無線城市中多運(yùn)營商WiFi網(wǎng)絡(luò)的部署

【摘要】近年來，無線城市的概念席卷全球。全世界多個(gè)運(yùn)營商著力于無線城市基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的部署，尤其是WiFi網(wǎng)絡(luò)。國外，日本KDDI的WiFi熱點(diǎn)數(shù)將近10萬，美國ATT的熱點(diǎn)數(shù)超3萬。在國內(nèi)，各運(yùn)營商已在60%以上的省份開始WiFi部署。一個(gè)無線城市的實(shí)現(xiàn)，不單有政府的推動，還有多個(gè)運(yùn)營商的貢獻(xiàn)。本文從無線城市中WiFi網(wǎng)絡(luò)的整體的部署策略，多運(yùn)營商場景下出現(xiàn)的問題，及共建共享的部署建議進(jìn)行探討；最后提出多運(yùn)營商下無線城市WiFi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體建議。

【關(guān)鍵詞】WiFi多運(yùn)營商無線城市網(wǎng)絡(luò)部署

1引言

2002年，美圍費(fèi)城首次提出“無線費(fèi)城計(jì)劃”，建設(shè)全市的WiFi+Mesh網(wǎng)絡(luò)；從而引申出“無線城市”的概念。10年間，無線城市的概念風(fēng)靡全球；國內(nèi)，自2008年開始，無線城市開始飛速發(fā)展，已有過百個(gè)城市正在實(shí)施或計(jì)劃建設(shè)無線城市。

“無線城市”的概念已擴(kuò)展為：利用多種無線接入技術(shù)，為整個(gè)城市或主要區(qū)域提供無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和信息服務(wù)，為公眾、企業(yè)、政府乃至整個(gè)社會提供滿足“任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何需求”的高速便捷的信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。其中無線接入技術(shù)包括WiFi、WiMAX、WiFi Mesh、2G、3G、LTE、4G等。

本文主要探討無線城市中WiFi網(wǎng)絡(luò)的部署模式，及在多運(yùn)營商場景下的部署建議。

2無線城市WiFi網(wǎng)絡(luò)的部署模式

目前在世界各地，無線城市WiFi網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和部署模式可歸類為兩種：

1.政府主導(dǎo)，推動城市WiFi網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。政府通過招標(biāo)等方式，委托運(yùn)營商（電信或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）進(jìn)行投資建設(shè)。

政府通過購買WiFi服務(wù)，為運(yùn)營商建網(wǎng)提供公共設(shè)施（如電線桿等），減免公共場所的站點(diǎn)租金及允許運(yùn)營商在一定年限內(nèi)運(yùn)營等方式補(bǔ)貼運(yùn)營商。

如新加波、香港、臺北等。

2.運(yùn)營商主導(dǎo)。運(yùn)營商自行建設(shè)和運(yùn)營WiFi網(wǎng)絡(luò)。

（1）運(yùn)營商主導(dǎo)的WiFi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一般出于以下原因：

a.由于智能手機(jī)的滲透率提高、用戶移動上網(wǎng)習(xí)慣的形成、移動多媒體應(yīng)用的比重增加，導(dǎo)致運(yùn)營商的2G/3G網(wǎng)絡(luò)承載龐大的數(shù)據(jù)流量和信令流量，許多熱點(diǎn)區(qū)域已經(jīng)處于或者頻臨容量不足的狀態(tài)；

b.部分人流集中的區(qū)域（如大型場館等），為滿足手機(jī)移動網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)要求，無法通過新增或擴(kuò)容移動基站來增加帶寬。

c.不落后于競爭對手。

總而言之，數(shù)據(jù)流量壓力和競爭壓力是運(yùn)營商建設(shè)WiFi網(wǎng)絡(luò)的主要原因。

（2）目前運(yùn)營商部署WiFi網(wǎng)絡(luò)的形式總結(jié)如下：

a.對于智能手機(jī)滲透率很高，多個(gè)熱點(diǎn)的數(shù)據(jù)流量已經(jīng)出現(xiàn)擁塞，需要快速解決網(wǎng)絡(luò)容量問題的運(yùn)營商而言：其主要目標(biāo)是在數(shù)據(jù)擁塞或可能出現(xiàn)擁塞的區(qū)域大規(guī)模部署，包括室內(nèi)及室外；再兼顧城市的重點(diǎn)區(qū)域。

b.對于承擔(dān)較大的3G數(shù)據(jù)壓力，但同時(shí)大規(guī)模建設(shè)LTE等數(shù)據(jù)流量可媲美WiFi的移動網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商而言：其部署規(guī)模相對謹(jǐn)慎，主要也是在高流量的熱點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)。

c.對于面對一定的3G數(shù)據(jù)壓力，網(wǎng)絡(luò)承載能力在規(guī)劃期內(nèi)將臨近瓶頸，或出于競爭對手壓力的運(yùn)營商而言：其部署策略多從城市整體布局出發(fā)，對城市熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行階段部署。

d.此外，為了提升品牌價(jià)值，滿足用戶的需求，運(yùn)營商也在部分低流量的城市重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行部署。

3.社會力量建設(shè)。

社會力量建設(shè)模式是“全民共建”，只作為以上兩種模式的一個(gè)補(bǔ)充。即各企業(yè)為了提升自身的價(jià)值，更好地服務(wù)客戶，委托運(yùn)營商建設(shè)WiFi網(wǎng)絡(luò)，通過加盟的方式開放自己的網(wǎng)絡(luò)。

兩種主要部署模式的區(qū)別如表1：

可見兩種模式各有不足，目前WiFi網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)的投資主要由運(yùn)營商承擔(dān)；且同一城市一般存在多個(gè)運(yùn)營商同時(shí)部署。

而政府主要負(fù)責(zé)制定無線城市WiFi網(wǎng)絡(luò)的階段性規(guī)劃目標(biāo)，協(xié)調(diào)各方資源，引導(dǎo)多個(gè)運(yùn)營商的建網(wǎng)方向，促進(jìn)運(yùn)營商間的合作溝通，使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)朝著健康的方向發(fā)展。另外，政府還應(yīng)保證重點(diǎn)公共場所和便民區(qū)域（如醫(yī)院、公園、博物館等）的WiFi信號覆蓋，可通過上述購買運(yùn)營商服務(wù)的形式實(shí)現(xiàn)。

3多運(yùn)營商建設(shè)無線城市的問題及部署建議

WiFi網(wǎng)絡(luò)的干擾網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)外的干擾和自身的干擾。WiFi自身的干擾包括WiFi網(wǎng)絡(luò)間同頻或鄰頻的干擾。網(wǎng)絡(luò)外的干擾包括其他工作在同頻段的設(shè)備，包括微波爐、無繩電話、藍(lán)牙設(shè)備、無線攝像機(jī)、Zigbee等。

WiFi的工作頻率為2.4GHz～2.4835GHz，帶寬為83.5MHz，每個(gè)子信道帶寬為22 MHz，只有13個(gè)子信道可用，這13個(gè)子信道還互相重疊；只有3個(gè)頻點(diǎn)是完全不重疊的。如前文所述所述，目前無線城市的WiFi網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)運(yùn)營商參與建設(shè)。運(yùn)營商在同一熱點(diǎn)部署WiFi網(wǎng)絡(luò)時(shí)，各運(yùn)營商一般各自建設(shè)AP和AC，而熱點(diǎn)的AP建設(shè)相對集中，因此容易同頻干擾，影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

此外，部分熱點(diǎn)由于只許建設(shè)一套系統(tǒng)，運(yùn)營商間出現(xiàn)搶點(diǎn)、“圈地”的現(xiàn)象。

為了降低干擾，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)無線城市的共同建設(shè)，多運(yùn)營商可選擇共建共享WiFi網(wǎng)絡(luò)，可行的部署方案有：

1、頻點(diǎn)協(xié)商

各運(yùn)營商共同建設(shè)熱點(diǎn)，各自部署AP，但相互協(xié)商AP部署的位置和頻點(diǎn)規(guī)劃的方式；在干擾區(qū)域內(nèi)，不同運(yùn)營商的AP盡量使用不同的頻點(diǎn)。

2、多SSID

本方案可分為兩種不同的部署模式，共同點(diǎn)在于同一熱點(diǎn)只建設(shè)一套AP，在AP側(cè)對外廣播多個(gè)SSID；通過VLAN來隔離不同運(yùn)營商的數(shù)據(jù)。

（1）一運(yùn)營商單獨(dú)建設(shè)熱點(diǎn)，AP開放SSID給其他運(yùn)營商，廣播多個(gè)SSID。通過VLAN區(qū)分各運(yùn)營商的數(shù)據(jù)，在熱點(diǎn)的駐地網(wǎng)處（如接入交換機(jī)）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分離，分別接入各自的網(wǎng)絡(luò)。

（2）多運(yùn)營商共同建設(shè)熱點(diǎn)，共享AP和AC控制器。各運(yùn)營商分別從各自IP城域網(wǎng)接至AC控制器，同（1）通過SSID和VLAN的隔離區(qū)分。需要委托第三方對AC和AP進(jìn)行管理維護(hù)。

以上兩種方案都不需要改造認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

（3）漫游

各運(yùn)營商協(xié)商進(jìn)行片區(qū)劃分，在各自的片區(qū)建設(shè)WiFi網(wǎng)絡(luò)，改造認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)彼此網(wǎng)絡(luò)間的漫游。認(rèn)證系統(tǒng)可交由第三方同一管理。

（4）其他方式：如Web Portal、通過BRAS區(qū)分等。

只共享AP的多SSID部署方案可平衡各運(yùn)營商建設(shè)的公平性，避免對認(rèn)證系統(tǒng)的改造，且不需要委托第三方；所以可行性較高。若在無線城市建設(shè)中，多運(yùn)營商在干擾嚴(yán)重（商場休息區(qū)等）或部署難度高要求多（如機(jī)場、地鐵等）的區(qū)域進(jìn)行WiFi網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一部署，可以有效解決多個(gè)WiFi網(wǎng)絡(luò)在同一個(gè)熱點(diǎn)部署產(chǎn)生的頻率干擾問題；并加快實(shí)現(xiàn)規(guī)劃地區(qū)的覆蓋。

而政府在多運(yùn)營商共建共享的協(xié)商中可承擔(dān)制定相應(yīng)政策規(guī)范，督促各家合作的作用。

4總結(jié)和展望

本文總結(jié)了目前無線城市WiFi網(wǎng)絡(luò)部署的兩種主要模式（政府主導(dǎo)和運(yùn)營商主導(dǎo)），并對兩種模式進(jìn)行了深入的分析和對比；并研究多運(yùn)營商環(huán)境下，WiFi網(wǎng)絡(luò)的部署面臨的問題，根據(jù)問題提出了可行的多運(yùn)營商共同建設(shè)方案。

本文最后提出以下部署建議，謹(jǐn)供參考：

在多運(yùn)營商的場景下建設(shè)無線城市的WiFi基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，綜合運(yùn)用兩種部署模式：政府明確建設(shè)目標(biāo)及方向，在公共場所的區(qū)域主導(dǎo)建設(shè)，購買運(yùn)營商的服務(wù)；同時(shí)，政府制定多運(yùn)營商共建WiFi網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范，促使運(yùn)營商進(jìn)行協(xié)商合作，并引導(dǎo)運(yùn)營商的建設(shè)方向；在其他熱點(diǎn)區(qū)域，運(yùn)營商主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)部署，在干擾嚴(yán)重或部署困難的區(qū)域采用合適的部署方案共同建設(shè)。

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和商用，接下來無線城市熱點(diǎn)WiFi網(wǎng)絡(luò)的部署，還需綜合考慮各個(gè)運(yùn)營商LTE的發(fā)展策略，避免重復(fù)建設(shè)或盲目擴(kuò)容。

表1兩種主要部署模式的區(qū)別