某市无线宽带城域网可行性报告

北京市无线宽带城域网可行性研究庄梓新汇报提纲1.背景与目标2.需求分析3.

技术分析4.商业模式分析5.概念设计与投资估算6.结论与建议1、背景与目标背景

全球无线热点、无线热区、无线城市的发展势不可挡，已经形成当今世界的潮流。考虑到北京的首都地位，以及日益临近的2008年北京奥运会，利用无线宽带接入技术使北京率先实现无线数字化城市的目标，进入世界信息化大都市行列，是我市义不容辞的责任。

今年的市政协会议上，华平澜委员联合一批科技界委员提出了关于成立“建设北京市无线宽带城域网工作组”的提案，建议对北京市基于WiFi和WiMAX技术的无线宽带城域网开展技术和经济可行性，政策和实施方案的研究，在3至6个月内分阶段提出研究成果，经市政府批准后安排计划，组织实施。目标

国务院对北京城市总体规划（2004-2020）的批复中明确要求：“加快首都信息社会建设，建成完善的首都信息基础设施，社会信息化各项指标达到与现代国际城市适应的水平，全面建设‘数字北京’”。

在北京建成一个成本低廉、覆盖全市的无线宽带城域网将为北京市的市民、企业、外来访客和旅游者以及所有政府机关构建能随时随地沟通交流的互动平台。这将使整个城市充满创新活力并为北京市缩小数字鸿沟、实现“信息惠民”，改进公共服务，实现“信息强政”，促进经济发展，实现“信息兴业”，创造和谐的社会环境和崭新的发展空间。2.需求分析2.1北京市宽带接入服务的现状截至到2006年6月，北京网民人数445万，宽带网民337万，占网民总数的84.7%。2.1北京市宽带接入服务的现状接入方式：XDSL为主占68.3%专线上网占9.9%CableModem占2.9%拨号上网的占12.3%

2.1北京市宽带接入服务的现状速率较低

目前只有512K-1M的传输速率，而且用户认为实际能实现承诺速率的仅占6.68%，基本实现承诺（指实现80%）的为32.18%。费用较高北京市宽带上网用户中以XDSL最为普遍，平均每周上网20.4小时，每月上网费用115元，有62%的用户对此表示不满意或很不满意。普及程度还很不够北京市城区网民普及率为38.3%，与发达国家相比普及率仍然很低。而农村普及率仅为8.39%，城乡差距十分明显。2.2不同宽带接入技术的技术、经济比较

基于WiFi和WiMAX的无线宽带网络之所以能成为潮流，除客观上需求驱动外，本身还有以下优势：使用灵活方便，与固定宽带接入技术（XDSL，CableModem）相比，有支持移动的优势，与移动通信技术（GPRS，3G）相比，有更高带宽的优势，而且成本也比固网和移动通信低得多。不同宽带接入技术的服务类型和性能如下图所示：2.2不同宽带接入技术的技术、经济比较2.2不同宽带接入技术的技术、经济比较

WiFiMesh，3G，DSL，Cable的传输速率、建设投资、运营成本的对比列于下表：2.3不同用户群体的需求分析

市民：作为一个典型的城市市民，日常生活中大致会有以下需求：通信服务公共服务商务服务教育、医疗、娱乐服务基本互联网无线宽带接入服务2.3不同用户群体的需求分析

企业企业是城市经济活动的命脉，为北京市创造每年超过千亿元人民币的财税收入，也提供数百万个就业岗位。在当今信息时代，其经营活动都离不开互联网，它们会有以下需求：通信服务电子商务电子政务2.3不同用户群体的需求分析商务访客和旅游者为外来访客和旅游者提供免费无线宽带接入服务能增加北京作为现代化国际大都市和文化名城的吸引力。它们大致会有以下需求：旅游电子商务移动电子商务2.3不同用户群体的需求分析

根据上述应用服务可以大致归纳以下业务类型：公共接入服务公共安全服务公共应用服务增值服务2.4“十一五”北京无线宽带城域网建设的主要任务1、如同三建设水三资源保三障体系三、能源三供应体三系、综三合交通三体系一三样，建三设覆盖三全市、三无处不三在的无三线宽带三城域网三络，为三全市居三民、企三业、外三来访客三和旅游三者提供三廉价、三方便快三捷的宽三带互联三网基本三接入服三务，到201三0年实现三人群和三地域的三基本全三覆盖，三以落实三“信息三惠民”三，缩小三数字鸿三沟，提三升生活三品质，三促进经三济发展三。在新三城建设三中应将三无线宽三带城域三网建设三纳入总三体规划三。2、发挥三基于WiF三i，WiM三AX无线宽三带接入三网络成三本低廉三、方便三灵活的三优势，三加快郊三区县无三线宽带三接入网三的建设三，并与三光缆村三村通相三结合，三推进“三光缆入三村，网三络入户三”，到201三0年实现三全市所三有行政三村宽带三互联网三的基本三全覆盖三，以信三息畅通三推进社三会主义三新农村三建设，三加快郊三区县城三镇化，三现代化三进程。3、建设三覆盖奥三运场馆三，并适三应用户三规模、三带宽要三求、无三处不在三、安全三可靠的三无线宽三带网络三，为基三本实现三“200三8年，任三何人、三在任何三时间、三任何场三所都能三够安全三、方便三、快捷三、高效三地获取三可支付三得起的三、丰富三的、无三语言障三碍的、三个性化三的信息三服务”三的申奥三承诺，三为“成三功举办三一届高三水平、三有特色三的奥运三会提供三信息化三环境的三有力支三撑”。4、遵照三国务院“国家突三发公共三事件总三体应急三预案”中明确三提出“建立有三线与无三线相结三合、基三础电信三网络与三机动通三信系统三相配套三的应急三通信系三统，确三保通信三畅通”的要求三，在全三市视频三监控系三统建设三中广泛三采用无三线宽带三接入技三术，以“推进应三急指挥三图像监三控和移三动指挥三系统等三核心支三撑系统三建设，三健全突三发事件三的监测三、信息三收集、三发布和三报告机三制、形三成统一三指挥、三功能齐三全、反三应灵敏三、运转三高效的三应急机三制，显三著增强三城市防三灾、减三灾、救三灾能力”。5、政府三公务员三必须深三入实际三、深入三基层，三这是实三现“管三理高效三、监管三有力、三服务到三位”的三前提。三尤其是三公安、三消防、三交管、三城管、三环保监三测、市三场监管三、综合三治理等三部门工三作人员三主要是三现场执三法，离三不开流三动状态三下掌握三信息、三发送报三告、接三受指令三、协调三行动并三在执法三处置后三更新数三据库。三在全市三政府机三关广泛三采用无三线宽带三接入技三术，建三设无线三政务专三网以提三高工作三效率、三改善公三共服务三、加强三城市管三理、降三低行政三成本，三是实现三“信息三强政”三的有力三举措。6、中关三村聚集三了一批三与我国三无线宽三带接入三技术相三关的高三科技公三司，他三们是北三京建设三无线宽三带城域三网的技三术依托三，而建三设“无三线北京三”的成三功实践三又将成三为他们三拓展国三内外市三场，引三领潮流三的重要三机遇。三要以三“无线三北京”三建设的三需求推三动北京三相关技三术、设三备、软三件、应三用服务三等自主三创新研三究开发三，推动三信息通三信设备三制造和三新型信三息服务三业的发三展，形三成首都三经济新三的增长三点。3.技术分三析3.1现有无三线宽带三接入技三术综述迅猛发三展的蓝三牙技术三－Blu三eTo三oth短距离三、低功三耗的无三线连接三技术，三用于解三决小型三移动设三备间的三短距离三、低功三耗的无三线互连三问题，三一般情三况下，三蓝牙设三备传输三的覆盖三范围为三直径10米。G比特速三率的无三载波通三信技术三－UWB一种无三载波通三信技术三，利用三纳秒至三微微秒三级的非三正弦波三窄脉冲三传输数三据，通三过在三较宽的三频谱上三传送极三低功率三的信号三。传播三距离短三，但通三信速度三高，一三般为数三百Mbp三s至1Gb三ps。价格低三廉的短三距离通三信技术三－Zig三Bee一种应三用于短三距离范三围内,低传输三数据速三率下的三各种电三子设备三之间的三无线通三信技术三。具有三功耗低三、数据三传输可三靠、低三速率、三近距离三、短时三延、网三络容量三大、兼三容性、三实现三成本低三等特点三。3.1现有无三线宽带三接入技三术综述多载波三传输的三宽带无三线接入三技术－McW三iLL我国科三技人员三在其SCD三MA（同步三码分多三址技术三）基础三上独立三研发的三宽带无三线通信三技术，三目前已三实现的三为McW三iLL三R4版本，三主要采三用多载三波同步三码分多三址技术三（MC-三SCD三MA），基三站净荷三吞吐量8Mb三ps，终端三最大峰三值数据三速率3Mb三ps。技术成三熟业界三认可的三宽带无三线局域三网接入三技术－WiF三iWiF三i（Wir三ele三ss三Fid三eli三ty-无线保三真）技三术为无三线局域三网技术三，目前三正在使三用的通三信标准三为IEE三E80三2.1三1a、IEE三E80三2.1三1b和IEE三E80三2.1三1g。IEE三E80三2.1三1a使用的三通信频三率为5GH三z，采用三正交频三分复用三技术(OF三DM)来调制三数据，三传输速三率为54M三bps；IEE三E80三2.1三1b/三g使用的三通信频三率为2.4三GHz，分别三采用DSS三S（直接三序列扩三频技术三）和OFD三M进行调三制，传三输速率三分别为11M三bps和54M三bps，覆盖三距离几三十米到三近百米三。3.1现有无三线宽带三接入技三术综述宽带无三线接入三新进程三－WiM三AXWiM三AX全名是”Wor三ldw三ide三In三ter三ope三rab三ili三ty三for三Mi三cro三wav三eA三cce三ss”，译为三「微波三存取全三球互通三」，是三一项新三兴的城三域无线三通信技三术，能三提供面三向互联三网的高三速连接三。具有三代表性三的标准三包括802三.16三a/d固定无三线接入三和802三.16三e移动无三线接入三标准，三城市典三型覆盖三半径为3公里，三传输速三率70M三bps。综合以三上技术三，根据三对北京三市宽带三无线接三入需求三的分析三，从覆三盖距离三、传输三速率、三技术及三产业成三熟度以三及全世三界城域三网建设三积累的三成功经三验等方三面综合三考虑，三不难看三出WiF三i、WiM三AX这两种三宽带无三线接入三技术是三完全符三合北京“无线城三市”建设需三要的3.2三Wi三Fi&三WiM三AX技术分三析－WiF三iIEE三E80三2.1三1a，b，g标准特三性比较三如下表三所示

802.11a802.1b802.11g频段5GHz2.4GHz2.4GHz传输条件NLOS（NonLineofSight）NLOS（NonLineofSight）NLOS（NonLineofSight）覆盖范围（标准规定）18米100米100米兼容性802.11a802.11b802.11b/g传输速率54Mbps11Mbps54Mbps（理论值）调制方式OFDMDSSSOFDM

规范完成时间2001年1999年2003年3.2三Wi三Fi&三WiM三AX技术分三析－WiF三i802三.11系列标三准IEE三E80三2.1三1n－新的三高速无三线局域三网标准三，108三Mbp三s以上，三最高速三率可达320三Mbp三sIEE三E80三2.1三1i－WLA三N的MAC层进行三了修改三与整合三，定义三了严格三的加密三格式和三鉴权机三制，以三改善WLA三N的安全三性。IEE三E80三2.1三1e－对WLA三NM三AC层协议三提出改三进，以三支持多三媒体传三输，以三支持所三有WLA三N无线广三播接口三的服务三质量保三证QoS机制。IEE三E80三2.1三1f－定义三访问节三点之间三的通讯三，支持IEE三E80三2.1三1的接入三点互操三作协议三（IAP三P）。IEE三E80三2.1三1h－用于IEE三E80三2.1三1a的频谱三管理技三术。3.2三Wi三Fi&三WiM三AX技术分三析-Wi三Fi尽管建三设无线三城市的三技术尚三处于不三断完善三的进程三之中，三但经过三过去几三年的快三速发展三，标准三的发布三，大量三成功案三例的经三验积累三，技术三日臻成三熟。据IDC估计，三截至200三5年全球三开通运三行的热三点已经三超过10万；再三加上芯三片化的三无线接三口几乎三已经嵌三入所有三的便携三式PC和多种PDA和智能三手机，三基于WiF三i无线宽三带接入三实际已三经做好三推广普三及的技三术、产三业和市三场准备三。3.2三Wi三Fi&三WiM三AX技术分三析－WiF三iM三eshWiF三iM三esh的技术三特点是“自动发三现，自三动组织三，自动三均衡，三自动修三复”。单一的802三.11三AP覆盖范三围非常三有限，三但通过三使用WiF三iM三esh（网状三网）技三术，就三可以很三容易的三扩大覆三盖的区三域。该三协议使AP之间能三够通过三无线方三式连通三起来，三形成一三个无线三分布式三系统，三并自动三配置无三线路径三，从而三支持各三种WLA三N终端之三间的信三息传输三。3.2三Wi三Fi&三WiM三AX技术分三析－WiF三iM三esh图中实三线表示三了网关三节点通三过有线三方式与三互联网三相连，三虚线表三示了节三点之间三可能的三无线骨三干链路WiF三iM三esh已经飞三速发展三并取得三巨大成三功，但三总体看三来仍处三于早期三阶段，Mes三h标准802三.11三s尚处于三制定过三程之中三，而且三很多案三例是小三城市，三还缺乏三大城市三部署的三实践经三验。在三过去一三个阶段三，市场三需求推三动了一三批成长三型公司三的壮大三，但面三对市场三规模的三不断扩三大以及三新的业三务对QoS，安全三，服务三集成，三网络管三理等提三出的新三要求，Cis三co，Nor三tel，Mot三oro三la等一批三有实力三的传统三网络设三备供应三商的进三入会成三为WiF三i三Mes三h继续成三功的关三键因素三。WiF三iM三esh的发展三还必须三与WiM三ax相协调三，相适三应。总三之，机三遇与挑三战同在三。3.2三Wi三Fi&三WiM三AX技术分三析－WiM三AXWiM三AX是采用三无线方三式代替三有线实三现“最后一三公里”接入的三宽带接三入技术三。WiM三AX的优势三主要体三现在这三一技术三集成了WiF三i无线接三入技术三的移动三性与灵三活性，三以及xDS三L等基于三线缆的三传统宽三带接入三技术的三高带宽三特性，三其技术三特性可三以概括三如下：传输距三离远、三接入速三度高接入灵三活、系三统容量三大提供广三泛的多三媒体通三信服务三。提供安三全保证对移动三性具有三良好的三支持能三力应用范三围广3.2三Wi三Fi&三WiM三AX技术分三析－WiM三AXIEE三E80三2.1三6系列标三准中各三标准特三性的比三较如下三表所示:

802.16802.16a/802.16d(802.16-2004)802.16e固定模式固定模式/便携模式移动模式规范完成时间2001年12月2003年1月(802.16a)2005年12月2004年10月(802.16-2004)频段10-66GHz2-11GHz(Licensed和unlicensed)或10-66GHz<6GHz传输条件LOS（LineofSightOnly）NLOS（NonLineofSight）NLOS（NonLineofSight）传输速率32–134Mbps（28MHz信道带宽）可高达75Mbps（20MHz信道带宽）可高达15Mbps（5MHz信道带宽）（理论值）信道带宽20,25和28MHz可扩展同802.16a1.5到20MHz典型的小区半径2-5km7to10km2-5kmMax.50km3.3基于WiF三i与WiM三AX技术的三典型示三范应用三－西城三区公安三无线网三络系统根据北三京市城三市信息三化建设“十一五三规划”的文件三精神，三结合西三城区公三安系统三的实际三工作需三要，采三用先进三的MES三H无线宽三带IP网络技三术，在三西城区三的区划三范围内三建设一三套覆盖三全区各三主要街三道和重三点地区三的无线三宽带城三域网络在很大三程度上三满足公三安工作三对移动三性、应三急性强三的无线三网络支三撑手段三的需求三，实现三很多原三来通过三普通的三有线网三络根本三无法实三现或者三实现成三本昂贵三的公安三网络应三用，极三大提升三西城公三安系统三的整体三信息化三程度，三真正做三到了更三好的服三务于广三大人民三群众。3.3基于WiF三i与WiM三AX技术的三典型示三范应用三－三平谷区三新农村三建设应三用平谷区三新农村三建设应三用：对于“土里刨三食”的农民三，不管三是歌华三还是电三信ASD三L（只有三部分村三能用）三，50元的月三租都是三一笔不三小的费三用。实三现“户户通”，真正三解决农三民上网三的“最后一三公里”问题成三为了平三谷区农三村信息三化建设三中的发三展瓶颈三。为解决三网络入三户问题三新农村三网络建三设将采三用“光缆到三村，无三线到户”的技术三方式实三现与互三联网的三连通。3.3基于WiF三i与WiM三AX技术的三典型示三范应用三－三石景山三区pre三-Wi三MAX无线宽三带试验三网石景山三区政府三从200三5年1月就联三合业界三和北京三邮电大三学开始三建设国三内第一三个基于WiM三AX技术的三网络——“石景山三区Wi-三Plu三s示范网三络”，目的三是针对三未来“数字北三京”的远景三规划和三石景山三区数码三娱乐产三业基地三的建设三目标。3.4北京市三无线频三谱调研三分析已规划三频率：178三5-1三805三MHz用途：三本地公三众网无三线接入240三0-2三483三.5M三Hz用途：三居民区WLA三N等340三0-3三430三MHz（上行三），350三0-3三530三MHz（下行三）三用途三：最三后一公三里固定三无线接三入5.7三25-三5.8三50G三Hz用途：三点对点三或点对三多点扩三频设备三等24.三507三-25三.51三5GH三z（上行三）25.三757三-26三.76三5GH三z（下行三）用三途：最三后一公三里宽带三无线接三入,有“无线光三纤”之称；3.4北京市三无线频三谱调研三分析产业关三注的频三率状况三：330三0-3三400三MHz用途：三最后一三公里宽三带接入三或城域三网3.4三-3.三7GH三z用途：C波段卫三星固定三业务的三扩展频三段等2.3三-2.三4GH三z用途：三我国目三前已经三规划为3G的TDD频段2.5三-2.三69G三Hz用途：三国际上三规定为3G的扩展三频段4.商业模三式分析4.1商业模三式类型三及其评三价指标“无线城三市”项目的三商业模三式大致三有以下3类：公三营、私三营、公/私合作三。公营。三由政府三或非盈三利机构三投资建三设、运三营，为三市民和三旅游者三提供免三费无线三宽带互三联网接三入服务私营。三由民间三投资建三设、经三营公/私合作三。政府三授权、三民间投三资建设三、经营三，政府三提供政三策，设三施支持三并实施三监管。4.1商业模三式类型三及其评三价指标根据“无线城三市”建设的三目标、三愿景，三一些城三市对商三业模式三的抉择三设定以三下原则三或评价三指标：对低收三入或困三难人群三提供免三费宽带三基本接三入服务三；在公园三、广场三、商业三中心等三公共场三所提供三免费宽三带基本三接入服三务；普遍接三入并实三现人群三和地域三的基本三全覆盖三；反对垄三断，促三进竞争三；对日常三运营包三括资费三政策的三监管和三控制能三力；对公益三性事业三单位（三学校、三医院等三）的支三持能力三；能创造三一定收三益以支三持自身三的可持三续发展三；对科技三创新和三经济发三展的推三动能力三。4.2政府的三职责和三功能定三位随着互三联网和三宽带的三普及，三人们越三来越认三识到“宽带决三不仅仅三是针对三互联网三的一种三更好的三连接，三还将触三及并改三进现代三生活的三几乎所三有方面”美国旧三金山市三市长Gav三in三New三son表示：“没有宽三带就没三有旧金三山的未三来”。洛杉三矶市长三愿景则三是“期望洛三杉矶无三论在事三实上还三是在全三球声誉三上都成三为一个‘宽带城三市’。提升三移动、三高速、三个性化三通信的三体验将三使这个三城市成三为生活三、工作三并享受三人生的三伟大城三市”200三5年11月16日，联三合国在三突尼斯三召开“信息社三会全球三峰会”。峰会三提出“信息社三会最本三质的是三要创造三、获取三、传播三和利用三知识和三信息，三使全世三界每个三国家都三能发挥三人民的三智能和三潜力，三促进各三个国家三经济和三社会的三可持续三发展，三并最终三改善和三提高人三民的生三活品质”。政府的三职责和三功能定三位政府在三构建无三线宽带三城域网三的实施三过程中三担当两三个重要三角色：三一是用三以支撑三其本身三的运作三需要，三提高办三事效率三、改进三公共服三务、降三低行政三成本，三使其成三为能随三时、随三地，以三互联网三速度为三企业和三市民提三供服务三的全国三领先的三电子政三府；一三是创造三项目实三施必须三的基础三设施、三教育培三训和政三策环境三。政府三必须跟三踪关注三，并在三实施过三程中解三决好数三字鸿沟三、财政三支持和三网络安三全等问三题。4.3关于商三业模式三的建议本项目三是数字三北京的三基础和三重要组三成部分三，项目三建设离三不开数三字北京三建设的三大背景三和大环三境，必三须最大三限度地三依托和三充分利三用北京三现有的三信息资三源、服三务资源三、技术三资源和三基础设三施资源三。北京市三政府宽三带专网三已建成三广覆盖三、高带三宽的光三纤网络三，可为三北京无三线宽带三城域网三建设提三供基础三设施资三源。政三府宽带三网的构三架如下三：宽带政三务专网三核心交三换节点宽带政三务专网三汇聚节三点宽带政三务专网三接入节三点关于商三业模式三的建议考虑到三本项目三属于政三府必须三向社会三全体成三员普遍三提供的三基本社三会公共三服务，三而且项三目所涉三及的资三源主要三归属政三府所有三，经过三对国际三典型商三业模式三的比较三分析，三从国情三、市情三出发，三我们认三为，本三项目建三设必须三政府主三导。充三分利用三现有北三京市政三府宽带三专网的三光缆作三为中继三，采用WiF三iM三esh等成熟三技术在三城区广三泛建立三无线宽三带接入三节点，三基本实三现城域三覆盖，三在满足三公共安三全、公三共服务三等政务三应用的三同时，三资源对三外开放三，为广三大市民三，外来三访客和三旅游者三提供免三费互联三网基本三宽带接三入服务三和廉价三、无处三不在、三内容丰三富的增三值服务三，包括VOI三P服务，IPI三V服务等三。关于商三业模式三的建议整个网三络在业三务内容三上采取“中立原三则”，并与三其他无三线系统三（3G等）互三为补充三、互不三干扰。采用“政府主三导，联三合共建”的模式三，能充三分发挥三政府的三主导作三用，体三现“无线北三京”的目标三、政策三取向以三及政府三普遍服三务的义三务；能三充分调三动一切三积极因三素；能三充分利三用市场三经济规三律和市三场竞争三，是一三个从实三际出发三的多方三共赢模三式。5.概念设三计与投三资估算5概念设三计与投三资估算鉴于北三京现有三网络的三建设基三础，传三输网络三（背接三）尽量三采用现三有的城三市光纤三资源，三并作适三当的补三强；在三光纤资三源匮乏三以及其三他困难三的地方三，适当三的采用三无线网三桥设备三作桥接三；整个北三京市无三线城域三宽带网三以有线三与无线三，WiF三i&W三iMA三X技术相三结合的三方式组三建。5.1有线与三无线相三结合的三多层覆三盖方案有线与三无线技三术相结三合的宽三带城域三网示意三图宽带政三务专网三一期宽三带光纤三网分布三图5.2无线城三域网在三北京市三五环以三内的覆三盖分析5.3数据有三效吞吐三量估算无线宽三带网数三据流量三分析：CPI三P光纤网三的节点三最小带三宽为155三Mbp三s，可接三入约70个WiM三AX无线城三域网节三点。而CPI三P光纤网三最高流三量为1Gb三ps，则接三入其中三的WiF三i点的数三据吞吐三量最高三可达几Mbp三s。时延的三估计：其总延三时应不三超过50m三s。5.4网络升三级换代三技术的三兼容性三问题从32位地址三的IPv三4互联网三协议升三级为128位地址三的IPv三6协议，三是网络三升级到三下一代三互联网三的重要三标志。在建立三新的宽三带网时三应考虑三将来对IPv三6网络设三备连接三的问题三，使网三络能兼三容使用IPv三6设备和三目前的IPv三4设备。5.5投资估三算根据国三外经验三，采用WiF三i和WiF三iM三esh方式建三设无线三宽带接三入，平三均每平三方公里三节点数三大致为10-