段開放、費用低廉而受到了廣泛應用。
2 系列無線接入系統(tǒng)構成
甘肅聯(lián)通的5.8G無線接入系統(tǒng)結構為點對點與點對多點結合組網方式。多個FRP200系列設備接入點群可連接在一起形成一個網絡。甘肅聯(lián)通本次組網最理想的目標網絡是中心基站由一個或多個接入點(AP)組成,采用60°的天線,在水平方向構成一個60°扇區(qū)。中心基站能夠通過6個扇區(qū)覆蓋360°半徑范圍內的多方用戶,每扇區(qū)最多可接入253個遠端站。同一個中心基站的多個AP采用不同的頻率和極化方式對多個方向進行覆蓋,以提高頻譜利用率和增加中心基站的接入帶寬。
3 網絡規(guī)劃
FRP200系列系統(tǒng)采用非許可的UNII 頻段(5.25~5.35GHz 5.725~5.825GHz),多個FRP200系列接入點群可連接在一起形成一個網絡,但必須做好網絡規(guī)劃:
盡管FRP200系列 5.8 GHz 無線接入設備采用了具有較強抗干擾性和低信噪比的直序擴頻(DSSS)技術,但根據中心基站建設規(guī)范,需充分考慮各扇區(qū)、各中心基站、相鄰其它通訊以及其他無線網間不能互相干擾和越站干擾,滿足同鄰頻保護率指標的要求,對5.8 GHz各中心基站的扇區(qū)劃分(以6扇區(qū)劃分)和頻點規(guī)劃、分單接入點及多接入點群兩種方式進行處理。
5.8GHz按技術規(guī)范要求頻率間隔不應該設置得比20MHZ小,但富瑞普公司FRP200系列允許安裝時以5MHZ為間隔來選擇頻率。因此在同址安裝其他設備時,運營商可根據互用性來制定頻率規(guī)劃。
對于一個接入點群,F(xiàn)RP200系列推薦4個不重疊得信道,對于全部居民集實際只需3個信道,這四個信道也可以在回傳點到點鏈路中使用。
4 FRP200系列無線5.8G接入使用效果分析
1)運營成本較低。FRP200系列系統(tǒng)采用非許可的UNII 頻段(5.25~5.35GHz 或5.725~5.825GHz),低廉的5.8G頻段的使用費, 因無室內單元不需要機房,以及系統(tǒng)內各單元間不需要租光纖或數(shù)據專線連接,使得系統(tǒng)運營成本很低。FRP200系列系統(tǒng)采用了成熟簡單高效的射頻技術,使得設備價格較同類產品有較大的優(yōu)勢。設備性能價格比好。
2)傳輸效率高,空中速率為10Mbps。有效速率在點對點時是7Mbps,點對多點時是6.2Mbps。系統(tǒng)對高負載進行了吞吐量的優(yōu)化,所以當更多用戶加入的時候吞吐量不會下降。同時通過使FRP200系列認證管理器,系統(tǒng)可對每個用戶模塊嚴格的用戶認證及完善的提供動態(tài)帶寬控制。系統(tǒng)還支持動態(tài)密鑰更新,使其具有卓越的加密功能。雙工方式為TDD,雙向流量均可手動調整。
3)FRP200系列系統(tǒng)MAC層訪問方式(防碰撞方式)是TDM/TDMA方式。并且,各用戶端SM主動向主站AP發(fā)送請求。這使得整個系統(tǒng)的效率很高,并且,傳輸延時很小。FRP200系列無線點對多點的傳輸延時在20ms以內,點對點的傳輸延時在5ms以內(點對點傳輸時延與TDM/TDMA無關),F(xiàn)RP200系列無線系統(tǒng)的TDM/TDMA方式不同于輪詢(Polling)方式。在輪詢方式中,各用戶端設備只能被動的被訪問,這會占用更多的系統(tǒng)資源,那些沒有工作或無法聯(lián)系的用戶端設備會占用系統(tǒng)時隙,從而使系統(tǒng)延時增加,有的系統(tǒng)延時會達到幾百毫秒。即使是動態(tài)輪詢或動態(tài)時隙分配也會在一段系統(tǒng)運行時間內存在這種問題。而FRP200系列無線系統(tǒng)中的每個用戶端設備會主動向 AP 發(fā)送請求信號,這使得整個系統(tǒng)的效率很高,系統(tǒng)延時較小。
4)FRP200系列無線系統(tǒng)應用效果最大的特點是抗干擾特性好,主要表現(xiàn)在:①C/I比值低,抗干擾能力越強,富瑞普公司FRP200系列無線系統(tǒng)的調制方式簡單2FSK或4FSK,系統(tǒng)的C/I比值為2~3dB,抗干擾能力很強。而802.11a系統(tǒng)常用的16QAM調制方式,系統(tǒng)的C/I比值會達到12~14dB,抗干擾能力明顯比FRP200系列無線系統(tǒng)差;②GPS配合TDD傳輸方式對全系統(tǒng)進行同步,避免碰撞。設備自身也可以產生同步時鐘。當用無線方式組網到一定程度時,系統(tǒng)內部的自干擾問題會逐漸嚴重。TDD系統(tǒng)的上、下行是同頻的,因此單純依靠天線交差極化隔離,來解決自干擾問題,作用不是很大。FRP200系列無線采用GPS同步和設備自身產生的同步時鐘可以使系統(tǒng)內各設備同時收發(fā)信號,從根本上解決了系統(tǒng)內的自干擾問題;③MAC層采用64字節(jié)短幀傳輸技術,避免重新傳送大量數(shù)據;④采用ARQ自動重傳請求,避免TCP啟動慢運算機制,不會擴大干擾影響。
5 結論
實踐證明,F(xiàn)RP200系列5.8GHz無線無線接入系統(tǒng)建設可以充分利用運營商現(xiàn)有頻率資源,在建設5.8GHz無線接入網絡的時候,運營商可廣泛運用先進、成熟的5.8GHz微波傳輸技術,注意做好頻段規(guī)劃,可快速、低成本地實現(xiàn)對大城市區(qū)域的無線覆蓋,為話音、數(shù)據、圖像、互聯(lián)網接入等高質量的各種服務。也能滿足甘肅聯(lián)通合作營業(yè)廳和社會代理營帳需求。
參考文獻
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