农村无线网络覆盖解决方案.docx

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农村无线网络覆盖解决方案

波迅WBS无线网络

Wi-Fi通信系统

村村通无线网络

覆盖解决方案

第一章概述

1.1项目概述

农村互联网建设对农村经济、文化的发展有着十分重要的意义,而从工程的简易化、接入方式的适应性广泛以及投入的成本考虑，无线宽带网络正是适合农村网络建设的一种先进方式。

乡村住户分散、密度不高，有线方式建设工程量大、性价比低，同时存在基础设备管理和维护的问题；乡村的普遍特点是建筑物结构简单且高度相对较低，非常适合无线网络的应用，通过无线覆盖的方式为乡村提供宽带网络接入，可以大大降低施工复杂程度，节省网络综合成本，工业级的无线网络设备可以在长期无人值守的状态下稳定运行，并且方便自由的无线网络可以让用户更加随意和自如的享受先进技术带来的乐趣。

1.2需求分析

乡村方圆一公里左右，需要通过Wi-Fi蜂窝基站构成无线覆盖网络覆盖全村，为村内所有用户提供宽带网络接入，用户可通过各类PC终端连接宽带网络，可以便捷、流畅的上网。

无线网络系统不仅能够满足村内用户现在的通信需要，同时考虑到用户接入和应用的未来发展，无线网络系统要具备良好的兼容性和容量冗余，满足无线网络系统长期稳定使用的目的。

经过详细分析，乡村无线网络系统应具备如下特点：

⏹便捷性：

只要选取地面杆架或低层建筑物楼顶等合适的位置就可架设，采用组合全向天线的模式，不需要调整任何角度，信号以无线电波的方式传输。

⏹稳定性：

具备电信级的稳定，保证良好的网络通信质量，保证无线网络系统的长期稳定运行。

⏹安全性：

支持WEP、WPA、WPA2、802.1x、RADIUS等丰富的加密方式，保证网络通信的安全，保证用户安全性。

⏹高品质：

采用高品质无线产品，保证室内的传输质量，具有很强的抗干扰能力，保证用户的网络带宽，满足用户的各种网络应用。

⏹维护性：

在网络上任何节点可进行远管理维护，配置和软件升级。

⏹经济性：

无线网络系统可通过尽量少的Wi-Fi蜂窝基站，而取得最让用户满意的网络接入效果，有较高的经济型。

1.3设备概述

经过详细分析和充分考虑，我们采用波迅（Wavion）WBS-2400无线网络产品来实现乡村的宽带网络覆盖。

WavionWBS-2400WiFi蜂窝基站，2.4GHz免许可频段的技术领先型WiFi无线宽带蜂窝基站。

基于6根天线组成的智能天线阵列以及6套射频发射装置，以Wavion专利的BeamForming（空间自适应波束赋形）技术为手段，WBS-2400WiFi蜂窝基站可以工作在LOS（视距）或者NLOS（非视距）环境下，并提供更大的覆盖范围以及更稳定的无线连接。

除此之外，Wavion独有的领先技术SDMA（空分多址）技术可以使802.11b/g的带宽容量成倍增加。

对于运营商、政府以及企业客户等来说，这些在无线业内最领先的技术特点使得我们在使用很少数量WBS-2400WiFi蜂窝基站的情况下就能够提供高质量的WiFi服务，这不仅能够节省设备的投资费用，其所带来的管理上的便利性是具有深远意义的。

基于Wavion独有的业内最先进的BeamForming（空间自适应波束赋形）技术和兼容当前市场所有在售客户端WiFiCard的能力，WBS-2400WiFi蜂窝基站将在提升WiFi覆盖范围、带宽容量、室内穿透力以及强干扰环境下工作等关键性能点上具有显著的效能。

WavionBaseStation2400这将使运营商可以提供低成本投资的高质量服务，可以避免陷入因为投资成本过大而降低服务质量的恶性循环。

1.4设计原则

本建议方案的最终目的是，为客户提供一个安全的、高效的、先进的、适用的、经济的、信息交换网络，保证客户在信息管理系统的基础上健康、高速、有效、稳步地向前发展。

根据客户的具体情况，在网络设计中应遵循下列原则：

1.4.1先进性原则

采用先进的设计思想，选用先进的网络设备，使网络在今后一定时期内保持技术上的先进性。

1.4.2开放性原则

网络设计及网络设备选型遵从国际标准及工业标准，使网络具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。

1.4.3可伸展性原则

网络设计在充分考虑当前情况的同时，必须考虑到今后较长时期内业务发展的需要，留有充分的升级和扩充的可能性。

充分利用现有通讯微波资源，为以后扩充到更高速率提供充分的余地。

另一方面，还必须为网络规模的扩展留有充分的余地。

1.4.4安全性原则

网络系统的设计必须贯彻安全性原则，以防止来自网络内部和外部的各种破坏。

贯彻安全性原则体现在以下方面：

1.设备采用的是扩频技术；

2.提供了射频信道的加密；

3.用户可以通过设置自己的网桥或另加独立加密设备实现更高的安全性；

4.网络内部对资源访问的授权、认证、控制以及审计等安全措施：

防止网络内部的用户对网络资源的非法访问和破坏。

1.4.5可靠性原则

网络系统的设计必须贯彻可靠性原则，使网络系统具有很高的可用性。

可靠性原则体现在以下方面：

1.选用技术先进、成熟高可靠性的网络设备；

2.系统增益储备高；

3.链路的可维护性好；

1.4.6可管理性原则

网络系统应具有良好的可管理性，使得网络管理人员能方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息，能简便地对网络进行配置和调整，确保网络工作在良好状态。

第二章无线网络方案设计

2.1无线网络方案设计

根据乡村无线宽带网络接入的具体需求，我们提供以下无线网络方案设计：

乡村无线覆盖示意图

乡村无线基站安装示意图

2.2方案配置说明

根据下列无线网络方案设计和详细配置，可以满足乡村用户对无线宽带网络接入的需求：

1）采用1~2台WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站（视具体环境而定），在村中心位置覆盖全村用户。

WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站采用业界最先进的BeamForming（空间自适应波束赋形）技术，以及独有的领先的SDMA（空分多址）技术，通过6套智能天线阵列射频发射装置，提供显著高于普通Wi-Fi蜂窝基站的更大覆盖范围，非视距传输能力和优秀的室内穿透力。

WBS-2400可提供带宽远超普通AP，带宽容量最高可达到普通AP（54Mbps）的6倍，可完全满足村内用户的网络应用需要，并支持今后用户的发展和应用的进步。

2）WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站具有强大的非视距传输能力和优秀的室内穿透性，适应多种多样的村内建筑分布环境，对建筑物的房顶、墙面等穿透性良好，提供给每一个住户良好的信号质量，保证稳定强健的无线网络通信。

3）WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站视现场具体环境，选择村内中心位置安装基站，需要保证架设高度高于村内最高建筑物20~25米，以便获得充分的覆盖效果。

WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站通过专用卡具固定在高杆或塔架上，天线垂直向上，并需做好避雷防护。

4）WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站具有优秀的工业级无线覆盖基站的稳定性和可靠性，采用IP-67的平台耐用等级和全室外设计，保证系统的长期稳定运行。

WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站通过POE方式馈电，对基站设备的连接只需一根网线（10/100Mbps）。

2.3无线网络方案优势

●更远的距离

相比普通WiFiAP接入点，WBS-2400可以覆盖其3倍的距离，9倍的面积。

。

不同环境相同的无盲点覆盖能力WBS-2400的Beamforming（空间自适应波束赋形）具有优秀的非视距覆盖能力，从而使每个基站在任何环境都可以具有更大的无盲点覆盖范围。

●优秀的室内穿透性以及深度非视距能力

超强的链路增益储备以及信号发射接收的多路径智能合并，使得WBS-2400具备优秀的室内穿透特性和深度非视距能力。

●更高的带宽

超强的链路增益储备使得WBS-2400大大提高了带宽的容量，而且，SDMA（空分多址）技术的应用使得带宽容量成倍增加。

●优秀的抗干扰能力

Beamforming（空间自适应波束赋形）技术固有的空间过滤功能以及独有的动态干扰处理能力使得WBS-2400工作在强干扰环境成为可能。

●节省投资

WBS-2400无论环境更大的覆盖范围、低廉通用的ClientCard以及优秀的室内穿透特性，都使得每条客户的线路成本降至最低。

●运营商级别可靠性

基于IP-67平台可靠耐用以及全室外设计，可以在极端气候环境下稳定工作。

第三章工程实施配套要求

3.1设备安装方式

3.1.1安装角度可采用两种方式：

1）可以采用垂直抱杆的安装方式，如下图：

2）或者采用水平抱杆的安装方式，如下图：

3.1.2安装时应注意：

1）基站距离地面或房顶垂直至少2米

2）基站距离铁塔或建筑物水平至少1米

3.1.3安装时应注意：

1）WBS-2400天线发射和接收都是全向的，无需方向校准，保持垂直向上。

2）在安装时，使用波迅（Wavion）的自动频率选择（ACS）工具来找到最干净的频点，这项功能可以大大改善网络信号的覆盖效果。

3.2距其它无线设备距离

3.2.1水平距其它无线设备距离：

1）全向基站（360°）距其它无线设备至少10米。

2）扇区基站（120°）距其它无线设备至少2米。

3.2.2垂直距其它无线设备距离：

1）全向基站（360°）、扇区基站（120°）距其它无线设备至少2米。

3.3接地

在基站安装点需要提供良好的防雷保护地，以便基站设备外壳、避雷装置、安装抱杆能够就近接地，接地线使用线径1mm²的18AWG以上单芯或多芯电线。

现场接地条件不满足时需要另外加装防雷接地装置，即通过安装接地体（如接地钉）和引下线提供良好的接地。

接地示意图

3.4系统防雷设计

●避雷针

在各基站安装点，如果楼顶还没有设置防雷网络，需要在基站上方加装避雷针，以防止基站遭雷击破坏。

●电源防雷

电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源线路对设备造成危害。

为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压过大或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，依照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2000年版）和GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，应采取分级保护、逐级泄流的原则。

一是在向设备供电的大楼的电源总进线处安装放电电流较大的首级电源避雷器，二是在重要楼层或重要设备电源的进线处加装次级或末级电源避雷器。

对于本监控系统，电源的一级和二级防雷应该在安装点的大楼电源总进线处已经考虑。

本设计在802.11a/b/g基站馈电网在线配备了专用的室外型浪涌抑制器。

●信号线防雷

由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量，电子设备在雷电波冲击下遭受过电压而损坏的现象越来越多，其后果是可能造成整个系统的运行中断，因此必须在网络通信口处加装必要的防雷保护装置以确保网络通信系统的安全运行。

本系统中我们在基站的100M以太网接口采用了专用的室外型浪涌抑制器。

●接地

接地就是让已经内入防雷系统的闪电电流顺利地流入大地，而不能让雷电能量集中在防雷系统的某处对被保护物体产生破坏作用，良好的接地才能有效地泄放雷电能量，降低引下线上的电压，避免发生反击。

防雷接地是防雷系统中最基础的环节，接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。

根据GB50057—94《建筑物防雷设计规范》、JGJ/T16—92《民用建筑电气设计规范》的有关规定，对控制室内所有设备的接地极和设备金属外壳进行接地处理。

接地的具体处理方法是：

从共同接地体的接地干线上引一条支干线到中心机房，在机房安装汇流铜排，电源接地、防静电接地、防雷接地和设备外壳接地各单独引接地导线到接地铜排，牢固连接，以保证电气设备和人身的安全。

如上面所述，在各基站安装点需通过引下线和接地体提供良好接地。

3.5效果示意图

波迅WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站安装示意图如下：

第四章产品的规格和性能

4.1波迅——空间自适应波束赋形专利技术

波迅-空间自适应波束赋形

波迅（Wavion）的空间自适应波束赋形技术在每个数据包的基础上，能够汇聚并增强基站和无线用户端之间发送和接收的能量。

这个过程极大程度上增强了链路增益，并增强了基站的抗干扰性。

而且，传统的Wi-Fi技术在多径传播时由于增益损耗、信号合并能力差、干扰等原因会产生很差的效果，但是波迅的空间自适应波束赋形技术却很好得利用多径反射提高了性能，把通过不同反射路径给客户端的收发信号智能的结合起来。

与普通的接入点相比波迅的技术使得覆盖距离至少增大3倍、面积增大9倍、带宽容量增大6倍、速率增大2倍，最大程度上提升了客户的体验效果。

波迅的技术可以兼容任何现有的、标准的Wi-Fi客户端以及经过认证的第三方网桥产品。

深度非视距情况下波迅的表现图例

波迅-SDMA（空分多址）

波迅的SDMA技术可以向多个不同的用户同时发送相同的数据流（区别于TDMA），从而使得基站的下载带宽成倍增长。

覆盖能力比较图例波迅VS传统接入点

Self-Backhaul自回传功能

波迅的空间自适应波束赋形技术可以用来生成很强的自回传链路，并且表现出色，即便是在深度非视距的环境里也能发挥出色。

波迅的空间自适应波束赋形技术可以提供很高的带宽，并且不会对系统的性能产生影响。

波迅自回传图例

技术优势

•增强接入能力

单节点上更多用户数，并且在每个用户端增强了带宽；

•覆盖距离超强

至少是普通AP解决方案的3倍覆盖半径；

•全区域覆盖

更少的盲区和在深度非视距情况下更好的室内外覆盖；

•超级室内穿透力

室外安装的基站可以为远距离室内用户提供稳定的连接；

•增强抗干扰能力

空间自适应波束赋形技术形成的定向高增益点波束和连续的动态干扰干预功能可以最大化优化空中链路；

•开放平台

兼容市场上任何标准的2.4G和5.8GWi-Fi客户端；

•减少延时和抖动值

由于性能指标的提升，采用较少的跳数就可以满足接入点和回传设备之间的传输

波迅的高性价比宽带无线架构可以提供区域内统一综合业务全覆盖，在达到相同效果的基础上可以相当于至少10台以上的传统设备的效果。

可以节省至少50%的安装和维护费用。

应用

•企业互联

为商业用户提供高品质宽带接入

•小区接入

通过低廉成本的无线网卡就可以提供高性价比无线宽带服务

•市政

为多种应用提供无线宽带网路，包括市政办公楼无线接入，公共场所无线覆盖和交通管理等。

•视频监控

通过高品质无线宽带网络来提供视频监控解决方案

•VoIP/村村通

利用很少的基站就可以提供大规模远程客户接入和VOIP业务。

•校校通/社区覆盖

为发展中国家的学校和社区提供互联网接入，为跨越数字鸿沟提供了必要工具。

•楼宇/酒店覆盖

用最少的投资提供高品质的无线宽带互联网接入。

工业自动化控制/仓储物流RFID/POS收银

用最简单实施、最优性能以及最低廉的成本提供高可靠性的多终端多业务数据传输

波迅WBS基站设备

波迅WBS基站

波迅WBS基站是一个电信级的宽带无线空间自适应波束赋形基站，可以提供超级的覆盖和接入能力。

WBS基站可以为集成商，市政和企业提供高品质，宽带室外Wi-Fi服务，用相对而言更少的设备数量提供更好的效果，从而大大节省预算。

WBS基站完全基于波迅独有的空间自适应波束赋形技术并且兼容任何标准的Wi-Fi客户端以及经过认证的第三方远距离网桥设备。

借助WBS基站在覆盖范围、带宽、深度非视距和抗干扰性等方面的优异表现，集成商可以在保证效果的基础上提供更经济的宽带无线服务。

WBS产品列表

•WBS-2400全向基站

2.4G全向基站，基于6根天线的智能天线阵列

•WBS-2400扇区基站

2.4G120度扇区基站，集成3根天线的智能天线阵列

•WBS-5800全向基站

5.8G全向基站，基于6根天线的智能天线阵列

•WBS-5800扇区基站

5.8G120度扇区基站，集成3根天线的智能天线阵列

波迅双频解决方案

使用空间自适应波束赋形技术的基站来做高端接入和回传方案，其中2.4GHz用来接入，5.8GHz用来回传，这个双频解决方案可以提供高性能，高接入能力和超强的深度非视距功能。

4.2WBS-2400Wi-Fi基站

安全机制：

WEP（64bitor128bit）

WPA、WPA2：

•加密算法：

TKIP。

•鉴权方式：

Pre-SharedKeyor802.1xwithRADIUSServer（EAP-TLS,PEAP,EAP-TTLS）

•VPN透传

管理方式：

•基于Web的管理与配置界面

•支持标准SNMPv2以及WavionMIB库

•支持安全的HTTPS

网络以及Qos（服务质量）：

•支持802.1qVlan以及多SSID

•支持802.1pQos（服务质量）

•支持WMM（Wi-Fi多媒体）

网络接口：

10/100Mbps自适应端口

指示标示：

•以太网链路连接/活动LED

•系统状态LED

•射频信道LED电源输入

POE：

55VDC，35W（仅限使用Wavion）

交流电：

110-220VAC，35W

适应环境：

•工作/存储温度：

-40℃-+60℃/-45℃-+85℃

•震动和冲击等级：

ESTI300-192-4

•环境适应等级：

IP67

•抗风速：

165英里/小时

标准规范：

•射频：

FCC47CFRpart15,ClassC,EN300328

•安全：

TUVus,UL60950-1:

2003,CAN/CSA-C22.2No.60950-1-03,EN60950-1,IEC60950-1

•电磁兼容：

47CFRPart15,SubpartB,ClassB（USA）,EN301489-1,EN300328

规格（不含安装件）：

高度：

5.5cm长度：

39cm

宽度：

36cm重量：

4.2kg

射频：

IEEE802.11b/g频率范围：

2.402-2.483GHz

调制方式：

802.11b：

DSSS（DBPSK,DQPSK,CCK）

802.11g：

OFDM（64QAM,16QAM,QPSK,BPSK）

发射功率（802.11b/g）：

•每个射频最大发射功率19dBm（FCC）

•发射功率会根据信道以及速率自动调整

EIRP：

•34.5dbm（6根天线）

•自动空间对准最大42dBm

接收灵敏度：

11gMbps灵敏度dBm11bMbps灵敏度dBm

6-102.51-105.5

9-100.52-103

12-99.55.5-100.5

18-9811-96

24-95

36-92

48-88

54-86

4.3波迅接入设备和客户端

波迅WBS-2400Wi-Fi蜂窝基站可以兼容市场上任何802.11a/b/g标准的客户端：

1）普通移动Wi-Fi客户端，如笔记本和智能收集内置的无线网卡等。

2）商务和住宅应用的室内接入设备（IndoorCPE）。

这种即插即用的设备对于没有IT经验的用户都可以很容易使用。

3）高端商务用户常用的室外型接入设备（OutdoorCPE），需要高带宽和几公里的覆盖范围。

这些接入设备一般需要专业的室外安装。

4.4波迅高级服务功能

4.4.1波迅覆盖计算工具

波迅覆盖计算工具（WCT）可以让集成商能够模拟WBS基站的真实覆盖情况。

4.4.2波迅Net-NMS

波迅的网络管理系统是一个综合的，运营商级的工具，可以让运营商有效的控制和监控他们的Wi-Fi网络。

波迅Net-NMS可以为各个网络管理方面提供支持，可以让网络管理员能部署每天的监控和控制活动，也可以进行扩容管理。

4.4.3波迅Service-Pro

波迅Service-Pro是一个综合的OSS/BSS服务管理解决方案，为无线宽带提供商提供服务，共分成三个部分：

Radius服务器，计费管理模块和接入控制器。

Service-Pro套装提供广泛的服务，包括用户端管理，带宽管理，计费，服务计划和强制网络认证等。