5.8G無(wú)線接入系統(tǒng)在聯(lián)通的應(yīng)用

摘要 有線接入技術(shù)的研究方興未艾，無(wú)線接入產(chǎn)品推陳出新。以高速率、多業(yè)務(wù)、易建設(shè)、見(jiàn)效快為特點(diǎn)的無(wú)線接入技術(shù)正在掀起一場(chǎng)接入技術(shù)的革命。其中5.8G設(shè)備以其頻段開(kāi)放、費(fèi)用低廉而受到了廣泛推崇，本文針對(duì)FRP200系列無(wú)線接入系統(tǒng)在聯(lián)通全區(qū)營(yíng)帳（BSS/MSS/ESS/OA）系統(tǒng)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，分析了5.8G頻率優(yōu)勢(shì)、系統(tǒng)構(gòu)成、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)備應(yīng)用效果等特點(diǎn)，對(duì)建設(shè)高速無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞 聯(lián)通；5.8G頻率優(yōu)勢(shì)；無(wú)線接入系統(tǒng)構(gòu)成；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；應(yīng)用分析；營(yíng)賬系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào) TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）122-0150-02

隨著中國(guó)聯(lián)通隨著3G業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展，各業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)非常激烈。也是為了進(jìn)一步力有力的支撐酒泉聯(lián)通合作營(yíng)業(yè)廳和社會(huì)代理溝通開(kāi)戶(hù)問(wèn)題。實(shí)際情況下，聯(lián)通可用有線電路接入營(yíng)帳系統(tǒng)難度很大，普通存在著有線網(wǎng)絡(luò)資源缺乏的問(wèn)題，無(wú)法充分滿(mǎn)足快速接入營(yíng)帳的需求。因此使用無(wú)線接入方式，可以快速、低成本的建設(shè)支撐數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)。

1 概述

在聯(lián)通成立初期，營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的營(yíng)帳系統(tǒng)的接入領(lǐng)域，多數(shù)以xDSL技術(shù)為代表的多種“銅線”解決方案，但存在很大局限性，長(zhǎng)期以來(lái)，我們一直在尋找一種低成本，地介入方式。最終我們選定，利用無(wú)線接入方式。目前普遍采用的無(wú)線接入有三個(gè)頻段：一個(gè)是26GHz頻段，即所謂的LMDS；另一個(gè)是3.5GHz頻段及5.8GHz頻段，即所謂的低頻段無(wú)線固定接入；雖然3.5G、5.8G、26G無(wú)線技術(shù)目前主要都是用來(lái)解決從骨干網(wǎng)到用戶(hù)駐地網(wǎng)的接入問(wèn)題。但是它們?cè)趹?yīng)用上卻有一些不同之處。本文中只針對(duì)甘肅聯(lián)通營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的介入展開(kāi)論述。

1）3.5G頻段為國(guó)家無(wú)線電管理委國(guó)會(huì)統(tǒng)一進(jìn)行分配。不同運(yùn)營(yíng)商的系統(tǒng)之間相互干擾比較小，系統(tǒng)主要采用的是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的技術(shù)，5.8G頻段國(guó)家無(wú)線電管理委國(guó)會(huì)沒(méi)有進(jìn)行統(tǒng)一的分配，對(duì)該頻點(diǎn)的使用限制不是很?chē)?yán)格，該頻段中屬于ISM頻率5.725-5.85、屬于UNII頻段的是5.725-5.825；26G頻段為國(guó)家無(wú)線電管理委國(guó)會(huì)統(tǒng)一進(jìn)行。不同的運(yùn)營(yíng)商之間的干擾比較小，系統(tǒng)采用的為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接方式，用戶(hù)主要為大型企業(yè)。

2）系統(tǒng)容量上看，目前我國(guó)3.5G頻段劃分的帶寬為上下行各31.5MH（3399.5MHz～3431.00MHz；3499.5MHz～3531.00MHz）；5.8G頻段劃分的帶寬為125MHz（5725MHz～5850MHz）；26G頻段單位信道帶寬為1250MHz（24.507GHz～26.765GHz）。由于26GHz信道帶寬比較大，一個(gè)基站的數(shù)據(jù)吞吐量通常達(dá)到1Gbps以上。3.5GHz一般基站最大吞吐量在100Mbps以上。5.8GHz的設(shè)備通常采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)或調(diào)頻技術(shù)展頻，通過(guò)擴(kuò)展信號(hào)可使不同網(wǎng)絡(luò)在同一地區(qū)使用而不受干擾，容量在10Mbps左右。合作營(yíng)業(yè)廳和社會(huì)代理營(yíng)帳系統(tǒng)對(duì)帶寬的要求不是很高。

3）從傳輸頻率特性看傳輸距離主要取決于自由空間損耗的公式：

L=92.5+20log（f*d）+0.3d

不難看出，在天線口發(fā)射功率一定，可視傳輸?shù)那闆r下，系統(tǒng)的傳輸距離主要取決于工作頻率和接收門(mén)限電平，因此較低頻段是我們的首選。

4）從采用技術(shù)上看，3.5G、5.8G一般采用的是基于IP或基于電路的無(wú)線傳輸技術(shù)，信令協(xié)議簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，開(kāi)銷(xiāo)低，頻譜利用率高，業(yè)務(wù)種類(lèi)多，接口簡(jiǎn)單統(tǒng)一，升級(jí)容易。

5）就提供的帶寬而言，3.5G寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)比較適合于用在城市和郊區(qū)，3.5G無(wú)線接入的業(yè)務(wù)提供者必須為傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商；5.8G的設(shè)備可以用于城市或者郊區(qū)，5.8G無(wú)線接入的業(yè)務(wù)提供者可以是傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商也可以是大型的企事業(yè)單位；26G寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)比較適合于用在城市比較繁華的區(qū)域，26G無(wú)線接入的業(yè)務(wù)提供者必須為傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。

6）就系統(tǒng)要求的傳輸環(huán)境而言，5.8G的寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)在采用比較低的調(diào)制效率時(shí)對(duì)信噪比的要求比較低可以滿(mǎn)足一定的非可視傳輸要求，系統(tǒng)比較適合于在城市進(jìn)行相對(duì)短距離的傳輸（約9公里），在郊區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)距離的傳輸（約20公里）；同時(shí)5.8G的系統(tǒng)一般采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，抗干擾能力相對(duì)要強(qiáng)一些。

在目前技術(shù)條件下，5GHz頻段應(yīng)屬于固定無(wú)線接入中性能價(jià)格比最高的優(yōu)選頻段。低G段產(chǎn)品具有足夠的接入帶寬，無(wú)線電傳輸特性好，受雨天衰減和多徑的影響極小，覆蓋范圍廣，其不可替代的優(yōu)良性能充分展示了寬帶無(wú)線接入的靈活性和實(shí)用性。因此5.8G設(shè)備以其頻段開(kāi)放、費(fèi)用低廉而受到了廣泛應(yīng)用。

2 系列無(wú)線接入系統(tǒng)構(gòu)成

甘肅聯(lián)通的5.8G無(wú)線接入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)與點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)結(jié)合組網(wǎng)方式。多個(gè)FRP200系列設(shè)備接入點(diǎn)群可連接在一起形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。甘肅聯(lián)通本次組網(wǎng)最理想的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是中心基站由一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)（AP）組成，采用60°的天線，在水平方向構(gòu)成一個(gè)60°扇區(qū)。中心基站能夠通過(guò)6個(gè)扇區(qū)覆蓋360°半徑范圍內(nèi)的多方用戶(hù)，每扇區(qū)最多可接入253個(gè)遠(yuǎn)端站。同一個(gè)中心基站的多個(gè)AP采用不同的頻率和極化方式對(duì)多個(gè)方向進(jìn)行覆蓋，以提高頻譜利用率和增加中心基站的接入帶寬。

3 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

FRP200系列系統(tǒng)采用非許可的UNII 頻段（5.25～5.35GHz 5.725～5.825GHz），多個(gè)FRP200系列接入點(diǎn)群可連接在一起形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，但必須做好網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃：

盡管FRP200系列 5.8 GHz 無(wú)線接入設(shè)備采用了具有較強(qiáng)抗干擾性和低信噪比的直序擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)，但根據(jù)中心基站建設(shè)規(guī)范，需充分考慮各扇區(qū)、各中心基站、相鄰其它通訊以及其他無(wú)線網(wǎng)間不能互相干擾和越站干擾，滿(mǎn)足同鄰頻保護(hù)率指標(biāo)的要求，對(duì)5.8 GHz各中心基站的扇區(qū)劃分（以6扇區(qū)劃分）和頻點(diǎn)規(guī)劃、分單接入點(diǎn)及多接入點(diǎn)群兩種方式進(jìn)行處理。

5.8GHz按技術(shù)規(guī)范要求頻率間隔不應(yīng)該設(shè)置得比20MHZ小，但富瑞普公司FRP200系列允許安裝時(shí)以5MHZ為間隔來(lái)選擇頻率。因此在同址安裝其他設(shè)備時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)互用性來(lái)制定頻率規(guī)劃。

對(duì)于一個(gè)接入點(diǎn)群，F(xiàn)RP200系列推薦4個(gè)不重疊得信道，對(duì)于全部居民集實(shí)際只需3個(gè)信道，這四個(gè)信道也可以在回傳點(diǎn)到點(diǎn)鏈路中使用。

4 FRP200系列無(wú)線5.8G接入使用效果分析

1）運(yùn)營(yíng)成本較低。FRP200系列系統(tǒng)采用非許可的UNII 頻段（5.25～5.35GHz 或5.725～5.825GHz），低廉的5.8G頻段的使用費(fèi)， 因無(wú)室內(nèi)單元不需要機(jī)房，以及系統(tǒng)內(nèi)各單元間不需要租光纖或數(shù)據(jù)專(zhuān)線連接，使得系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本很低。FRP200系列系統(tǒng)采用了成熟簡(jiǎn)單高效的射頻技術(shù)，使得設(shè)備價(jià)格較同類(lèi)產(chǎn)品有較大的優(yōu)勢(shì)。設(shè)備性能價(jià)格比好。

2）傳輸效率高，空中速率為10Mbps。有效速率在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)是7Mbps，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)時(shí)是6.2Mbps。系統(tǒng)對(duì)高負(fù)載進(jìn)行了吞吐量的優(yōu)化，所以當(dāng)更多用戶(hù)加入的時(shí)候吞吐量不會(huì)下降。同時(shí)通過(guò)使FRP200系列認(rèn)證管理器，系統(tǒng)可對(duì)每個(gè)用戶(hù)模塊嚴(yán)格的用戶(hù)認(rèn)證及完善的提供動(dòng)態(tài)帶寬控制。系統(tǒng)還支持動(dòng)態(tài)密鑰更新，使其具有卓越的加密功能。雙工方式為T(mén)DD，雙向流量均可手動(dòng)調(diào)整。

3）FRP200系列系統(tǒng)MAC層訪問(wèn)方式（防碰撞方式）是TDM/TDMA方式。并且，各用戶(hù)端SM主動(dòng)向主站AP發(fā)送請(qǐng)求。這使得整個(gè)系統(tǒng)的效率很高，并且，傳輸延時(shí)很小。FRP200系列無(wú)線點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸延時(shí)在20ms以?xún)?nèi)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸延時(shí)在5ms以?xún)?nèi)（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸時(shí)延與TDM/TDMA無(wú)關(guān)），F(xiàn)RP200系列無(wú)線系統(tǒng)的TDM/TDMA方式不同于輪詢(xún)（Polling）方式。在輪詢(xún)方式中，各用戶(hù)端設(shè)備只能被動(dòng)的被訪問(wèn)，這會(huì)占用更多的系統(tǒng)資源，那些沒(méi)有工作或無(wú)法聯(lián)系的用戶(hù)端設(shè)備會(huì)占用系統(tǒng)時(shí)隙，從而使系統(tǒng)延時(shí)增加，有的系統(tǒng)延時(shí)會(huì)達(dá)到幾百毫秒。即使是動(dòng)態(tài)輪詢(xún)或動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配也會(huì)在一段系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)存在這種問(wèn)題。而FRP200系列無(wú)線系統(tǒng)中的每個(gè)用戶(hù)端設(shè)備會(huì)主動(dòng)向 AP 發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，這使得整個(gè)系統(tǒng)的效率很高，系統(tǒng)延時(shí)較小。

4）FRP200系列無(wú)線系統(tǒng)應(yīng)用效果最大的特點(diǎn)是抗干擾特性好，主要表現(xiàn)在：①C/I比值低，抗干擾能力越強(qiáng)，富瑞普公司FRP200系列無(wú)線系統(tǒng)的調(diào)制方式簡(jiǎn)單2FSK或4FSK，系統(tǒng)的C/I比值為2～3dB，抗干擾能力很強(qiáng)。而802.11a系統(tǒng)常用的16QAM調(diào)制方式，系統(tǒng)的C/I比值會(huì)達(dá)到12～14dB，抗干擾能力明顯比FRP200系列無(wú)線系統(tǒng)差；②GPS配合TDD傳輸方式對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行同步，避免碰撞。設(shè)備自身也可以產(chǎn)生同步時(shí)鐘。當(dāng)用無(wú)線方式組網(wǎng)到一定程度時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的自干擾問(wèn)題會(huì)逐漸嚴(yán)重。TDD系統(tǒng)的上、下行是同頻的，因此單純依靠天線交差極化隔離，來(lái)解決自干擾問(wèn)題，作用不是很大。FRP200系列無(wú)線采用GPS同步和設(shè)備自身產(chǎn)生的同步時(shí)鐘可以使系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備同時(shí)收發(fā)信號(hào)，從根本上解決了系統(tǒng)內(nèi)的自干擾問(wèn)題；③MAC層采用64字節(jié)短幀傳輸技術(shù)，避免重新傳送大量數(shù)據(jù)；④采用ARQ自動(dòng)重傳請(qǐng)求，避免TCP啟動(dòng)慢運(yùn)算機(jī)制，不會(huì)擴(kuò)大干擾影響。

5 結(jié)論

實(shí)踐證明，F(xiàn)RP200系列5.8GHz無(wú)線無(wú)線接入系統(tǒng)建設(shè)可以充分利用運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有頻率資源，在建設(shè)5.8GHz無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，運(yùn)營(yíng)商可廣泛運(yùn)用先進(jìn)、成熟的5.8GHz微波傳輸技術(shù)，注意做好頻段規(guī)劃，可快速、低成本地實(shí)現(xiàn)對(duì)大城市區(qū)域的無(wú)線覆蓋，為話音、數(shù)據(jù)、圖像、互聯(lián)網(wǎng)接入等高質(zhì)量的各種服務(wù)。也能滿(mǎn)足甘肅聯(lián)通合作營(yíng)業(yè)廳和社會(huì)代理營(yíng)帳需求。

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