卫星与Wi-Fi的集成应用

2.1.2 外部天线

外部天线可以用来提高Wi-Fi节点发射功率。不同类型的天线能提供不同的特性。

(1)各向同性天线(Isotropic)：在三维上的幅射功率均相等。同向天线没有增益，常用于其它类型天线的比较参考。没外接天线的笔记本卡使用的就是同向天线;

(2)全向天线(Omni Directional)：幅射功率在二维度上形成两个圈。这是最普通的外接天线类型，大多数的接入点和PCI卡使用就是小型全向天线。全向天线通常用于中心网关节点，让用户能在任何角度接入网络;

(3)定向天线(Directional antenna)：以非常窄的电波提供高增益。此类天线必须仔细地对准目标，应用在点对点或点对多点网络的远端节点处。碟型天线(Dish)和八木天线是两种常用的定向天线，很容易获得高达24dB的增益。

使用外部天线时，让Wi-Fi设备与天线的电缆损耗降至最小很重要。使用质量较差的电缆时，损耗3dB的情况非常容易出现。应该使用低损耗电缆，然而高质量电缆的价格又高。降低损耗的另一种方法是尽可能地将电缆长度限制在1m之内，这样需要将接入点安装在塔顶。长电缆尽可能地使用在以太网或USB电缆等对损耗不敏感的情况下。

2.1.3 覆盖范围的性能

根据数据速率和功率发射的限制条件，很容易就能够将点对多点网络的覆盖范围拓展1~5km。配备了外部天线的标准Wi-Fi设备很容易就实现这些距离。

典型的最大化的性能：

(1)在11Mbit/s时，EMEA的限制范围是800~1200m;

(2)在2Mbit/s时，EMEA的限制范围高达2.5km;

(3)在11Mbit/s时，US的限制范围是7~10km。

实际所达到的覆盖范围取决于几个不定因素，包括干扰、链路边际、阻塞、天线精确定位，以及接收机的灵敏度。

考虑覆盖范围大的天线而不是功率强大的天线，这种出发点是对的。更广覆盖范围要求天线安装位置高，以防止来自建筑物、山、树的阻塞和干扰。而高塔比Wi-Fi设备自身要昂贵许多。

2.1.4 网状技术

在网状网络中，每个用户能与接入点进行通信，也能直接与其他用户进行通信。如果用户出了覆盖区，还可通过中间用户链接至接入点。

这种不需要借助更高功率或外接天线就能拓展网络的方式具有优势。其限制条件是在形成传递链的不同用户间必须是直线视距，如果一个中间终端出现了故障，那么所有通过这个终端的其它用户都将断线。实际上，从任何用户或接入点"跳"的数量应该保持在三"跳"。网状产品尚未普遍地提供，但可"免费"进行覆盖范围的扩展。

2.2 用户管理

为了保证用户对服务付费，无线网络运营商必须有控制用户接入网络的办法。这一任务通常通过用户管理系统来完成，该系统能够提供AAA功能。

2.2.1 基于社区的方案

社区网络的特点是用户长期按月付费。这一方案的目的主要是为了防止非当地无线社区成员用户的接入，而不是实现复杂的计费方式。在农村地区，地理环境和远程特性都能有效地保护没有得到认证的用户。使用许多接入点已有的WEP或WPA加密或者MAC地址限制等安全特征功能，能够实施简单的接入控制。也相对容易就可以看见未经认证的用户是否在系统上。这些并不是最安全的方式，只是成本要求低或根本就没有，而且不需要特殊的技术技能就能实施。

基于更大社区的网络，通常实施的是入网门户方案。入网门户方案改发了用户至登录页面的内容。一旦用户登录并得到认证，就可接入至因特网。这一方案的优势在于依赖更高层次来接供接入控制，WEP/WPA的功能就可放弃了，并简化了用户和接入点的兼容性和配置。

为了保证可用的通流量，单一信道的用户的最大数量应该不超过20~30个。如果接入点的可用覆盖范围为2.5km，就相当于每公里1~1.5的用户密度。

2.2.2 微型ISP或"热点"

"热点"的特点是能够更好地控制因许多用户同时使用而形成的信号不稳定，以及严格的控制接入。通常用户会为了使用数个小时而临时付费，系统必须能够迅速地认证新用户。像D-Link的"热点"网关这样的简单系统，为临时"热点"用户产生用户名和口令提供了简单方案。这种模式特别适合机场、旅馆、度假胜地和特别事件等临时应用，以及并不经常应用"热点"的人们。

2.2.3 多站点服务提供商

多站点的"热点"应用要求更复杂的方式，这种方式的用户经常访问"热点"。需要建立一个中心用户数据库，以使能让远程"热点"的认证得到接入。由于支持更广泛的服务器和用户，RADIU系统时常应用于这种通信方式。一旦用户接入"热点"，他们的链接就直接出现在登录屏上。当地接入点与中央RADIUS服务器进行联系认证。如果登录成功，用户就被认定已接入网络。

3 特殊应用

可以预见，许多卫星与Wi-Fi的集成应用的应用被人们用于特殊市场。也许其中每个市场很小，但整体上看它们却代表了收益和增长的真正机会。

3.1 捆绑业务

固定业务能从捆绑因特网的其它业务中获利。单独的因特网接入的提供，能产生丰厚的收益来补偿设施的成本。在某些与因特网接入的捆绑业务中，可以提供足够多的额外收益来证明方案的正确性。

与因特网接入捆绑的最显而易见的例子是话音业务。IP电话能让一个单独的基于IP的Wi-Fi网络既能提供因特网业务，又能提供话音业务。因为Wi-Fi设备比传统的WLL的成本要低，也就有使用VoIP+Wi-Fi的纯农村电话的案例。

此网络也能用来交付视频和音频的流媒体内容。这些内容包括国际新闻、地区内容、天气预报，或者针对合适用户群的农讯、渔讯报告。

3.2 网吧+宽带接入

许多发展中国家的网吧使用VSAT来提供经由卫星的因特网链接。这种网吧能通过使用Wi-Fi网络提供因特网接入至当地业务而获取额外的收益。因为不需要在建筑物间架设电缆，因此无线接入比有线接入具有优越性。而架设电缆有可能得不到批准，甚至在架设完成后，仍会遭到盗窃或毁坏。在这些情况下，无线较传统的有线方式更具安全性。

Wi-Fi分发网络也能通过无线链接至VSAT中心站，而让网吧拓展至临近的村镇。

预计无线用户的数量不大，不会经常地变动，因此简单的安全和管理方式是合适的。

3.3 特别事件

卫星新闻采集(SNG)时常用来提供特别事件的电视覆盖，包括体育、音乐会或突发新闻事件，为卫星提供视频上行，因为为临时使用而安装地面设施并不现实。在特别事件中，时常还需要因特网链接。配有Wi-Fi的已有卫星链接，能为因特网接入提供临时"热点"。

因为用户的临时性，Wi-Fi是此类应用的最佳选择。备有Wi-Fi功能PDA的临时用户能在休息时检查电子邮件。配有

笔记本电脑的记者们能近似实时地记录新闻。这些用户代表着更高一些的收益，他们也非常愿意为其网络的接入付费。

必须建立用户管理系统来接收信息卡和其它付费方式。一个集成的热点网关就很理想，这是因为并不需要更多的操作。

3.4 加入已有网络

Wi-Fi能用来为已有的VSAT网络提供更多的功能。这一方式通过利用已有设施，使得方案的实施成本最小化。

加油站就是一个好例子，可以使用已有的VSAT网络来提供基于Wi-Fi的电子邮件到车辆。加油站时常使用VSAT来支持信用卡交易。这一链接可用来提供因特网接入。增加Wi-Fi接入点，能让备有笔记本或PDA的车辆在加油时观看电子邮件。加油站是非常有竞争力的行业，提供无线业务能提供竞争优势，并保证能带来更大利润的顾客。

4 结论

通过以上分析可以看出，卫星和Wi-Fi的集成应用在今后具有很大的机会：一是VSAT能帮助Wi-Fi拓展至地面网络达不到的市场;二是Wi-Fi的本地接入通过提高每个VSAT的更多的用户，能提高卫星宽带的应用;三是特殊应用能开发出移动和快速配置等技术能力;四是Wi-Fi能为已有的卫星应用提供新的收入资源。

在卫星和Wi-Fi存在基本兼容的今天，必须认真地针对特殊应用度身订制出覆盖的范围和用户管理功能。提供卫星与Wi-Fi的集成应用的集成方案，使得系统集成和不断改进的硬件和软件应用存在着机会。随着更多的无线接入设备的配备，不久的将来，这些应用的需求将会进一步提高。另外，特殊应用价格将降低，Wi-Fi将获得更广泛的认可。