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摘 要 随着无线通信技术的不断发展,越来越多的新业务已经可以用无线方式来实现,但每一种技术都存在它的优缺点,在工程实施前应根据实际情况和各种技术及各自的特点选择最适合的技术来制定方案。文章主要阐述了公司在一些市场项目中的业务需求和特点,并通过几种无线通信技术的比较,结合公司无线网络现状来分析建设无线数据网络的目的和意义。
关键词 无线接入;网络发展;数据传输
中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)16-0122-02
近年来无线通信技术发展迅速,MIMO、OFDM等多种技术的出现使得数据在无线传输的传输速度和稳定性上都有了很大提高,在网络接入层方面以其组网灵活、易于维护和施工周期短等特点受到人们越来越多的青睐。然而所有的通信技术都有它各自的优缺点,也正是这些特点使得无线技术在市场新业務的开发中有着不同的应用模式。在制定技术方案时我们应针对不同的业务需求将多种无线技术作比较,充分利用现有的网络资源,选择最适合的技术来制定方案,真正做到“百舸争流”。
1 新业务的提出与特点
随着通信技术的不断发展,人们对无线通信的需求也不再仅限于语音业务,移动化、宽带化,已成为通信技术新的发展方向。无线宽带接入在将来一定会成相当一部分用户的重要选择,并改变人们的生活和工作方式,但在合理应用前我们一定要找到适合它的定位和应用模式。无线接入技术根据接入距离的远近可以分为个人网络、局域网络、城域网络和广域网,应用主要包括室内、无线网桥和公共热点接入等。就目前的市场项目来看,非常适合采用无线技术来解决的业务主要有两类:一是大范围内的多点数据回传,主要是油田数据采集和多点视频监控等业务;二是相对集中的小范围区域内的数据接入,如在某些高档场所无线上网或一些语音数据的综合业务等。第一种业务大部分是在油田作业区或市区内,其主要特点是需要传输的数据点比较多,且有的具有游牧特点,采用有线传输方式无法解决;第二种业务则是在小范围区域内能够采用无线覆盖提供方变快捷的网络接入。在宽带技术大量普及和终端技术高速度发展的带动下,消费者对于无线宽带的要求越来越迫切,但由于对技术理解不够,对网络建设成本没有充分认识,消费者在很大程度上有着非常不切实的期待,希望无线宽带是低价格、高速度的假象。这种情况下运用不同的技术进行市场定位,为不同的无线技术找到不同的市场机会,就成为了无线技术在油田市场项目开发中的一个重要问题。
2 主流无线接入技术的比较
要在市场开发中选择最合适项目的无线技术,首先要对各种技术特点做出比较分析,发挥各自的优势。无线技术发展至今,主流的无线接入主要有以下几种。
1)Wi-Fi(WirelessFidelity),主要是在办公室和家庭中使用的短距离无线技术,其目前可使用的标准有是IEEE802.11a和IEEE802.11b/g/n,该技术使用的是2.4 GHz附近的频段,该频段目前尚属无需许可的公共免费无线频段,因此受到大部分厂商的青睐,其主要特性为速度快,可靠性高。在开放性区域,如终端采用平板电脑接入,室外型基站的通讯距离可达500米左右,如采用笔记本终端则通信距离更远,方便与现有的网络整合,组网的成本更低。Wi-Fi的这些特点使得它非常适合于在会议中心、高档宾馆以及大型展厅等实现“热点覆盖”和部署无线局域网,特别是一些流动人员较多的车站、机场等。如大庆飞机场建成,Wi-Fi是最适合在机场候车厅内布置无线接入的技术。但是由于采用的是2.4 GHz的免授权频率,受到使用这一频段的设备干扰在所难免,因此Wi-Fi需要根据场合决定使用。
2)Wimax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入,它是一项新兴的宽带无线接入技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km,还具有QoS保障、传输速率高等优点,采用代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、MIMO等先进技术,随着技术标准的发展,WiMAX将逐步实现宽带业务的移动化。
Wimax的远距离数据传输相对其它技术有着明显的优势,同时WiMax所能提供的高接入速度提供的最后一千米网络接入服务也是无可比拟的。它可以将Wi-Fi热点连接到互联网,也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展,实现最后一千米的宽带接入。由于WiMax较之Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性,作为一种新兴无线城域网技术受到人们很多的关注。Wimax的这些特点使得它非常适合远距离高速率的数据传输业务,然而它也存在和Wi-Fi同样的频率问题。尽管Wimax已经成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准,但国内仍未给出它的使用频率,许多宽带无线接入系统工作在非常拥挤的频带,带宽限制是制约其网络扩展性的一个主要问题。
3)McWiLL(Multi-Carrier Wireless Information Local Loop),多载波无线信息本地环路,是国内自主研发的宽带无线接入系统,也是SCDMA综合无线接入技术的宽带演进版。McWiLL单基站占用5 MHz的载频带宽,最高吞吐量为15 Mbit/s,较高的频率利用率也是它的优势所在。相对于其他无线接入方式,Mcwill有着国家批准的固定频率,同时支持同频组网,这也使得大规模组网成为可能。而且Mcwill的建设可以利用公司现有无线市话SCDMA网络的铁塔和光缆等资源,能够快速实现网络的搭建。但是基站带宽也是它在某些项目应用中的一个瓶颈,特别是在小范围内有多个接入网络数据节点的情况下显得尤为突出。
3 无线技术应用案例分析
在分析了几种无线接入技术的特点后,对今后一些市场开发项目中无线接入技术的选择就会相对容易许多,以下为几个市场开发项目的技术方案分析,主要是针对油田地区地域较广,分布较散的特点制定的: 采油九厂敖南和新站两个作业区都远离市区,地处偏僻。为保证作业区的安全生产,防止偷油事故的发生,九厂计划在两个边远作业区周边主要路口设置视频监控。考虑到敷设光缆距离较长且有些地段需经过农田,立杆架空不好实施,因此利用厂区内的已有铁塔资源建设Mcwill基站进行区域的无线网络覆盖是相对比较理想的解决方案。除了个别监控点距离铁塔较远外,大部分监控点都在基站覆盖范围内,而距离较远的点可通过wlan的方式实现远距离的数据接入,即节省了投资,又能保证工程实施。
又如在采油六厂作业大队视频监控项目中,作业大队共有14个作业小队,主要负责六厂辖区内的油井作业任务。经与六厂作业大队结合,为了预防作业物资频繁被盗事件的发生,急需在每个作业小队建设视频监控系统,对作业现场进行实时监控。由于作业队的工作性质具有较强的游牧性,传统有线传输方式无法实现,因此采取无线传输方式对整个六厂辖区进行覆盖。六厂作业的队的活动区域限制在东到丰收,西到庆新化工厂以西3千米,北到六厂三矿以北5千米,南到六厂一矿以南5千米,东西宽15千米,南北长20千米的矩形区域内。利用现有的SCDMA无线市话网络资源,很容易便可完成对该区域的Mcwill基站的建设,通过无线网络实现视频数据的回传,从而达到预期的效果。
再如在城管局的西城区监控项目中,由于监控点数量较多,且大多数分布在繁华市区的路口,因此相对比较集中。这些监控点的图像数据要求都传回城管局的监控中心,而且与目前采油七厂的轮训式视频监控不同的是,所有视频流都要上传到服务器,这就要占用相当大的传输带宽,需要多套Mcwill基站组网,这无疑增加了成本上的投入。虽然Mcwill基站可以调整上下行的传输速率,但是需要调整时隙,这对于目前的无线市话网络影响非常大,因此难以实施。如果在市区内大部分地区都实现了无线网络的覆盖,那么采用无线接入还是最方便快捷的接入方式,搭建一个无线的数据接入网络是未来的无线发展趋势,也是运营商开展新业务的又一网络平台。
4 无线接入网络发展构想
放眼目前的电信业,无论是技术还是市场都处在急剧的变革中,发生着深刻的变化:电信技术的不断发展,使得基于包交换的无线接入技术逐渐成熟,推动着数据业务在电信网络中流量的不断增加,甚至超过了话音的流量,可以预见语音通信最终将以纯IP的方式实现。无线对运营企业而言可以说是一个很好的结合光纤与无线拓展市场的方式。如何利用一些即快速又经济的解决方案,抓住当前无线接入技术市场,又为今后网络发展作准备,是所有运营商都必须考虑的问题。
通过近几年的市场项目,我们可以看出无线接入在外围的油田矿区是有巨大市场发展潜力的。在市场方面,我们可以先根据市场需要和现网实际情况,通过在几个油田外围采油厂建设部分Mcwill基站和无线网桥等建立无线接入的传输通道,实现野外作业的视频数据和生产数据回传,即快速又经济的解决现有市场需求。在应用方面,数据业务仍然是将来的主流业务之一,无线接入可以有很多应用,如在部分场所进行“热点覆盖”,或是作为部分地区有线接入方式的一个补充,对于用户密度或业务量不高且分布分散的地区比线缆方式更具竞争力。
众所周知,下一代网络NGN的基本架构是各种固定和移动接入使用统一的IP核心网,使用户自由移动漫游切换,从发展看无线接入采用纯IP核心网也是大势所趋,应该尽快完成过渡。各个运营商在发展3G的同时也在尽力保护现有投资,如CDMA向CDMA2000演进要经历CDMA ev-do等,都要考虑2G与3G长期并存的问题,最终目的是在原有2G网络基础上,根据业务发展需要,增强数据业务的承载能力,是2G网络的升级和演进。公司的SCDMA网络也不会立刻由无线窄带变为McWill宽带接入,考虑到频率资源的紧张和对现网语音基站的影响,市区内大面积建设数据基站仍需谨慎考虑,应在部分有业务需求的地区适当建设,节省投资。当前的SCDMA网是一种过渡,在一定时期后将不复存在,综合接入设备将基于纯IP/Ethernet架构,提供其它基于软交换的增值业务。现在市场的需求也趋向于在一定区域内使用平板电脑进行无线接入办公,如采用McWill网络则需要专用制式的平板電脑。因此将来的无线接入网也会存在设备更新换代的问题,到时应用最多的也许是拥有cpe功能或是可直接上网的pda手机终端,随时随地接入互联网将是今后最具市场的增值业务。
5 结束语
随着移动的通信技术的发展,我们正在面临一个无线的时代,Mcwill、Wi-Fi、Wimax等技术给我们带来无线接入前所未有的新的机遇和挑战。通过多种无线接入技术的多元融合,找到适合用户需求的应用模式,才能为公司今后建设无线数据接入的网络覆盖创造坚实的基础,也为今后在市场开发项目中取得可观的效益。
参考文献
[1]申普兵.宽带网络技术[M].人民邮电出版社,2006.
[2]张博.无线接入技术研究[M].北京邮电大学通信网络综合技术研究所,人民邮电出版社.
作者简介
周立兴(1980-),工程师,本科,2003年毕业于大庆石油学院,现就职于大庆油田信息技术公司规划设计所,从事无线通信专业规划设计工作。
关键词 无线接入;网络发展;数据传输
中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)16-0122-02
近年来无线通信技术发展迅速,MIMO、OFDM等多种技术的出现使得数据在无线传输的传输速度和稳定性上都有了很大提高,在网络接入层方面以其组网灵活、易于维护和施工周期短等特点受到人们越来越多的青睐。然而所有的通信技术都有它各自的优缺点,也正是这些特点使得无线技术在市场新业務的开发中有着不同的应用模式。在制定技术方案时我们应针对不同的业务需求将多种无线技术作比较,充分利用现有的网络资源,选择最适合的技术来制定方案,真正做到“百舸争流”。
1 新业务的提出与特点
随着通信技术的不断发展,人们对无线通信的需求也不再仅限于语音业务,移动化、宽带化,已成为通信技术新的发展方向。无线宽带接入在将来一定会成相当一部分用户的重要选择,并改变人们的生活和工作方式,但在合理应用前我们一定要找到适合它的定位和应用模式。无线接入技术根据接入距离的远近可以分为个人网络、局域网络、城域网络和广域网,应用主要包括室内、无线网桥和公共热点接入等。就目前的市场项目来看,非常适合采用无线技术来解决的业务主要有两类:一是大范围内的多点数据回传,主要是油田数据采集和多点视频监控等业务;二是相对集中的小范围区域内的数据接入,如在某些高档场所无线上网或一些语音数据的综合业务等。第一种业务大部分是在油田作业区或市区内,其主要特点是需要传输的数据点比较多,且有的具有游牧特点,采用有线传输方式无法解决;第二种业务则是在小范围区域内能够采用无线覆盖提供方变快捷的网络接入。在宽带技术大量普及和终端技术高速度发展的带动下,消费者对于无线宽带的要求越来越迫切,但由于对技术理解不够,对网络建设成本没有充分认识,消费者在很大程度上有着非常不切实的期待,希望无线宽带是低价格、高速度的假象。这种情况下运用不同的技术进行市场定位,为不同的无线技术找到不同的市场机会,就成为了无线技术在油田市场项目开发中的一个重要问题。
2 主流无线接入技术的比较
要在市场开发中选择最合适项目的无线技术,首先要对各种技术特点做出比较分析,发挥各自的优势。无线技术发展至今,主流的无线接入主要有以下几种。
1)Wi-Fi(WirelessFidelity),主要是在办公室和家庭中使用的短距离无线技术,其目前可使用的标准有是IEEE802.11a和IEEE802.11b/g/n,该技术使用的是2.4 GHz附近的频段,该频段目前尚属无需许可的公共免费无线频段,因此受到大部分厂商的青睐,其主要特性为速度快,可靠性高。在开放性区域,如终端采用平板电脑接入,室外型基站的通讯距离可达500米左右,如采用笔记本终端则通信距离更远,方便与现有的网络整合,组网的成本更低。Wi-Fi的这些特点使得它非常适合于在会议中心、高档宾馆以及大型展厅等实现“热点覆盖”和部署无线局域网,特别是一些流动人员较多的车站、机场等。如大庆飞机场建成,Wi-Fi是最适合在机场候车厅内布置无线接入的技术。但是由于采用的是2.4 GHz的免授权频率,受到使用这一频段的设备干扰在所难免,因此Wi-Fi需要根据场合决定使用。
2)Wimax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入,它是一项新兴的宽带无线接入技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km,还具有QoS保障、传输速率高等优点,采用代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、MIMO等先进技术,随着技术标准的发展,WiMAX将逐步实现宽带业务的移动化。
Wimax的远距离数据传输相对其它技术有着明显的优势,同时WiMax所能提供的高接入速度提供的最后一千米网络接入服务也是无可比拟的。它可以将Wi-Fi热点连接到互联网,也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展,实现最后一千米的宽带接入。由于WiMax较之Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性,作为一种新兴无线城域网技术受到人们很多的关注。Wimax的这些特点使得它非常适合远距离高速率的数据传输业务,然而它也存在和Wi-Fi同样的频率问题。尽管Wimax已经成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准,但国内仍未给出它的使用频率,许多宽带无线接入系统工作在非常拥挤的频带,带宽限制是制约其网络扩展性的一个主要问题。
3)McWiLL(Multi-Carrier Wireless Information Local Loop),多载波无线信息本地环路,是国内自主研发的宽带无线接入系统,也是SCDMA综合无线接入技术的宽带演进版。McWiLL单基站占用5 MHz的载频带宽,最高吞吐量为15 Mbit/s,较高的频率利用率也是它的优势所在。相对于其他无线接入方式,Mcwill有着国家批准的固定频率,同时支持同频组网,这也使得大规模组网成为可能。而且Mcwill的建设可以利用公司现有无线市话SCDMA网络的铁塔和光缆等资源,能够快速实现网络的搭建。但是基站带宽也是它在某些项目应用中的一个瓶颈,特别是在小范围内有多个接入网络数据节点的情况下显得尤为突出。
3 无线技术应用案例分析
在分析了几种无线接入技术的特点后,对今后一些市场开发项目中无线接入技术的选择就会相对容易许多,以下为几个市场开发项目的技术方案分析,主要是针对油田地区地域较广,分布较散的特点制定的: 采油九厂敖南和新站两个作业区都远离市区,地处偏僻。为保证作业区的安全生产,防止偷油事故的发生,九厂计划在两个边远作业区周边主要路口设置视频监控。考虑到敷设光缆距离较长且有些地段需经过农田,立杆架空不好实施,因此利用厂区内的已有铁塔资源建设Mcwill基站进行区域的无线网络覆盖是相对比较理想的解决方案。除了个别监控点距离铁塔较远外,大部分监控点都在基站覆盖范围内,而距离较远的点可通过wlan的方式实现远距离的数据接入,即节省了投资,又能保证工程实施。
又如在采油六厂作业大队视频监控项目中,作业大队共有14个作业小队,主要负责六厂辖区内的油井作业任务。经与六厂作业大队结合,为了预防作业物资频繁被盗事件的发生,急需在每个作业小队建设视频监控系统,对作业现场进行实时监控。由于作业队的工作性质具有较强的游牧性,传统有线传输方式无法实现,因此采取无线传输方式对整个六厂辖区进行覆盖。六厂作业的队的活动区域限制在东到丰收,西到庆新化工厂以西3千米,北到六厂三矿以北5千米,南到六厂一矿以南5千米,东西宽15千米,南北长20千米的矩形区域内。利用现有的SCDMA无线市话网络资源,很容易便可完成对该区域的Mcwill基站的建设,通过无线网络实现视频数据的回传,从而达到预期的效果。
再如在城管局的西城区监控项目中,由于监控点数量较多,且大多数分布在繁华市区的路口,因此相对比较集中。这些监控点的图像数据要求都传回城管局的监控中心,而且与目前采油七厂的轮训式视频监控不同的是,所有视频流都要上传到服务器,这就要占用相当大的传输带宽,需要多套Mcwill基站组网,这无疑增加了成本上的投入。虽然Mcwill基站可以调整上下行的传输速率,但是需要调整时隙,这对于目前的无线市话网络影响非常大,因此难以实施。如果在市区内大部分地区都实现了无线网络的覆盖,那么采用无线接入还是最方便快捷的接入方式,搭建一个无线的数据接入网络是未来的无线发展趋势,也是运营商开展新业务的又一网络平台。
4 无线接入网络发展构想
放眼目前的电信业,无论是技术还是市场都处在急剧的变革中,发生着深刻的变化:电信技术的不断发展,使得基于包交换的无线接入技术逐渐成熟,推动着数据业务在电信网络中流量的不断增加,甚至超过了话音的流量,可以预见语音通信最终将以纯IP的方式实现。无线对运营企业而言可以说是一个很好的结合光纤与无线拓展市场的方式。如何利用一些即快速又经济的解决方案,抓住当前无线接入技术市场,又为今后网络发展作准备,是所有运营商都必须考虑的问题。
通过近几年的市场项目,我们可以看出无线接入在外围的油田矿区是有巨大市场发展潜力的。在市场方面,我们可以先根据市场需要和现网实际情况,通过在几个油田外围采油厂建设部分Mcwill基站和无线网桥等建立无线接入的传输通道,实现野外作业的视频数据和生产数据回传,即快速又经济的解决现有市场需求。在应用方面,数据业务仍然是将来的主流业务之一,无线接入可以有很多应用,如在部分场所进行“热点覆盖”,或是作为部分地区有线接入方式的一个补充,对于用户密度或业务量不高且分布分散的地区比线缆方式更具竞争力。
众所周知,下一代网络NGN的基本架构是各种固定和移动接入使用统一的IP核心网,使用户自由移动漫游切换,从发展看无线接入采用纯IP核心网也是大势所趋,应该尽快完成过渡。各个运营商在发展3G的同时也在尽力保护现有投资,如CDMA向CDMA2000演进要经历CDMA ev-do等,都要考虑2G与3G长期并存的问题,最终目的是在原有2G网络基础上,根据业务发展需要,增强数据业务的承载能力,是2G网络的升级和演进。公司的SCDMA网络也不会立刻由无线窄带变为McWill宽带接入,考虑到频率资源的紧张和对现网语音基站的影响,市区内大面积建设数据基站仍需谨慎考虑,应在部分有业务需求的地区适当建设,节省投资。当前的SCDMA网是一种过渡,在一定时期后将不复存在,综合接入设备将基于纯IP/Ethernet架构,提供其它基于软交换的增值业务。现在市场的需求也趋向于在一定区域内使用平板电脑进行无线接入办公,如采用McWill网络则需要专用制式的平板電脑。因此将来的无线接入网也会存在设备更新换代的问题,到时应用最多的也许是拥有cpe功能或是可直接上网的pda手机终端,随时随地接入互联网将是今后最具市场的增值业务。
5 结束语
随着移动的通信技术的发展,我们正在面临一个无线的时代,Mcwill、Wi-Fi、Wimax等技术给我们带来无线接入前所未有的新的机遇和挑战。通过多种无线接入技术的多元融合,找到适合用户需求的应用模式,才能为公司今后建设无线数据接入的网络覆盖创造坚实的基础,也为今后在市场开发项目中取得可观的效益。
参考文献
[1]申普兵.宽带网络技术[M].人民邮电出版社,2006.
[2]张博.无线接入技术研究[M].北京邮电大学通信网络综合技术研究所,人民邮电出版社.
作者简介
周立兴(1980-),工程师,本科,2003年毕业于大庆石油学院,现就职于大庆油田信息技术公司规划设计所,从事无线通信专业规划设计工作。