WLAN方案设计原则

WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 1 目 录 目 录 1 1 室内大型开阔场景，业务量较小 2 1.1 场景取定 . 2 1.2 覆盖范围 . 2 1.3 建设方式 . 2 1.4 网络拓扑 . 2 1.5 设备选型 . 3 1.6 天线选型 . 5 1.7 用户容量 . 7 1.8 频点规划 . 7 1.9 服务质量 . 9 2 室内廊式场景 +两侧区域，用户密集 10 2.1 场景取定 . 10 2.2 覆盖范围 . 10 2.3 建设方式 . 10 2.4 网络拓扑 . 10 2.5 设备选型 . 11 2.6 天线选型 . 12 2.7 用户容量 . 12 2.8 频点规划 . 12 2.9 服务质量 . 12 3 室外场景 13 3.1 场景取定 . 13 3.2 覆盖范围 . 13 3.3 建设方式 . 13 3.4 网络拓扑 . 13 3.5 设备选型 . 14 3.6 天线选型 . 14 3.7 用户容量 . 15 3.8 频点规划 . 15 3.9 服务质量 . 15 4 其他 15 WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 2 1 室内 大型 开阔场景，业务量较小 1.1 场景取定 医院 （候诊，休息区） ，酒店 （大厅，休闲区域） ，会展中心 （大厅，休息区），学校（图书馆），聚类市场，高档小区，车 站 ， 移动自用 （营业厅） ，机场（候机大厅） 。 1.2 覆盖范 围 医院： 市三级甲等或有相当规模的大型医院 的 候诊，休息区。 酒店： 三星级以上或相当于三星级以上的酒店宾馆，大厅，休闲区。 会展中心： 省市级别的大型会展中心 的大厅，休息区。 学校： 高校，以及少部分寄宿制的有相当规模的高级中学和政府培训机构 的图书馆。 聚类市场： 具有休闲娱乐性质，顾客有无线宽带接入需求的市场热点的大厅、休息区 。 高档小区： 要求为大型的住宅小区 的 会所、室内休闲区 。 车站： 车站要求为县市级以上的大型火车或汽车枢纽站 的 普通 候车大厅 。 移动自用：移动营业厅。 机场：候机大厅，咖啡厅。 1.3 建设方式 如果原有 室分系统，则优先考虑采用通过室分系统合路的方式解决。 采用 WLAN与原有分布系统 合路 方式， 对于业务量较小场景， 采用 27dBm 的大功率 AP，系统中每个 AP 的覆盖面积约为 1500 3000 m。 达到场景的全覆盖。 没有室分系统的情况下 同样 采用 WLAN 独立布点方式。采用 27dBm 的 大功率 AP，系统中每个 AP 的覆盖面积约为 1500 3000 m，达到场景的全覆盖 ， 同时布线系统应考虑 GSM 以及 TD 的接入需求 . 对于 车站和机场等业务量稍大的场景，可增加 AP 数量 或考虑专门新建一套 WLAN系统以获得最优值的网络质量。 1.4 网络拓扑 在此类场景中，视场景大小，建议采用 1-2 层的交换机配置。 由杭州移动 城域网设备 出光纤连接各场景的 热点汇聚 交换机，然后交换机出超五类线连接 AP。 WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 3 M20cis co7609NE 80城域网核心层兼城域网出口（地市中心）城域网汇聚层（县节点）M120县汇聚CMN ET 省干节点（地市中心）县汇聚 县汇聚 县汇聚县汇聚ACAC新增设备新增 GE 链路APAP热点 1APAP热点 2滤波合路功分 / 耦合 功分 / 耦合BAS小 ACAPAP校园楼 1APAP校园楼 2城域网核心层兼城域网出口（地市中心）城域网汇聚层（县节点）县汇聚省干节点（地市中心）县汇聚 县汇聚 县汇聚县汇聚新增设备新增热点 热点滤波合路功分 耦合 功分 耦合小校园楼 校园楼图 1.4-1 城域网 拓扑图 A P计 算 机计 算 机计 算 机A P计 算 机计 算 机计 算 机A C楼 层 汇 聚 交 换 机（ 汇 聚 本 层 A P ）C M N E TN E 4 0光 纤热 点 汇 聚 交 换 机 （ 汇聚 各 层 交 换 机 ）图 1.4-2 建筑内拓扑 1.5 设备选型 1）功率并非越大越好 WLAN AP 的有效覆盖直径在室内为 3050 米，室外可达到 100300 米。覆盖范围越大，用户就可以离 AP 越远，移动空间也就越大。然而功率过大，则会对人体产生不利的影响。国际标准综合考虑了在对人体无害基础 上信号最强的功率为 100 毫瓦，即 20个 dBm，在满足需要的前提下 AP 的功率越接近这个数值越好。 但事实上对于开阔空间覆盖密集覆盖的经济性太差，故仍然考虑使用 500mw 的产品。 WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 4 2）数据传输速率 目前，几乎所有 WLAN 产品的数据传输速度都能达到 11Mbps 或者以上，随着 IEEE 802.11g/n产品的推出， 54Mbps 以上 的产品将会越来越多。但是标称的速率和实际使用起来得到的速率可能会有差距，因为它除了受所处环境因素影响外，还受产品质量的影响，产品质量不同，传输速度也会有一定的差距。 3）安全性 安全可靠除了包含对人体无害、链路传输稳定之外，最主要就是数据的安全性。但不同的厂商所提供的数据加密技术和安全解决方案不尽相同，现在常用的 WLAN 安全产品及其方案有很多，如 SSID、 WEP（ Wired Equivalent Privacy）、 MAC 地址过滤和IEEE 802.1x/EAP 认证。此外，有的产品采用 WLAN 通信与 IP 路由相结合的方式： IP的过滤、 VPN 等。有的产品还采用先进的 Stateful Packet Inspection 防火墙技术，可以防护 DoS 攻击，还可以对可能会出现问题的 E-mail 发出警告通知。在购买 WLAN 产品时最好不要单独购买而要整套购买，这样不但可以避免兼容性问题，而且设备的性能会发挥得更为出色，安全的解决方案也会更加完美。 4）管理与易用性 WLAN 产品作为一个网络设备，自然需要相应的设备设置。对有些 WLAN 产品的安装维护比较复杂，没有专业的技术人员很难完成驱动及其他方面的安装，而有些WLAN 产品的安装维护却比较简单。对于一些易用性不好的产品会给以后的维护带来很多的麻烦。 另外，为了便于统一管理，建议使用瘦 AP。 交换机的选型主要考虑以下几个因素： 1） AP 设备是采用 220V AC 独立供电还是因取电困难等原因采用以太网远供，如由交换机远供，则交换机需能 POE 供电。 2） 从保护投资的角度考虑无线交换机的容量，一个网络的生命周期大致是五年，五年内规模会壮大，网络也需要扩展，无线交换机的选择需要兼顾管理 AP 的可扩展能力。 做到既 保证覆盖要求，又不浪费投资。既能保证现有应用，又能兼顾未来发展。 3）考虑交换机的带宽流量处理能力， 一般而言，一个 AP 可以满足 20 个用户，每个用户 1Mbps 的流量要求，从这个角度， 20 30 个 AP 可以满足 400 600 人的应用。交换机需 满足 网络的 带宽流量 需 求 ，依据网络 需 求 提供千兆处理性能 。 4）依据交换机应用的层面选择使用二层或三层交换机。 因此，在此场景中， AP 部分， 由于场景 开 阔，要求覆盖范围广，故建议使用 使用500mw 的产品。 交换机部分， 除机场火车站外，由于 AP 数量不多，优先选择 12 口的 POE 交换机，解决供电问题。 若 24 口的设备由于集采关系足够便宜，也可考虑使用 24 口设备 （如H3C 3100-26TP-PWR-EI） ，为将来扩容留下空间。 机场，火车站等空间特别大的场景，由于 POE 供电距离的限制，可考虑使用多个WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 5 12 口，带上行光口的 POE 交换机 ，分别上连 3 层交换机作为区域的汇聚 。 1.6 天线选型 根据天线水平面方向性的不同， 可 分为全向天线和定向天线（天线在垂直方向具有一定方向性），天线有两个关键参数：增益和方向性。增益表示天线功率放大倍数，数值越大表示信号的放大倍数就越大， 即 当增益数值越大，信号越强，传输质量就越好。增益的大小使用 dBi 表示，室内天线大多为 4 5dBi，室外天线大多为 8.5 14dBi。 方向性指的是天线辐射和接收是否有指向，即天线在是否对某个角度过来的信号特别灵敏和辐射能量是否集中在某个角度上。能否实现更远距离的信号稳定传送，依赖于天线的质量。 全向天线的最大增益一般无法做得非常大， 全向天线能够全方位发送或接收无线信号虽然信号覆盖范围较远但是每个方向的信号都比较弱。 不过在安装的时候不必考虑两端天线安装角的问题，安装起来比较方便，适合于距离需求不高的 室内 环境；而定向天线能将增益做得非常高，一般的方向性越尖锐的天线增益就越高，信号的传输距离就越远，不过方向性过于尖锐的天线在安装和调整的难度就越大，两边的天线必须对准才能确保信号的传输；适合于距离需求比较高的环境。 无线室外定向天线是 室外 AP 布置 方案最重要的部分。室外天线通常安装在建筑物的顶部，容易感应雷 击，如果没有保护措施而在雷雨天气非常容易烧毁设备，并带来危险。天线避雷器 /浪涌保护器串联在无线设备和室外天线之间，能防止雷击对设备和人员带来的损害。对于这类设备需要注意的是两个参数：通流容量和插入损耗，通流容量指的是在避雷器能泻放的最大雷击电流，该值越大越好。插入损耗指的是在避雷器对信号的衰减，该数值越小越好。另外避雷器必须正确有效地接地，否则没有防雷效果 。 室外天线馈线（简称天馈线）是连接室内网桥和室外天线的信号线，如果网桥和室外天线距离太远则需要增加天馈线。不过这样会带来信号的衰减，为了将这种衰减尽量减少，需要尽量缩短网桥和天线的距离，并且选择损耗较少的天馈线。 天线适用频段为 2.4G（ ISM 2.4000-2.4835GHz），垂直极化和水平极化可调 ， AP外置天线应可通过馈线将天线进行延伸。 目前所使用的天线有以下几种 （型号参数仅为举例说明 ，不做选型依据 ） ： 1）双频平板天线： 型号 TDJ-2400BKB WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 6 频率范围-MHz 2400 2483 增 益 -dBi 10 驻波比 1.5 输入阻抗 - 50 极化 垂直 接头型号 N 座 天线尺寸 -mm 258 16845 (mm) 安装方式 挂式安装 注意事项：该天线为壁挂 安装，不支持抱杆安装。 2）吸顶天线： 型号 TQJ-900/1800XTH2 频率范围-MHz 800 2500 增益 -dBi 3 驻波比 1.3 输入阻抗 - 50 极化 垂直 最大功率 -W 50 接头型号 N 座 天线尺寸 -mm 180 90 重量 -g 250 安装方式 螺钉安装 增益 ： 3dBi，室内覆盖，工作在 2.4G 频段，用于 11b/g，有天花板的环境顶使用。 所有天线安装在室内，吸顶天线必须固定在楼板或天花板下，保证天线水平美观，WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 7 不破坏室内的整体环境，如天花板为石膏板可以将天线安装在天花板内，但不能任意摆放，必须固定，但在天线口附近必须留有检修口。 如果覆盖区域的障碍物对射频信号的吸收、折射、散射、反射的影响较大，将会大大降低信号质量。 室分中边缘场强一般是按公式 32.45+20lgxMHZ+20lgykm， 这是自由空间损耗 。 从天线到边缘的场强 。 x 是工作频段 ， y 是天线输出口到边缘的 距离 。 所以天线安装的位置需具体情况定。需要 边缘场强 满足通信要求 ， 无线覆盖边缘场强： -75dBm。 信噪比 15db。 因此，在此场景中，建议采用吸顶天线，以蜂窝式结构做覆盖，以获得较好的覆盖效果。考虑到信噪比和馈线的损耗，即使使用干放，一个 AP 所带的天线 也 不建议超过5 个。对于美观有特殊要求的场景，可以考虑采用经过美化的天线， 提高用户满意度。图 1.6-1 美化后的天线 1.7 用户容量 此类场景建筑结构相对简单，人员流动性大，属休闲的 WLAN 热点地区，有 一定无线上网需求。 主要特点是室内 空间较大，业务量一般 ，根据 覆盖面积和业务量采用一个或多个 AP 进行直接覆盖。 在上行没有瓶颈的情况下，一般认为一个 AP 可以满足的需求为： 50 个大部分时间空闲、偶尔收发一下邮件的普通用户； 25 个主流用户，这些用户使用邮件、下载或者上传中等大小的文件； 10 到 20 个一直在网络上处理大文件的用户。 1.8 频点规划 此场景中，由于用户密度不是很高， 一般不考虑采用 多 AP 合路 的方式。 由于多个 AP 信号覆盖区域相互交叉重叠，因此，各个 AP 覆盖区域所占频道之间必须遵守一定的规范，邻近的相同频道之间不能相互覆盖，也就是说，相互覆盖区域的AP 不能采用同一频 道，否则会造成 AP 在信号传输时相互干扰，从而降低 AP 的工作效率。例如， 802.11b 工作频带的宽度约为 83.5M，被划分为 11 个频道。为了最大限度地WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 8 利用频带资源，最常见的办法就是选取 3 个互不重合的频道作为整个系统的工作频段。3 个互不重合的频道在实际应用中一般有两种用法。第一种，也是最普遍的一种，就是A、 B、 C 两两相邻，并部分重叠（如下图），从而在获得最大的覆盖面积的情况下消除死角，杜绝同一频道的互相干扰。第二种，用得不太多，即在同一地点安装 3 个 AP，每个 AP 分别工作在三个互不重叠的频道，三个频道聚合使用，以 获得最大的传输带宽。利用这些完全不覆盖的频道作为多蜂窝覆盖是最合适的。另外还要注意一点，就是用于实现无线漫游网络的 AP 必须使用同一网络名称（ SSID）、同一网段的 IP 地址，否则无线客户端将无法实现漫游功能。 因此 信道、功率划分 主要依据以下 原则： 任意相邻区域使用无频率交叉的频道，如： 1、 6、 11 频道 适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰 蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用 图 1.8-1 频点 规划原理图 信道设置时要考虑三维空间的信号干扰，例如下图 ： 在 1 楼部署 3 个 AP，从左到右的信道分别是 1/6/11，此时在 2 楼部署的 3 个 AP 的信道就应该划分为 6/11/1，同理 3楼为 11/1/6。这样就最大可能地避免了楼层间的干扰，无论是水平面还是垂直面都做到无线的蜂窝式覆盖。 WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 9 图 1.8-2 楼层间频点规划 1.9 服务质量 图 1.9-1 覆盖区域图（酒店举例） 在此场景中，所做的覆盖能满足一般商务人士收发邮件，浏览网页的需求， WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 10 2 室内 廊式场景 +两侧区域 ，用户密集 2.1 场景取定 办公大楼、写字楼 ，学校（宿舍区、自修室），医院（住院部）。 会议室，机场、车站的 VIP 休息室 。 2.2 覆盖范围 办公大楼、写字楼 ： 县区级以上级别的政府办公大楼，企业的办公大楼要求是 A/B内集团的国有大中型企业的办公大楼，以及部分成规模的民营企业的办公大楼 。 学校： 高校，以及少部分寄宿制的有相当规模的高级中学和政府培训机构 的宿舍区，自修室。 医院： 市三级甲等或有相当规模的大型医院 的住院部。 办公、写字楼、酒店、会展中心的会议室。 机场、车站的 VIP 休息室。 2.3 建设方式 如果原有室分系统，则优先考虑采用通过室分系统合路的方式解决。 采用 WLAN与原有分布系统 合路 方式， 对于 空间小， 业务量较大的场景， 例如会议室，建 议 采用 多个 20dBm的小 功率 AP 进行覆盖，对于筒子楼型的场景，由于只能在走廊中布置天线，故建议采用 27dBm的大功率 AP， 达到场景的全覆盖。 没有室分系统的情况下 采用 WLAN 独立布点方式。 对于空间小，业务量较大的场景，例如会议室，建议 采用 多个 20dBm的小 功率 AP 进行覆盖，对于筒子楼型的场景，由于只能在走廊中布置天线，故建议采用 27dBm的大功率 AP。 2.4 网络拓扑 在此类场景中，视场景大小，建议采用 2-3 层的交换机配置。 由杭州移动出光纤连接各场景的 汇聚 交换机，然后连接交换机出超五类线连接 各个 AP。 城域网拓扑 同 图 1.4-1。 WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 11 A P计 算 机计 算 机计 算 机A P计 算 机计 算 机计 算 机A C汇 聚 交 换 机 （ 汇聚 各 楼 层 的 A P ）C M N E TN E 4 0光 纤图 2.4-1 楼内网络拓扑 2.5 设备选型 设备选择原则同 1.5 节。 表 2.5-1 建筑物材质对无线电波的衰减 在此场景中， 若 建筑主要为类似筒子楼结构 ， 由于建筑物墙体较多，对无线电波造成的衰减较大，故依然采用大功率 AP，即 500mw 级产品 ，由走廊向两侧房间辐射信号。 若在会议室等用户量 大 的封闭场景，则考虑采用 在同一室内布置多个 AP 的 方式解决，此时要严格控制 AP 功率，采用 100mw 的小功率 AP，避免与周边 AP 的同频干扰。 交换机方面， POE 的交换机依然是首选，由于此场景中用户较多，密度较大，故建议使用 24 口的 POE 交换机产品。如有机房可考虑直流产品，否则以交流产品为首选。 WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 12 2.6 天线选型 天线选择原则同 1.6 节。 天线位置应当相对较高。前面已经叙述过，无线信号是直线传播的，每遇到一个障碍物，无线信号就会被削弱一部分。将天线置于相对较高的位置，可以有效地消除 AP与 WLAN 终端之间的固定的或移动的遮挡物，从而能够保证 WLAN 的覆盖范围，保障WLAN 的畅通。考虑到美观因素，故仍建议使用室内吸顶天线。 对于筒子楼场景，若有较为美观的室内定向天线，亦 推荐采用。 2.7 用户容量 由于此场景中用户较为密集，业务量大， 参考 1.7 节中的 AP 承载能力， 对于用户密集的场景，例如会议室， 若布置多个 AP，则可承载数倍于单个 AP 的用户量 。若采用 3AP，可满足会议室内百人左右同时上网的需求。 2.8 频点规划 对于筒子楼场景和室内会议室场景的频点规划均可参考 1.8 节。 图 2.8-1 会议室示意图 2.9 服务质量 请参考图 1.9-1。 若有条件把布线延伸至办公室内，则可参考下图。可满足约 80 名左右员工的同时上网，进行一般工作应用的需求。 WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 13 图 2.9-1 办公室内覆盖 3 室外场景 3.1 场景取定 学校的操场，公共区域的广场等。 3.2 覆盖范围 学校操场的大部分区域。 公共的露天场所，例如广场等群众活动场所。 3.3 建设方式 在室外开阔空间中 AP 的覆盖能力比室内半开阔空间要远，但为了保证效果通常是添加室外天线使用。考虑到 AP 的有线端需要接入到有线网络，这就存在两种方式：在附近具备有线网络建筑物的情况，往往考虑通过将 AP 安装在具备有线网络的建筑物的楼顶或是侧壁上通过室外定向天线对室外开阔空间进行覆盖，如果存在多栋相邻楼宇，如宿舍楼群，亦可通过 WLAN MESH 产品进行覆盖 。 3.4 网络拓扑 城域网拓扑同图 1.4-1. WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 14 A PA PA C汇 聚 交 换 机C M N E TN E 4 0光 纤图 3.4-1 网络拓扑 3.5 设备选型 设备选择原则同 1.5 节。 在此场景宜采用 500mw 的大功率 AP。 由于 AP 数量相对较少，可采用 12 口的 POE 交换机。 3.6 天线选型 由于室外以保证覆盖为优先，故建议采用板状定向天线覆盖 ，防雷需注意。 若场景周围有建筑物包围 ，可考虑采用全向天线，如下图。 图 3.5-1 室外包围场景 WLAN 建设原则 华信邮电咨询设计研究院有限公司（ ） 15 3.7 用户容量 由于此场景中用户分散，业务量小，承载能力可参考 1.7 节。 3.8 频点规划 频点规划方式仍然采用 1， 6， 11 的蜂窝式布置，可参考 1.8 节。 图 3.8 H3C 的机场室外覆盖示意图 3.9 服务质量 可以满足用户基本的接入需求，由于距离较远，较难提供高质量的服务。 4 其他 在无线网络部署完成后 ， 验收测试通常会发现无线信号实际覆盖是否存在盲区，了解传输速率、丢包率、数据重传率等有关整个无线网络传输性能指标，是否存在信道冲突，