Cable Wi-Fi（802.11ac）+4G技術是利用現有的有線電視網（CATV）潛在的“銅纜”資源，把Wi-Fi（2.4GHz + 5.8GHz）+4G甚至5G信號混合到有線電視網用戶端的同軸電纜裡面，使得Wi-Fi（802.11ac） +4G信號低損耗地在銅纜裡面傳輸，並均勻地分布到各個房間，有效地避免了牆體對高頻信號的衰減，以達到綠色環保均勻覆蓋的目的。
基本介紹
- 中文名：CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統和產品介紹
- 外文名：CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統和產品介紹
相關問題,系統介紹,
相關問題
目前Wi-Fi網路覆蓋的現狀和更新換代的機遇：
隨著ipad及iPhone用戶的爆炸式增長，Wi-Fi快速上網的需求量及抗干擾能力的要求越來越大，對傳輸視頻節目的需求增加，上網的頻寬要求也越來越高。目前Wi-Fi網路覆蓋主要的問題是：
1、無線路由器與客戶端的發射信號的功率值相差太大，出現了上下行不對稱的問題。無線路由器的輸出平均功率值一般是100mW,而客戶端的發射信號，特別是像iPhone手機用戶，在設計中由於考慮到電池的壽命及對人體健康的影響，Wi-Fi信號遠遠小於無線路由器的發射功率值，實際發射功率不到無線路由器的1/10，在距離無線路由器比較遠或有外物遮擋的情況下，手機發射的回傳信號到達無線路由器時已經非常的微弱，被淹沒在噪聲中，無線路由器無法有效地接收解調，也就無法完成通訊任務，導致用戶在使用中常常發現Wi-Fi信號非常好，但下載檔案的時候非常地慢，還常常出現延遲或掉線的現象。
2、無線發射設備使用量越來越多，發射功率也越來越高，導致無線網路之間互相干擾，抗干擾能力大幅下降，用戶的使用滿意度大幅下降，這些問題都是急需解決的難題。
由於技術的進步，越來越多的手機如iPhone6S採用了最新的IEEE802.11ac無線標準，Wi-Fi網路覆蓋也就面臨一個更新換代的機遇期，下面我們介紹一下IEEE802.11ac無線標準和優勢：
IEEE802.11ac，是一個802.11無線區域網路（WLAN）通信標準，它通過5GHz頻帶進行通信。理論上，它能夠提供最少1Gbps頻寬進行多站式無線區域網路通信，或是最少500Mbps的單一連線傳輸頻寬。
802.11ac是802.11n的繼承者，它採用並擴展了源自802.11n的空中接口（airinterface）概念，包括：更寬的RF頻寬（提升至160MHz），更多的MIMO空間流（spatialstreams）（增加到8），多用戶的MIMO，以及更高階的調製（modulation）（達到256QAM）。工作在5.0GHz頻段上以保證向下兼容性，但數據傳輸通道會大大擴充，在當前20MHz的基礎上增至40MHz或者80MHz，甚至有可能達到160MHz。再加上大約10%的實際頻率調製效率提升，新標準的理論傳輸速度最高有望達到1Gbps，是802.11n300Mbps的三倍多。
802.11ac提出了一項新的技術，即多用戶的多輸入輸出(MU-MIMO)。相比於802.11n設備，在同一時間裡，多條空間流只能傳送給單個用戶來說，這一MU-MIMO技術意味著在802.11ac網路中，多個用戶可以同時進行接收，如果單用戶吞吐是500Mbps的話，那么多用戶的總吞吐可以達到1Gbps。802.11ac變成無線網路中的一個小交換機了。
·無中斷，可擴展。802.11ac將可以在原有的802.11n標準，甚至更老的基礎設施上覆蓋安裝。而且，可支持透明接入。也就是說，或許最初會向下兼容802.11n模式，甚至只是作為感測器來檢測未經授權的802.11ac活動。這些新的接入點之後可以轉換為標準訪問。
·雙千兆乙太網連線埠。接入點普遍是雙射頻無線接入，然而，單連線埠可能確實無法支持兩個802.11ac無線射頻，考慮雙千兆乙太網連線埠吧。而且，1.3Gbps吞吐量是不大可能給千兆乙太網交換機連線埠造成太大壓力，因為實際吞吐量應該不超過峰值的一半。
·支持密集部署。一些無線區域網路管理員認為越高的吞吐量意味著需要越少的接入點，其實並非如此。更寬的信道(2.4GHz和5GHz頻段)，更具主動性的無線射頻模式，以及日益增長的容量需求，意味著802.11ac標準需要更多的接入點。由於目前網路內已存在的複雜度，控制功能應該具備自行配置接入點，決定無線射頻頻道，分配傳輸功率，以及自動滿足其它操作參數的能力。
802.11ac的優勢：
一解決網路擁堵：Wi-Fi這個高速公路正變得擁擠不堪。目前全球最快的Wi-Fi傳輸速度僅為300Mbps(少數可以達到600Mbps)，相當於每秒只能傳輸約36MB的內容。在人們只利用它來看網站、處理郵件的年代，這沒什麼問題。但到了今天，面對越來越複雜的使用需求，舊的技術標準變得捉襟見肘。5GWi-Fi要解決的就是這樣的問題。
二提升播放質量：視頻流量的爆發性成長以及與日俱增的無線裝置，加重了Wi-Fi網路負擔，導致用戶消費者在觀看影片時很容易遇到播放不順暢、影片下載時間冗長等問題。5GWi-Fi每秒傳輸速度可達125MB，讓每秒下載速度約為30~45MB的高清電影傳輸不成問題。
三讓手機更省電：5GWi-Fi另一大優點是節能——由於同一時間傳送的內容更多，設備也能更快地進入低功率的省電模式。比如博通的5GWi-Fi技術可讓行動裝置降低83%的耗電率，因此可延長裝置的使用時間。
四信號品質更好：目前2.4GHz頻段Wi-Fi網路上“奔跑”的不僅僅有手機、平板、筆記本電腦、掌上遊戲機，還有各種各樣的移動設備。大量設備堆積在一個狹小的頻段中很容易彼此干擾。國內5G頻段使用較少，無線電干擾大為降低，信號品質有極大提升。
系統介紹
CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統介紹：
針對以上的一些問題，CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統利用現有的廣電CATV網路，把Wi-Fi（802.11ac）+4G信號【(2.3GHz-2.5GHz)+(5.7GHz-5.85GHz)】和電視信號(5MHz-1GHz)通過分配合路器不失真地混合到CATV的同軸電纜里，並分配傳輸到各個房間，通過CableWi-Fi（802.11ac）+4GTerminal面板內部的專用電路把Wi-Fi（802.11ac）+4G信號和CATV信號不失真地分離開來，並通過面板內部配置的微帶天線發射出來，從而達到綠色環保覆蓋的效果，也就是說借用CATV的同軸電纜把無線路由器的天線穿過混凝土牆體的衰減延伸到使用者的旁邊，為用戶提供了非常好的無線連線數率和抗干擾性能。另外，經過同軸電纜的一定衰減後天線發射的無線信號得到衰減，對人體健康造成的輻射就大幅降低。緩解了上下行不平衡和無線路由器之間射頻相互干擾等問題，用戶的感受滿意度得到大幅提高。CableWi-Fi（802.11ac）+4GTerminal面板的頻率涵蓋2.3-2.5GHz頻段。完全可以兼容原有的CableWi-Fi+4G融合器。
以下是CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統的組成示意圖：
圖1
由上圖1可以看到，CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統的關鍵點是：利用CableWi-Fi（802.11ac）+4G的分配合路器把CATV放大器後的CATV信號與4G和Wi-Fi通過合路器混合後的信號再一次不失真地混合到一起，然後再分成多路信號後，接到原有的CATV同軸電纜上，通過電纜傳輸到需要進行信號覆蓋的各個房間。
CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統的優點：
+Wi-Fi（802.11ac）+4G信號傳輸過程衰減很小，並有針對性地均勻覆蓋，發射功率相對較小，
色環保。
+有效地解決信號上行信噪比的問題。
+抗干擾能力相對大幅提高。
+施工簡便，與原有的設備不會發生衝突，CableWi-Fi（802.11ac）+4GTerminal面板的頻率涵
蓋2.3-2.5GHz頻段。
+性價比高。
+能有效地利用MIMO技術，傳輸吞吐量高。
CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統的原理：
以下是當前WLAN無線覆蓋工程中總結出的一些經驗公式：
lWLAN信號室內傳播時，接收電平估算公式如下：
Pr[dB]=Pt[dB]+Gt[dB]-Pl[dB]+Gr[dB]
àPr[dB]為接收電平；
àPt[dB]為最大發射功率；Gt[dB]為發射天線增益；
àGr[dB]為接收天線增益；Pl[dB]為路徑損耗.
l就電波空間傳播損耗來說，2.4G頻段的電磁波有近似的路徑傳播損耗公式為：
PathLoss(dB)=46+10*n*LogD（m）
à其中，D為傳播路徑，n為衰減因子。一般寫字樓內的辦公環境情況下n取值為2.76。
距離（m） | 傳播損耗（dB） |
10 | 73.6 |
50 | 92.9 |
100 | 101.2 |
l2.4GHz電磁波對於各種建築材質的穿透損耗的經驗值如下：
à隔牆的阻擋（磚牆厚度100-300mm）：20-40dB；
à樓層的阻擋：30dB以上；
à木製家具、門和其它木板隔牆的阻擋：2-15dB；
à厚玻璃（12mm）：10dB
由上我們可以看到：2.4GHz電磁波的穿牆能力是非常差的，隔牆和樓層的阻擋一般都要衰減30dB左右，而如果選用CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統，通過同軸電纜傳輸的話，對於2.4GHz的射頻信號來說每米衰減也就0.5dB左右，5.8GHz的射頻信號來說每米衰減1dB左右，相對高吞吐量的5.8GHz設備來說，由於工作頻率更高傳輸衰落比2.4GHz也更高，由此看出CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統具有非常優越的穿牆能力。
CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統的工程實施：
有線電視系統中普遍採用HFC(光纖/電纜)結構。採用光纜將信號傳輸到小區節點，再用同軸分配網。CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統的工程實施需要進行的工作實際很簡單。
下圖2為居民室內覆蓋的示意圖：
（我們用NETGEAR的R7000這款設備來介紹，經過多家的IEEE802.11ac設備的比較測試，目前發現NETGEAR的R7000的性價比是最好的，我們主要推廣這一款無線路由器產品，並已經成為NETGEAR的國內經銷商）
圖2
工程中需要進行的工作主要有:在弱電井中安裝帶有寬頻網際網路接口的無線路由器,如果有4G信號的話，可以通過電信用合路器把無線路由器輸出的Wi-Fi信號與4G信號進行合路，然後通過分配合路器把CATV放大器放大後的CATV信號混合，通過原有的同軸電纜傳輸到居民家中，從分配合路器到居民家中的電纜中傳輸的是5MHz-1GHz和【（2.3GHz-2.5GHz）+（5.7GHz-5.85GHz）】的射頻信號，在這段傳輸通道中，如果存在有低頻段的分支器，分配器或放大器等部件就需要更換為寬頻（5MHz-1GHz）和(2.3GHz-2.5GHz+5.7GHz-5.85GHz)的部件，否則Wi-Fi信號就產生很嚴重地衰減，這是在工程施工中一定要注意的問題。當寬頻信號到了居民家中，一般來說大部分的家裡都有客廳和幾個臥室，原來配有低頻的CATV分配器，在改造工程中，一定要把低頻的CATV分配器更換成我們新設計的5MHz-1GHz和【(2.3GHz-2.5GHz)+(5.7GHz-5.85GHz)】寬頻分配器，最後的步驟是把居民牆上插電視機的面板更換成內部具有專門電路的CableWi-Fi（802.11ac）+4GTerminal面板，這樣CATV信號就能與Wi-Fi（802.11ac）+4G信號能有效地分離開來，通過面板的內置天線均勻地分布到各個房間。
CableWi-Fi（802.11ac）+4GTerminal面板的頻率涵蓋2.4GHz頻段。完全可以兼容原有的CableWi-Fi+4G融合器。
CableWi-Fi（802.11ac）+4G系統對原有的CATV系統產生的影響：
從理論和實測中得到，分配合路器參數和面板與原有系統相比較，對CATV的信號來說，合計有約2dB的衰減，一般來說CATV的信號強度都是有餘量的，用戶在使用中很難察覺出來，如果在實際工程中感覺到對CATV系統有影響，可以稍微調大CATV放大器的增益，增加中繼放大器等解決辦法。
為驗證CATV信號與Wi-Fi信號之間的相互干擾，進行了極端情況下的測試實驗，在CATV放大器後與500mW的大功率無線路由器進行合路，然後經過一段短電纜後連線面板，面板接天線和電視機，測試相互之間的影響，發現電視畫面，以及Wi-Fi的傳輸吞吐量，與另外一方的有無是沒有變化的，從而證明CATV信號與Wi-Fi（802.11ac）+4G信號之間的隔離是足夠的，相互之間不會產生影響。
