前言
WLAN是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充形式,移動(dòng)性高、成本低、建設(shè)速度快的WLAN一方面能夠分流運(yùn)營(yíng)商在移動(dòng)數(shù)據(jù)流量方面的壓力;另一方面,它也很有可能成為未來(lái)運(yùn)營(yíng)商盈利的增長(zhǎng)點(diǎn)。在移動(dòng)網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)配合WLAN部署,實(shí)現(xiàn)用戶3G網(wǎng)+WLAN網(wǎng)的無(wú)縫連接體驗(yàn),已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前的必然選擇。進(jìn)入2012年,WLAN建設(shè)規(guī)模更是空前,其中,中國(guó)移動(dòng)的招標(biāo)規(guī)模超過(guò)140萬(wàn)臺(tái)AP設(shè)備,大幅超越2010年。中國(guó)聯(lián)通招標(biāo)總量也達(dá)上億元規(guī)模。此外,按照中國(guó)電信的“無(wú)線中國(guó)”計(jì)劃,預(yù)計(jì)到2012年底,天翼Wi-Fi熱點(diǎn)將達(dá)100萬(wàn)個(gè),達(dá)2011年中期規(guī)模的三倍。隨著“智慧城市”、“無(wú)線城市”概念的提出,各地布局無(wú)線熱點(diǎn)的積極性相當(dāng)高。可以預(yù)計(jì),WLAN無(wú)線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)正處于一個(gè)前所未有的高速增長(zhǎng)。
在WLAN發(fā)展歷程中,其技術(shù)一直在演進(jìn),AP供電技術(shù)和接入方式也在發(fā)生變化,下面對(duì)WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)、供電技術(shù)發(fā)展進(jìn)行探討,最后介紹WLAN中AP供電方式的發(fā)展特點(diǎn)。
1.WLAN技術(shù)演進(jìn)
1.1概述
目前IEEE的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或草案中,主要有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac,主要差異體現(xiàn)在傳輸速率、工作頻段、調(diào)制技術(shù)等。
自2011以來(lái),中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通等運(yùn)營(yíng)商全面轉(zhuǎn)向802.11n,從AP招標(biāo)情況來(lái)看,無(wú)一例外要求AP支持802.11n技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。而802.11ac可以提供超過(guò)千兆的傳輸速率,已逐漸引起關(guān)注。
1.2IEEE802.11ac技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
802.11ac是Wi-Fi聯(lián)盟推出的一項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)主要基于802.11a,繼續(xù)工作在5GHz頻段上以保證向下兼容性,但數(shù)據(jù)傳輸通道會(huì)大大擴(kuò)充,新標(biāo)準(zhǔn)的理論傳輸速度最高有望達(dá)到1.3Gbit/s,是802.11n300Mbit/s的四倍多,在功耗上也僅為之前產(chǎn)品的1/6。同時(shí),801.11ac技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)解決了處于2.4G頻段中的龐大設(shè)備群體所帶來(lái)的同頻干擾問(wèn)題,減輕了傳統(tǒng)的802.11a/b/g/n網(wǎng)絡(luò)承受巨大壓力。目前來(lái)看,該標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)到2013年年底可以完成。
802.11ac規(guī)模應(yīng)用還面臨一些問(wèn)題,首先是技術(shù)復(fù)雜性大幅增加。另外運(yùn)營(yíng)商正規(guī)模部署802.11n,在一段時(shí)間內(nèi),802.11n高達(dá)300Mbit/s的速率已經(jīng)能夠滿足用戶帶寬需求。未來(lái)1~2年,待支持802.11ac的終端成熟后,802.11ac將迎來(lái)規(guī)模應(yīng)用。
2.WLAN供電技術(shù)分析
在WLAN建設(shè)中,無(wú)線AP部署的數(shù)量巨大,部署位置比較復(fù)雜,為每一個(gè)AP就近提供獨(dú)立供電已不適合WLAN規(guī)模部署,目前通常采用POE(PoweroverEthernet)技術(shù)為AP進(jìn)行集中遠(yuǎn)程供電。依據(jù)提供供電功率范圍不同,POE有IEEE802.3af和IEEE 802.3at 兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
2.1IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)和IEEE 802.3at標(biāo)準(zhǔn)
802.3af標(biāo)準(zhǔn)按分級(jí)確定PD設(shè)備正常工作時(shí)需要的最大功耗和其他要求,PSE設(shè)備提供相應(yīng)電功率輸出,最大功率為15.4W。
IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了供電設(shè)備可通過(guò)以太網(wǎng)向功率在13W以下的受電設(shè)備供電。這對(duì)于傳統(tǒng)的IP電話、AP而言足以滿足需求,但隨著802.11nAP、雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)等高功率應(yīng)用的出現(xiàn),13W的供電功率顯然不能滿足需求,為此,IEEE在2005年開始開發(fā)新的POE標(biāo)準(zhǔn)802.3at(POE Plus)以提升POE可傳送的電力。
與802.3af相比,802.3at可輸出2倍以上的電力,每個(gè)端口的輸出功率可在30W以上,因此可大幅拓寬POE的應(yīng)用領(lǐng)域(表1)。
表1802.3af與802.3at的對(duì)比
主要應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)電話(3-7W)、WLAN接入點(diǎn)(8-12W)等視頻網(wǎng)絡(luò)電話(10-20W)、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)(20W)、WiMAX和802.11n接取器(8~45W)、個(gè)人電腦(30W+)等
2.2802.3af 和802.1at在WLAN中的應(yīng)用
在運(yùn)營(yíng)商WLAN建設(shè)早期通常采用IEEE802.11a/b/gWLAN技術(shù),AP的功率通常小于13瓦,采用支持802.af的POE設(shè)備便能滿足AP供電需要。
目前各運(yùn)營(yíng)商已開始大規(guī)模部署802.11nAP,802.11n提供了高達(dá)300Mbit/s的接入速率,多根天線功耗更大,所需功耗已超過(guò)13W,達(dá)到20W以上,對(duì)POE設(shè)備端口功率提出了更高的需求。與802.3af相比,支持802.3at(POE+)的設(shè)備可輸出2倍以上的電力,單端口的輸出功率可達(dá)30W,因此可大幅拓寬POE供電的應(yīng)用領(lǐng)域。
3.WLAN供電解決方案
WLAN有三種供電解決方案:普通交換機(jī)/ONU+外置POE模塊、POE交換機(jī)和內(nèi)置POE功能ONU三類。結(jié)合不同的應(yīng)用場(chǎng)景及用戶需求,具體WLAN供電解決方案如以下圖2所示。
圖2WLAN供電解決方案
3.1普通交換機(jī)/ONU+外置POE模塊解決方案
此種解決方案多應(yīng)用于WLAN建設(shè)早期,在WLAN熱點(diǎn)區(qū)域已經(jīng)部署了普通交換機(jī)或無(wú)內(nèi)置PON功能ONU,為了保護(hù)現(xiàn)有投資,通過(guò)增加外置POE供電模塊方式為熱點(diǎn)區(qū)域AP進(jìn)行集中遠(yuǎn)程供電。
但從實(shí)際工程應(yīng)用來(lái)看,此供電方案中POE供電模塊需要通過(guò)雙絞線分別與AP、交換機(jī)或ONU連接,布線過(guò)于繁多,使得故障率偏高,且存在供電模塊無(wú)法進(jìn)行集中網(wǎng)管的問(wèn)題。
3.2內(nèi)置POE功能的ONU解決方案
隨著WLAN規(guī)模建設(shè),國(guó)內(nèi)部分廠商推出了WLAN基于PON接入方案,此方案中通過(guò)在ONU內(nèi)置POE功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)WLANAP進(jìn)行遠(yuǎn)程供電和數(shù)據(jù)接入功能。此方案優(yōu)點(diǎn)在于,網(wǎng)絡(luò)層次簡(jiǎn)潔,故障點(diǎn)少,POE相關(guān)功能可與PON網(wǎng)絡(luò)在統(tǒng)一界面和平臺(tái)下管理維護(hù)。
內(nèi)置POE功能的ONU設(shè)備集成度較高,其解決方案網(wǎng)絡(luò)層次簡(jiǎn)潔。由于其推出時(shí)間較晚,支持的廠家少,因此價(jià)格較高,運(yùn)營(yíng)商部署用量較少。實(shí)際應(yīng)用中,其環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題以及與AP兼容性問(wèn)題尚有待充分驗(yàn)證。
3.3POE交換機(jī)解決方案
POE交換機(jī)解決方案是目前應(yīng)用最為廣泛、技術(shù)成熟度高的方案。POE交換機(jī)是在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機(jī)基礎(chǔ)上,內(nèi)部增加了POE功能,使交換機(jī)不僅具備了數(shù)據(jù)交換功能,還可以同時(shí)通過(guò)網(wǎng)線傳輸電力。POE交換機(jī)的解決方案不僅可以有效解決POE供電模塊無(wú)法網(wǎng)管的缺點(diǎn),還可以提供豐富的功能特性,如供電優(yōu)先級(jí)管理、過(guò)熱過(guò)載保護(hù)、QoS規(guī)劃、安全特性支持等,同時(shí)避免了內(nèi)置POE功能ONU上行帶寬不足的問(wèn)題,POE交換機(jī)通常提供2*GE上行端口甚至萬(wàn)兆上行。
POE交換機(jī)產(chǎn)品種類豐富,按照AP接入速率可劃分分為百兆POE交換機(jī)和全千兆POE交換機(jī),從網(wǎng)絡(luò)層次可劃分為二層POE交換機(jī)、三層POE交換機(jī),并且POE交換機(jī)對(duì)于802.3af、802.at供電技術(shù)均支持。豐富的產(chǎn)品、完善的供電技術(shù)可為WLAN建設(shè)提供強(qiáng)力支撐(圖3)。
圖3POE交換機(jī)提供多種供電方式
POE交換機(jī)技術(shù)成熟可靠,應(yīng)用范圍廣、部署數(shù)量大,是各大運(yùn)營(yíng)商目前WLAN建設(shè)中的首選供電及接入方案。
3.4三種接入供電解決方案對(duì)比分析
綜上所述,WLAN三種接入供電方式特點(diǎn)可概括如表2所示:
表2WLAN三種接入供電方案特點(diǎn)對(duì)比
從表2對(duì)比可看出,在WLAN建設(shè)中,POE交換機(jī)供電解決方案在選配端口靈活性、接入帶寬、技術(shù)成熟度上有較大的優(yōu)勢(shì),特別是802.11nAP規(guī)模部署情況下,POE交換機(jī)供電解決方案優(yōu)勢(shì)更為突出.目前全千兆POE交換機(jī)已經(jīng)發(fā)展成熟,可以提供千兆數(shù)據(jù)接入、萬(wàn)兆匯聚上行的高帶寬解決方案。
結(jié)束語(yǔ)
隨著3G智能手機(jī)、平板電腦等智能數(shù)字終端的普及應(yīng)用,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量呈幾何倍增速度增長(zhǎng),傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)模式將會(huì)面臨一場(chǎng)革命。目前,國(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商都在積極進(jìn)行WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),積極迎接互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)革新。
烽火科技作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的通信設(shè)備制造商,長(zhǎng)期關(guān)注通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展方向,通過(guò)分析用戶需求,率先推出符合802.11n/802.3at技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的S2200系列二層POE交換機(jī)、S3500/S3600系列三層POE交換機(jī)產(chǎn)品及解決方案。為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排、綠色環(huán)保的號(hào)召,烽火科技POE交換機(jī)產(chǎn)品均采用低噪音、低功耗、RoHS無(wú)鉛化設(shè)計(jì)。并且設(shè)備可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,自動(dòng)關(guān)閉空閑端口供電,最大限度降低設(shè)備噪聲和功耗,可為WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供高品質(zhì)產(chǎn)品技術(shù)和用戶體驗(yàn)。