WLAN基本原理與覆蓋方案張國強

1、WLAN基本原理與覆蓋方案答辯人：張國強目錄目錄第一部分第一部分 WLAN WLAN技術及其發(fā)展技術及其發(fā)展第二部分第二部分 WLAN WLAN組網(wǎng)簡要說明組網(wǎng)簡要說明第三部分第三部分 WLAN WLAN覆蓋典型方案介紹覆蓋典型方案介紹第四部分第四部分 WLAN WLAN覆蓋實際案例案分析覆蓋實際案例案分析第一部分第一部分 WLANWLAN技術及其發(fā)展技術及其發(fā)展什么是WLAN(無線局域網(wǎng)) WLAN是固定(有線)局域網(wǎng)的一種延伸，是沒有線纜連接限制的網(wǎng)絡連接。其功能與有線局域網(wǎng)一致，對用戶來說完全透明。 無線局域網(wǎng)由無線網(wǎng)卡(NIC)、無線接入點(AP)、計算機及有關設備組成。WLAN的重要

2、性 筆記本電腦的大量普及，智能手機數(shù)量的快速增長以及新型平板電腦興起，對移動互聯(lián)提出了更高的數(shù)據(jù)要求。思科統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，從2010年到2015年，全球移動數(shù)據(jù)流量將增長26倍，其中絕大部分數(shù)據(jù)流量來自手持終端。面對移動數(shù)據(jù)流量的巨大壓力，WLAN已成為了運營商從3G/4G網(wǎng)絡中分流流量的一種極為有效且低成本的方式。什么地區(qū)需要WLAN覆蓋 總的來說，有需要WLAN的地方就可以考慮覆蓋，但需要重點考慮覆蓋的區(qū)域有： 高校、火(汽)車站、體育場館、展館、辦公樓、居民小區(qū)、商場等數(shù)據(jù)需求量比較大的區(qū)域。WLAN技術發(fā)展概要1999200120032005802.11a5GHz OFDM54Mbps8

3、02.11b2.4GHz CCK11Mbps802.11g2.4GHz CCK or OFDM 54Mbps802.11n100 Mbps2007802.11無管理MAC認證、WEP加密無漫游低速無線接入802.11a/b 簡單配置管理WPA認證TKIP加密L2漫游無線數(shù)據(jù)接入802.11g集中管理、射集中管理、射頻環(huán)境管理頻環(huán)境管理WPA認證認證802.11i加加密密L2、L3漫漫游游語音、數(shù)據(jù)、語音、數(shù)據(jù)、視頻無線接入視頻無線接入802.11n更強大的全網(wǎng)管理動態(tài)認證安全接入任意位置接入綜合業(yè)務的無線承載作為有線的簡單補充，實現(xiàn)無線基本接入功能1998年1999年2003年2006年2M5

4、4/11M54M300M主要的接入層技術之一，擴展豐富增值業(yè)務功能規(guī)模應用WLAN 2.4GHz頻段分布16112712345109814132.4172.4272.4372.4472.4572.4122.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.467 依照IEEE 802.11b/g無線局域網(wǎng)的國際規(guī)范和國家無線電管理委員會的標準，無線局域網(wǎng)的無線設備的工作頻段為：2400-2483.5MHz。工作頻率帶寬為83.5MHz，劃分為14個子頻道，實際使用為1-13頻道，每個子頻道帶寬為22MHz。 2.4GHz頻段可提供3個相互不干擾的信道，最常用的信道為1、6、

5、11。WLAN 5.8GHz頻段分布 5.8GHz頻段有8個互不干擾的信道,在中國,可提供5個互不干擾的信道： 149、153、157、161、165 每信道占用20MHz頻帶帶寬; 采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交頻分復用技術的調制方式。信道中心頻率（MHz）信道低端/高端頻率（MHz575515357655755/577515757855775/579516158055795/581516558255715/5835無線傳輸?shù)母蓴_因素l 2.4GHz、5.8GHz為ISM (Industri

6、al Scientific Medical)頻段，不需授權即可使用。l 同一區(qū)域內AP之間的互相干擾，干擾方式分為同信道干擾和鄰信道干擾。l 其他干擾源 -微波爐 -醫(yī)療設備 -雙向尋呼系統(tǒng) -脈沖雷達系統(tǒng) -其它無線通訊系統(tǒng)l 干擾的存在會使系統(tǒng)的整體性能有非常明顯的下降，在有些時候甚至會失去工作的能力。WLAN AP間漫游 用戶在AP間漫游分為兩層漫游和三層漫游。用戶在處于同一局域網(wǎng)的AP間進行漫游的時候屬于兩層漫游，不需要重新申請IP地址。用戶在不同局域網(wǎng)的AP間進行漫游的時候屬于三層漫游，需要向新局域網(wǎng)中申請IP地址。第二部分 WLAN組網(wǎng)簡要說明WLAN基本網(wǎng)絡結構框圖POE交換機A

7、PAPAPPOE交換機APAPAPPOE交換機APAPAP用戶終端用戶終端用戶終端用戶終端用戶終端用戶終端匯聚交換機傳輸設備ACCMNETINTERNET Internet手機手機WLAN筆記本筆記本PDA無線接入點（無線接入點（AP）無無線線電電波波 WLAN終終端端設設備備無線控制器（無線控制器（AC） WLAN終端設備通過無線信道連接到AP，AP通過五類線連接到交換機，交換機通過傳輸接入到AC上從而實現(xiàn)AC對于AP的管理和控制，最后通過AC與PORTAL共同管理實現(xiàn)終端對于internet的訪問。山西移動WLAN組網(wǎng)材料統(tǒng)計方法AP、POE交換機、匯聚交換機的個數(shù)統(tǒng)計根據(jù)實際需求統(tǒng)計即可

8、。超五類線根據(jù)實際的需求長度乘以1.05的系數(shù)。每根超五類線配兩個水晶頭。軟跳線(對應AP廠家)在AP接入室內分布系統(tǒng)或者室外AP帶板狀天線時使用。室內合路型AP及室外11g型AP給一根軟跳線，室外11n型AP給兩根軟跳線交換機供電電源為交流時用RVVZ3*2.5規(guī)格的電源線，直流時使用RVVZ3*4規(guī)格的電源線POE交換機光模塊用于POE交換機與匯聚交換機連接時POE一側的光口，用多用百兆光模塊(FE)。山西移動WLAN組網(wǎng)材料統(tǒng)計方法匯聚交換機光模塊用于匯聚交換機與POE交換機及傳輸設備之間匯聚交換機一側的連接。與POE連接的光口多用百兆光模塊(FE)，與傳輸側連接的光口多用千兆光模塊(G

9、E)WLAN室外型覆蓋方式需要安裝避雷器來保護設備。每一個室外11g型AP需要一個網(wǎng)線避雷線和一個饋線避雷器。每一個室外11n型AP需要一個網(wǎng)線避雷器和兩個饋線避雷器。用于連接POE交換機與匯聚交換機的光纜根據(jù)實際需要的長度乘以1.012的系數(shù)給出。6芯的GYTA-6B1.3型光纜可供三個交換機級聯(lián)，12芯的GYTA-12B1.3型光纜可供6個交換機級聯(lián)。山西移動WLAN組網(wǎng)材料統(tǒng)計方法3米大方大圓尾纖用來熔接中興POE交換機百兆光口與熔纖盤。每個POE交換機需要兩條3米大方大圓尾纖。3米小方大圓尾纖用來熔接中興匯聚交換機百兆光口與熔纖盤。每個匯聚交換機需要兩條3米小方大圓尾纖。3米雙圓頭尾纖

10、用來把光纜熔接到熔纖盤上，每芯光纜給一條。5米雙小方尾纖用于匯聚交換機GE口與傳輸設備連接每個匯聚交換機給兩條。第三部分 WLAN覆蓋典型方案介紹WLAN覆蓋主要建設方案WLAN熱點覆蓋的主要建設方式主要有室內建設、室外建設等，具體分類如圖所示： 針對具體的場景，可采用一種或多種建設方式，滿足覆蓋和容量的需求。室內獨立放裝室內獨立放裝 室內獨立放裝建設方式是在目標覆蓋區(qū)域或目標覆蓋區(qū)域附近直接部署AP，AP通過其自帶天線簡易天饋系統(tǒng)(包括功分器或耦合器、短距離饋線、天線等)實現(xiàn)WLAN覆蓋。 室內放裝AP采用自帶天線時一般使用2.4GHz、5.8GHz或2.4GHz+5.8GHz雙頻室內型AP

11、；采用簡單天饋系統(tǒng)方式時一般使用2.4GHz室內型AP。 由于AP功率較小，WLAN覆蓋范圍也較小，覆蓋范圍受到建筑物內部設施、房間分隔的影響，實際應用中一般以不穿透墻或只穿透一堵墻為宜，在不同樓層一般需要使用不同的AP進行覆蓋。室內獨立放裝室內獨立放裝 當采用簡單天饋系統(tǒng)時，可根據(jù)覆蓋區(qū)域的具體情況，選用全向吸頂天線或者定向板狀天線。如圖：室內獨立放裝室內獨立放裝 該方案的特點是AP的部署位置比較靈活，網(wǎng)絡容量較高；適用于覆蓋區(qū)域比較小，室內放裝AP即可覆蓋整個區(qū)域，例如酒店中的會議室、商場里的咖啡館等；或區(qū)域內WLAN容量需求比較高，例如宿舍樓等。在擴容時可將802.11g標準AP替換為8

12、02.11n標準的AP或增加AP布放密度提高來提高網(wǎng)絡容量。增加AP數(shù)量時，為降低干擾，可利用房間墻壁等的隔離效果，降低單AP發(fā)射功率縮小單AP覆蓋范圍等方式。同時做好頻率規(guī)劃與網(wǎng)絡優(yōu)化，從而降低干擾。室內分布系統(tǒng)合路室內分布系統(tǒng)合路 室內分布系統(tǒng)合路是將WLAN信號通過合路器與GSM/TD共室內分布系統(tǒng)，各系統(tǒng)信號共用天饋系統(tǒng)進行覆蓋。 室內分布合路主要采用2.4GHz室內合路型大功率AP，包括802.11g設備和802.11n大功率設備；在容量需求高的場景，建議使用802.11n標準的大功率AP。一般GSM/TD信號是在天饋系統(tǒng)主干進行饋入，AP通過合路器將WLAN信號饋入天饋系統(tǒng)的支路末

13、端。室內分布系統(tǒng)合路室內分布系統(tǒng)合路 根據(jù)實際的覆蓋區(qū)域情況，天線可選擇室內全向吸頂天線或定向天線。該方案示意圖如下：室內分布系統(tǒng)合路室內分布系統(tǒng)合路 該方案需GSM/TD/WLAN共用分布系統(tǒng)基礎設施，綜合建設投資較小，建設周期短，無線信號覆蓋面積較大，信號分布均勻；需要按GSM/TD/WLAN聯(lián)合覆蓋需求統(tǒng)一規(guī)劃、設計、優(yōu)化分布系統(tǒng)，滿足各系統(tǒng)的無線覆蓋要求；適用于室內覆蓋面積較大，已有或未來需建設分布系統(tǒng)的場景。擴容時可考慮將802.11g標準AP替換為802.11n標準的AP，或進行分布系統(tǒng)進行多支路改造，將分布系統(tǒng)主干向前端延伸，增加目標覆蓋區(qū)域的分布系統(tǒng)支路數(shù)量，降低每個支路的覆蓋

14、面積，將AP合路到各支路末端，提高目標覆蓋區(qū)域的AP數(shù)量，提升網(wǎng)絡容量。再就是局部擴容時可以考慮采用與室內獨立放裝方式相結合，在個別區(qū)域增加獨立放裝的AP。室內分布系統(tǒng)合路室內分布系統(tǒng)合路 將WLAN饋入已有分布系統(tǒng)時，應考慮原有分布系統(tǒng)能否滿足WLAN覆蓋的要求，是否需要進行改造，同時應注意對GSM/TD無線覆蓋的影響。若需穿透墻體實現(xiàn)WLAN覆蓋，原則上只考慮穿透一堵墻體，天線入口功率一般不低于10dBm。分布系統(tǒng)合路建設中，所有無源器件（包括合路器、功分器、耦合器、天線、饋線等）應滿足GSM/TD/WLAN的合路要求，滿足800960MHz、17102500MHz的頻率要求。室外獨立放裝

15、室外獨立放裝 室外獨立放裝方式是在目標覆蓋區(qū)域或目標覆蓋區(qū)域附近直接部署AP，AP通過其自帶天線或外部天饋實現(xiàn)WLAN覆蓋。AP或天線可安裝在目標覆蓋區(qū)域附近的較高位置，如燈桿、建筑物上端等，向下覆蓋目標區(qū)域或室內。這種覆蓋方式多用于廣場、公園、街道、公交站牌、多層居民小區(qū)等的覆蓋。室外獨立放裝室外獨立放裝 如下圖就為典型的室外獨立放裝方式。室外獨立放裝室外獨立放裝 該方案的特點是AP部署較為靈活，覆蓋范圍較大；但系統(tǒng)容量較小，通過室外覆蓋室內時，室內深度覆蓋難度大。適用于用戶較為分散的室外區(qū)域，如公園、商業(yè)街區(qū)、廣場、多層居民區(qū)等。擴容時通過適當增加AP布放密度提高網(wǎng)絡容量。AP安裝位置應該

16、選擇視野開闊的區(qū)域，目標覆蓋區(qū)域與天線之間最好為視距環(huán)境。通過室外覆蓋室內時，一般考慮至多只穿透一堵墻體為宜，AP安裝在室外時，需要做好相關設備、線纜等室外設施的防護措施，包括防水、防雷、防塵、防盜等。室外分布系統(tǒng)合路室外分布系統(tǒng)合路 室外分布系統(tǒng)合路是將WLAN信號通過合路器與GSM/TD共室外分布系統(tǒng)，各系統(tǒng)信號共用天饋系統(tǒng)進行覆蓋。室外分布合路主要采用2.4GHz室外合路型大功率AP，若AP安裝在室內也可采用室內型AP。該方案基本同室內分布系統(tǒng)合路方案。另外，由于2.4GHz頻段信號衰減和穿透損耗都較大，實現(xiàn)室內深度覆蓋難度較大，所以適合覆蓋目標較為空曠的區(qū)域，例如：工業(yè)、科技園區(qū)等。擴

17、容方法與室內分布系統(tǒng)合路方案基本一樣。AP安裝在室外時，需要做好相關設備、線纜等室外設施的防護措施，包括防水、防雷、防塵、防盜等。這種方案在山西移動WLAN項目中不多見。MeshMesh組網(wǎng)組網(wǎng) Mesh組網(wǎng)是采用1個Root AP和若干個Mesh AP共同覆蓋一片連續(xù)區(qū)域的建設方式。Root AP通過有線方式連接至上層網(wǎng)絡的AP。Root AP能夠實現(xiàn)用戶接入和AP匯聚。Root AP處需提供傳輸和電力，可以與宏站共站址、或安裝在其他傳輸能夠到達的位置； Mesh AP通過無線方式回傳至Root AP的AP，實現(xiàn)本地的用戶接入。Mesh AP處僅需電力資源，可以安裝在燈桿、電話廳等位置。Me

18、sh型網(wǎng)絡有星形和樹形等結構，多個AP組合實現(xiàn)對目標區(qū)域的覆蓋。MeshMesh組網(wǎng)組網(wǎng) 此種方案部署靈活、建設快捷，對傳輸?shù)荣Y源需求較少，能夠實現(xiàn)快速布網(wǎng)；多以行業(yè)應用為主，提供寬帶上網(wǎng)、話音增值及視頻業(yè)務，用于公共安全視頻監(jiān)控、行業(yè)應用數(shù)據(jù)采集、環(huán)境監(jiān)測等；也可用于應急通信，如為大型會展中心、地震災區(qū)，提供快速解決方案。實施中要嚴格控制每支路跳數(shù)，避免因跳數(shù)太多引起用戶接入速率過低；合理部署AP，注意每對回傳AP之間是否會有阻擋，避免因無線環(huán)境變化導致網(wǎng)絡連接中斷；安裝在室外的設備應注意防水、防雷、防塵、防盜等。第四部分 WLAN覆蓋實際案例分析天隆倉大廈天隆倉大廈 天隆倉大廈位于府西街桃園北路口，經(jīng)度：112.538