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农村WLAN覆盖解决方案一、背景2010年我国农村网民规模达到1.25亿，占整体网民的27.3%，同比增长16.9%，农户自发使用信息技术的意识明显增强，对互联网接入的需求日益增强。运营商在农村的固网资源相对薄弱，铺设固网资源成本相对较高，WLAN应用在农村宽带覆盖场景，具有建设成本低、安装部署快速灵活、覆盖范围广、支持一定范围的移动、数据业务承载容量大等优点。根据2010年统计年鉴数据，我市家庭总户数为1043256户，2009年底宽带用户17万，宽带市场渗透率（按户）为16.3%，市场空间巨大。从宽带用户数增长趋势来看，2008年底宽带用户为11.7万户，2009年增长率为45.3%，增长率较高，说明客户需求旺盛。当前信息化越来越深入百姓生活，我市农村人口户数占80%以上，无论年轻人还是对于外出打工族对于信息联络趋向于多样化，对上网需求也会越来越渴望，因为其他运营商目前接入能力有限，市场还有大量空白点。根据县区分公司营销人员反映，目前如能推出此业务，不仅可以满足用户宽带需求，还可以有效促进其他业务营销开展。在农村通过WLAN解决宽带上网问题，可以打破竞争对手在宽带市场上的垄断，切实地为广大农村老百姓提供低资费的无线宽带上网服务，拓展公司新的业务增长点。如捆绑TD无线座机推出，拉动农村语音业务增长潜力，对竞争对手在固话市场上给予强有力的冲击。借助渠道代销商进行推广，可以增加与代销商的黏性，提高代销商的忠诚度，有利于公司渠道转型建设。企业向全业务运营转型过程中，在空白市场寻求突破，WLAN农村覆盖项目投入产出比较高，同时也可以积累全业务经营、管理、维护经验。二、技术方案WLAN是一种室内无线局域网技术，常见设备均采用802.11b/11g协议标准,工作在2.4GHZ频段。一般是通过在2G/3G分布系统加入耦合型AP，或间隔布放室内放装型AP，来完成室内覆盖，供笔记本或手机访问互联网使用，上、下行链路基本均衡；另一种更为普及的接入方式是有线宽带加无线路由猫，满足家庭或企事业单位小范围的无线上网使用；在室外应用，需要解决2.4G信号衰减快，穿墙损耗高等问题。我们的思路是通过WLAN室外型AP进行区域覆盖，上连采用PTN传输设备与数据网对接，保证AP设备天线架设高度，理论计算和实测，其覆盖半径都达到了2KM以上，在用户端采用功率可调无线上网卡,通过射频馈线室外可视安装高增益天线，或使用室外CPE设备，用来解决WLAN穿墙损耗高和上行受限的问题。主要应用于其他运营商无法提供固话和宽带接入条件的地区，例如地理位置相对偏远的农村地区等,通过无线宽带解决方案占领农村市场，满足广大农村老百姓的上网需求。为节约投资，拟在农村区域已有的GSM宏基站,共址部署室外型AP。目前商用的室外型AP设备主要工作在802.11b/11g制式下，工作频段为2.4GHZ，理论上下载速率最高可达54Mbps，单AP实际可用带宽约为20M，按每用户平均1M带宽计算，单AP可承载20用户并发使用。经过多厂家室外型AP产品对比测试结果，我们选取的是以色列波讯（Wavion）基站型AP，即WBS-2400，其工作在802.11b/11g模式下，设备体积较小，安装方便，采用POE供电。实测中，其覆盖效果和用户容量最好，是目前所了解到设备性能最优的WLAN室外型产品。产品图片：WBS-2400基站有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，可以工作在LOS（视距）或者NLOS（非视距）环境下，提供更大的覆盖范围以及更稳定的无线连接。除此之外，独有的领先技术SDMA（空分多址）可以成倍增加802.11b/g的带宽容量。相比于普通WALNAP接入点，WBS-2400可以覆盖至少其3倍的距离，9倍的面积。SDMA技术提供30-42Mbps实际吞吐量，可支持30用户并发使用，而传统AP的实际吞吐量23Mbps左右，接入用户数量一般在20用户左右。用户端设备选择说明，刚接触WLAN室外型AP时，只局限于如何让AP设备信号更好地由室外向室内覆盖，实际上应在用户端想办法，提高用户端的信号强度才是方案的关键。因为无论性能多么好的室外型AP，穿一面混凝土结构的墙体就衰减15dbm，穿两面墙到用户端就没信号了，所以另一关键点就是如何避免穿墙损耗，办法很简单，让客户端到室外去接收信号，由此我们不再考虑AP视距覆盖范围有多大，而是每户都给提供室外型的客户端，大体有两种解决方案：1、采用USB接口的无线上网卡，通过射频馈线连接到室外天线，室外天线要求与AP天线可视，室外天线有平板、雷达、八木、扇面天线等，可以提供不同增益。2、采用室外CPE，CPE是将网卡与定向天线集成在一起，室外可视安装，通过网线引入室内,连接POE为其供电，POE出网线与电脑连接。在用户端的选择上性能很重要，但价格也很重要，只有低成本的用户端才能商用CPE图片:ZN-2000-CZN-2000-C发射功率14dbm，定向天线增益6dbi，适合在距AP1公里内使用。ZN-7200-CZN-7200-C发射功率24dbm，定向天线增益8dbi，适合在距AP1-3公里场景下使用。投资回收期分析：按单AP带30用户计算，单AP加30台用户端设备投资为4.5万元左右。按每用户每年收取使用费600元计算，单AP每年收入1.8万元。静态回收期为:4.5/1.8=2.5年。同时还会产生间接收益，可以与TD无线座机捆绑推出，因其他运营商在农村投入有限，农村市场鞭长莫及，通过WLAN无线宽带解决方案，将对其他运营商固话市场造成冲击，提高我公司语音业务收入。业务的推出，可以拉低其他运营商宽带年使用费，其影响和意义深远。三、效果根据省公司要求，我公司在县级市选取了10个测试点，涉及4个乡镇，其中有3个测试点在乡镇，7个测试点在村屯，试点使用的是以色列波讯WBS-2400基站型AP。测试点的选取首先是由县公司进行市场调研，提供试点明细，同时通过安排测试人员到现场进行扫频测试，了解目标覆盖村屯的现状，以及铁塔平台的使用情况，最终确定10个测试点，安排工程队先进行传输PTN设备的安装。具体实施过程中，各热点采用PTN传输方式，与汇聚层交换机S9312对接，使用MA5200F本地拨号认证，地址转换使用防火墙E8040。组网情况如下图：客户发展情况单个测试点在初期最多已发展24户。覆盖范围以AP点为中心，3.5公里为半径的圆形覆盖区域内，无明显山丘等高大遮挡物地区均可使用；容量在每个用户传输速率1Mbps的情况下，一个AP点可以承载30用户并发使用；质量网络覆盖区域客户上网速度稳定，用户感知良好。用户评价WLAN业务给联通无法覆盖的客户解决了上网问题，得到了客户的认可和好评，可以说解决了客户的燃眉之急。总体结论1、与传统的有线宽带建设相比，无线宽带在农村具备传输资源与铁塔资源情况下，具有建网速度快，投资低的优点。2、从放号情况看，农村地区确实存在一定的宽带需求。3、从测试情况看，可以实现最远4公里无遮挡情况下的覆盖，在不考虑容量的情况下，与客户端CPE设备配合使用，基本上一个基站型AP可以满足一个村屯覆盖。四、应用推广结合我市试点情况，省公司已对农村WLAN网络建设方式进行分析和总结，并将方案向集团公司汇报，在2011年村通工程中，作为行政宽带上网首选解决方案。目前在我市在农村区域已完成超过200台基站型AP的部署工作，用户正在陆续接入中，已解决超过2000户的农村用户上网问题，单用户局端限速2Mbps，多个AP放号超过20户，用户使用效果和感知非常好，深受广大农村用户的欢迎和好评，切实地解决了农村地区因资源不足，无法满足用户宽带上网的需求。省内所有地市也已经开始陆续部署，现阶段基站型AP通过PTN上连，工作在胖AP的模式下，ME60用于地址转换与认证转发，统一送到省公司radius计费认证服务器。省内3A服务器已支持PPPOE拨号和PORTAL双认证以及计费功能，并与BOSS系统对接，提供窗口服务功能。下一阶段，将引入AC来管理AP，基站型AP将工作在瘦AP模式下，便于维护和管理。省内推广组网方案：省内已开始规模部署，说明该项目在技术上已经成熟，项目静态投资回收期不超过3年，同时其它运营商在农村资源和投入相对不足，存在较大市场空白点，极具推广价值。推广使用建议：1、适用场景为其他运营商无法满足老百姓宽带上网比较开阔农村地区，经过测算，单用户在农村平均投资，通过WLAN解决宽带上网要远低于有线宽带ADSL，GPON等方式。2、后续其它运营商有线方式跟进，也不会影响项目的可持续性。从实际用户使用情况来看，单用户限速2Mbps，完全可以单个基站型AP放号30户，用户使用行为多为玩网络游戏，对时延要求较高，对系统带宽占用不高。3、本着低投入，高产出的原则，充分利用中国移动在广大农村地区的站址资源储备，具备塔、电、房、传输资源的站址，可快速部署，有效降低投资，抢占频率资源，占领农村宽带市场。4、项目不仅仅适用于农村宽带上网，也可以在城市推广使用，如住宅小区接入，城市监控等，在投资与回报同样具有竞争力。