5.8 GHz无线宽带网技术及应用实例_数据通信

吉林市通信分公司朱军李妍莹

　　自从2002年5月中国电信拆分以来，电信运营商竞争的局面已基本形成；同时由于宽带业务发展迅猛，运营商们共同存在着有线网络资源缺乏、无法充分满足快速发展的市场需求的问题——因而接入网方面变得非常关键。随之而来，电信市场上投资方向发生了改变，从骨干网、光纤网转向了接入网和增值服务网络。

　　基于3.5GHz、5.8GHz、26GHz频率上的无线宽带接入系统都为解决这种矛盾提供了各自的方案。其中5.8GHz是2002年7月无线电管理委员会刚刚核准运营的频段，5.8G频段频率支持工作在5.725～5.850GHz的IEEE 802.11a标准，支持6、9、12、18、24、36、48以及54Mbit/s动态速率调整，在增压工作模式下，可获得高达108Mbit/s的带宽。该产品支持SSID号、64bit/128bit 的等效有线加密WEP协议以及MAC地址过滤等高效安全措施。在带给客户无线网络便捷的同时，解除了其对安全的后顾之忧。该频段的开通无疑给拥挤的2.4GHz频段缓解了压力；同时由于5.8Gbit/s设备频段开放、费用低廉（无线通信使用的是非执照频带，在国际上无需反复交纳执照申请费）而受到了广泛推崇。

一、概述

　　早在2000年底就已有Atheros公司等厂商和其他机构开始重视起802.11a，到了2001年初，802.11a更是倍受宠爱。目前对该技术标准深感兴趣的全球知名厂商就有Cisco、Lucent、3Com、Intel、Compaq和Dell等等。这些厂商提供的产品都为基础电信运营商、ISP、驻地网服务商、行业企业客户提供了有力的解决方案, 实现在很短的时间内低成本地架设起“最后一公里”宽带接入系统。

　　无线宽带网的客户具有可移动性，可以在各接入点（AP）间漫游，而且可以达到较高的数据传输速率。对于电信运营商而言，无线网络作为有线网络的延伸和补充，首先可以在传统有线网络难以实施或来不及实施的场所进行网络覆盖。在不能实施或需要临时实施的场所架设无线网络，提供无线宽带网服务，是业务进入的一个良好切入点。

二、IEEE 802.11a与IEEE 802.11b的主要区别

　　从技术角度看，802.11a与802.11b虽在编号上仅一字之差，但它们间的关系并不像有些硬件产品换代时的简单升级。

　　1．二者的主要差别在于工作频段，前者为5.2GHz，后者为2.4GHz，这也导致了它们支持的数据传输率的不同，前者可以达到后者的5倍之多，这正是802.11a被重视的关键所在。虽然当前普遍开始流行的802.11b无线产品实现的11Mbit/s的传输速率可满足一般的上网冲浪、数据交换和共享外设等需求，但并不能很好地满足音频或视频流等大容量数据的传输，所以将来随着对无线网带宽的进一步要求，可提供54Mbit/s（据悉：Atheros公司开发的一种增强模式可达到72Mbit/s的峰值）的802.11a显然更具竞争力。

　　2．使用频段的不同也使802.11a具备有利的一面。因为5.2GHz的高频段目前很少被占用，这使得未来的802.11a产品在无线传输数据的过程中所受到的干扰大为降低。而802.11b使用的2.4GHz，却是当前被微波炉或有些蓝牙手机等设备广泛采用的频段，它的无线产品所受到的信号干扰程度不言而喻。

　　3．802.11a产品比802.11b产品具有更低的功耗。这对笔记本电脑或PDA等使用它的移动设备意义非常重大。

　　4．802.11a最可靠、最有效的特点是：可以满足高带宽应用支持大量用户的需要——8个不重叠信道使部署的可扩展性和灵活性更高。因此，可以将8个接入点编成一组，提供高达432Mbit/s的共享吞吐量来支持同一地区的多个用户。这为没有部署无线局域网的用户、期待增加或扩展现有无线局域网的用户提供了最有价值的高性能网络选择。

三、无线宽带网的特点

　　1.安装便捷

　　一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而建设无线网络最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点 (Access Point) 设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。

　　2.使用灵活

　　在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线网络建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。

　　3.经济节约

　　由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。而无线网络可以避免或减少以上情况的发生。

　　4.易于扩展

　　无线网络有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，无线网络就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络无法提供的特性。

　　5.更好的安全性（802.11a的一大特色）

　　已经广泛应用于远程访问的VPN采用了多种安全机制，其中互联网协议安全（IPSec）规范是使用最广泛的一种。它能够确保只有授权用户可以访问网络，数据不会被截取。

　　802.11a 通过VPN和IPSec的完美结合，解决了现今对无线网络的安全需要。利用这一解决方案，无线接入点只需简单配置来支持开放访问，而无需任何WEP加密，因为VPN信道即可保证安全性（VPN服务器提供对WLAN的鉴权和完全加密）。同时，通过使用数字证书，提供了系统的鉴权能力（即使发生未经授权的访问，WLAN通信也不会被读取或改写）。另外，与WEP和 MAC地址过滤不同，此种解决方案可以扩展到非常多的用户，使组建WLAN更加轻松和经济。

四、应用介绍

　　1.吉林大学校园广域无线网络（以奥维通公司的5.8G产品为例进行说明）

　　新吉林大学是由原吉林大学、吉林工业大学、白求恩医科大学、长春科技大学、长春邮电学院五校合并后成立的，合并后共八个校区：前卫校区南区、前卫北区、南岭校区、南湖校区、新民校区、朝阳校区、卡伦湖校区、朝阳东区。吉林大学校园网办公系统将解决校区的办公系统及其他计算机网络应用，实现八个校区间计算机网络的高速通信链路问题。

　　为了确保客户的投资利益与应用需求，在系统设计时要充分考虑到系统的先进性、实用性、可扩充性和可维护性,保证系统运行的可靠与安全保密，建立经济合理、资源优化的系统。

网络拓朴图如图1所示：

　　根据吉林大学校园办公网的结构，无线网设计是以前卫校区南区为中心，南岭校区和南湖校区作为两个中继点，分别对其它六个校区远程点。在前卫校区南区中安装两台WBS-DS.11无线接入点，其中一台接定向天线对南岭校区作点对点连接，另一台通过两路功分器接两面定向天线分别与长春邮电学院和邮电六厂作一对二连接。在中继点南岭校区安装一台WBC-DS.11对前卫南区，同时连接一台WBS-DS.11，通过一个三路功分器接三面定向天线分别对三个远程点：前卫校区北区、朝阳东区、卡伦湖校区。在另一个中继点南湖校区安装一台WBC-DS.11对前卫南区，同时连接一台WBS-DS.11，通过一个两路功分器接两面定向天线分别对两个远程点：新民校区和朝阳校区。各远程点只需要配置一台无线网桥WBC-DS.11通过定向天线对中心点或相应的中继点，即可实现高速、可靠的数据传输。

　　吉林大学高速无线校园网的建立，实现了学校内各类信息资源的共享，为学校各类人员提供充分的网络信息服务；同时提供简单、有效、便捷的理想办公、教学环境，对学校的信息化建设起到巨大的推动作用。

　　2．电信级无线宽带网络

　　以吉通网络通信公司吉林市分公司的无线宽带网络为例，简介电信级无线宽带网络。其拓朴图如图2所示：

　　这是一个电信级的无线宽带网络，在中心机房安装两台5.8G无线宽带设备：Western 2E1+10BaseT 、Harris 2E1分别通过定向天线与微波中继站一、微波中继站二对接，传输距离最远可达40公里；在中心机房设置网络交换设备，主要负责为本网络的专线客户和窄带拨号客户提供互联网通信出口（租用中国网通公司的长途电路实现与北京吉通公司主机房的连接），出口总带宽为10Mbit/s。

　　微波中继站一与中心机房的直线距离为10公里，采用定向天线与中心机房作点对点连接，空中传输速率最高可达14Mbit/s（提供一个10M以太网接口和两个E1接口）；同时架设一台全向天线做网络用户层接入，接入层使用Breezecom公司的2.4G无线宽带设备，网络覆盖半径为10公里。微波中继站二与中心机房直线距离为7公里，与中心机房定向对接，空中传输速率最高可达4Mbit/s（提供两个E1接口）；根据市场需求，在微波中继站二架设若干定向天线，为终端客户提供点对点互联网专线接入。通过在中继站一和中继站二设置宽带交换机，可在一定区域内向客户提供局域网接入服务。

　　目前此网络共有3000个窄带拨号客户和近70个互联网专线客户，受网络出口总带宽的限制（10M），高峰时期出口带宽占用率高达90%，此时信道拥塞、服务质量急剧下降，出口带宽不足是此网络的主要通信瓶径。

　　5.8GHz无线宽带技术的成熟使网络基础设施发展到了一个全新阶段，在不久的将来，无线网络的优势必将越来越明显，设备越来越经济、实用，无线网络的部署越来越广泛。通过无线宽带网络，便携式电脑客户在工作园区或校园中移动时，仍然可以保持连接，轻松地接入有线网络的资源；现场销售人员可以从酒店或机场的接入区访问公司局域网，从而极大提高工作效率。许多分析家认为，无线市场现在到了关键的大规模普及阶段，有望出现快速增长。

　　与此同时，无线技术仍在继续发展，个人电脑、PDA、电话、打印机和其它客户端设备有望实现可靠的无线连接（其中蓝牙科技也在推动着这些技术的进一步发展），局域网和广域网有望实现无缝互联。无线应用的迅速发展正在推动这一前景的早日到来。

　　而各地的固定网络电信运营商在相继推出无线市话业务之后，通过建设无线宽带网将有望实现下一步业务扩张。通过无线宽带技术我们不仅可以加快网络建设步迈，解决线路无到位处的客户接入，还可以随时将我们的网络扩展到机场、临时会展场馆、大型运动会等场所，提高业务能力。在提早规划、超前发展的经营思路指导下，利用无线宽带网这一高新技术，将促使我国的通信企业实现跨越式发展。

----《通信世界》