无线网桥在农村宽带接入中的应用

2012-08-24杨洪志

科学之友 2012年15期

杨洪志

（中国铁通集团有限公司四平分公司，吉林四平 136000）

1 前言

随着我国互联网业务的迅猛发展，人民生活水平的普遍提高，互联网已进入平常百姓家。城区市民使用ADSL或XPON接入宽带互联网，农村却因区域广阔、地形复杂、住户分散而造成有线网的线路基础差、布设难度大、成本高，从而使许多农村用户买了电脑后却无法享受到宽带互联网。因此，使用无线网络桥接覆盖便成为了理想的乡村网络接入方式。

2 WLAN和无线网桥介绍

2.1 WLAN

WLAN称为无线局域网，工作于2.4 GHZ或5.8 GHZ频段，它利用射频技术代替原来的铜缆双绞线组建局域网。优点是接入灵活、移动性强、安装方便、易于网络规划和拓展。缺点是易受到建筑物、树木、地形的影响，绕射能力弱，易影响到网络质量。

2.2 无线网桥

无线网桥就是无线网络的桥接，是WLAN的一个分支，工作于2.4 G或5.8 GHZ频段，传输标准常采用802.11b或802.11g、802.11a和802.11n标准，802.11b标准的数据速率是11 Mbps。在保持足够的数据传输带宽的前提下，802.11b通常能够提供4～6 Mbps的实际数据速率，而802.11g，802.11a标准的无线网桥都具备54Mbps的传输带宽，目前通过turb和Super模式，最高可达108 Mbps的传输带宽；802.11n通常可以提供150～600 Mbps的传输速率。

无线网桥功率大、传输距离远、抗干扰能力强、不自带天线。无线网桥一般配备扇区天线，传输距离可达3～8 km，配抛物面天线可实现长距离的点对点连接（最大可达约50 km）。

3 农村宽带接入使用无线网桥组建方案

农村住户大都比较分散，每个自然屯有几十户到一二百户不等，相邻村距离2～6 km。当前GSM、3G无线网络覆盖大部分农村，在农村乡镇及村屯制高点设置了宏基站信号发射塔，蜂窝式布网将无线覆盖范围划分为若干区域，每个基站就是一个区域。在基站信号发射塔上安装大功率室外无线网桥作为AP基站覆盖，采用2.4 GHZ频率覆盖所在区域用户，天线使用扇区天线，尽量架高一点，每个AP可接入30～40个并发用户，如果不够可增至3个AP，但频道一定要不同，避免同频干扰，一般选1，6，11频道。在用户端使用无线网卡或客户端接收，见图1所示。

图1 无线AP覆盖方式

相邻两个区域可以使用无线网桥进行点对点桥接作为干线链路，采用5.8 GHZ频率的室外网桥。利用两个基站铁塔或选择用户比较集中、地势较高的地点架设天线，要求两个点对点无线网桥天线必须可视，见图2所示。

图2 点对点桥接，无线中继方式

3.1 无线网桥选择标准

（1）无线网桥的稳定性要高。因为设备一般架设在基站铁塔上面，架设位置非常高，维修设备可能需要反复攀爬铁塔，往返农村现场，随着人工费的增加，这种费用会成为运营商无线接入中最主要的部分，因此，选择品质优良、稳定性高的设备才是最经济的选择。

（2）无线网桥覆盖范围要大。由于农村环境地广人稀，用户分布较为分散，用户发展较慢，考虑到初期的投资和收益，要求每个设备能够覆盖尽量大的范围，以降低初期设备数量，减少投入资金。因此，应选择输出功率够大、接收灵敏度高的设备。

（3）无线网桥可提供的带宽要尽量够大。现在用户对网速的要求比较高，WLAN提供的带宽为用户共享带宽，在对用户做固定限速的情况下，产品可提供的有效带宽越大，可以发展的用户就会越多。

（4）无线网桥抗干扰能力要强。设备架设的基站铁塔无线设备较多，需要选择抗干扰能力强的设备。

3.2 无线网桥放置位置

（1）无线网桥尽量架高，尽量设在用户接收端可视的方向上，以减少穿墙的数量。

（2）建议无线网桥放置在基站铁塔的平台上。

3.3 用户侧无线网卡的选择和安装

（1）选择大功率带USB接口的网卡。农村的用户分散，AP的放置位置会因为实际条件有所限制，故选择接收效果好的网卡会大大增加设备的覆盖范围。

（2）选择合适的客户端设备。用户的接收设备除了网卡外，在较远距离下推荐使用POE供电的室外客户端设备来接收，即CPE。

（3）客户端（CPE）的安装位置：放置在房顶烟囱上，或电视接收天线杆上，高度能够可视到AP天线即可,以便增加覆盖信号。

3.4 设备带宽

WLAN设备通常说的速率是网络吞吐量，实际的可用速率只有1/2，甚至更少，在室外的环境下还要做一些预留量，比如54 Mbps的设备数据吞吐量最大为25 Mbps左右，在室外农村覆盖的环境下，只能按照最大值17～18 Mbps来计算。

3.5 并发用户数

因为农村用户上网时间都很集中，除了考虑带宽外，不同品牌不同型号的产品因为选的元器件、芯片等不同，所以可以承载的用户数量也不同。可以接入的数量和并发用户不是一个概念，有的品牌可能允许接入的网卡数量较多，但是多网卡同时工作时，会造成设备处理不过来，导致设备死机。

3.6 低温适应

东北冬季的气温非常低，农村覆盖的设备需要24 h长时间运行，故选择的设备一定要是耐低温设备。

4 网络拓扑图

我们以选择美国优博通（UBNT）无线网桥和客户端（CPE）为例，来组建农村WLAN宽带覆盖。基站侧无线网桥选择UBNT Rocket M2，天线选择AM-2G15-120扇区天线，客户端（CPE）选择NanoStation Loco 2无线网桥。传输链路选择NSM5无线网桥进行点对点桥接。网络拓扑图见图3所示。

图3 网络拓扑图

使用既有光缆资源把宽带信号输送到农村区域边缘，再利用无线桥接按2G、3G覆盖区域部署无线WLAN覆盖。无线接入层AP经过POE网络交换机再通过无线网桥汇聚层链路接入到IP城域网。

5 无线网桥的配置

5.1 基站侧Rocket M2配置

UBNT支持WEB界面管理方式。其出厂默认地址为192.168.1.20。电脑IP配置192.168.1.200，在浏览器中输入IP地址后，会弹出输入用户名和密码的对话框，输入之后即可登陆设备配置界面。

5.1.1 设置工作模式

点开WIRELESS标签，Wireless Mode（无线工作模式）：选择Access Point；SSID/ESSID：设备默认 SSID 为 ubnt，可根据用户需求更改。这里使用默认值ubnt。Frequency MHZ：选择2 412（1频道 2 412～2 422 MHZ，6频道 2 432～2 442 MHZ，11频道 2 452～2 472 MHZ）；county code：选择 china。

图4 Rocket M2 WIRELESS配置界面

5.1.2 Network配置

Network mode:选择Bridge；ip address：由于设备的出厂IP地址均为192.168.1.20，要使调试设备的IP地址不能冲突，所以可将Access Point端的IP地址设置为同IP段其他地址：如192.168.1.30。

图5 Rocket M2 Network配置界面

以上基站侧RocketM2配置完毕。

5.2 客户端（CPE）NanoStation Loco2配置

5.2.1 设置WIRELESS工作模式

点开 WIRELESS标签，Wireless Mode：选择 station；SSID/ESSID：更改为与基站AP相同SSID（ubnt）。county code:选择china。

5.2.2 Network配置

Network mode:选择 Bridge；ip address：不能与 AP 冲突，将 IP地址设置为同IP段其他地址：192.168.1.31。

图6 NanoStation Loco2 WIRELESS配置界面

图7 NanoStation Loco2 Network配置界面

以上用户侧NanoStation Loco2配置完毕，此时，客户端与基站AP就可以建立连接了，用户可进行PPPOE拨号上网，也可通过运营商分配的固定IP上网。

5.3 点对点桥接，无线中继方式设备配置

使用5.8 GHZ频率无线网桥，组建点对点链路。一台设成AP方式，另一台设成station方式。

5.3.1 设置WIRELESS工作模式

点开WIRELESS标签，Wireless Mode：选择Access Point；SSID/ESSID：根据需要更改名称，如UBNT1；Frequency MHZ：选择 5745（1频道 5745 MHZ，2频道 5765 MHZ，3频道 5785 MHZ，4 频道 5805 MHZ，5 频道 5825 MHZ）；county code:选择 china。