通则农村无线宽带接入系统的技术特点

1、通则农村无线宽带接入系统的技术特点通则农村无线宽带接入系统的技术特点深圳市通则技术股份有限公司二一二年三月农村宽带发展的诉求2v中国宽带用户普及率逐年上升，根据互联网数据中国宽带用户普及率逐年上升，根据互联网数据中心提供的数据，中心提供的数据，2011 年前三个季度，中国固定年前三个季度，中国固定宽带用户已经累计达到宽带用户已经累计达到1.5 亿。中国的宽带业务亿。中国的宽带业务发展及其不平衡，大量的用户集中在城市，农村发展及其不平衡，大量的用户集中在城市，农村地区的固定宽带发展相对滞后。与农村地区经济地区的固定宽带发展相对滞后。与农村地区经济的飞速发展以及人们信息化需求及不匹配，随着的飞速发

2、展以及人们信息化需求及不匹配，随着经济的不断发展，农村对宽带数据业务的需求越经济的不断发展，农村对宽带数据业务的需求越来越迫切，并有能力支付费用。来越迫切，并有能力支付费用。农村宽带建设的难点3v相对城市农村地区光纤及铜缆资源匮乏，由于受相对城市农村地区光纤及铜缆资源匮乏，由于受到投资成本和施工工期的限制，这个因素很难在到投资成本和施工工期的限制，这个因素很难在短期内得到根本性的改观。短期内得到根本性的改观。v经济较发达的农村的铜缆和宽带资源被其他运营经济较发达的农村的铜缆和宽带资源被其他运营商垄断，并被用来捆绑手机客户，造成竞争上的商垄断，并被用来捆绑手机客户，造成竞争上的失衡。失衡。竞争思

3、路构思4v因此，我们采用无线方式将宽带建设到家，并采因此，我们采用无线方式将宽带建设到家，并采用预收费的资费方式来减少投资的压力。直接采用预收费的资费方式来减少投资的压力。直接采用用PPPOE的宽带计费模式，让用户不改变使用习的宽带计费模式，让用户不改变使用习惯即可享用中国移动的宽带服务。惯即可享用中国移动的宽带服务。v中国移动可利用自己的宽带来捆绑自己的手机客中国移动可利用自己的宽带来捆绑自己的手机客户、增加客户粘性。户、增加客户粘性。竞争思路构思（续）5v中国移动拥有丰富的铁塔资源及最优秀的农村区中国移动拥有丰富的铁塔资源及最优秀的农村区域覆盖面，光传输网络也已到位域覆盖面，光传输网络也已

4、到位。v利用无线宽带接入方式作为农村地区最后二公里利用无线宽带接入方式作为农村地区最后二公里的解决方案，无疑是现阶段快速提高农村地区宽的解决方案，无疑是现阶段快速提高农村地区宽带普及率、提高农村信息化程度、打破竞争对手带普及率、提高农村信息化程度、打破竞争对手垄断的一个较为经济且有力的手段。垄断的一个较为经济且有力的手段。室外AP系统用于农村时的问题6v传统的传统的AP室外基站基于室外基站基于CSMA/CD机制，机制，当系统外干扰导致的冲突发生时会随机回当系统外干扰导致的冲突发生时会随机回退，这个机制导致用户数量增加后，系统退，这个机制导致用户数量增加后，系统的带宽利用率会急剧下降。的带宽利用

5、率会急剧下降。普通室外AP用于农村环境的问题7v 隐藏节点（可以与隐藏节点（可以与AP通讯，但无法感知其它通讯，但无法感知其它STA状态的状态的STA）问题是传统基于）问题是传统基于802.11n/g 的室外的室外AP系统无法很好系统无法很好解决的致命问题。解决的致命问题。 传统传统802.11 的的CSMA/CA 机制要求机制要求STA （无线网卡或（无线网卡或CPE）在等待信道保持预订的一段空闲时间才能发送，这）在等待信道保持预订的一段空闲时间才能发送，这就要求在一个就要求在一个AP 覆盖的小范围内，各覆盖的小范围内，各STA （无线网卡或（无线网卡或CPE）都能相互侦听其他）都能相互侦听

6、其他STA 与与AP 之间的通讯，从而主之间的通讯，从而主动避免干扰。但这一假设仅适用于室内外局域或小范围环动避免干扰。但这一假设仅适用于室内外局域或小范围环境（境（802.11 原本是设计用于室内局域网通讯的）原本是设计用于室内局域网通讯的） 。普通室外AP用于农村环境的问题8v 但是对于大范围的农村宽带接入场景，用户特点是：用户但是对于大范围的农村宽带接入场景，用户特点是：用户端相距很远并使用定向天线，大量用户终端不能互相侦测端相距很远并使用定向天线，大量用户终端不能互相侦测，造成大量隐藏终端，同时用户长期在线，且带宽需求较，造成大量隐藏终端，同时用户长期在线，且带宽需求较高，此时仍采用传

7、统高，此时仍采用传统CSMA/CA 机制的机制的AP系统就无法避系统就无法避免众多的信号冲突和系统内干扰的存在，直接的后果就是免众多的信号冲突和系统内干扰的存在，直接的后果就是导致系统覆盖小，支撑并发用户数量少，系统带宽利用率导致系统覆盖小，支撑并发用户数量少，系统带宽利用率低，延时抖动很大的问题，尤其在用户数量增多后，系统低，延时抖动很大的问题，尤其在用户数量增多后，系统总的带宽利用率将会急剧下降。总的带宽利用率将会急剧下降。我公司的技术突破9v 农村无线宽带接入系统和传统的基于农村无线宽带接入系统和传统的基于802.11n/g AP系统的最大区别在系统的最大区别在于，它的媒体访问机制采用的

8、是时分多址技术于，它的媒体访问机制采用的是时分多址技术TDMA。将所有关联到。将所有关联到基站基站 的的CPE（用户端设备）划分到不同网络时隙中进行数据通讯。（用户端设备）划分到不同网络时隙中进行数据通讯。v 在优先级相同的情况下，所有在优先级相同的情况下，所有CPE 分到的时隙长度（或带宽）是基分到的时隙长度（或带宽）是基本相同的。为了进一步提高系统的带宽利用率，系统采用了动态时隙本相同的。为了进一步提高系统的带宽利用率，系统采用了动态时隙（带宽分配），并综合利用令牌环技术，使没有数据请求的（带宽分配），并综合利用令牌环技术，使没有数据请求的CPE 能能够不占用预分配给它的时隙（带宽）够不占

9、用预分配给它的时隙（带宽）。v 基于以上技术，通则的农村无线宽带接入系统就能够很好基于以上技术，通则的农村无线宽带接入系统就能够很好地解决普通室外地解决普通室外AP系统所面临的问题。系统所面临的问题。通则农村无线宽带接入系统技术方案10v 系统由无线基站（系统由无线基站（WBS）、双向功率放大器、天线和用）、双向功率放大器、天线和用户端设备（户端设备（CPE）组成。）组成。v CPE 上行通过无线方式接入到无线基站，下行通过以太上行通过无线方式接入到无线基站，下行通过以太网连接用户终端设备。网连接用户终端设备。v 无线基站的作用是对无线基站的作用是对CPE 设备进行集中的管理控制、数设备进行集

10、中的管理控制、数据带宽的动态分配及有线网络的桥接等。每个基站支持据带宽的动态分配及有线网络的桥接等。每个基站支持3 扇区定向天线。扇区定向天线。CPE 与无线基站之间的传输距离可以达与无线基站之间的传输距离可以达到到2Km，非常适合农村地区宽带发展，非常适合农村地区宽带发展 。通则农村无线宽带接入系统技术方案11农村无线宽带接入系统示意图WBS双向功率放大器CPE天线电脑0Km2Km铁塔通则农村通则农村无线宽带接入系统和传统无线宽带接入系统和传统APAP室外基站技术对比室外基站技术对比12农村无线宽带接入系统传统AP 室外基站提供业务提供业务 PPPOE 宽带上网宽带上网 PPPOE 宽带上网

11、宽带上网终端和基站之间的通终端和基站之间的通信机制信机制基于网络的基于网络的时分时分多址多址技术技术TDMA 载波侦听载波侦听/冲突冲突避免避免（CSMA/CA）带宽利用带宽利用利用率高，带宽公平性好利用率高，带宽公平性好利用率低，尤其在并发终端个数增利用率低，尤其在并发终端个数增加时，带宽利用率会急剧下降；不加时，带宽利用率会急剧下降；不同用户的带宽差异大。同用户的带宽差异大。时延时延时延小且平均时延小且平均时延差异大，波动大时延差异大，波动大接入覆盖距离接入覆盖距离 0-2KM 保证接入质量保证接入质量较小，较小，500 内效果稍好内效果稍好频段和信道频段和信道 2.4G 频段，频段，1、

12、6、11 三个信道三个信道 2.4G 频段，频段，1、6、11 三个信道三个信道每一个基站工作信道每一个基站工作信道多个单元可以同时协调工作在多个单元可以同时协调工作在1、6 和和11 三个信道三个信道，进行，进行360度覆盖度覆盖单点布设时只能工作在单点布设时只能工作在1、6 和和11 三三个信道中的一个个信道中的一个每一个基站在保证体每一个基站在保证体验效果时支持的并发验效果时支持的并发用户数用户数80-100个个/基站基站 10-20个个/基站基站通则农村通则农村无线宽带接入系统和传统无线宽带接入系统和传统APAP室外基站技术对比室外基站技术对比13u从上表对比来看，农村无线宽带接入系统

13、相较于传统AP系统具有明显的技术优势： 首先由于该系统使用了专有技术，使得终端和无线基站之间的连接更为稳定且带宽利用效率更高，同时带宽利用率不会随着用户并发数的增加而急剧下降。 其次，由于这个系统能够在局部放置中心设备时同时支持在1、6 和11 三个信道工作，因此能够支持的并发用户数在理论上是AP的3 倍以上，也远高于其他采用了智能天线的基站。通则农村无线宽带接入系统应用组网方案u下图是农村无线宽带接入系统农村地区固定宽带应用中的组网图。整个系统下图是农村无线宽带接入系统农村地区固定宽带应用中的组网图。整个系统包括有用户端设备（包括有用户端设备（CPE）、无线基站、城域传送网、城域数据网、业务

14、）、无线基站、城域传送网、城域数据网、业务支撑系统等，网络架构如下所示：支撑系统等，网络架构如下所示：14通则农村无线宽带接入系统应用组网方案（续）u考虑到投资效率和传输资源情况，可以利用已有的考虑到投资效率和传输资源情况，可以利用已有的GSM 基站和铁塔基站和铁塔来放置农村无线接入系统的基站设备以及天线。基站与城域传送网来放置农村无线接入系统的基站设备以及天线。基站与城域传送网设备（通常为设备（通常为PON ）相连，）相连，CPE 一般安装在用户家中楼顶可以目一般安装在用户家中楼顶可以目视到铁塔的地方。视到铁塔的地方。u对于用户而言，仍然采用对于用户而言，仍然采用PPPOE 拨号方式，与有线

15、接入方式采用拨号方式，与有线接入方式采用相同的认证方式与流程。相同的认证方式与流程。u在应用中，一般规划为一个无线基站下开通在应用中，一般规划为一个无线基站下开通60 个用户，每用户提供个用户，每用户提供最大最大2M 的连接限速。的连接限速。15通则农村无线宽带接入系统实测数据u下表在开通下表在开通60 用户的情况下，对系统做的测试。从测试数据来看，大区域用户的情况下，对系统做的测试。从测试数据来看，大区域无线宽带接入系统还是比较好地满足了大区域农村固定宽带使用的需要。无线宽带接入系统还是比较好地满足了大区域农村固定宽带使用的需要。16测试距离ping 基站ping 百度ping 新浪下载速率

16、（KB/s)无线信号场强（dbm)视频播放丢包率平均延时（ms) 丢包率平均延时（ms) 丢包率平均延时（ms) 200 米0% 10 0% 32 0% 42 187-56 流畅400 米0% 10 0% 33 0% 46 195-62 流畅800 米0% 10 0% 32 0% 44 216-69流畅1200 米0% 16 0% 34 1% 46 218-72流畅2000 米3% 44 0% 47 4% 67 201-75流畅小 结u乡镇农村地区用户具有分布广而分散的特点，并且将会在较长一段时间内存在光纤或乡镇农村地区用户具有分布广而分散的特点，并且将会在较长一段时间内存在光纤或者铜线资源匮

17、乏的困局。采用光纤接入（例如者铜线资源匮乏的困局。采用光纤接入（例如PON ）方式，会存在投资成本高且建）方式，会存在投资成本高且建设周期较长的问题。因此采用无线宽带接入方式抢占农村市场将大有可为。设周期较长的问题。因此采用无线宽带接入方式抢占农村市场将大有可为。u本文所介绍的基于时分多址技术的农村无线宽带接入系统，相较于传统的基于本文所介绍的基于时分多址技术的农村无线宽带接入系统，相较于传统的基于802.11n/g 室外室外AP具有更强的抗干扰能力、更高的系统带宽和利用率、公平的带宽具有更强的抗干扰能力、更高的系统带宽和利用率、公平的带宽和均衡延时特性，并具备更大量的用户接入能力。和均衡延时特性，并具备更大量的用户接入能力。u从实际应用的结果来看，当一个基站下接入的用户数在从实际应用的结果来看，当一个基站下接入的用户数在60-80 之间时，用户能够获得之间时，用户能够获得与有线接入相同的感受，具备很好的系统可用度，可以作为一种非常实用的技术，非与有线接入相同的感受，具备很好的系统可用度，可以作为一种非常实用的技术，非常有利于中国移动在广大乡镇和农村地区开展宽带业务。常有利于中国移动在广大乡镇和农村地区开展宽带业务。17无线宽带