基于WLAN的農(nóng)村寬帶接入技術(shù)研究

林文濤

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基于WLAN的農(nóng)村寬帶接入技術(shù)研究

林文濤

中移鐵通有限公司河北分公司，河北 石家莊 050000

隨著我們國家社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前生活中必不可少的一項(xiàng)。當(dāng)前的中國城鄉(xiāng)差異較大，在建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的進(jìn)程中，信息技術(shù)的建設(shè)成為至關(guān)重要的一部分。將無線通訊與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的WLAN技術(shù)，則成為了一種極為重要的寬帶接入方式。WLAN技術(shù)是采用射頻技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，成本相對(duì)比較低，傳輸速度較快，接入方式簡(jiǎn)單，在建設(shè)新農(nóng)村時(shí)，選擇WLAN是極為明智的。

WLAN；農(nóng)村寬帶；接入技術(shù)；信息技術(shù)

引言

近年來隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)儼然成為生活中不可缺少的一部分。信息資源以其自身獨(dú)特的魅力與號(hào)召力滲透到社會(huì)生活的各個(gè)層面，成為社會(huì)發(fā)展主要?jiǎng)恿Α７叛凼澜纾畔⒓夹g(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為現(xiàn)代化國家的重要標(biāo)志與國家實(shí)力的衡量標(biāo)準(zhǔn)。中國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村發(fā)展深遠(yuǎn)影響著國家的發(fā)展。近年來，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)主義新農(nóng)村的不斷完善，使得互聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)村地區(qū)也得到了較大發(fā)展，但是和城市相比仍有較大差距。加快農(nóng)村地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)接入建設(shè)，切實(shí)改善農(nóng)村地區(qū)寬帶的接入問題，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)村地區(qū)的推廣已經(jīng)成為社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)和“寬帶中國”戰(zhàn)略的重要任務(wù)[1]。

農(nóng)村信息化指加強(qiáng)農(nóng)村信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)農(nóng)村信息技術(shù)的發(fā)展，提高信息資源在農(nóng)村地區(qū)的利用率和整合力度，建立起全面的農(nóng)村信息服務(wù)體系，在農(nóng)村地區(qū)的推進(jìn)信息資源，使得信息技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于農(nóng)村社會(huì)的管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的活動(dòng)、農(nóng)民的生活等各個(gè)領(lǐng)域中。目前農(nóng)村地區(qū)的寬帶接入需求較大，政府也有相關(guān)的政策支持，但是也存在極大的問題。主要原因?yàn)閷拵Ы尤牖A(chǔ)設(shè)施資金投入大與運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高[2]。

隨著WLAN的逐步成熟與完善，較好的解決了農(nóng)村地區(qū)地廣人稀的問題，可將信息時(shí)代快速普及到農(nóng)村，并且具備價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單，傳輸速度快等特點(diǎn)。當(dāng)前WLAN技術(shù)應(yīng)用較為廣泛的就是IEEE802.11x。IEEE802.11無線局域網(wǎng)是一種能夠支持高數(shù)據(jù)傳輸速率的局域網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展歷程從早期的802.11b（2.4GHz），802.11 a/g （5.8G/2.4G），到目前已經(jīng)日益成熟和普及的 802.11n（2.4/5.8GHz），整個(gè)技術(shù)朝著高速率，智能化，高覆蓋性方向發(fā)展。PHY層較早引入了無線通信中較為先進(jìn)的OFDM、MIMO等技術(shù)，可達(dá)到較高的傳輸速率；MAC層使用CSMA/CA機(jī)制，多個(gè)設(shè)備間通過載波監(jiān)聽機(jī)制進(jìn)行信道共享[3]。

WLAN工作于非專用頻段（2.4Ghz&5Ghz），各運(yùn)營(yíng)商、用戶均間可使用此頻段。WLAN 2.4GHz頻段（802.11 b/g/n）頻率范圍為2.400～2.4835GHz，共83.5M帶寬，劃分為13個(gè)子信道，其中互不干擾的信道有3個(gè)，常用的是1、6、11，三個(gè)互不重疊的信道。WLAN 5GHz頻段（ 802.11a/n）頻率范圍為5150MHz～5350MHz和5725MHz～5850MHz，共325MHz帶寬，劃分為13個(gè)信道，每個(gè)信道帶寬為20MHz，主要作為2.4GHz頻段的容量補(bǔ)充。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上可結(jié)合電信運(yùn)營(yíng)商在農(nóng)村地區(qū)建設(shè)的大量的基站鐵塔以及傳輸配套資源，解決農(nóng)村地區(qū)的寬帶接入[4]。

1 WLAN網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)主要有兩種解決方案

自治式架構(gòu)與集中式架構(gòu)，即胖AP和瘦AP。自治式架構(gòu)的建設(shè)中，AP作為一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，需要進(jìn)行獨(dú)立的管理。802.11的無線功能可以由AP獨(dú)立完成，AP在接受到數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀，這種方式被稱為胖AP。集中式架構(gòu)就是瘦AP，它與胖AP相比，是一種層次化的架構(gòu)。通過AC對(duì)多個(gè)AP進(jìn)行控制管理，通過隧道協(xié)議在AP和AC之間進(jìn)行通訊，共同承擔(dān)功能。可以從硬件和軟件兩方面入手，降低AP的復(fù)雜性，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)與處理。二者之間共同協(xié)作，AP進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，而AC則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。WLAN數(shù)據(jù)經(jīng)過AP到達(dá)AC，在由AC處理之后送到有線網(wǎng)絡(luò)，縮減AP的功能。對(duì)二者進(jìn)行比較可知，胖AP的功能更為強(qiáng)大，但是成本也較高，隨后產(chǎn)生的瘦AP則更好的解決了這一問題[5]。

1.1 胖AP架構(gòu)以有線網(wǎng)為基礎(chǔ)，將胖AP搭建起來

但是胖AP結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不容易集中管理。因?yàn)榕諥P中的單個(gè)AP都是獨(dú)立的個(gè)體，獨(dú)自進(jìn)行工作，與用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。每個(gè)AP設(shè)備都需要單獨(dú)的配置之后，才能正常使用。胖AP技術(shù)成熟，兼容性高，可以與不同的廠家相互兼容，前期投資成本也較低，在中小型規(guī)模的組網(wǎng)時(shí)，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。但是業(yè)務(wù)功能簡(jiǎn)單，所以在大范圍地組網(wǎng)時(shí)就不再合適[6]。

1.2 瘦AP的架構(gòu)

安全認(rèn)證，數(shù)據(jù)流量管理，射頻監(jiān)控，負(fù)載均衡等功能，都可以集中交給AC進(jìn)行完成，而AP只是用來收發(fā)數(shù)據(jù)。瘦AP的設(shè)備管理配置全部交給了AC，所以AP自身是不攜帶軟件，通過DNS，廣播等方式來獲取網(wǎng)絡(luò)上的IP地址，進(jìn)行啟動(dòng)并對(duì)其進(jìn)行配置。一臺(tái)AC可以管理多個(gè)AP，AP設(shè)備由AC進(jìn)行統(tǒng)一的管理，這種技術(shù)在一定程度上降低了安裝與維護(hù)成本，所以設(shè)備制造商都對(duì)瘦AP進(jìn)行深入的研究，并推出種類齊全的產(chǎn)品。

圖1 WLAN瘦AP架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

二者之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，雖然瘦AP占據(jù)著有利地位，但是胖AP在用戶少，覆蓋熱點(diǎn)分散，而且設(shè)備不足的情況下被廣泛使用。但是隨著WLAN技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，為了減少日常數(shù)據(jù)維護(hù)的工作量，主要采取瘦AP的組網(wǎng)方式。而且現(xiàn)在的主流WLAN產(chǎn)品，都能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模式來選取合適的組網(wǎng)方式，支持胖瘦AP之間的轉(zhuǎn)換[7]。

2 總結(jié)

農(nóng)村信息化作為社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的重點(diǎn)業(yè)務(wù)之一，一直受到國家和社會(huì)的高度關(guān)注。但是信息化的建設(shè)需要信息基礎(chǔ)設(shè)備作為前提，WLAN技術(shù)與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)相比具有更大的優(yōu)勢(shì)，投資少，建設(shè)快，后期成本低，非常適合農(nóng)村的信息化建設(shè)，在農(nóng)村的大量建設(shè)運(yùn)營(yíng)對(duì)農(nóng)村信息化建設(shè)具有極為深遠(yuǎn)的意義。

[1]段水福，歷曉華，段煉.無線局域網(wǎng)（WLAN）設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].浙江：浙江大學(xué)出版社，2007：96.

[2]張淑娟.農(nóng)村WLAN覆蓋解決方案[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，2011（3）：75.

[3]孫海橋，王太峰，閆輝.西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村寬帶建設(shè)方案研究[J].通信與信息技術(shù)，2013（6）：44-47.

[4]任明立.WLAN解決農(nóng)村寬帶接入的可行性探討[J].中國新通信，2014（14）：9.

[5]王秀琴.WLAN與3G融合技術(shù)研究[J].投資與合作：學(xué)術(shù)版，2011（11）：125.

[6]王先枝，趙小強(qiáng).基于GPON承載的WLAN建設(shè)模式分析[J].光通信研究，2012（4）：29-32.

[7]王能才，韋哲，曹彤.基于LTE與WLAN疊加的無線通信技術(shù)在車載式移動(dòng)醫(yī)療信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2015（4）：9-11.

Wlanrural Broadband Access technologies Based on Research

Lin Wentao

The shift CRC Co.，Ltd.Hebei Branch，Hebei Shijiazhuang 050000

With the progress and development of our state and society，information technology has become an essential in life.The current urban-rural differences in China is large，in building a new socialist countryside in the process，the construction of information technology has become a vital part.Wireless communications and computer technology to produce the WLAN technology，has become an extremely important broadband access.WLAN technology is the use of radio frequency technology for data transmission，the cost is relatively low，the transmission speed，simple access，in the construction of new countryside，select WLAN is eminently sensible.

WLAN；rural broadband；access technology；information technology

TN929.1；TN925.93

A

1009-6434(2016)07-0012-02