無線技術(shù)的成熟與發(fā)展在越來越多的場合得到推廣及應(yīng)用，并得到各大運(yùn)營商的青睞運(yùn)用到各種場合，隨著農(nóng)村的發(fā)展，人們生活水平的逐漸提高，對上網(wǎng)需求有著更大的提高。然而，農(nóng)村地域廣闊，地形環(huán)境復(fù)雜多樣，居住地間距離較遠(yuǎn)且分散，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資水平和消費(fèi)水平的限制等等諸多困難，制約著農(nóng)村信息化建設(shè)的發(fā)展。農(nóng)村一般人口居住均在方圓3公里范圍內(nèi)，且高層建筑較少， 房屋多為磚木結(jié)構(gòu)建筑。根據(jù)無線微波的特點，選擇合適的制高點架設(shè)無線設(shè)備并配合合適的接收終端網(wǎng)卡，在半徑3公里范圍內(nèi)能夠達(dá)到高穩(wěn)定性高速率無線鏈路，*農(nóng)村用戶上網(wǎng)需求。無線寬帶業(yè)務(wù)在農(nóng)村有著不可比擬的。
優(yōu)勢：建網(wǎng)成本低、一次性投入資金少、運(yùn)營與維護(hù)成本低、建網(wǎng)速度快、高可靠性與*的可擴(kuò)展性，不僅可以為農(nóng)民提供方便、快捷、費(fèi)用低廉的寬帶入戶方式，也非常適應(yīng)農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐步發(fā)展的需求。
一、為什么要發(fā)展農(nóng)村無線網(wǎng)絡(luò)
隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)村信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)被提上日程?；ヂ?lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息技術(shù)手段的發(fā)展和應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)、農(nóng)村的科學(xué)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，建立和諧社會創(chuàng)造了良好條件。原來只有城市居民才能享受的電信寬帶業(yè)務(wù)逐步走向農(nóng)村。農(nóng)村居民對信息的需求在逐步加大，因此寬帶業(yè)務(wù)在農(nóng)村有廣闊的市場空間，農(nóng)村地區(qū)是有很大發(fā)展?jié)摿Φ?。目前我國農(nóng)村各地的“數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)”、“農(nóng)業(yè)信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)”、“萬戶上網(wǎng)工程”，以及“現(xiàn)代農(nóng)民遠(yuǎn)程教育”等正蓬勃發(fā)展。如何能快速、低成本的建設(shè)寬帶接入服務(wù)是值得探討的課題。
據(jù)有關(guān)資料顯示，各大運(yùn)營上通過多年的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，已基本覆蓋到各縣及以下的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心，但是農(nóng)村地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施還非常薄弱，固網(wǎng)資源基本是空白，即便有客戶接入的需求，但接入成本很高，維護(hù)工作量大。村一級的網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)任重道遠(yuǎn)。如果能利用鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級的網(wǎng)絡(luò)資源及傳輸配套資源來解決農(nóng)村地區(qū)的寬帶接入問題，將會取得事半功倍的效果。
農(nóng)村地廣人稀、地形復(fù)雜。各行政村距離鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣城等少則幾公里，多則幾十公里，要想實現(xiàn)“家家通網(wǎng)絡(luò)”的目標(biāo)，如果采用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，我國預(yù)計需要鋪設(shè)本地環(huán)路的纜線長度將達(dá)上千萬公里，一次性投入資金大、運(yùn)行維護(hù)成本高，運(yùn)營商收益增長緩慢。相對于有線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，wlan 具有安裝使用靈活、建設(shè)成本低、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載容量大的優(yōu)點。如果采用 wlan無線局域網(wǎng)技術(shù)替代部分光纖部署，可以提供高達(dá) 300mbps的帶寬，將大幅度的降低線纜鋪設(shè)成本，將網(wǎng)絡(luò)拓展到每村每戶，并且節(jié)省到每個農(nóng)戶的后一公用的拉入成大。
二、農(nóng)村無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢分析
事實上，在農(nóng)村信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，應(yīng)用wlan(無線局域網(wǎng))技術(shù)有著*的優(yōu)勢：建網(wǎng)成本低、一次性投入資金少、運(yùn)營成本低、建網(wǎng)速度快、可靠性高等，同時其高度靈活的擴(kuò)容性。當(dāng)然，無線網(wǎng)絡(luò)不可能*達(dá)替代有線網(wǎng)絡(luò)的需求。但是，根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋低成本、部署快的特點，可作為業(yè)務(wù)發(fā)展期的過渡性方案，即利用無線方案先發(fā)展一批有效用戶，后期再為區(qū)域相對集中的用戶改為有線接入方式，非常適應(yīng)農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求逐步發(fā)展的過程。相對于傳統(tǒng)固定寬帶接入方式屬“用戶未發(fā)展，端口先到位”，易造成整體端口利用率不高，即前期“沉淀”投資過大；而無線wlan接入方式覆蓋具備快速建設(shè)的特點，屬于“發(fā)展用戶即建設(shè)”，其利用率相對更高。采用wlan解決農(nóng)村地區(qū)
寬帶覆蓋的優(yōu)勢有以下幾點：
①網(wǎng)絡(luò)部署迅速
無須布線，利用運(yùn)營商自有鐵塔等資源，即可完成網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作。無須施工許可證，不需要開挖溝槽，安裝無線網(wǎng)絡(luò)所需的時間只是安裝有線網(wǎng)絡(luò)的零頭。
②客戶接入方便：
無須在客戶側(cè)布放線纜，僅需一個無線客戶端接收設(shè)備即可實現(xiàn)上網(wǎng)。
③維護(hù)工作量小
客戶側(cè)由于基本沒有“戶線”，只要做好ap的日常維護(hù)和通道的維護(hù)，即可保正網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。
三、農(nóng)村無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)目標(biāo)
①以無線的方式實現(xiàn)從鎮(zhèn)到村的無線寬帶傳輸。
②以無線的方式覆蓋整個村莊。
③可對每一位農(nóng)村用戶和每個無線接入點/無線網(wǎng)橋進(jìn)行管理。
④結(jié)合有線電視、iptv、無線寬帶、voip等新技術(shù)在農(nóng)村的應(yīng)用。
⑤充分考慮網(wǎng)絡(luò)的安全性，系統(tǒng)具有多層次的安全保護(hù)措施，以滿足用戶身份鑒別、訪問控制和保密性等要求。
⑥在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷發(fā)展的情況下，系統(tǒng)應(yīng)可不斷升級和擴(kuò)充，保證系統(tǒng)可用。
⑦記錄用戶的上網(wǎng)信息，便于控制中心對用戶進(jìn)行控制、管理等。
農(nóng)村無線網(wǎng)絡(luò)復(fù)蓋解決方案
基于農(nóng)村地廣人稀、地形復(fù)雜，
網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)薄弱的特點，結(jié)合當(dāng)前運(yùn)營商在城市部署wlan的成熟技術(shù)方案，充分利用現(xiàn)有運(yùn)營商技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施資源(如臨近機(jī)房、基站、塔臺等)，采用天博的室外ap，推出“農(nóng)村無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋”的整體解決方案，使無線 ap在農(nóng)村的大規(guī)模部署成為可能，可以靈活配置滿足農(nóng)村無線網(wǎng)絡(luò)接進(jìn)的共性和個性化需求。本方案中，無線網(wǎng)絡(luò)作為多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)通信平臺，可以為城鎮(zhèn)、郊區(qū)和農(nóng)村提供大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，同時傳輸無線的視頻、音頻等數(shù)據(jù)和語音通信等多種業(yè)務(wù)。無線網(wǎng)絡(luò)具有長距離無線傳輸及無線覆蓋的雙重功能，同時能夠?qū)崿F(xiàn)自動配置、性能自動調(diào)節(jié)、鏈路自動修復(fù)等特性，支持自動負(fù)載均衡、信道自動調(diào)節(jié)等功能，可為農(nóng)村提供穩(wěn)定可靠的無線網(wǎng)絡(luò)承載平臺。
本方案中，重點區(qū)隔了與傳統(tǒng)的城市環(huán)境的無線覆蓋的差異性，農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)級網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)充分考慮到農(nóng)戶住地比較分散、上網(wǎng)需求由少增多、一次性投進(jìn)建設(shè)用度比較少等特點。農(nóng)村覆蓋在設(shè)備選型方面必須符合的相關(guān)規(guī)定，產(chǎn)品的各項認(rèn)證、核準(zhǔn)、質(zhì)量合格證實必須齊備，這是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)保證。本方案中，重點突出了技術(shù)*而成熟、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大(開闊地區(qū)達(dá)方圓6平方公里范圍)、帶寬高而穩(wěn)定(10m/50m/100m)、靈活的拓展性(滿足用戶數(shù)目的快速增加)、相對有線網(wǎng)絡(luò)具有一次性投進(jìn)的用度低廉、施工周期短、維護(hù)方便等特點，成為農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)的選擇。
農(nóng)村無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
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本方案中，天博通信按照無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸層次，分“鎮(zhèn)到村得傳輸”和“農(nóng)戶區(qū)的覆蓋”兩大模塊進(jìn)行論述。鎮(zhèn)到村傳輸?shù)年P(guān)鍵是距離和帶寬，農(nóng)戶區(qū)的覆蓋關(guān)鍵是有效覆蓋范圍和用戶如何接入。
鎮(zhèn)到村的傳輸
利用農(nóng)村臨近城鎮(zhèn)的機(jī)房通過骨干網(wǎng)絡(luò)與internet相連，基于天博通信wds技術(shù)，利用無線網(wǎng)橋作為發(fā)射基站，與農(nóng)村的無線網(wǎng)橋基站作點對點的無線橋接傳輸，農(nóng)村端的無線基站在接收鎮(zhèn)傳輸?shù)臒o線主干信號后，再利用無線 ap作全村范圍的無線信號覆蓋。在無線橋接過程中，若傳輸距離過長，為了保證長距離無線傳輸具有足夠的帶寬，可以采用中繼跳接的方式，即中間再部署一對網(wǎng)橋進(jìn)行轉(zhuǎn)接。鎮(zhèn)到村的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是鎮(zhèn)節(jié)點與村節(jié)點一對無線網(wǎng)橋的傳輸，具體部署辦法還要考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境、安裝條件等因素。
農(nóng)戶區(qū)的覆蓋
針對不同的地理條件、住戶分布等特點，我們推出了兩種解決方案，由中心四周擴(kuò)散信號的方案和由農(nóng)村邊緣一側(cè)向里擴(kuò)散信號的方案。
方案一：
多點覆蓋方案中，ap 覆蓋點采用天博通信tbc-ot2700bpad系列室外ap+全向天線方式，每一個ap可接進(jìn)并發(fā)用戶100個左右，用戶可以采用就進(jìn)接入的方式連進(jìn)internet 網(wǎng)絡(luò)，這種方案要求單ap無阻擋，覆蓋半徑1.5公里左右，網(wǎng)絡(luò)帶寬穩(wěn)定。類似wireless mesh 組網(wǎng)模式，利用一個高寬帶接進(jìn)點(幾百或千兆光纖)形成幾個ap覆蓋點。在塔臺分別部署一個 2.4ghz射頻卡的ap和一個 5.8g射頻卡的 ap.2.4ghz ap 外接2.4ghz 全向天線用于周邊 360°無線覆蓋；5.8ghz ap 利用自帶的扇區(qū)天線將寬帶信號回傳給四周的輔覆蓋點的5.8ghz定向天線，然后再通過2.4ghz的全向天線覆蓋自身周邊范圍。
方案二：
建立一個寬帶接進(jìn)點，依托100mbps光纖寬帶接進(jìn)到tbc-ot2700bpad設(shè)備，考慮到120°天線的邊沿信號強(qiáng)度弱，所以采用中間加功分器連接兩個90°2.4ghz扇區(qū)天線的覆蓋半徑3公里左右(無阻擋)*覆蓋。用戶端可以使用靈敏度較高的無線接收裝置(如“卡王”)，該裝置通過自帶天線接收無線上網(wǎng)信號，并通過內(nèi)置網(wǎng)卡連接到無線網(wǎng)絡(luò)，并通過網(wǎng)線改裝的 usb 延長線到計算機(jī)，實現(xiàn)上網(wǎng)功能。針對不同環(huán)境差異，無線覆蓋方案大體分為兩種：
①直接無線覆蓋方案(適合農(nóng)村基礎(chǔ)建設(shè)簡單，人口密度相對較少的地區(qū))：采用tincam室外型大功率 ap對目標(biāo)接入用戶區(qū)做大范圍無線寬帶信號覆蓋，終端用高功率無線網(wǎng)卡來接收進(jìn)行通信(適合無遮擋或遮擋較少的情況)。
②無線橋接到樓方案(適合基礎(chǔ)房屋建筑復(fù)雜，遮擋較多，住戶較集中的農(nóng)村地區(qū))：使用 tincam一體化的無線 ap通過點對多點無線橋接的方式，在各目標(biāo)用所在大樓/房屋之間建立無線傳輸鏈路。樓內(nèi)部的用戶通過以太網(wǎng)交換機(jī)接入interneti。這種方案能有效避開建筑物墻壁等障礙物對無線信號的衰減，相對化較穩(wěn)定可靠。