基于pon承载的光口ap的wla网络解决方案

基于pon承载的光口ap的wla网络解决方案

0室外wla部署现状随着智能城市和无线城市建设的推进，wlan作为高速率、易易部署、终端普及等网络，已广泛支持大型第三方无线传感器网络。随着户外无线通信模式的不断普及，用户对室外无线通信的需求越来越高，对室外无线通信系统的可靠性提出了更高的要求。然而，在传统的大规模电子接口ap的形式下，wlan系统面临着各种各样的挑战，比如高速成本、系统复杂、维护难以避免的问题，以及大规模户外无线通信网络的建设。而且,目前室外WLAN覆盖场景众多,对各个场景下AP的供电没有统一、具体的解决方案。本文介绍了基于PON承载的WLAN的两类AP技术应用方案,分析不同场景下PON承载AP的供电方式,研究其远端供电解决方案及应用场景,同时以上海移动公司实际建设应用为例进行应用分析,对比工程实施成本和投资效益,从而提出基于PON承载AP及其远端供电技术的应用方案和建设策略。1基于gpon传输网络的承载方式目前在城市无线建设中,绝大部分WLAN网络基于GPON传输网络承载,对于接入网,GPON承载方式可分为电口AP模式和光口AP模式。1.1ap方式特点当前基于GPON承载网的WLAN网络以电口AP模式为主,接入场景主要有两种:1)AP到交换机的距离较近(小于100m),ONU下连电口交换机,AP通过五类线连接交换机;2)AP距离交换较远(大于100m),ONU下连电口交换机,AP和交换机之间增加一对光转通过光纤连接。基于PON承载的电口AP模式存在诸多不足:使用有源器件数多,功耗大;网络结构节点数目多、故障率高;五类线直连AP传输距离短、不利于扩展;结构复杂、集成度低,不利于施工,占用资源多。而采用光口AP模式的全光WLAN网络的能较好地解决上述不足。1.2基于an模式的算法目前基于GPON承载的WLAN,采用光口AP的WLAN接入方式有两种:ONU下采用光交换机对AP进行收敛的方式和ONU设备直连光口AP。由于目前ONU上不支持VLAN划分,后台网管系统不支持ONU管理光口AP,故主要采用ONU下采用光交换机对AP进行收敛的方式。光口AP模式的优点如下:1)网络节点减少,能有效降低故障率;2)随着有源器件使用的减少,大幅降低了运行功耗;3)全光纤直驱型的WLAN网络大大提升传输距离;4)采用光交换机及光口AP后,可节约安装空间,进一步提升了器件箱的集成度,提高了工程实施便利性,降低了资源浪费。综上,随着后续光口AP设备的逐步成熟,建议今后在无线城市建设中逐步引入光口AP替换现有电口AP。2市民广场、公园、街区目前无线城市室外WLAN覆盖场景主要包括商圈、步行街、市民广场、公园、郊区等。根据不同的场景的建筑特点,结合各类场景的用户群上网特征,这里将几种典型的室外WLAN场景分为三类并给出AP供电解决方案,如表1所示。2.1快速安装的灯杆或公安监控杆场景商圈、步行街和市民广场等室外场景的特点是:建筑物集中、分布不均、用户相对集中、移动终端多、数据稳定性要求较高。此种场景多分布有密集的灯杆或公安监控杆,可采用和路政及公安合作方式将AP安装于灯杆或监控杆上,两者均能提供稳定市电,这样可给AP就近取电提供便利性。PON承载下WALNAP就近取电的方式,供电原理如图1所示,AP安装在灯杆或监控杆上,直接从监控杆公安箱等公用设施引入市电到AP器件箱插线板供电。2.2光电复合缆在公用通信中的应用公园场景,作为公益WLAN覆盖。双休等节假日,有众多家庭及游客来此散步游玩、放风筝、赏花等,人流较密集,且公园内热点分布较为散乱,建议采用与原室外宏站共址、借用公园灯杆或自立杆的方式建设,前两种方式可获得较稳定供电,后一种方式可能无法得到就近取电的条件,故建议采用远程供电的方式,远程供电主要分为交流远供和直流远供两种技术。(1)交流远供。交流远供方式的原理如图2所示,在敷设传输链路的时候专门敷设一路交流供电线路,为AP供电。(2)直流远供。直流远供采用光电复合缆,是一种新型接入方式,它集光纤、输电铜导线、金属线对于一体,可以同时解决宽带接入和设备用电等问题。光传输和电能传输属于两种不同类型的传输方式,传输过程中并不会发生互相干扰。在公用通信建设中,光电复合缆可同时解决设备用电及信号传输问题,它保留了普通光纤光缆的特性,而且还能满足低压输电电缆的相关标准。它是随远程供电技术成熟应用而开发出的新型光缆结构,光缆纤芯一般最大做到48芯,电源线直径一般为0.5~2.5mm。直流远供方式原理如图3所示,是直接将机房内稳定的-48V电源经远供电源处理,以最大效率的方式通过光电复合缆直接给接入端的AP设备供电。直流远供不受当地任何停电情况的影响,有效杜绝断电事故,且在工程投资中更具优势。以浦东高桥公园WLAN建设工程为例,分别采用直流远供和交流远供方案的工程总投资估算比较如表2所示。直流远供比交流远供方式节省了约5%的投资。2.3太阳能供电系统旅游景区、郊区等空旷场景,人员稀少、并发用户少,WLAN主要提供公益性覆盖,没有电信级的高要求,故主要在游客集结点等少数地点进行热点覆盖,该类场景并无太多监控杆或灯杆可借用,故主要采用与野外基站共址或自立杆方式,但不同与公园,对于自立杆,景区环境较为复杂、如采用有线供电的方式,可能存在线路架设困难、成本高、维护不方便及容易遭雷击等自然灾害的危害,故建议使用太阳能供电解决自立杆供电问题。太阳能WLAN系统就是由太阳能作为AP通信电源的供电系统。通信电源有12V、24V、48V等系统,但在太阳能系统中考虑到内阻问题,一般采用24V系统为宜。太阳能供电系统主要由太阳能电池模组(电池板)、蓄电池、控制器、负载组成,系统连接如图4所示。系统中电池板、蓄电池和负载分别接到控制器的相应接口,由控制器控制负载的工作和蓄电池的充放电。工作原理为:白天在有光照的情况下,电池板在阳光的照射下发生光电转换,产生电量,提供负载工作的能量,同时将多余的能量储存到蓄电池中。夜间,不能进行光电转换,则蓄电池中的电量释放出来供给负载工作。3全光网无线传感器的应用效率3.1光口ap模式基于PON承载下的全光网WLAN方案,简化了网络拓扑结构,降低了室外单AP投资,并已投入实际工程应用。如图5所示,在圈所示接入网部分,光口AP模式下WLAN网络架构较电口AP模式明显得到简化。图5电口AP模式(左)和光口AP(右)模式网络拓扑图(参见右栏)3.2ap配套费用以陆家嘴无线金融城三期建设工程为例,室外单AP配套的费用,电口AP模式为10106.3元,光口AP模式为8404.13元。光口AP模式较电口AP模式下单AP配套费用下降约20.3%。且电口AP因外接光转,需使用2根纤芯,而光口AP仅使用1根纤芯,节省一半的光纤资源。3.3ap模式分析光口AP模式下WLAN网络较电口AP模式下使用有源器件数量大幅减少,同样以陆家嘴无线金融城三期建设工程为例,建设规模为23个室外AP,如按电口AP模式则需使用有源器件64个,平均单AP有源器件2.78个。如按光口AP模式则仅用有源器件24个,平均单AP有源器件1.04个,平均单AP有源器件配套量减少了约62.6%。一方面,有源器件数量降低,整体功率发热量减少,可有效降低高温下设备故障率,另一方面有源器件数量的下降也可降低维修难度,有效减少后期维护成本。3.4整体设备控制电口AP模式交换机及AP间采用五类线传输,最大传输距离100m。带宽受交换机及五类线限制,仅限于百兆级。如交换机及AP间采用光纤直驱,即光口AP模式,传输距离可达10km。带宽仅取决于OLT及ONU,能达到Gb级,同时,传输距离、带宽的提升,便于后续系统扩展,提高后期收益。4光网ap在其他场景的应用本文介绍了全光网WLAN的应用优势,并针对三类应用场景给出建设方式和远端供电模式的建议,同时也从网络架构、成本分析、后续维护等几方面做出了应用成效分析。全光网AP可大幅简化WLAN网络架构、降低投资成本、减少后续维护支出,有着良好的应用前景。此外,根据不同的