WLAN和FTTX接入比較分析

劉學(xué)

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，湖南長沙 410001）

隨著城市的發(fā)展，城市城區(qū)內(nèi)每年建設(shè)有大量的居民生活小區(qū)和中高檔寫字樓，采取何種技術(shù)方式有效地為該類區(qū)域的用戶提供語音及寬帶服務(wù)，一直是困擾運營商的難題之一。本文分場景對采用WLAN接入（無線方式）和光纖接入（有線方式）對該類區(qū)域如何進行通信服務(wù)進行了較為詳細的對比分析，并提出服務(wù)該類區(qū)域的優(yōu)選技術(shù)方案。

1 WLAN接入方式

WLAN是Wireless Local Area Network的縮寫，指應(yīng)用無線通信技術(shù)將計算機設(shè)備互聯(lián)起來，構(gòu)成可以互相通信和實現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)體系。無線局域網(wǎng)本質(zhì)的特點是不再使用通信電纜將計算機與網(wǎng)絡(luò)連接起來，而是通過無線的方式連接，從而使網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和終端的移動更加靈活。

802.11 是IEEE在1997年為無線局域網(wǎng)(Wireless LAN)定義的一個無線網(wǎng)絡(luò)通信的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此后這一標(biāo)準(zhǔn)又不斷得到補充和完善，形成802.11x的標(biāo)準(zhǔn)系列。802.11x標(biāo)準(zhǔn)是現(xiàn)在無線局域網(wǎng)的主流標(biāo)準(zhǔn)。目前應(yīng)用最多的是802.11a/b/g三個標(biāo)準(zhǔn)，均已得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用；最新通過的標(biāo)準(zhǔn)是802.11n（IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會于2009年9月批準(zhǔn)通過802.11n成為正式標(biāo)準(zhǔn)），在傳輸速度上有了一個大的飛躍，最高可以達到540Mbps。

802.11 協(xié)議伴隨擴展協(xié)議的發(fā)展和普及，其已經(jīng)逐漸淘汰。802.11b是繼802.11協(xié)議后形成的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，盛行一時，但是它僅僅具備11Mbps帶寬，不能滿足很多局域網(wǎng)內(nèi)特殊業(yè)務(wù)要求。之后，出現(xiàn) 802.11a，這個協(xié)議支持速率高達54Mbps，可以滿足多數(shù)業(yè)務(wù)需要，但是其工作在5GHz，與802.11和802.11b在硬件上得不到兼容，沒有得到很好的推廣。為了保持802.11a高速率和802.11b兼容性，在802.11b基礎(chǔ)上經(jīng)過優(yōu)化，編制出802.11g協(xié)議，它即保持54Mbps速率，又兼容802.11b 2.4GHz工作頻段，對802.11b客戶群有著良好硬件兼容性，成為了主流。在802.11g協(xié)議之后，又誕生了802.11n協(xié)議，再次提高了無線網(wǎng)絡(luò)速率、更好頻段兼容性和使無線局域網(wǎng)達到以太網(wǎng)的性能水平。802.11系列主要標(biāo)準(zhǔn)簡要對比如表1所示。

表1 802.11系列主要標(biāo)準(zhǔn)簡要對比

WLAN技術(shù)用于無線接入時，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 WLAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

WLAN用于無線接入時，通過五類線或光纖接入到樓道交換機，再通過匯聚交換機，然后利用現(xiàn)有的IP城域網(wǎng)網(wǎng)元，組成整個網(wǎng)絡(luò)。（AP設(shè)備也可以通過其他網(wǎng)元連接到IP城域網(wǎng)，如ONU）。

2 FTTX接入方式

FTTx是Fiber-to-the-x縮寫，指的是光纖接入，X代表H/O、B、N等，X為H/O表示光纖到戶，為B表示光纖到大樓，為N表示光纖到節(jié)點。

光纖接入目前主要有FTTH/O（光纖到家/辦公室）、FTTB（光纖到大樓）、FTTN（光纖到節(jié)點/小區(qū)）三種方式。

三種方式均可以利用現(xiàn)有固網(wǎng)網(wǎng)元（如城域網(wǎng)交換機、AAA等），新建OLT（光線路終端）、OBD（光分路器/分光器）、ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）。

光纖接入網(wǎng)絡(luò)的三種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（即FTTN、 FTTB和FTTH/O）在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中，每種結(jié)構(gòu)都有其應(yīng)用和優(yōu)勢，而且在經(jīng)濟地向全業(yè)務(wù)問演進過程中，每種結(jié)構(gòu)都是關(guān)鍵的一環(huán)。

FTTN給人們帶來的好處是它將光纖進一步推向用戶網(wǎng)絡(luò)。它建立起一個接入平臺，能提供話音、高速數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)給眾多的家庭而不需要完全重建接入環(huán)路和分配網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)需求，可以在光纖節(jié)點處增加一個插件，即可提供所需業(yè)務(wù)。在因業(yè)務(wù)驅(qū)動或網(wǎng)絡(luò)重建使光纖節(jié)點移到路邊（FTTC）或家庭（FTTH）之前，F(xiàn)TTN將疊加于并利用現(xiàn)有的銅線分配網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)采用FTTB方式時，可消除由電纜傳輸可能帶來的誤差。它使光纖更深入到用戶網(wǎng)絡(luò)中，這可減少潛在的網(wǎng)絡(luò)問題的發(fā)生和由于現(xiàn)場操作引起的性能惡化。目前FTTB是最健壯和“可部署的”的網(wǎng)絡(luò)，是將來可演進到FTTH的網(wǎng)絡(luò)。

作為提供光纖到家的最終網(wǎng)絡(luò)形式，F(xiàn)TTH去掉了整個銅線設(shè)施：饋線、配線和引入線。對所有的寬帶應(yīng)用，這種結(jié)構(gòu)是最健壯和長久的未來解決方案。它還去掉了銅線所需要的所有維護工作并大大延長了網(wǎng)絡(luò)壽命。

網(wǎng)絡(luò)的連接末端是用戶住宅設(shè)備（也稱家庭網(wǎng)關(guān)），是家庭內(nèi)所有業(yè)務(wù)的接入平臺，它提供網(wǎng)絡(luò)連接以及將所有業(yè)務(wù)分配給住宅內(nèi)的各個網(wǎng)元。

圖2 FTTX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

3 不同場景覆蓋方案

為了比較清楚地對比二者在技術(shù)上的差異，針對WLAN接入和光纖接入方式的特點，選取三種特定的場景，分析二者的具體應(yīng)用解決方案。

場景一：WLAN---FTTH/O。生活小區(qū)，均為8層樓房，一層為車庫和雜物間，層高3米，每棟3個單元，長50-60米，寬8-10米；整個小區(qū)共20棟。

1） 在正對的樓層中間安裝AP和定向天線，對樓AP的信號透過門窗可有效地覆蓋本樓縱向2個房間（約8米）。如果樓宇的縱向超過3個房間（12米），需要考慮從樓的兩邊向本樓進行覆蓋。如果確實難以找到可以利用的建筑物，則需要考慮利用生活小區(qū)內(nèi)的路燈柱，或另加水泥柱作AP和天線的固定物。

每棟需要2個室外型500mW AP。點對點傳輸，每個AP需兩芯光纖，如果不增加樓道交換機，則需要2*20*2=80芯光纜；增加5臺左右樓道交換機，也需要5*2=10芯光纜；整個小區(qū)需要布設(shè)一根10芯/80芯的光纜到城域網(wǎng)末端網(wǎng)元。

2）采用FTTB+DSL方式。分光器置于小區(qū)區(qū)域比較中心位置（采用室外機柜），樓內(nèi)設(shè)備可采用ONU內(nèi)置DSL的方式，向用戶提供寬帶和話音業(yè)務(wù)。

采用單芯雙向技術(shù)，支持多級分光，光纖消耗數(shù)量小，整個小區(qū)需要布設(shè)一根6芯的光纜到OLT即可（實際只用到1-2芯光纜）。

每棟樓樓梯間設(shè)置一個ONU，ONU的端口容量配置按照短期預(yù)測的用戶數(shù)情況配置，后期可以再靈活調(diào)整。

場景二：WLAN---FTTB。高層獨棟寫字樓，30層，層高3米，每層面積1200平方米，長60-70米，寬18米，中間有走廊。

1）寫字樓的覆蓋方式主要有兩種，室分系統(tǒng)和AP直接覆蓋。對于大樓已經(jīng)有分布系統(tǒng)的，建議采用分布系統(tǒng)方式（需合路大功率AP信號）。沒有分布系統(tǒng)的可以考慮采用小功率AP直接覆蓋方式。寫字樓內(nèi)無線用戶數(shù)量較多，不僅要考慮AP的覆蓋范圍外，更應(yīng)保證各用戶的有效帶寬，每層需部署多個AP。

如果采用小功率AP直接覆蓋（100mW），則每層樓至少需要5個AP（每層沒有太多墻阻擋的情況下），則30層樓共需約150個AP。每三層左右需要考慮一個樓道交換機，所有樓道交換機需上行至一個三層交換機再統(tǒng)一出口到城域網(wǎng)末端網(wǎng)元。

如果采用室分系統(tǒng)合路大功率AP方式，則三層樓左右需加一個AP，共計10個，AP再上行至一個三層交換機再統(tǒng)一出口到城域網(wǎng)末端網(wǎng)元。

2） 采用FTTB+LAN方式。分光器置于樓道中，樓內(nèi)設(shè)備采用ONU內(nèi)置LAN和IAD的方式，向用戶提供寬帶和話音業(yè)務(wù)。

分光器置于弱電井中，設(shè)置10個左右ONU（每三層樓共用一個），ONU的端口配置容量按照預(yù)測的用戶數(shù)量配置，后期根據(jù)情況調(diào)整。整棟大樓需要布設(shè)一根6芯的光纜到OLT即可（實際只用到1-2芯光纜）。

場景三：WLAN---FTTN。生活小區(qū)，均為14層樓房，層高3米，每棟3個單元，長50-60米，寬8-10米。整個小區(qū)共20棟。

1） 與場景一類似，不同的是由于是高層小區(qū)，AP的數(shù)量需要加倍，AP的天線采取不同的傾角。每棟需要4個室外型500mW AP。點對點傳輸，每個AP需兩芯光纖，如果不增加樓道交換機，則需要4*20*2=160芯光纜；增加5臺左右樓道交換機，也需要5*2=10芯光纜；整個小區(qū)需要布設(shè)一根10芯/80芯的光纜到城域網(wǎng)末端網(wǎng)元。

2）采用FTTB+DSL方式。與場景一類似，只是增大ONU設(shè)備的容量。整個小區(qū)需要布設(shè)一根6芯的光纜到OLT即可（實際只用到1-2芯光纜）。

4 不同場景覆蓋方式對比分析

從上一節(jié)不同場景下的覆蓋方案，可以看出二者的差別，特別是在對主干光纜的需求方面，WLAN方式需求較大。二者的共同點（分優(yōu)勢和劣勢）及分場景的對比如表2所示。

表2 光纖接入（FTTX）與無線接入（WLAN）優(yōu)劣勢對比表

5 總結(jié)

通過三種場景下對城區(qū)內(nèi)的新建小區(qū)和新建寫字樓提供語音及寬帶服務(wù)所采用的WLAN和接入光纖接入方案的對比分析，不難看出，二者接入到大樓時均需要提供光纖，對城區(qū)現(xiàn)有主干光纜的影響來說，WLAN方式的光纖需求量比前者大，采用前者并不能減少對主干光纜的依賴，而且從提供的業(yè)務(wù)能力方面看，后者比前者有很大優(yōu)勢而且能比較平滑擴容。

特別是場景一和場景三（僅小區(qū)內(nèi)房子樓層數(shù)量的差別，前者為8層，后者14層），前者投資僅少量增加（增加端口容量），但后者就必須大量增加投資乃至翻倍，如果房屋的厚度超過12米，并采用雙面覆蓋的方式，則投資還要大量增加。

綜上所述，建議采用有線方式（光纖接入，F(xiàn)TTX）為提供城區(qū)內(nèi)新建區(qū)域的通信服務(wù)首選方案，而WLAN方式更適合做為3G無線接入和光纖接入的補充，僅采用淺覆蓋方式為部分熱點區(qū)域的樓宇（如機場、車站）向非長期的零散用戶提供無線寬帶服務(wù)。

[1]張鵬，閻闊.FTTx PON技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：人民郵電出版社，2010.

[2]（美國）RonPrice.無線網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用［M］.冉曉旻，等譯.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[3]朱志勛.光纖接入技術(shù)的應(yīng)用［J］.廣東通信技術(shù)，2007，27（9）.

[4]中興通訊股份有限公司.中國電信WLAN產(chǎn)品技術(shù)方案［Z］. 2009.