1、WLAN 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)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(lái)越多的終端用戶所喜愛(ài) ,各大運(yùn)營(yíng)商與企業(yè)也不斷加大對(duì) WLAN 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的 投入 ,在各熱點(diǎn)樓宇 （寫字樓、酒店、機(jī)場(chǎng)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(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則加以總結(jié)和分析,可作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署的指導(dǎo)意見(jiàn)。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(jì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署方案時(shí) ,首 先應(yīng)對(duì)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(lái)指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。本文主要以

2、802.11g 協(xié)議為例闡述無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。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(gè)信道,每個(gè)頻道的頻寬為 22MHz。兩個(gè)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(duì)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

3、交疊的地方 ,這就意味著:如果有兩個(gè)無(wú)線設(shè)備同時(shí)工作 ,且它們工作的信道分別為 1和 3,則它 們發(fā)送出來(lái)的信號(hào)會(huì)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(lái)進(jìn)行無(wú)線覆蓋。下面的表 1 列出了 802.11g在各國(guó)家授權(quán)使用的頻段。在北美地區(qū) （美國(guó)、加拿 大開(kāi)放 1-11信道 ,在歐洲開(kāi)放 1-13 信道。中國(guó)與歐洲一樣 ,同樣開(kāi)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(guó)家開(kāi)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(lái)進(jìn)行無(wú)線覆蓋注:對(duì)于

4、802.11a的 5G頻段,在中國(guó)一共開(kāi)放了 5個(gè)信道 ,分別是 149、153、 157、 161、165信道,這 5個(gè)信道相互之間不重疊 ,為互不干擾信道。2、規(guī)劃設(shè)計(jì)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃 與設(shè)計(jì)。2.1蜂窩式無(wú)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(wú)線覆蓋的原則 ,在二維平面上 使用 1、6、11 三個(gè)信道實(shí)現(xiàn)任意區(qū)域無(wú)相同信道干擾的無(wú)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(wú)線覆蓋時(shí) ,信道的設(shè)置要考慮三維空間的信號(hào)干擾。如圖 3所示 ,在

5、1樓部署 3個(gè) AP,從左到右的信道分別是 1/6/11,此時(shí)在 2樓部署的 3個(gè)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(wú)論是水平方向還是垂直方向都按照無(wú)線蜂窩式覆蓋原則進(jìn)行部署。2.2 信號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線覆蓋區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)滿足一定的標(biāo)準(zhǔn) ,才能保證 AP 與終端之間信號(hào)的有 效交互 ,從而保證無(wú)線覆蓋的效果。覆蓋區(qū)信號(hào)強(qiáng)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)。但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)勘測(cè)設(shè)計(jì)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(yàn) ,需要有更好的信號(hào)強(qiáng)度作為保證。一般情

6、況下 ,對(duì)于有 業(yè)務(wù)需求的樓層和區(qū)域進(jìn)行覆蓋時(shí) ,目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi) 95%以上位置的接收信號(hào)強(qiáng)度 應(yīng)-75dBm（經(jīng)驗(yàn)值 ,適用于絕大部分無(wú)線網(wǎng)卡 ,重點(diǎn)覆蓋區(qū)域信號(hào)強(qiáng)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(duì)比無(wú)線用戶所選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(cè)的結(jié)果。例如圖 4 所示,以兩種不同的速率勘測(cè)同一開(kāi)放式辦公區(qū)域。如 果在 2Mbit/s 的速率下需要 4個(gè) AP 覆蓋用戶區(qū) ,而如果在 5.5Mbit/s 的速率下 ,則需 要 6 個(gè) AP 才能覆蓋。因此 ,充分了解用戶業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求是非常重要的。2

7、.4 信號(hào)穿透損壞估測(cè)在 WLAN 工程中 , 需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(cè)其對(duì)無(wú)線信號(hào)的影響 ,從而來(lái)確定 WLAN 設(shè)備的安裝位置。例如將 AP 置于 相對(duì)較高的位置 ,可以有效地消除 AP 與無(wú)線終端之間的固定或移動(dòng)的遮擋物 ,從而 能夠保證 AP 與無(wú)線終端之間信號(hào)的有效交互 ,提高 WLAN 的覆蓋質(zhì)量 ,保障 WLAN 網(wǎng)絡(luò)的暢通。2.4GHz 電磁波對(duì)于各種建筑材質(zhì)的穿透損耗的經(jīng)驗(yàn)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:10

8、dB同時(shí),在衡量墻壁等對(duì)于 AP 信號(hào)的穿透損耗時(shí) ,需考慮 AP 信號(hào)入射角度。例如,一面 0.5米厚的墻壁 ,當(dāng) AP信號(hào)和覆蓋區(qū)域之間直線連接呈 45角入射時(shí), 無(wú)線信號(hào)相當(dāng)于穿透近 1米厚的墻壁;在2角時(shí)相當(dāng)于超過(guò) 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(hào)能夠垂直的穿過(guò)墻壁。2.5 802.11n協(xié)議信道規(guī)劃原則802.11n同時(shí)定義了 2.4GHz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

9、了兩種頻帶寬度 :20MHz 頻寬和 40MHz頻寬。其中 40MHz 頻寬使用兩個(gè) 20MHz 信道進(jìn)行捆綁， 其中一個(gè)是主信道，一個(gè) 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(guò)前面 802.11g 協(xié)議頻譜的學(xué)習(xí)可以知道， 40MHz 信道模 式對(duì)于 2.4GHz 頻段有限的頻譜資源來(lái)說(shuō)有些尷尬，因?yàn)樵?2.4GHz 頻譜中無(wú)法實(shí) 現(xiàn)兩個(gè)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， FCC 分配了 23 個(gè)互不重疊 20MHz 信道，在 中國(guó)也有 5 個(gè)互不重疊 20MHz 信 道

10、，有足夠的信道來(lái)實(shí)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(jìn)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(jìn) 行部署。 3、優(yōu)化設(shè)計(jì)原則 3.1 室內(nèi)部署位置的優(yōu)化原則 由于無(wú)線信號(hào)的空間傳播是三維的，所以給設(shè)計(jì)、部署 和排錯(cuò)帶來(lái)了較大的 困難。在進(jìn)行室內(nèi)部署時(shí)，在滿足一定用戶密度的無(wú)線應(yīng)用 需求下，要盡可能的 減少三維空間中的信號(hào)可見(jiàn)數(shù)量。 為了更便于大家的理解，

11、 下面我們將通過(guò)一個(gè) 實(shí)例來(lái)闡述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)的原則。 3.2 室內(nèi)部署位置 的優(yōu)化實(shí)例 部署某無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其勘測(cè)到的場(chǎng)景如下：1、兩個(gè)十字交叉的走廊分四個(gè)辦公室，將三個(gè)不同部門分割開(kāi)。2、工程部會(huì)經(jīng)常有大量的用戶存在，他們對(duì)帶寬要求較高。 3、市場(chǎng)部和銷售部辦公人員較 少，他們對(duì)帶寬要求不高，但兩個(gè)部門之間 經(jīng)常相互移動(dòng)辦公。 4、每個(gè)房間靠近 兩個(gè)走廊交叉區(qū)域的位置為承重墻，同時(shí)在走廊外也擺放 了許多工藝品，此區(qū)域 對(duì)射頻信號(hào)衰減較大。 部署設(shè)計(jì)方案 1 的設(shè)計(jì)思路由于工程部經(jīng)常有大量用戶，而且對(duì)帶寬要求較高，所以每一間辦公室都安 裝一臺(tái) AP，壁掛在墻壁上，使用自帶 2dBi 全向

12、天線。 工程部?jī)蓚€(gè) AP 安裝位置 的墻面為普通隔斷墻，對(duì)信號(hào)的損耗較小，因此市 場(chǎng)部、銷售部的大部分區(qū)域也 可被這兩個(gè) AP 的信號(hào)覆蓋。在市場(chǎng)部與銷售部的 辦公室之間部署第三個(gè) AP 解決 信號(hào)覆蓋的盲區(qū)問(wèn)題即可。 以上部署方案所暴露的問(wèn)題有： 1、沒(méi)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(hào)覆蓋盲區(qū)。 3、在需 要經(jīng)常移動(dòng)的市場(chǎng)部和銷售部的辦公區(qū)域，用戶移動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生多次 不同信號(hào)覆蓋 區(qū)域間的切換。 4、在走廊 1 移動(dòng)的用戶只能通過(guò)泄露信號(hào)覆蓋，信號(hào)質(zhì)量較差。 部署設(shè)計(jì)方案 2 的設(shè)計(jì)思路 由于工程部經(jīng)常有大量用戶，而且對(duì)帶寬要求較 高，所以每一間辦公室都安 裝一臺(tái) 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(gè) AP 的信號(hào)都集中在各自房 間內(nèi)，同時(shí)利用承重墻對(duì)信 號(hào)的較大損耗以防止信號(hào)泄漏到房間以外。在市場(chǎng)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(tái) AP 可覆 蓋兩間辦公室的區(qū)域，移動(dòng)辦公的無(wú)線用戶