WiMAX-无线宽带局域网解决方案

WiMAX-无线宽带局域网解决方案

一、背景资料
　　内蒙古自治区呼伦贝尔市位于中国东北部，内蒙古自治区东北部，东与黑龙江省比邻，西北和西南分别与俄罗斯和蒙古国交界。总面积263953平方千米。总人口271万人（2004年）。当地居住少数民族26个。满洲里、额尔古纳、海拉尔三市天然构成一个金三角自然经济开发区——生态旅游贸易区。
　　该地旅游资源丰富，具有良好的旅游开发前景。但是，由于地处边疆，地形属于森林草原——丘陵地带。近年来该市政府大力开展旅游事业，但由于呼伦贝尔市缺乏基础设施建设的资金和技术条件的种种制约，通讯事业的发展十分落后，已经严重影响到该市的国民经济发展。
　　鉴于以上所陈述的理由，我们认为当前解决呼伦贝尔市的通讯市场的“瓶颈”势在必行。本规划草案适应于所有西部省份的未来通讯事业发展的全局问题，恳请各位领导审阅。

　　二、技术实施可行性分析（条件－环境－资源）
１.国际无线通讯领域的进展
全球WiMedia论坛（论文，主题演讲－略）
全球WiMAX峰会（论文，主题演讲－略）
宽带无线通信技术概览
８０２.１６d国际标准：
　　呼伦贝尔市发展宽带移动通信网势在必行
　　无线局域网解决方案己经开始成为商务客户宽带网络连接的一种技术相对成熟的解决方案。随着商业用户逐渐认识到无线网带给他们生产力的提高和无限潜力，市场逐渐开始膨胀。
　　Frost和Sullivan的统计显示，无线通讯市场的价值在1998年为3亿美元，而到2005年迅速发展到160亿美元。目前，无线局域网只是在一些垂直生产链中开展业务和提供服务，例如生产制造业、仓库、大型超市等，在不远的将来，无线局域网将深入医疗、教育、旅游、商业网点和企业的办公空间。
　　呼伦贝尔市地处边陲，使用固定通信业务有很多的局限性。而快速发展宽带移动通信网，尤其适合于该市的经济发展水平以及提高边疆省份的政治地位和经济地位。开展宽带移动通信业务可以不依赖中国四大电信运营商，自己组网开展综合电信业务（上网、视频会议、语音、数据传输等业务）。
　　此外，可以在自有网络基础上，由电信运营商参与管理和技术支持，或者寻找技术实力强的企业参与运营，保证三年内收回全部投资。

　　根据专家预测，未来五年（２００６——２０１０年），全球移动通讯业务将会有巨大增长空间，２００８年宽带移动业务将达到３０００万美元的市场分额，２０１０年肯定会突破１亿美元。其中，亚洲太平洋地和拉丁美洲地区将有巨大的市场发展空间。

　　２.中国国内技术发展的前瞻
　　 关键技术

　　信道宽（１.２５～２０MHz）带来了资源的扩大，频段分配上有了极大的宽容度，而且不受干扰。通讯质量大大提高，通讯成本降低。而且对于障碍物可以采取绕射的方法，解决微波直线传输的问题，便于我国西部山区和丘陵地带布网。
　　
　　(3)信号编码与调制

　　典型应用举例

　　图２-７　微波通讯技术——应用举例

　　３.呼伦贝尔市无线通讯发展的可行性
①    国家政策扶持。
②    呼伦贝尔市开发旅游环境：本地资源建设的迫切性。
③    组网快速，投资成本较低，避免重复投资，（覆盖全市的无线局域网）
④    布网的灵活性，可以随时适应紧急状况下的布网需求。
⑤    频谱利用率比较高，资源分配宽容度大。（5.8GHz/15-17个信道，1024MHz/30-50个信道）
⑥    经济发展的增值点，今后通信市场的利润增长点。
⑦    带动地方经济可持续性发展，带动第三产业的持续增长。可以促使劳动力市场的倾斜（促进当地信息产业尽快与世界新技术接轨）
⑧    分期施工，滚动性发展。
⑨    网络维护成本低，一次性投资，终身受益。
⑩    固定通讯网可以和移动网互动，避免本地前期信息投资的资源浪费。
⑪    技术成熟，国际领先。可持续升级。

　　　 图２-８　可行性分析（发展无线宽带局域网的优势与特点）
　　４.本地可持续发展的优势及地理特点
——呼伦贝尔市旅游资源丰富
——呼伦贝尔市水资源全国第一（人均占有率）
——森林、草原地势较平坦，有利于发展宽带移动通讯业务
——全境覆盖无线移动网络可行
——投资成本低，见效快
——带动地方经济发展，可持续性发展（网络升级容易，维护方便），布网灵活，可以应付应急状况（快速布置蜂窝小区，无使用价值时，设备可以回收，转移财产）。
——扩大呼伦贝尔市劳动力市场的就业机会。
——有利于边疆建设（平时和战争状态网络互换使用）
——开发综合业务，使边疆少数民族尽快致富。
——加强网络通讯的综合效益，开展电信增值业务。（视频会议、短信、彩频、对重点地区或机关实施安防监控）。
——改善呼伦贝尔市口岸地区的通讯环境。
——大力促进旅游业的发展，旅店、宾馆、机关单位的无线接入，肯定提升企业的信息化水平，必然吸引外地和国际朋友。
——扩大少数民族地区与外界交往的频度和力度。
——与俄罗斯在边贸口岸的接触更加便利，网络可覆盖俄罗斯赤塔州部分地区，开展国际资源共享。（* 呼伦贝尔市西北隔额尔古纳河与俄罗斯赤塔州相望）。
——海拉尔机场位于本市西南部，可以在无线网的布局结构中，为机场上下班机的旅客，提供上网及无线通讯的机会。
——今后，为发展航空娱乐项目提供通讯基础设施，便于导航和监控。
——微波通信是未来信息产业发展的增长点，全球都在密切关注，WiMAX技术的实施，可以协助本地区提升信息化发展的水平，带动或影响到全行业的进步。

图2-9 海拉尔机场（内蒙古海拉尔——东山机场）位置示意图

　　５.方案实施的可行性
——技术可行性（成熟的技术和设备）设备本土供应，无须国外采购
——资源优势
——地域优势
——布网灵活，布点灵活，随时加减小区数目和基站布点个数
——壹次投资，终生受益
——政府政策支持，可持续发展
——立足本地人才，适当依赖外来人才技术支持。
——没有重复投资的后顾之忧；网络可追随国际通讯领域的最新发展随时更新。
——迅速增长的市场开发前景（通讯业务的增殖服务以及宽带使用年费收缴）旅游黄金季节可以适当收取游客的入网费用。
——无须考虑频点无须无委会批准的频点（公共频点）。
——频道可以复用（每个基站小区拥有信道１７—３５个）
——带宽绝对能够满足企业和个人的应用需求（４—８Mbps）
——采用５.８GHz系统，可分配频道可以满足本市全境覆盖的需要。
一期工程基站建设，可以覆盖呼伦贝尔市大约５４%的面积。（１８基站*单个基站蜂窝面积＝１８*１８５０＝141300平方公里）
——每个基站小区覆盖面积大约在７８５０平方公里（按照蜂窝半径计算），极大改善本地区的移动通讯环境，同时也丰富了边疆少数民族的业余文化生活。
——可以分三个阶段布网：
①    人口稠密和旅游热点地区（一期工程）以及基站布点；
②    草原和森林地区，东部牧区等（二期工程）
③    三期工程：开展综合业务（视频会议和专项电信、网络增值业务）
——可实现固定通讯网与移动业务网的互动（使用），尽量避免基础设施建设重复投资。
　   如：满洲里、海拉尔、呼伦贝尔市区、根河市、扎兰屯、额尔古纳市都有固定宽带综合业务（ADSL或ISDN）。因此，可以在上述有条件的地区与WiMAX网结合使用，做到固定业务（通讯）与移动业务的有机结合，以减少先期投资（固定资产）保值与增值。



　　三、本地无线宽带（通讯）局域网规划设计
参见：图3—1
      
图3—1（无线宽带局域网规划草图）
基本设想（网络结构－技术参数）
１、网络结构拓扑图

图３-２　无线局域网络拓扑结构简图
2、骨干网布局设想
①    采用WiMAX技术的基础架构组网。
②    每个基站分成7*3结构的小区
③    蜂窝小区采用4*3结构。
④    固定与无线宽带移动网的互动。
⑤    带宽采用５.８-１０MHz微波通讯。
⑥    基站蜂窝小区信道：１７—３０

图3—３　小区蜂窝网结构


图３—４　市内基站的频道划分示意图

３、４*３蜂窝结构模型

图３—６　蜂窝小区４*３结构模式图
呼伦贝尔森林草原布网模式图

图：３—７　网络覆盖面积测算图示
４、组网概要（布局和基站）
１８个基站基本把呼伦贝尔全市范围包络，可以先在城镇人口稠密区布网，取得规模经济效益后，再将投资收回部分，投入二期工程。
蜂窝小区网络设计原则：
①    ４*３结构与７*３结构的有机结合
②    注重人口稠密地区与固定网的衔接，
③    适当使用８０２.１１协议的AP点接入；
④    完善网络的全能性和互补性
⑤    每个基站小区覆盖范围：７８５０（平方千米）,按照半径为５０公里计算——50*50*3.141616=7854（平方千米）。
⑥    拓扑结构参见：（图３-２无线局域网络拓扑结构简图）
移动通讯（微波互操作技术）蜂窝小区设计——４*３结构

图：３—８　蜂窝小区４*３结构图解
基站设立——技术实施方案

图３—９　802.11a/b/g 无线接入示意图
５、基站设立原则：
１）    中心城镇：人口稠密区，或旅游热点地区（如：黑山头口岸、扎兰屯市）
２）    基础条件优良——有固定通讯网的宽带支持；（ADSL或ISDN\光纤接入）。
３）    设立基站数目：１８个
牙克石中心站、根河市、满洲里、额尔古纳市、扎兰屯市
贝尔湖站、黑山头口岸、室韦口岸、海拉尔站、呼伦贝尔中心局
４）基站覆盖面积：３１２～５２０平方公里
（R=30Km, A=３１２； R=50Km, A=５１９.６）每个基站可以在居民稠密区或盲区使用４*３结构网络布局，力争全境覆盖。
５）一期工程需要将１８个基站全部建立。估计每个基站建设费用在３０万元人民币，总投资大约为：５４０万元。

６、一般技术参数
A.数据传输及信号调制／编码


▉系统带宽：５MHz~１０MHz
▉信道分配：１５-３５
▉信号编码：OFDM
▉信号调制：微分时隙调制
▉信号覆盖范围：（约）７５００——７８００平方千米
▉信号传输率：２—４MHz
▉基站小区设计规划：１８个
B.应用分析（测试）
　　　（以前期准备工作时实际测量为准）
D.设备配置（要求）

E.本地数据（规范文本）
A.    相关物理化学参数
——呼伦贝尔市（地区）等高线图
——大气物理参数
——信号测试
B. 通讯运营商的组网覆盖范围
F.  WiMAX-无线宽带局域网覆盖面积（估算）
一期工程的覆盖面积A=１８*７８５０=１４万平方公里
本地总面积：263953平方千米
网络覆盖面积占总面积的５４%。二期工程渴望扩大规模
G. 信息中心装修的技术参数
７、通讯基站的建立（蜂窝小区）若干前期准备工作
18个基站的前期建设
居民区和流动人口稠密地区的本底资源考察；
写出《用户需求调查访问问卷》
完善施工队伍的资质考察工作；
所有的立项必须经过专家评审；
向呼伦贝尔市政府申请本地资源调查统计文本文件，包括：
①    资源优势及地理特点，如：等高线、物理化学数据、当地每年游客增长量预测等。
②    通讯网络的本地调查数据
③    当地技术队伍的成熟度调研；
④    劳动力的素质
⑤    组网的基础数据（环境、地质、大气数据、灾害性天气近年来报告等）
８、组网结构设计
   （请蒲总做好市场调研，修改方案设计）包括：技术参数、设备报价单、工程预算等项。
９、工程设备参考报价（概算）

802.11协议——点对点接入（套装）费用预算
设备名称    型号描述    数量    单位    单价    总价
无线路由器    ORINOCO RG-1100 UPDATE    2    台    2500    5000
增益天线    TDJ-2400DA 24DB 定向    2    面    1000    2000
避雷器    日本钻石    2    个    500    1000
馈线接头    PROTEX 2.4G    4    个    100    400
转接缆    40CM 标准    2    条    100    200
馈线    ACCOM    2    根    1200    2400
防水胶布    ANDREW    1    盒    200    200
合计        11200
注释：该预算是点对点的无线接入预算，并且在历次工程施工中参照执行。如：天津无线网吧工程，山西某煤矿“安全防卫”监测系统等实施。

　　四、解决项目实施的相关问题
——用户需求报告（包括：设计调查问卷）
——确立通信中心的地理位置（牙克石市或呼伦贝尔市）
——立项的可行性分析报告（方案）
——工程概算报告
——前期地质勘察、场地施工实施方案
——设备筛选程序
——工程立项程序
——组建设计、施工队伍
——设计草案审批
——开工：方案实施
——预算及项目验收规则
——专家系统的遴选
　　五、几个问题的说明
（另行再做项目可行性分析报告）
——说服当地政府主管部门，尽快决策立项；
——改进技术论证的程序；
——尽快落实施工前期的准备工作，包括：
①    一期投资预算的筹划
②    论证后的专家评审工作；
③    造价估算
④    报价单的前期市场调研。包括考察：国内外产品／设备／系统／测试技术等
——参观国内典型案例，避免仓促上马的决策失误。
——考虑风险与机遇同时存在，采用先进技术，避免落后技术及设备的引进。
——完善工程承（发）包责任制。
——工程施工过程中，严格按照招标原则施工，需要聘请专家实施工程监利理。
概算方法的说明
项目    计算公式    统计值    合计    总计
基站小区间距    D=          半径R＝３０Km    ２５９.８Km
基站小区间距            半径R=５０Km    ４３３Km
基站小区覆盖面积（平方千米）         半径R＝３０Km        ２８２７
基站小区覆盖面积（平方千米）         半径R=５０Km        ７８５４ 　　
４.*３结构蜂窝间距         半径R＝１７Km        １４７.２２Km
４.*３结构蜂窝面积         半径R＝１７Km        １７６.６６Km
全网覆盖总面积         １８基站    N__设定基站数    141300
一期工程概算    基站建设总投资            ５４０万元
网络覆盖：全市总面积                ５４％