5.8 GHz無線寬帶網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用實例

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(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，運營商們共同存在著有線網(wǎng)絡(luò)資源缺乏、無法充分滿足快速發(fā)展的市場需求的問題——因而接入網(wǎng)方面變得非常關(guān)鍵。隨之而來，電信市場上投資方向發(fā)生了改變，從骨干網(wǎng)、光纖網(wǎng)轉(zhuǎn)向了接入網(wǎng)和增值服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

　　基于3.5GHz、5.8GHz、26GHz頻率上的無線寬帶接入系統(tǒng)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(tài)速率調(diào)整，在增壓工作模式下，可獲得高達108Mbit/s的帶寬。該產(chǎn)品支持SSID號、64bit/128bit 的等效有線加密WEP協(xié)議以及MAC地址過濾等高效安全措施。在帶給客戶無線網(wǎng)絡(luò)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(shè)備頻段開放、費用低廉（無線通信使用的是非執(zhí)照頻帶，在國際上無需反復(fù)交納執(zhí)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(gòu)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(shù)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(chǎn)品都為基礎(chǔ)電信運營商、ISP、駐地網(wǎng)服務(wù)商、行業(yè)企業(yè)客戶提供了有力的解決方案, 實現(xiàn)在很短的時間內(nèi)低成本地架設(shè)起“最后一公里”寬帶接入系統(tǒng)。

　　無線寬帶網(wǎng)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(shù)據(jù)傳輸速率。對于電信運營商而言，無線網(wǎng)絡(luò)作為有線網(wǎng)絡(luò)的延伸和補充，首先可以在傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)難以實施或來不及實施的場所進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋。在不能實施或需要臨時實施的場所架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)，提供無線寬帶網(wǎng)服務(wù)，是業(yè)務(wù)進入的一個良好切入點。

二、IEEE 802.11a與IEEE 802.11b的主要區(qū)別

　　從技術(shù)角度看，802.11a與802.11b雖在編號上僅一字之差，但它們間的關(guān)系并不像有些硬件產(chǎn)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(dǎo)致了它們支持的數(shù)據(jù)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(guān)鍵所在。雖然當前普遍開始流行的802.11b無線產(chǎn)品實現(xiàn)的11Mbit/s的傳輸速率可滿足一般的上網(wǎng)沖浪、數(shù)據(jù)交換和共享外設(shè)等需求，但并不能很好地滿足音頻或視頻流等大容量數(shù)據(jù)的傳輸，所以將來隨著對無線網(wǎng)帶寬的進一步要求，可提供54Mbit/s（據(jù)悉：Atheros公司開發(fā)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(chǎn)品在無線傳輸數(shù)據(jù)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(shè)備廣泛采用的頻段，它的無線產(chǎn)品所受到的信號干擾程度不言而喻。

　　3．802.11a產(chǎn)品比802.11b產(chǎn)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(shè)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(yīng)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(qū)的多個用戶。這為沒有部署無線局域網(wǎng)的用戶、期待增加或擴展現(xiàn)有無線局域網(wǎng)的用戶提供了最有價值的高性能網(wǎng)絡(luò)選擇。

三、無線寬帶網(wǎng)的特點

　　1.安裝便捷

　　一般在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，施工周期最長、對周邊環(huán)境影響最大的，就是網(wǎng)絡(luò)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(shè)無線網(wǎng)絡(luò)最大的優(yōu)勢就是免去或減少了網(wǎng)絡(luò)布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點 (Access Point) 設(shè)備，就可建立覆蓋整個建筑或地區(qū)的局域網(wǎng)絡(luò)。

　　2.使用靈活

　　在有線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安放位置受網(wǎng)絡(luò)信息點位置的限制。而一旦無線網(wǎng)絡(luò)建成后，在無線網(wǎng)的信號覆蓋區(qū)域內(nèi)任何一個位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)。

　　3.經(jīng)濟節(jié)約

　　由于有線網(wǎng)絡(luò)缺少靈活性，這就要求網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者盡可能地考慮未來發(fā)展的需要，這就往往導(dǎo)致預(yù)設(shè)大量利用率較低的信息點。而一旦網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展超出了設(shè)計規(guī)劃，又要花費較多費用進行網(wǎng)絡(luò)改造。而無線網(wǎng)絡(luò)可以避免或減少以上情況的發(fā)生。

　　4.易于擴展

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

　　5.更好的安全性（802.11a的一大特色）

　　已經(jīng)廣泛應(yīng)用于遠程訪問的VPN采用了多種安全機制，其中互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議安全（IPSec）規(guī)范是使用最廣泛的一種。它能夠確保只有授權(quán)用戶可以訪問網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)不會被截取。

　　802.11a 通過VPN和IPSec的完美結(jié)合，解決了現(xiàn)今對無線網(wǎng)絡(luò)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(wù)器提供對WLAN的鑒權(quán)和完全加密）。同時，通過使用數(shù)字證書，提供了系統(tǒng)的鑒權(quán)能力（即使發(fā)生未經(jīng)授權(quán)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(jīng)濟。

四、應(yīng)用介紹

　　1.吉林大學校園廣域無線網(wǎng)絡(luò)（以奧維通公司的5.8G產(chǎn)品為例進行說明）

　　新吉林大學是由原吉林大學、吉林工業(yè)大學、白求恩醫(yī)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(qū)：前衛(wèi)校區(qū)南區(qū)、前衛(wèi)北區(qū)、南嶺校區(qū)、南湖校區(qū)、新民校區(qū)、朝陽校區(qū)、卡倫湖校區(qū)、朝陽東區(qū)。吉林大學校園網(wǎng)辦公系統(tǒng)將解決校區(qū)的辦公系統(tǒng)及其他計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，實現(xiàn)八個校區(qū)間計算機網(wǎng)絡(luò)的高速通信鏈路問題。

　　為了確保客戶的投資利益與應(yīng)用需求，在系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮到系統(tǒng)的先進性、實用性、可擴充性和可維護性,保證系統(tǒng)運行的可靠與安全保密，建立經(jīng)濟合理、資源優(yōu)化的系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)拓樸圖如圖1所示：

　　根據(jù)吉林大學校園辦公網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，無線網(wǎng)設(shè)計是以前衛(wèi)校區(qū)南區(qū)為中心，南嶺校區(qū)和南湖校區(qū)作為兩個中繼點，分別對其它六個校區(qū)遠程點。在前衛(wèi)校區(qū)南區(qū)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(qū)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(qū)安裝一臺WBC-DS.11對前衛(wèi)南區(qū)，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(wèi)校區(qū)北區(qū)、朝陽東區(qū)、卡倫湖校區(qū)。在另一個中繼點南湖校區(qū)安裝一臺WBC-DS.11對前衛(wèi)南區(qū)，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(qū)和朝陽校區(qū)。各遠程點只需要配置一臺無線網(wǎng)橋WBC-DS.11通過定向天線對中心點或相應(yīng)的中繼點，即可實現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

　　吉林大學高速無線校園網(wǎng)的建立，實現(xiàn)了學校內(nèi)各類信息資源的共享，為學校各類人員提供充分的網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)；同時提供簡單、有效、便捷的理想辦公、教學環(huán)境，對學校的信息化建設(shè)起到巨大的推動作用。

　　2．電信級無線寬帶網(wǎng)絡(luò)

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

　　這是一個電信級的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)，在中心機房安裝兩臺5.8G無線寬帶設(shè)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(shè)置網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，主要負責為本網(wǎng)絡(luò)的專線客戶和窄帶撥號客戶提供互聯(lián)網(wǎng)通信出口（租用中國網(wǎng)通公司的長途電路實現(xiàn)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(wǎng)接口和兩個E1接口）；同時架設(shè)一臺全向天線做網(wǎng)絡(luò)用戶層接入，接入層使用Breezecom公司的2.4G無線寬帶設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)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?qū)�接，空中傳輸速率最高可達4Mbit/s（提供兩個E1接口）；根據(jù)市場需求，在微波中繼站二架設(shè)若干定向天線，為終端客戶提供點對點互聯(lián)網(wǎng)專線接入。通過在中繼站一和中繼站二設(shè)置寬帶交換機，可在一定區(qū)域內(nèi)向客戶提供局域網(wǎng)接入服務(wù)。

　　目前此網(wǎng)絡(luò)共有3000個窄帶撥號客戶和近70個互聯(lián)網(wǎng)專線客戶，受網(wǎng)絡(luò)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(wù)質(zhì)量急劇下降，出口帶寬不足是此網(wǎng)絡(luò)的主要通信瓶徑。

　　5.8GHz無線寬帶技術(shù)的成熟使網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展到了一個全新階段，在不久的將來，無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢必將越來越明顯，設(shè)備越來越經(jīng)濟、實用，無線網(wǎng)絡(luò)的部署越來越廣泛。通過無線寬帶網(wǎng)絡(luò)，便攜式電腦客戶在工作園區(qū)或校園中移動時，仍然可以保持連接，輕松地接入有線網(wǎng)絡(luò)的資源；現(xiàn)場銷售人員可以從酒店或機場的接入?yún)^(qū)訪問公司局域網(wǎng)，從而極大提高工作效率。許多分析家認為，無線市場現(xiàn)在到了關(guān)鍵的大規(guī)模普及階段，有望出現(xiàn)快速增長。

　　與此同時，無線技術(shù)仍在繼續(xù)發(fā)展，個人電腦、PDA、電話、打印機和其它客戶端設(shè)備有望實現(xiàn)可靠的無線連接（其中藍牙科技也在推動著這些技術(shù)的進一步發(fā)展），局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)有望實現(xiàn)無縫互聯(lián)。無線應(yīng)用的迅速發(fā)展正在推動這一前景的早日到來。

　　而各地的固定網(wǎng)絡(luò)電信運營商在相繼推出無線市話業(yè)務(wù)之后，通過建設(shè)無線寬帶網(wǎng)將有望實現(xiàn)下一步業(yè)務(wù)擴張。通過無線寬帶技術(shù)我們不僅可以加快網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(wǎng)絡(luò)擴展到機場、臨時會展場館、大型運動會等場所，提高業(yè)務(wù)能力。在提早規(guī)劃、超前發(fā)展的經(jīng)營思路指導(dǎo)下，利用無線寬帶網(wǎng)這一高新技術(shù)，將促使我國的通信企業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

----《通信世界》