基于pon承載的光口ap的wla網(wǎng)絡(luò)解決方案

基于pon承載的光口ap的wla網(wǎng)絡(luò)解決方案

0室外wla部署現(xiàn)狀隨著智能城市和無線城市建設(shè)的推進(jìn)，wlan作為高速率、易易部署、終端普及等網(wǎng)絡(luò)，已廣泛支持大型第三方無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。隨著戶外無線通信模式的不斷普及，用戶對室外無線通信的需求越來越高，對室外無線通信系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。然而，在傳統(tǒng)的大規(guī)模電子接口ap的形式下，wlan系統(tǒng)面臨著各種各樣的挑戰(zhàn)，比如高速成本、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)難以避免的問題，以及大規(guī)模戶外無線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。而且,目前室外WLAN覆蓋場景眾多,對各個(gè)場景下AP的供電沒有統(tǒng)一、具體的解決方案。本文介紹了基于PON承載的WLAN的兩類AP技術(shù)應(yīng)用方案,分析不同場景下PON承載AP的供電方式,研究其遠(yuǎn)端供電解決方案及應(yīng)用場景,同時(shí)以上海移動公司實(shí)際建設(shè)應(yīng)用為例進(jìn)行應(yīng)用分析,對比工程實(shí)施成本和投資效益,從而提出基于PON承載AP及其遠(yuǎn)端供電技術(shù)的應(yīng)用方案和建設(shè)策略。1基于gpon傳輸網(wǎng)絡(luò)的承載方式目前在城市無線建設(shè)中,絕大部分WLAN網(wǎng)絡(luò)基于GPON傳輸網(wǎng)絡(luò)承載,對于接入網(wǎng),GPON承載方式可分為電口AP模式和光口AP模式。1.1ap方式特點(diǎn)當(dāng)前基于GPON承載網(wǎng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)以電口AP模式為主,接入場景主要有兩種:1)AP到交換機(jī)的距離較近(小于100m),ONU下連電口交換機(jī),AP通過五類線連接交換機(jī);2)AP距離交換較遠(yuǎn)(大于100m),ONU下連電口交換機(jī),AP和交換機(jī)之間增加一對光轉(zhuǎn)通過光纖連接?；赑ON承載的電口AP模式存在諸多不足:使用有源器件數(shù)多,功耗大;網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)數(shù)目多、故障率高;五類線直連AP傳輸距離短、不利于擴(kuò)展;結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度低,不利于施工,占用資源多。而采用光口AP模式的全光WLAN網(wǎng)絡(luò)的能較好地解決上述不足。1.2基于an模式的算法目前基于GPON承載的WLAN,采用光口AP的WLAN接入方式有兩種:ONU下采用光交換機(jī)對AP進(jìn)行收斂的方式和ONU設(shè)備直連光口AP。由于目前ONU上不支持VLAN劃分,后臺網(wǎng)管系統(tǒng)不支持ONU管理光口AP,故主要采用ONU下采用光交換機(jī)對AP進(jìn)行收斂的方式。光口AP模式的優(yōu)點(diǎn)如下:1)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)減少,能有效降低故障率;2)隨著有源器件使用的減少,大幅降低了運(yùn)行功耗;3)全光纖直驅(qū)型的WLAN網(wǎng)絡(luò)大大提升傳輸距離;4)采用光交換機(jī)及光口AP后,可節(jié)約安裝空間,進(jìn)一步提升了器件箱的集成度,提高了工程實(shí)施便利性,降低了資源浪費(fèi)。綜上,隨著后續(xù)光口AP設(shè)備的逐步成熟,建議今后在無線城市建設(shè)中逐步引入光口AP替換現(xiàn)有電口AP。2市民廣場、公園、街區(qū)目前無線城市室外WLAN覆蓋場景主要包括商圈、步行街、市民廣場、公園、郊區(qū)等。根據(jù)不同的場景的建筑特點(diǎn),結(jié)合各類場景的用戶群上網(wǎng)特征,這里將幾種典型的室外WLAN場景分為三類并給出AP供電解決方案,如表1所示。2.1快速安裝的燈桿或公安監(jiān)控桿場景商圈、步行街和市民廣場等室外場景的特點(diǎn)是:建筑物集中、分布不均、用戶相對集中、移動終端多、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要求較高。此種場景多分布有密集的燈桿或公安監(jiān)控桿,可采用和路政及公安合作方式將AP安裝于燈桿或監(jiān)控桿上,兩者均能提供穩(wěn)定市電,這樣可給AP就近取電提供便利性。PON承載下WALNAP就近取電的方式,供電原理如圖1所示,AP安裝在燈桿或監(jiān)控桿上,直接從監(jiān)控桿公安箱等公用設(shè)施引入市電到AP器件箱插線板供電。2.2光電復(fù)合纜在公用通信中的應(yīng)用公園場景,作為公益WLAN覆蓋。雙休等節(jié)假日,有眾多家庭及游客來此散步游玩、放風(fēng)箏、賞花等,人流較密集,且公園內(nèi)熱點(diǎn)分布較為散亂,建議采用與原室外宏站共址、借用公園燈桿或自立桿的方式建設(shè),前兩種方式可獲得較穩(wěn)定供電,后一種方式可能無法得到就近取電的條件,故建議采用遠(yuǎn)程供電的方式,遠(yuǎn)程供電主要分為交流遠(yuǎn)供和直流遠(yuǎn)供兩種技術(shù)。(1)交流遠(yuǎn)供。交流遠(yuǎn)供方式的原理如圖2所示,在敷設(shè)傳輸鏈路的時(shí)候?qū)ｉT敷設(shè)一路交流供電線路,為AP供電。(2)直流遠(yuǎn)供。直流遠(yuǎn)供采用光電復(fù)合纜,是一種新型接入方式,它集光纖、輸電銅導(dǎo)線、金屬線對于一體,可以同時(shí)解決寬帶接入和設(shè)備用電等問題。光傳輸和電能傳輸屬于兩種不同類型的傳輸方式,傳輸過程中并不會發(fā)生互相干擾。在公用通信建設(shè)中,光電復(fù)合纜可同時(shí)解決設(shè)備用電及信號傳輸問題,它保留了普通光纖光纜的特性,而且還能滿足低壓輸電電纜的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。它是隨遠(yuǎn)程供電技術(shù)成熟應(yīng)用而開發(fā)出的新型光纜結(jié)構(gòu),光纜纖芯一般最大做到48芯,電源線直徑一般為0.5~2.5mm。直流遠(yuǎn)供方式原理如圖3所示,是直接將機(jī)房內(nèi)穩(wěn)定的-48V電源經(jīng)遠(yuǎn)供電源處理,以最大效率的方式通過光電復(fù)合纜直接給接入端的AP設(shè)備供電。直流遠(yuǎn)供不受當(dāng)?shù)厝魏瓮ｋ娗闆r的影響,有效杜絕斷電事故,且在工程投資中更具優(yōu)勢。以浦東高橋公園WLAN建設(shè)工程為例,分別采用直流遠(yuǎn)供和交流遠(yuǎn)供方案的工程總投資估算比較如表2所示。直流遠(yuǎn)供比交流遠(yuǎn)供方式節(jié)省了約5%的投資。2.3太陽能供電系統(tǒng)旅游景區(qū)、郊區(qū)等空曠場景,人員稀少、并發(fā)用戶少,WLAN主要提供公益性覆蓋,沒有電信級的高要求,故主要在游客集結(jié)點(diǎn)等少數(shù)地點(diǎn)進(jìn)行熱點(diǎn)覆蓋,該類場景并無太多監(jiān)控桿或燈桿可借用,故主要采用與野外基站共址或自立桿方式,但不同與公園,對于自立桿,景區(qū)環(huán)境較為復(fù)雜、如采用有線供電的方式,可能存在線路架設(shè)困難、成本高、維護(hù)不方便及容易遭雷擊等自然災(zāi)害的危害,故建議使用太陽能供電解決自立桿供電問題。太陽能WLAN系統(tǒng)就是由太陽能作為AP通信電源的供電系統(tǒng)。通信電源有12V、24V、48V等系統(tǒng),但在太陽能系統(tǒng)中考慮到內(nèi)阻問題,一般采用24V系統(tǒng)為宜。太陽能供電系統(tǒng)主要由太陽能電池模組(電池板)、蓄電池、控制器、負(fù)載組成,系統(tǒng)連接如圖4所示。系統(tǒng)中電池板、蓄電池和負(fù)載分別接到控制器的相應(yīng)接口,由控制器控制負(fù)載的工作和蓄電池的充放電。工作原理為:白天在有光照的情況下,電池板在陽光的照射下發(fā)生光電轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生電量,提供負(fù)載工作的能量,同時(shí)將多余的能量儲存到蓄電池中。夜間,不能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,則蓄電池中的電量釋放出來供給負(fù)載工作。3全光網(wǎng)無線傳感器的應(yīng)用效率3.1光口ap模式基于PON承載下的全光網(wǎng)WLAN方案,簡化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),降低了室外單AP投資,并已投入實(shí)際工程應(yīng)用。如圖5所示,在圈所示接入網(wǎng)部分,光口AP模式下WLAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)較電口AP模式明顯得到簡化。圖5電口AP模式(左)和光口AP(右)模式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(參見右欄)3.2ap配套費(fèi)用以陸家嘴無線金融城三期建設(shè)工程為例,室外單AP配套的費(fèi)用,電口AP模式為10106.3元,光口AP模式為8404.13元。光口AP模式較電口AP模式下單AP配套費(fèi)用下降約20.3%。且電口AP因外接光轉(zhuǎn),需使用2根纖芯,而光口AP僅使用1根纖芯,節(jié)省一半的光纖資源。3.3ap模式分析光口AP模式下WLAN網(wǎng)絡(luò)較電口AP模式下使用有源器件數(shù)量大幅減少,同樣以陸家嘴無線金融城三期建設(shè)工程為例,建設(shè)規(guī)模為23個(gè)室外AP,如按電口AP模式則需使用有源器件64個(gè),平均單AP有源器件2.78個(gè)。如按光口AP模式則僅用有源器件24個(gè),平均單AP有源器件1.04個(gè),平均單AP有源器件配套量減少了約62.6%。一方面,有源器件數(shù)量降低,整體功率發(fā)熱量減少,可有效降低高溫下設(shè)備故障率,另一方面有源器件數(shù)量的下降也可降低維修難度,有效減少后期維護(hù)成本。3.4整體設(shè)備控制電口AP模式交換機(jī)及AP間采用五類線傳輸,最大傳輸距離100m。帶寬受交換機(jī)及五類線限制,僅限于百兆級。如交換機(jī)及AP間采用光纖直驅(qū),即光口AP模式,傳輸距離可達(dá)10km。帶寬僅取決于OLT及ONU,能達(dá)到Gb級,同時(shí),傳輸距離、帶寬的提升,便于后續(xù)系統(tǒng)擴(kuò)展,提高后期收益。4光網(wǎng)ap在其他場景的應(yīng)用本文介紹了全光網(wǎng)WLAN的應(yīng)用優(yōu)勢,并針對三類應(yīng)用場景給出建設(shè)方式和遠(yuǎn)端供電模式的建議,同時(shí)也從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、成本分析、后續(xù)維護(hù)等幾方面做出了應(yīng)用成效分析。全光網(wǎng)AP可大幅簡化WLAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、降低投資成本、減少后續(xù)維護(hù)支出,有著良好的應(yīng)用前景。此外,根據(jù)不同的