5.8 GHz無線寬帶網技術及應用實例

2019-11-03 09:06:37

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供稿：網友

吉林市通信分公司朱軍李妍瑩

　　自從2002年5月中國電信拆分以來，電信運營商競爭的局面已基本形成；同時由于寬帶業務發展迅猛，運營商們共同存在著有線網絡資源缺乏、無法充分滿足快速發展的市場需求的問題——因而接入網方面變得非常關鍵。隨之而來，電信市場上投資方向發生了改變，從骨干網、光纖網轉向了接入網和增值服務網絡。

　　基于3.5GHz、5.8GHz、26GHz頻率上的無線寬帶接入系統都為解決這種矛盾提供了各自的方案。其中5.8GHz是2002年7月無線電管理委員會剛剛核準運營的頻段，5.8G頻段頻率支持工作在5.725～5.850GHz的IEEE 802.11a標準，支持6、9、12、18、24、36、48以及54Mbit/s動態速率調整，在增壓工作模式下，可獲得高達108Mbit/s的帶寬。該產品支持SSID號、64bit/128bit 的等效有線加密WEP協議以及MAC地址過濾等高效安全措施。在帶給客戶無線網絡便捷的同時，解除了其對安全的后顧之憂。該頻段的開通無疑給擁擠的2.4GHz頻段緩解了壓力；同時由于5.8Gbit/s設備頻段開放、費用低廉（無線通信使用的是非執照頻帶，在國際上無需反復交納執照申請費）而受到了廣泛推崇。

一、概述

　　早在2000年底就已有Atheros公司等廠商和其他機構開始重視起802.11a，到了2001年初，802.11a更是倍受寵愛。目前對該技術標準深感興趣的全球知名廠商就有Cisco、Lucent、3Com、Intel、Compaq和Dell等等。這些廠商提供的產品都為基礎電信運營商、ISP、駐地網服務商、行業企業客戶提供了有力的解決方案, 實現在很短的時間內低成本地架設起“最后一公里”寬帶接入系統。

　　無線寬帶網的客戶具有可移動性，可以在各接入點（AP）間漫游，而且可以達到較高的數據傳輸速率。對于電信運營商而言，無線網絡作為有線網絡的延伸和補充，首先可以在傳統有線網絡難以實施或來不及實施的場所進行網絡覆蓋。在不能實施或需要臨時實施的場所架設無線網絡，提供無線寬帶網服務，是業務進入的一個良好切入點。

二、IEEE 802.11a與IEEE 802.11b的主要區別

　　從技術角度看，802.11a與802.11b雖在編號上僅一字之差，但它們間的關系并不像有些硬件產品換代時的簡單升級。

　　1．二者的主要差別在于工作頻段，前者為5.2GHz，后者為2.4GHz，這也導致了它們支持的數據傳輸率的不同，前者可以達到后者的5倍之多，這正是802.11a被重視的關鍵所在。雖然當前普遍開始流行的802.11b無線產品實現的11Mbit/s的傳輸速率可滿足一般的上網沖浪、數據交換和共享外設等需求，但并不能很好地滿足音頻或視頻流等大容量數據的傳輸，所以將來隨著對無線網帶寬的進一步要求，可提供54Mbit/s（據悉：Atheros公司開發的一種增強模式可達到72Mbit/s的峰值）的802.11a顯然更具競爭力。

　　2．使用頻段的不同也使802.11a具備有利的一面。因為5.2GHz的高頻段目前很少被占用，這使得未來的802.11a產品在無線傳輸數據的過程中所受到的干擾大為降低。而802.11b使用的2.4GHz，卻是當前被微波爐或有些藍牙手機等設備廣泛采用的頻段，它的無線產品所受到的信號干擾程度不言而喻。

　　3．802.11a產品比802.11b產品具有更低的功耗。這對筆記本電腦或PDA等使用它的移動設備意義非常重大。

　　4．802.11a最可靠、最有效的特點是：可以滿足高帶寬應用支持大量用戶的需要——8個不重疊信道使部署的可擴展性和靈活性更高。因此，可以將8個接入點編成一組，提供高達432Mbit/s的共享吞吐量來支持同一地區的多個用戶。這為沒有部署無線局域網的用戶、期待增加或擴展現有無線局域網的用戶提供了最有價值的高性能網絡選擇。

三、無線寬帶網的特點

　　1.安裝便捷

　　一般在網絡建設中，施工周期最長、對周邊環境影響最大的，就是網絡布線施工工程。在施工過程中，往往需要破墻掘地、穿線架管。而建設無線網絡最大的優勢就是免去或減少了網絡布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點 (access Point) 設備，就可建立覆蓋整個建筑或地區的局域網絡。

　　2.使用靈活

　　在有線網絡中，網絡設備的安放位置受網絡信息點位置的限制。而一旦無線網絡建成后，在無線網的信號覆蓋區域內任何一個位置都可以接入網絡。

　　3.經濟節約

　　由于有線網絡缺少靈活性，這就要求網絡規劃者盡可能地考慮未來發展的需要，這就往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網絡的發展超出了設計規劃，又要花費較多費用進行網絡改造。而無線網絡可以避免或減少以上情況的發生。

　　4.易于擴展

　　無線網絡有多種配置方式，能夠根據需要靈活選擇。這樣，無線網絡就能勝任從只有幾個用戶的小型局域網到上千用戶的大型網絡，并且能夠提供像“漫游(Roaming)”等有線網絡無法提供的特性。

　　5.更好的安全性（802.11a的一大特色）

　　已經廣泛應用于遠程訪問的VPN采用了多種安全機制，其中互聯網協議安全（ipSec）規范是使用最廣泛的一種。它能夠確保只有授權用戶可以訪問網絡，數據不會被截取。

　　802.11a 通過VPN和IPSec的完美結合，解決了現今對無線網絡的安全需要。利用這一解決方案，無線接入點只需簡單配置來支持開放訪問，而無需任何WEP加密，因為VPN信道即可保證安全性（VPN服務器提供對WLAN的鑒權和完全加密）。同時，通過使用數字證書，提供了系統的鑒權能力（即使發生未經授權的訪問，WLAN通信也不會被讀取或改寫）。另外，與WEP和 MAC地址過濾不同，此種解決方案可以擴展到非常多的用戶，使組建WLAN更加輕松和經濟。

四、應用介紹

　　1.吉林大學校園廣域無線網絡（以奧維通公司的5.8G產品為例進行說明）

　　新吉林大學是由原吉林大學、吉林工業大學、白求恩醫科大學、長春科技大學、長春郵電學院五校合并后成立的，合并后共八個校區：前衛校區南區、前衛北區、南嶺校區、南湖校區、新民校區、朝陽校區、卡倫湖校區、朝陽東區。吉林大學校園網辦公系統將解決校區的辦公系統及其他計算機網絡應用，實現八個校區間計算機網絡的高速通信鏈路問題。

　　為了確保客戶的投資利益與應用需求，在系統設計時要充分考慮到系統的先進性、實用性、可擴充性和可維護性,保證系統運行的可靠與安全保密，建立經濟合理、資源優化的系統。

網絡拓樸圖如圖1所示：

　　根據吉林大學校園辦公網的結構，無線網設計是以前衛校區南區為中心，南嶺校區和南湖校區作為兩個中繼點，分別對其它六個校區遠程點。在前衛校區南區中安裝兩臺WBS-DS.11無線接入點，其中一臺接定向天線對南嶺校區作點對點連接，另一臺通過兩路功分器接兩面定向天線分別與長春郵電學院和郵電六廠作一對二連接。在中繼點南嶺校區安裝一臺WBC-DS.11對前衛南區，同時連接一臺WBS-DS.11，通過一個三路功分器接三面定向天線分別對三個遠程點：前衛校區北區、朝陽東區、卡倫湖校區。在另一個中繼點南湖校區安裝一臺WBC-DS.11對前衛南區，同時連接一臺WBS-DS.11，通過一個兩路功分器接兩面定向天線分別對兩個遠程點：新民校區和朝陽校區。各遠程點只需要配置一臺無線網橋WBC-DS.11通過定向天線對中心點或相應的中繼點，即可實現高速、可靠的數據傳輸。

　　吉林大學高速無線校園網的建立，實現了學校內各類信息資源的共享，為學校各類人員提供充分的網絡信息服務；同時提供簡單、有效、便捷的理想辦公、教學環境，對學校的信息化建設起到巨大的推動作用。

　　2．電信級無線寬帶網絡

　　以吉通網絡通信公司吉林市分公司的無線寬帶網絡為例，簡介電信級無線寬帶網絡。其拓樸圖如圖2所示：

　　這是一個電信級的無線寬帶網絡，在中心機房安裝兩臺5.8G無線寬帶設備：Western 2E1+10BaseT 、Harris 2E1分別通過定向天線與微波中繼站一、微波中繼站二對接，傳輸距離最遠可達40公里；在中心機房設置網絡交換設備，主要負責為本網絡的專線客戶和窄帶撥號客戶提供互聯網通信出口（租用中國網通公司的長途電路實現與北京吉通公司主機房的連接），出口總帶寬為10Mbit/s。

　　微波中繼站一與中心機房的直線距離為10公里，采用定向天線與中心機房作點對點連接，空中傳輸速率最高可達14Mbit/s（提供一個10M以太網接口和兩個E1接口）；同時架設一臺全向天線做網絡用戶層接入，接入層使用Breezecom公司的2.4G無線寬帶設備，網絡覆蓋半徑為10公里。微波中繼站二與中心機房直線距離為7公里，與中心機房定向對接，空中傳輸速率最高可達4Mbit/s（提供兩個E1接口）；根據市場需求，在微波中繼站二架設若干定向天線，為終端客戶提供點對點互聯網專線接入。通過在中繼站一和中繼站二設置寬帶交換機，可在一定區域內向客戶提供局域網接入服務。

　　目前此網絡共有3000個窄帶撥號客戶和近70個互聯網專線客戶，受網絡出口總帶寬的限制（10M），高峰時期出口帶寬占用率高達90%，此時信道擁塞、服務質量急劇下降，出口帶寬不足是此網絡的主要通信瓶徑。

　　5.8GHz無線寬帶技術的成熟使網絡基礎設施發展到了一個全新階段，在不久的將來，無線網絡的優勢必將越來越明顯，設備越來越經濟、實用，無線網絡的部署越來越廣泛。通過無線寬帶網絡，便攜式電腦客戶在工作園區或校園中移動時，仍然可以保持連接，輕松地接入有線網絡的資源；現場銷售人員可以從酒店或機場的接入區訪問公司局域網，從而極大提高工作效率。許多分析家認為，無線市場現在到了關鍵的大規模普及階段，有望出現快速增長。

　　與此同時，無線技術仍在繼續發展，個人電腦、PDA、電話、打印機和其它客戶端設備有望實現可靠的無線連接（其中藍牙科技也在推動著這些技術的進一步發展），局域網和廣域網有望實現無縫互聯。無線應用的迅速發展正在推動這一前景的早日到來。

　　而各地的固定網絡電信運營商在相繼推出無線市話業務之后，通過建設無線寬帶網將有望實現下一步業務擴張。通過無線寬帶技術我們不僅可以加快網絡建設步邁，解決線路無到位處的客戶接入，還可以隨時將我們的網絡擴展到機場、臨時會展場館、大型運動會等場所，提高業務能力。在提早規劃、超前發展的經營思路指導下，利用無線寬帶網這一高新技術，將促使我國的通信企業實現跨越式發展。

----《通信世界》