WLAN無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計.

1、WLAN無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計隨著WLAN技術(shù)的成熟和終端的普及,WLAN網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)與應(yīng)用逐漸豐富,為越來越多的終端用戶所喜愛,各大運營商與企業(yè)也不斷加大對WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投入,在各熱點樓宇(寫字樓、酒店、機場等規(guī)劃部署WLAN網(wǎng)絡(luò),以滿足終端用戶不斷上漲的業(yè)務(wù)需求。本文將對無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計原則加以總結(jié)和分析,可作為無線網(wǎng)絡(luò)部署的指導(dǎo)意見。當(dāng)前WLAN網(wǎng)絡(luò)采用的主流協(xié)議為802.11a/g/n,在設(shè)計無線網(wǎng)絡(luò)部署方案時,首先應(yīng)對這些協(xié)議有所了解,特別是與網(wǎng)絡(luò)部署相關(guān)的信道、頻率等信息,最終根據(jù)協(xié)議規(guī)定的相關(guān)原則來指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計。本文主要以802.11g協(xié)議為例闡述無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計

2、。1、802.11g協(xié)議頻譜如圖1所示,IEEE 802.11g協(xié)議的頻譜范圍是2.42.4835GHz。802.11協(xié)議在2.4GHz頻段定義了14個信道,每個頻道的頻寬為22MHz。兩個信道中心頻率之間為5MHz。信道1的中心頻率為2.412GHz,信道2的中心頻率為2.417GHz,依此類推至位于2.472GHz的信道13。信道14是特別針對日本所定義的,其中心頻率與信道13的中心頻率相差12 MHz。 圖1802.11g協(xié)議頻譜劃分圖從圖1可以看到,信道1在頻譜上和信道2、3、4、5都有交疊的地方,這就意味著:如果有兩個無線設(shè)備同時工作,且它們工作的信道分別為1和3,則它們發(fā)送出來的信

3、號會互相干擾。為了最大程度的利用頻段資源,可使用1、6、11;2、7、12;3、8,13;4、9、14這四組互相不干擾的信道來進行無線覆蓋。下面的表1列出了802.11g在各國家授權(quán)使用的頻段。在北美地區(qū)(美國、加拿大開放1-11信道,在歐洲開放1-13信道。中國與歐洲一樣,同樣開放1-13信道。 表1802.11g協(xié)議的授權(quán)使用頻段由于只有部分國家開放了1214信道頻段,所以一般情況下,使用1、6、11這一組互相不干擾的信道來進行無線覆蓋。注:對于802.11a的5G頻段,在中國一共開放了5個信道,分別是149、153、157、161、165信道,這5個信道相互之間不重疊,為互不干擾信道。2

4、、規(guī)劃設(shè)計原則在了解的802.11g協(xié)議的頻譜分布后,下面將遵照協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計。2.1蜂窩式無線覆蓋 圖2802.11g協(xié)議蜂窩覆蓋示意圖依據(jù)802.11g協(xié)議的信道劃分情況,按照蜂窩式無線覆蓋的原則,在二維平面上使用1、6、11三個信道實現(xiàn)任意區(qū)域無相同信道干擾的無線部署,如圖2所示。 圖3多樓層蜂窩覆蓋示意圖在多樓層無線覆蓋時,信道的設(shè)置要考慮三維空間的信號干擾。如圖3所示,在1樓部署3個AP,從左到右的信道分別是1/6/11,此時在2樓部署的3個AP 的信道就應(yīng)該劃分為11/1/6,同理3樓為6/11/1。這樣就可最大程度地避免了樓層間的干擾,無論是水平方向還是垂直方向

5、都按照無線蜂窩式覆蓋原則進行部署。2.2信號強度標(biāo)準(zhǔn)無線覆蓋區(qū)域的信號強度應(yīng)滿足一定的標(biāo)準(zhǔn),才能保證AP與終端之間信號的有效交互,從而保證無線覆蓋的效果。覆蓋區(qū)信號強度至少要在終端的接收靈敏度以上,這樣終端才能發(fā)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)。但在實際網(wǎng)絡(luò)勘測設(shè)計中,為使得AP與終端之間協(xié)商出較高的發(fā)送速率,取得一定的帶寬和好的上網(wǎng)體驗,需要有更好的信號強度作為保證。一般情況下,對于有業(yè)務(wù)需求的樓層和區(qū)域進行覆蓋時,目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)95%以上位置的接收信號強度應(yīng)-75dBm(經(jīng)驗值,適用于絕大部分無線網(wǎng)卡,重點覆蓋區(qū)域信號強度應(yīng)-70dBm。2.3單AP并發(fā)用戶數(shù) 圖4不同用戶業(yè)務(wù)帶寬需求的部署方案對比無線用戶所選

6、擇的速率將極大地影響單AP并發(fā)用戶數(shù)量與覆蓋范圍,從而影響網(wǎng)絡(luò)勘測的結(jié)果。例如圖4所示,以兩種不同的速率勘測同一開放式辦公區(qū)域。如果在2Mbit/s的速率下需要4個AP覆蓋用戶區(qū),而如果在5.5Mbit/s的速率下,則需要6個AP才能覆蓋。因此,充分了解用戶業(yè)務(wù)對帶寬的需求是非常重要的。2.4信號穿透損壞估測在WLAN工程中,需要通過現(xiàn)場勘查的方式了解建筑物和周圍各種物質(zhì)的材質(zhì),并估測其對無線信號的影響,從而來確定WLAN設(shè)備的安裝位置。例如將AP 置于相對較高的位置,可以有效地消除AP與無線終端之間的固定或移動的遮擋物,從而能夠保證AP與無線終端之間信號的有效交互,提高WLAN的覆蓋質(zhì)量,保

7、障WLAN網(wǎng)絡(luò)的暢通。2.4GHz電磁波對于各種建筑材質(zhì)的穿透損耗的經(jīng)驗值如下:隔墻的阻擋(磚墻厚度100-300mm:20-40dB;樓層的阻擋:20dB以上;木制家具、門和其它木板隔墻的阻擋:2-15dB;厚玻璃(12mm:10dB同時,在衡量墻壁等對于AP信號的穿透損耗時,需考慮AP信號入射角度。 例如,一面0.5米厚的墻壁,當(dāng)AP信號和覆蓋區(qū)域之間直線連接呈45°角入射時,無線信號相當(dāng)于穿透近1米厚的墻壁;在2°角時相當(dāng)于超過14米厚的墻壁,所以要獲取更好的覆蓋效果應(yīng)盡量使AP信號能夠垂直的穿過墻壁。2.5 802.11n協(xié)議信道規(guī)劃原則802.11n同時定義了2.

8、4GHz頻段和5GHz頻段信道,沿用了802.11g和802.11a 的頻譜資源,分別稱之為802.11gn模式和802.11an模式。但與802.11a/g每信道只用20MHz頻寬不同的是,11n定義了兩種頻帶寬度:20MHz頻寬和40MHz頻寬。其中 40MHz 頻寬使用兩個 20MHz 信道進行捆綁， 其中一個是主信道，一個是輔信 道。 40MHz 信道模式雖然可以獲得更多的頻譜利用率， 獲得 20MHz 模式兩倍的吞吐量， 但是通過前面 802.11g 協(xié)議頻譜的學(xué)習(xí)可以知道，40MHz 信道模式對于 2.4GHz 頻段有限的頻譜資源來說有些尷尬，因為在 2.4GHz 頻譜中無法實現(xiàn)兩

9、個相互不 干擾的 40MHz 信道的劃分。 然而 5GHz 頻段具有豐富的頻譜資源，F(xiàn)CC 分配了 23 個互不重疊 20MHz 信道，在 中國也有 5 個互不重疊 20MHz 信道，有足夠的信道來實現(xiàn) 40MHz 信道的捆綁。 因此， 40MHz 頻寬的 11n 模式基本不建議在 2.4GHz 使用， 802.11gn 模式一般 即 都采用 20MHz 頻寬進行部署，獲取更多的信道資源，以滿足蜂窩覆蓋的原則。而 想要獲得 40MHz 頻寬的高吞吐量，建議使用 5GHz 的 11n（即 802.11an 模式）進 行部署。 3、優(yōu)化設(shè)計原則 3.1 室內(nèi)部署位置的優(yōu)化原則 由于無線信號的空間傳

10、播是三維的，所以給設(shè)計、部署和排錯帶來了較大的 困難。在進行室內(nèi)部署時，在滿足一定用戶密度的無線應(yīng)用需求下，要盡可能的 減少三維空間中的信號可見數(shù)量。 為了更便于大家的理解， 下面我們將通過一個 實例來闡述無線網(wǎng)絡(luò)在優(yōu)化設(shè)計時的原則。 3.2 室內(nèi)部署位置的優(yōu)化實例 部署某無線網(wǎng)絡(luò)時，其勘測到的場景如下： 1、兩個十字交叉的走廊分四個辦公室，將三個不同部門分割開。 2、工程部會經(jīng)常有大量的用戶存在，他們對帶寬要求較高。 3、市場部和銷售部辦公人員較少，他們對帶寬要求不高，但兩個部門之間 經(jīng)常相互移動辦公。 4、每個房間靠近兩個走廊交叉區(qū)域的位置為承重墻，同時在走廊外也擺放 了許多工藝品，此區(qū)域

11、對射頻信號衰減較大。 n 部署設(shè)計方案 1 的設(shè)計思路 由于工程部經(jīng)常有大量用戶，而且對帶寬要求較高，所以每一間辦公室都安 裝一臺 AP，壁掛在墻壁上，使用自帶 2dBi 全向天線。 工程部兩個 AP 安裝位置的墻面為普通隔斷墻，對信號的損耗較小，因此市 場部、銷售部的大部分區(qū)域也可被這兩個 AP 的信號覆蓋。在市場部與銷售部的 辦公室之間部署第三個 AP 解決信號覆蓋的盲區(qū)問題即可。 以上部署方案所暴露的問題有： 1、沒有從用戶應(yīng)用、用戶密度、工作流程等方面綜合考慮。 2、部分區(qū)域還有信號覆蓋盲區(qū)。 3、在需要經(jīng)常移動的市場部和銷售部的辦公區(qū)域，用戶移動時會發(fā)生多次 不同信號覆蓋區(qū)域間的切換。 4、在走廊 1 移動的用戶只能通過泄露信號覆蓋，信號質(zhì)量較差。 n 部署設(shè)計方案 2 的設(shè)計思路 由于工程部經(jīng)常有大量用戶，而且對帶寬要求較高，所以每一間辦公室都安 裝一臺 AP，而 AP 安裝位置移至承重墻角落處，采用定向平板天線覆蓋各自的辦 公室，這樣可以保證每個 AP 的信號都集中在各自房間內(nèi)，同時利用承重墻對信 號的較大損耗以防止信號泄漏到房間以外。 在市場部和和銷售部之間的 AP 放置在兩辦公室的門口處， 這樣 1 臺 AP 可覆 蓋兩間辦公室的區(qū)域，移動辦公的無線用戶不會再出現(xiàn)跨小