精选-无线WiFi-方案-农网宽带无线覆盖技术建议书-028

1、1.广电双向网建设规划 广播电视网作为国家信息基础设施的重要组成部分，是通达千家万户的最普及的信息工具和最 便捷的大众信息载体。经过数十年的发展，中国广播电视综合覆盖率已经超过96.95%，成为覆盖 人口最多、公众信息传送量最大、有线、无线、卫星等多种现代技术手段并用的广播电视网络。广电的双向网建设实现融合广播电视网络和互联网的技术优势，具有独特的网络特征。其网络 特性主要体现在有线无线相结合的覆盖，可同时支持广播、组播、双向交互和推送播存四种工作模 式，具有广播和分组交换融合技术构建的扁平式网络体制，保证服务质量的大规模汇聚接入技术。中国下一代广播电视网(NGB)自主创新战略研究报告指出广电

2、网络的建设目标是以自主创 新的先进网络技术为基础，用十年时间构建适合我国国情的、三网融合”的、有线无线相结合的、 全程全网的、覆盖全国3亿用户和连接2亿家庭下一代广播电视网络，加速形成与电信网公平竞 合的态势，突破三网融合中的代差瓶颈。在这一整体目标下，广电将双向网的建设分成了三个阶段，每个阶段设置具体目标和时间节点。第一阶段(2010-2012年)，广电将重点发展支撑三网融合的业务平台、融合广播和交互功能的 新型宽带接入技术、家庭物联网络、终端技术、内容保护等关键技术。选取国内有影响力的若干城 市开展三网融合业务的试点示范，初步建立基于互动电视业务的跨域业务运营示范区。第二阶段(2013-2

3、015年)，广电将研究有线无线相结合的NGB网络架构，大力推动NGB网 络新型业务开发，实现NGB业务创新的群集效应；完善NGB标准体系，完成NGB全国推广的技 术和产业化准备。从功能和性能上达到与电信网平等竞争与合作的水平取得三网融合实质性进展。第三阶段(2016-2019年)，根据NGB的整体目标，面向发展过程中的新问题，结合技术、业务和安全管理的最新发展，持续推动NGB自主创新工作以及战略性新兴产业的发展，建成覆盖全 国3亿家庭、有线无线结合、支持物联网功能和业务的下一代广播电视网络，全面推进高效可信的 三网融合业务，实现全网业务的快速部署与管理，广泛创新网络文化传播服务，将NGB建成为

4、国 家网络文化传播和社会信息服务的主要基础设施，促进文化产业发展和提升国家信息化水平。第二阶段2013-2015,有智就家庭物联网完善NGB广电双向网的网络架构分为核心网、城域网、接入网和家庭网四个网络层次，核心网采用成熟先进的传输与交换设备，大规模接入汇聚路由器作为城域网边缘接入节点，构建业务质量保障机制 和安全访问模式支撑的高性能接入网。接入层的基本形态为光纤加同轴电缆的树形或星型结构。在 双向网的边缘接入网络中，考虑到区域差异，在暂时无法部署光纤的偏远地区，支持无线宽带或其 他宽带接入方式实现高速网络接入服务。核心网2农网无线宽带规划十二五时期是全面建设小康社会的关键时期，也是加快转变经

5、济发展方式的攻坚时期，深入 推进农村通信和信息化发展意义重大。十二五规划纲要明确提出：推进农村信息基础设施建设， 加快农村地区宽带网络建设，全面提高宽带普及率和接入带宽。这对农村通信发展提出新的更高要 求。全行业要根据工业化、信息化和城镇化统筹发展的总体要求以及农村通信发展规划思路，大力 推进行政村通宽带、自然村通电话和信息下乡活动。国务院关于印发宽带中国战略及实施方案的通知也提出了以加强战略引导和系统部 署，推动中国宽带基础设施快速健康发展。通知提出，至02015年，城市和农村家庭宽带接入能力 基本达到20Mbps和4Mbps。由此可见，宽带网络是新时期中国经济社会发展的战略性公共基础设施，

6、发展广大农村地区的 宽带网络对拉动有效投资和促进信息消费、推进发展方式转变和小康社会建设具有重要支撑作用， 但中国宽带网络、特别是广大农村区域的宽带网络建设仍然存在与滞后于城镇宽带网络、应用服务 不够丰富、技术原创能力不足、发展环境不完善等问题，亟须得到解决。现阶段，中国农村的实际情况是：宽带普及率较低、宽带资费相对水平较高。从宽带资费占居 民收入的比重看，农村显著高于城镇居民，西部明显高于中东部。至2012年底，中国农村宽带人 口普及率仅6.3%，为城市人口普及率的1/3,且差距在最近三年来持续拉大，亟待扭转。另一方面，农村宽带市场的发展潜力巨大，需求趋旺。近年来，随着小城镇建设步伐的加快

7、和个体私营经济的繁荣，各地农村经济形势逐年趋好，广大农民的购买力不断增强。同时，农村经 济信息、文化教育信息越来越为富裕起来的农民所看重，互联网因其信息量大、更新速度快的特点 亦逐渐被越来越多的农民所认同，因此他们对先进的宽带网络需求日益迫切。结合上海博达数据通信有限公司在全国多省市农村地区试点业务的情况来看，农村宽带市场存 在以下特点：地域广阔，用户分散，对无线信号的覆盖距离要求高用户希望通过较低的宽带费用来得到稳定的宽带服务3.宽带应用集中，多用于电影下载，在线视频，网页浏览4.上网终端以家用台式机为主，智能手机普及速度较快。5.以家庭上网为主，宽带收费倾向于按年收取，业务需求稳定。同时，

8、我们应该看到，很多农村地区的宽带网络建设环境，特别是中西部农村，地广人稀，地 理环境复杂。特别是光纤资源紧张的现实情况导致了采用有线接入方式（铜缆网线和光纤）成本极 高、物业协调困难、建设周期长、维护量大，严重制约了广电网络在农村宽带接入服务的推广。而无线宽带接入技术的出现，特别是基于IEEE 802.11无线协议的发展，使得无线宽带技术在低成本的基础上，实现了高速率、智能化和高密度覆盖。上海博达数据通信有限公司建议广电用户将WLAN无线技术和遍布各乡村的基站铁塔、传输 配套资源有机结合，通过一体化的方案规划，可以在固网资源有限的广大农村地区顺利快速可靠地 发展无线宽带业务，在成本可控的基础上

9、实现广电农网的宽带接入部署，以实现高速宽带接入、高 清视频传送。当固网资源可以满足工程需求时，也可以在无线宽带覆盖的同时，开展有线接入工程， 实现有线无线的整体覆盖，为农村地区提供多样的互联网、移动互联网接入形式，力助农村地区宽带网络的跨越式发展。第一阶段第二盼段第三盼段无线竟带覆盖有线竟带接入有线无线融合* PON技术，有线工程实施光纤到户完甫泛在化,信息跨屏化,全面的广电网缗,数蜻收集、分析WLAN基站 WLAN终端基站和惟输资源无线工程实施网络技术的发展，有效的加快农村通信发展和信息化进程，是全面建设小康社会、建设社会主 义新农村的一项重要举措，是通信行业服务社会、服务民生的一面旗帜。广

10、电行业在农村地区的无 线宽带接入、有线宽带接入将促进农村经济社会发展，并为之做出更大的贡献。3农网无线宽带技术方案3.1组网原则上海博达数据通信有限公司根据农村无线宽带接入特点，提出如下组网原则：覆盖距离：部分农村地区地处偏远，村庄离基站很远，建议基站覆盖半径在3公里；接入带宽：农村用户上网除了获得农业相关信息外，还存在广泛的休闲娱乐需求，流媒体、游 戏等业务对带宽要求高，建议提供4Mbps的入户带宽，以便满足实际需求；接入密度：由于资费低、网络性能好，用户申请踊跃，单点容量必须能达到180户左右；带宽稳定，连接可靠：农村无线宽带接入网络必须是稳定可靠的，同村用户一般有着其他运营 商ADSL应

11、用体验，用户体验至少要跟ADSL相当，否则对业务推广有严重负面影响；安全性：无线传输是个空中开放系统，容易被非法接入和截获数据。无线宽带接入技术必须能 解决如上安全问题，要能识别并禁止非法用户接入，必须提供端到端严格保密措施，防止数据被非 法截获；抗干扰能力：抗干扰能力对无线通信系统性能影响较大，特别是对于基于2.4G和5.8G频段工 作的系统，干扰源较多，必须能抵抗异系统干扰和自身系统的干扰；设备管理：大规模可运营网络必须提供集中管理功能，否则网络无法维护。农村无线宽带接入 网覆盖区域广、设备数目多，必须提供集中管理功能；可扩展性：随着时间的推移，对用户数目、带宽大小都会发生变动，因此要求网

12、络建设时必须 考虑网络的可扩展性；资源复用：农村地区基站布点较多，基本上每个村庄3公里范围内都有基站。为了减低建网成 本，必须重用这些资源，可以做到快速部署、节约成本；3.2技术分析无线接入方式的优势：1）施工难度低、施工周期短：由于传输、电源、铁塔资源都已经建成，且不占用地下布线， 和有线宽带接入相比，施工难度降低。无线基站施工周期极短，一个基站的施工周期一般 为半天。用户端侧安装简单，一般1天能装10到15户。明显低于有线施工周期。2）组网成本低：设备、辅材、无线工程等各类投入的总成本远低于有线挖沟或架线成本。3）维护方便：无线接入网的维护是点维护，只需要在两端维护，而有线属于线维护，不仅

13、要 维护两端，还要维护全程线缆，工作强度显著增加。4）部署灵活，移机方便。5）带宽利用率高：由于是很多用户（用户端）共用一个无线基站，根据业务发起情况共享使 用带宽，存在集线比概念，带宽利用率较高。6）与物业协调容易：由于是利用已有站点，无线宽带接入方式基本无需跟物业协调。拉线需 要沿线跟众多业主协调，难度较大。无线接入方式的注意*项：1）稳定性：有线接入方式一般稳定性较高，由于有些农户已经使用了有线宽带接入业务，无 线宽带接入业务的稳定性至少在体验层面不能比有线有明显区别。为了提高稳定性，无线 宽带接入组网必须开启多项技术功能以保证无线连接的质量给用户提供与有线宽带接入 业务的体验同级别的优

14、质服务（相关功能详见技术建议）。2）安全性：由于空口的开放性，无线系统相比有线系统有天然安全劣势。上海博达数据通信 有限公司通过部署多种安全技术，组建健壮的无线网络，增强了无线网络的安全性（相关 功能详见技术建议”）。3）易受干扰性：干扰对无线系统永远是个问题，是无线系统面临的最大挑战之一。上海博达 数据通信有限公司针对广电农网无线宽带接入设计了多项无线抗干扰技术大幅缓解了无 线干扰问题（相关功能详见技术建议）。3.3组网方案我国农村地区面积广，地形复杂，用户分散，导致有线宽带部署施工困难大，周期长，成本高。农村用户日益增长的上网需求和有线宽带居高不下的成本之间存在巨大矛盾。而基于IEEE80

15、2.11 协议的无线宽带，可以为农村用户提供一种高品质、低成本互联网接入方式，受到了广电和农村用 户的普遍欢迎。农村无线宽带网络，作为广电双向网的自然延伸，作为宽带网络的最后一公里，为 广电拓展农村宽带市场，快速开展农村地区的宽带业务和高清视频业务提供了良好的技术支撑。农村无线宽带网络网络架构采用通过xPON、交换机或CMTS等方式组网。在农村xPON资 源丰富的地区，采用xPON传输的方式，无线基站接入ONU （一般位于光节点位置），再通过 OLT到达无线控制器、认证服务器和管理软件；如有交换机或者CMTS等资源也可参照部署。号掣旻_ .屋胃曼.砂琴A电芝臭尽农网双向网宽带接入蛆网上海博达数

16、据通信有线公司作为国内知名网络设备原厂商，凭借在广电双向网改造项目和无线 技术领域的多年积累，结合广电农村宽带市场的特点与需求，为广电设计了有线汇聚和无线接入相 结合的农村无线宽带接入方案，可以使广电在任何农村地区顺利快速可靠地发展无线宽带业务。在农网双向网宽带接入组网模型中，网络部分由控制层、有线传输层、无线接入层和终端层组 成。无线数据的处理功能由无线控制器、室外型无线基站、用户端CPE和管理软件四部分承担。 其中，无线基站由无线控制器统一管理控制配置；用户端设备通过CMS网管系统远程管理维护。 无线基站覆盖距离超过3公里；每个点位位安装3个基站可做到最大并发接入用户数180户。由于同时支

17、持2.4G和5G频段，无线传输的抗干扰性强，可靠性高；保障了业务带宽稳定，传输低时延，网络整体低丢包率。农网双向网无线宽带接入网络的组网拓扑如下:无线基站POE交换机！ ONU4农网双向网无线宽带接入网络由互联网接入、广电机房、传输网、铁塔和用户端组成。按照传 输介质，网络结构可区分为无线部分和有线部分。无线部分由位于铁搭（或其他设备）的无线基站和位于用户侧的CPE组成。无线基站通过内 置高增益定向天线实现对广阔的农村地区的广角定向覆盖，单点安装3个基站可做到远距离的全向 覆盖。无线基站上行链路通过POE交换机与铁搭机房内的ONU连接。ONU通过光纤连接到广电 机房的OLT以及交换机等设备。用

18、户侧的CPE安装于各个农村用户家庭，安装位置需适合接受无 线信号；CPE通过网线入户，连接内部的电脑和其他设备。上网数据流量通过用户端CPE以无线 的方式接入位于铁搭的无线基站。无线基站主要承担功能为：无线物理层信号收发功能；无线链路层协议处理；空口报文加解密 处理、支持各种无线安全功能；与无线控制器之间类CAPWAP接口协议处理；完成到无线控制器 之间的路由功能；接收来自无线控制器的数据配置和控制管理。用户端CPE主要承担功能为：无线信号收发、协议处理、本地数据转接、安全加密等功能； 通过定向天线聚焦波束实现大功率上行信号传输；通过网线连接用户电脑或其它有线交换设备实现 用户数据接入；提供本

19、地维护功能。通过CMS用户端网管，还可支持远程维护功能。有线部分由位于铁搭（或其他设备）的POE交换机、ONU、位于传输网的分光器、光纤以及 位于机房的OLT、交换机、无线控制器、BRAS和认证服务器等组成。农网无线宽带的数据由无线 基站汇聚后，经过POE交换机传输到ONU，并由光纤、分光器传输到广电机房。由机房内的OLT、 汇聚交换机将数据传输到BRAS，并经过3A服务器进行认证。认证通过后，分配特定策略并允许 上联INTERNET。同时，广电机房内的无线控制器对各个无线基站进行集中管理配置控制CMS 用户端网管软件对广大农村用户的用户端设备进行集中的管理维护。确保网络的安全稳定使用。3.4

20、技术建议频段选择频点规划对网络性能影响较大，组网前期需要进行现场勘查，确定底噪状况，优先选择底噪低 的频段；同一无线基站内不同射频模块不用相同频段。根据工信部WIFI设计推荐，使用802.11a/b/g协议的AP，并发用户设计容量需要满足1020个，使用802.11n协议的AP，并发 用户设计容量需要满足2030个。上图是2.4G频段利用3个非重叠信道组建的蜂窝模型，可以达到2.4G频段的最大用户接入密度，否则干扰会比较严重。如果需要更大密度的用户接入，则需要同时启用2.4G与5G重叠覆 盖的双频方案，可以达到用户密度需求的最大上限。防规划由于放置于铁搭，且通过长网线进行POE供电，博达无线基

21、站内置了以太网防雷器和电源防 雷器。在工程实施过程中，无线基站的机壳接地柱需良好接地。安装天线时还需要安装天馈防雷器， 天馈防雷器外置，避免雷电造成通信中断。同时，考虑到用户端设备也放置于户外高处，建议入户 安装时，在电脑和用户端之间的网线上串接防雷器，避免损坏电脑。安全规划博达农网双向网宽带接入方案提供了完善的安全机制，除了沿用业界在安全领域取得的最新成 果外（如802.11i、WAPI等），还在无线基站和用户端之间加入私有协议，阻断空口非法接入及 数据截获。鉴权:无线传输系统支持802.1X鉴权，支持RADIUS接口。无线控制器集成了 Radius Server 功能，配合无线基站，可以完

22、成农村用户的接入鉴权。无线控制器也可以作为Radius Client端， 从外部Radius Server获得用户的鉴权信息。安全加密：农网双向网宽带接入系统支持包括WEP 40/WEP 104、TKIP、CCMP等数据加密 算法WEP 40/WEP 104、TKIP可用于对于安全性要求较低的场合CCMP的加密核心算法是AES， 同时CCMP的设计中通过增加序号和消息摘要的保护等机制，可以有效的防止重放攻击等非法入 侵手段，适用于安全性要求较高的环境。广电可根据实际情况采取适合的安全加密算法。禁止SSID广播：根据农网双向网宽带接入的要求，无线基站设备可设置隐藏SSID，即禁止 无线基站的SS

23、ID广播。防止非法侦听和侵入，无线客户端必须提供正确的SSID才能与无线访问 点进行连接。访问控制：无线控制器根据业务需要，可以根据MAC，IP，协议，端口等条件设置允许访问 或禁止访问规则，避免非法数据的传输。入侵检测：由于无线基站是暴露在地面的，存在被恶意接入的可能性。无线基站可以记录不成 功的接入尝试，并上报到无线控制器。无线控制器对此类接入尝试告警，以提醒系统管理员可能存在的安全问题。抗干扰机制支持动态信道管理：各无线基站实时测量所在位置频点干扰状况，根据测量数据，在设定阈值 达到时，启动动态信道调整决策。如决策结果为更换新频点，则将启动朋濒流程（换信道），以避 开干扰严重频点，跳到干

24、净频点工作。在跳濒流程中，无线基站是主控方，控制其下所有用户端跟 随其一起跳到新频段工作。闭环功率控制：标准无线局域网是个开环系统，不支持功率闭环控制。基于无线基站和用户端 可独立成系统，上海博达数据通信有限公司在无线解决方案中设计了功率闭环控制流程，借用3G 移动通信网络中成熟机制，通过测量到达信号质量通知对方调整下一次发射功率。闭环功率控制对 单无线基站布网无改善效果，但是对于多无线基站密集布网具有显著改善效果，可以大幅降低同系 统不同无线基站之间干扰。无线侦测和告警功能：针对恶意无线干扰，博达无线基站具有实时无线侦测功能，对于无效信 号如果强度大于某一阈值，将在网管上生成告警，显示当前在

25、哪个无线基站下具体恶意无线干扰情 况，方便维护人员进一步采取措施。天线分集功能：无线基站和用户端采用多天线分集接收技术，提高灵敏度，从而提供了设备的 抗干扰能力。优先级：无线基站和用户端提供发送数据包无线优先级功能，提高了空口抢占能力，从而避免 其他无线局域网设备的干扰。QoS 保障机制分析广电双向网的实际运行数据，农村地区的无线宽带上网业务的忙时效应很明显。白天一般 流量较低，流量峰值集中于17点到21点时段。用户连接质量下降往往发生在忙时，如何解决忙 时无线连接质量是需要重点解决的问题。上海博达数据通信有限公司的无线解决方案，根据农网数 据流量特征，设计了一整套较完善的质量保证机制，保证无

26、线传输带宽在忙时的稳定性。RTS/CTS机制：无线局域网协议中提出7RTS/CTS机制，可以有效解决隐终端问题，避免终 端间无谓碰撞，对提高无线整体性能具有较好效果。空口资源管理：标准无线局域网空口是个资源自由竞争系统，虽然通过BRAS和无线控制器 可以根据用户签约数据限制用户带宽，但由于限制在上层和后端网元，其实很多终端会过度占 用空口资源，特别是在重传较多情况下，问题更加严重。博达提供空口链路层资源管理机制，可以 避免因个别终端占用过多空口资源影响无线基站整体性能。终端参数智能调控：终端侧的休眠、省电、重传等相关参数配置不仅影响单个终端的无线传输 性能，更是会严重影响整个无线基站的无线性能

27、。针对农网无线宽带接入系统，博达设计了终端参 数智能调控模块，由无线基站根据无线口当前状态调整各用户端参数配置，通过此机制有效改善了 整个无线基站的无线性能。用户端远程统一维护用户端位于用户家里，位置分散，全部通过本地维护则维护量大、成本高，博达用户端可通过 CMS用户端网管系统提供远程维护功能，包括版本更新、常用性能统计项获取、关键参数配置等， 大幅降低了用户端维护成本。瘦模式组网上海博达数据通信有限公司的无线解决方案的无线基站为胖瘦一体化设计在不更换硬件的前 提下，可灵活的进行胖瘦模式的切换。相对于胖模式下无线基站的自主运行；在瘦模式下的无线基 站，不仅可基于无线控制器实现集中无线网络管理

28、功能，还能提供完善无线网络安全机制，以及提 供集中式的无线用户运营管理，并支持灵活的业务流交换、提供智能无线资源管理功能和提供全面 的业务QoS保证等技术特点。结合农网用户数量多而分散、维护不便的实际情况，建议采用瘦模 式组建无线宽带接入网络，即通过无线控制器对于农村无线宽带接入网络实现统一管理和维护。基于802.11n开展业务由于农村无线宽带接入系统对带宽和用户容量要求较高，基于802.11b/g/a标准开发的产品 无法满足要求，建议广电在农网无线宽带接入工程中选用支持IEEE 802.11n协议的无线基站和用户端设备。4农网无线宽带实施规划4.1无线基站安装步骤无线基站安装在运营商基站铁塔

29、上，一般一个移动通信基站安装一个无线基站，具体以实际环 境为准。无线基站采用POE供电，利用原有基站的电源即可供电。安装无线基站的时候，要根据 周围的环境，调整天线的方位角，使尽可能覆盖目标村庄。一个移动通信基站通常安装配置三根天线。建议天线挂高30-50米，下倾角10-20，可根据 实际环境进行调整。4.2用户端安装步骤用户端安装在于用户的室外抱杆上，选取位置的时候尽量在该位置可以直视无线基站，天线正 对着无线基站的天线，中间尽量没有遮挡物，根据无线基站上的信号强弱指示灯尽可能的选择信号强度高的地方进行安装，建议在用户屋顶或阳台，挂高2-4米。安装用户端的时候，用户端内置双极化定向增益天线，

30、可以运行在桥接或者路由模式下，采用POE供电，只需在用户家里接电即可。用户使用网线连接计算机与用户端，通过对用户端进行相关设置即可可以正常使用。5产品介绍整体模型博达整体解决方案由入设备、汇聚设备、控制平台和应用软件组成。F1云平台LJfrSHOWTIME频管理LF1综合网络管理平台 开放式多业务平台（存幡 计算.网络,安全）无埼控制器r%核心曲机汇聚交挨机.OLT大容星网关核心路由器高清跑器无蝴接入点交BWl分光器ONUiJ接入路由器HJ用户端网管软件（CMS ）作为广电双向网的农网无线宽带接入中的用户端网络管理系统，博达用户端网管系统可以通 过自主发现用户端，通过远程的方式，来达到对用户端的管理维护，彻底解决农网宽带用户相对分 散、维护量大维护成本高等诸多书记问题。不仅让农村用户上网更方便更省心。更方便运维人员管理操作。CPE Management System智能型无线控制器BDCOM WSC6100-X系列是上海博达打造的高性能、高可靠性的无线AC控制器产品，具有 功能全面、业务丰富、运行稳定等特点。可提供强大的WLAN接入管