WLAN无线网络规划和工程施工.ppt

1,WLAN无线网络规划和工程施工,2,WiFi网络规划和工程施工,基本概念 网络设计的技术指标 用户容量的规划 电波在自由空间的衰减模型 WLAN工程勘测 网络优化 提交文档,3,3,WLAN采用的标准和参考规范,IEEE802.11标准系列 802.11a，1999年，物理层补充(54Mbit/s，工作在5GHz) 。 802.11b，1999年，物理层补充(11Mbit/s，工作在2.4GHz) 。 802.11g，物理层补充(54Mbit/s，工作在2.4GHz)。 802.11e，对服务等级(Quality of Service, QS)的支持。 802.11f，基站的互连性(Interoperability)，支持IAPP（inter-access point protocol）协定，确保用户端在不同接入点间的漫游，切换。 802.11i，安全和鉴权(Authentification)标准，认证方案是基于802.1x和扩展认证协议(EAP)的，加密算法为高级加密标准(AES)。动态协商认证和加密算法。 802.11s：支持MESH网状网络的协议 802.11n，导入多重输入输出(MIMO)技术，基本上是802.11a的延伸版 中国无线局域网国家标准GB15629.11：,4,、WLAN 2.4GHz(2.4 GHz -2.4835GHz )频段的划分；,基本概念,5,基本概念,2.4GHz频段可用带宽为83.5MHz，划分为13个信道，每个信道带宽为5MHz，每个用户占用的带宽为22MHz。 在实际建网进行频率规划时，相邻小区应尽量使用互不交迭的信道以减小干扰，一般选用1、6、11号频点。,6,基本概念,7个AP的覆盖图,7,基本概念,8,基本概念,WLAN 在5.8GHz频段，频率范围为5725 5850MHz.,9,5.8GHz频段可用带宽为125MHz，划分为5个信道，每个信道带宽为20MHz。 在实际建网进行频率规划时，相邻小区应尽量使用互不交迭的信道以减小干扰。,基本概念,10,基本概念,11,同频载干比与邻频载干比 任何一个无线链路都在一个与其他链路或系统共存的环境中工作，链路的接收端除了接收到自己的信号外，还会接收到来自其他链路的信号。 CCI：定义为同频道干扰灵敏度；ACI：定义为邻频道干扰灵敏度。 定义的内容是：在某个比特误码率条件下，门限S/N恶化1dB或3dB时所对应的S/I。 显然，CCI和ACI数值越小说明设备抗干扰能力越好。,基本概念,12,基本概念,天线的技术指标： 增益G（dBi） 指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。 G=最大辐射方向上的场强E的平方/各向同性天线均匀 辐射场强E0的平方 交叉极化隔离度（XPD），也称为极化隔离度 前背比 天线方向性图 同极化天线方向性图 交叉极化天线方向性图 射束宽度（BW） 通常指方向图主瓣增益下降3dB时的辐射方向夹角 驻波比 为电压驻波比，又名VSWR电压，驻波比用来表述端口的匹配性能的。,13,90扇区天线的主要参数 增益14dBi 半功率角（ 9015 ）,水平面内同 极化方向性图,基本概念,14,垂直面内同极化方向性图,基本概念,15,最大发射功率 每信道业务容量 每信道占用带宽 每基站支持的扇区数量 天线指标,信号接收门限 同频干扰指标 邻频干扰指标,网络规划相关的参数,基本概念,16,网络规划,基本概念 网络规划 WLAN工程勘测 提交文档,17,网络设计的技术指标,设计基础数据: 用户速率带宽：500Kbps/户； 无线在覆盖区内：80； 无线网可用频率：2400024835MHz，对应频道序号为012共计13个频点； 每个用户的实际频率间隔：22MHz。 无线覆盖指标 用户住宅室内80 小区室外90（AP辐射的方向，300米视距）,网络规划,18,用户的容量： 一个AP用户可用的数据量的计算 AP工作在11g模式下的速率为54Mbps，每个AP平均吞吐量为15Mbps ，30个用户同时可以享用512Kbps的带宽，如果集线比选用1：4，用户的附着总共120个。 如果某小区AP的数量为20个AP，发展的最大用户数为2400个用户。,网络规划,19,网络规划,5.8GHz桥接空中链路的计算： 无线电波在自由空间损耗经验公式 PL=92.45+20lgF(频率GHz)+20lgd(距离km) 在5.8GHz频段，空间的衰减值 PL=107.72+20lgd(距离) d的单位为公里 计算空中损耗见下表：,20,网络规划,用于桥接时用户站接收电平： Pr=Pt+(Gt+Gr)-(Lft+Lfr)-PL 其中，Pr为用户站接收电平，Pt为发射功率(dBm)，Gt、Gr分别为发送和接收天线的增益(dBi)，Lft、Lfr分别为发送和接收天线馈线的损耗(dB)。 基站的发射功率为17dBm； 基站采用90度的扇区天线，型号为TDJ-5800BKC90，天线半功率角90度、增益15dBi，垂直极化; 用户站的天线为定向天线，型号为TDJ-5800SPL4，天线选择半功率角9度、增益24dBi，垂直极化。 天馈线选用1/2超柔馈线，长度为1米，损耗各为1dB计算。,21,网络规划,用户站的接收电平（dBm） 54空间衰减。,22,衰落储备计算： 保证设备无线链路在在大气中正常传输，设备的可用性指标要满 足99.99%，影响链路可用性指标由散射和衍射。散射有地面反射和空 气反射组成 : 散射和衍射引起的衰减： 衰减计算基于 ITU-R P.530.10 PF=( Am)2(Ad)20.5，其中Am为衍射衰减，Ad为散射衰减。 计算结果： PF=(Ad)2(Am)20.5=8.67dB。 以上理论计算得知，要达到99.99%的可用率，最低的衰落储备为8.67dBm。结合实际的工程经验选择衰落储备在1520dB范围之间。,网络规划,23,网络规划,最佳覆盖距离： 整个无线链路的功率余量为=Pr-Ps ，Pr为设备可以接收承受的最低电平，在Ps为设备正常工作的接收电平。工程上为适应无线传输环境的变化，保证正常通信，一般要求功率余量在10到15dB；如果要获得12Mbps以上的传输速率，设备接收电平为-88dBm，如果要求功率余量在20dB，则基站实际接收电平要求为-88+20=-68dBm，折算成距离为5km。即基站理论计算覆盖半径为5km。 由于无线链路传输环境复杂，考虑到干扰和气候的影响，在实际施工时，建议最佳距离为5公里。因此最佳的覆盖半径为5公里,24,室内覆盖的预算分析 PL=32.24+20lgD+20lgf+Lw ; 式中PL表示空间损耗，用dB来显示；D表示收、发天线间距离，以Km为单位；f表示频率，用MHz为单位. PL(d)dB=39.8+20lgd+Lw (d单位m) (2.4GHz频段的衰减),网络规划,25,网络规划,假设AP功率Pt为17.0dBm，笔记本天线增益G为2.1dBi，隔墙衰减15dB，则用户的接收电平： P=Pt+G-PL16.0-Lw=-35.7-20lgd （d单位m）,26,WLAN工程勘测,工程勘测是网络规划的成功关键： 1、了解运营商要求覆盖建筑物的数量，楼层的高度，覆盖的边界。 2、了解如下的干扰源，设置AP时尽量避开干扰源: 微波炉 蓝牙设备 医疗或科学设备 高压线 2.4GHz无绳电话 3、了解运营商要求的室内的覆盖率，一般考虑80，用户可以享用的最大带宽，通用的集线比。 4、勘测AP放置的位置有无其它的AP设备，发射功率多少，有无其它干扰频率。 5 、现场架式AP设备，对要覆盖的区域进行测试，保证室内和室外的满足覆盖范围指标。,27,6、对 机房的情况记录，比如上连接口，电源电压，以太网固定位置等 7、估算以太网线的长度，固定位置，要远离楼顶接地网。 8、室外AP安装的位置需要有接地线。在雷雨较多的地区，要安装避雷器和以太网避雷器。,WLAN工程勘测,28,选择天线,1、根据覆盖地形情况选择天线（比如狭长地带的覆盖，可以选择定向天线；开阔地可用全向天线） 2、根据室内装修特点选择天线（比如办公室、宾馆、会议室可选隐蔽性好的天线） 3、根据信号情况选择天线（为取得较好的覆盖效果，可采用大增益天线） 4、根据干扰性情况来选择天线（在用户密集环境下，AP也要密集排列，为避免干扰，保证用户量，可选低增益天线；或是在几路干扰的情况下采用定向天线减少干扰） 5、天线分为2.4GHz频段和5.8GHz频段，类型有全向天线、扇区天线(水平波瓣30、 60、 90、 120)，定向天线、吸顶天线等。,29,确定AP位置,为了获得最好的性能，安装AP时应注意： 确定AP的输出功率 根据实际可选择合适的天线 将天线安装固定在合适的高，可以扩大AP的覆盖范围，又要保证AP间的同频干扰最小。 AP安装位置远离金属物体，如家具、风扇和门等 在中心位置安装设备，如一个大房间和走廊的中心 尽量避开干扰源，比如微波炉、子母电话机、卫星发射接收机等,室外设备的避雷,30,按照下图接地，1、2、3的接地要求，分别连接三根根接地线。,对于型号为BL-5500N-JK的5.8GHz避雷器，不需要接地线（必须保证与其连接的射频电缆的屏蔽层与设备本身的接地相通！）。,以太网线的制作,31,屏蔽层接地线，在剥线时请勿切断,把网线屏蔽层金属接地线焊接到水晶头金属屏蔽罩上,室分系统,32,33,八种制式频率分配,根据目前发展情况，主要涉及以下通信系统：,34,宽带无线接入的频段,不同系统接入速率比较,35,不同系统接入速率比较,36,3G系统性能比较,37,五层建筑楼室分图,38,室内分布的设计原则,合路器、耦合器、功分器、射频馈线、吸顶天线等室分系统的频率范围为 8002500MHz频带的需求。 室内分布系统天线的等效全向辐射功率大于10dBm 覆盖要使边缘场强达到最低要求（-75dBm） 一般规定在人员经常停留地区最高信号接收电平不超过-25dBm； GSM 900 TD-SCDMA 信号经过耦合器在WLAN频段的噪声电平100dBm；,39,实际应用室内分布接收电平的计算,40,室分系统设计例图如下：,依据以下设备参数数值： P-720干放的发射功率为27dBm 合路器本身的衰减功率为0.5dB 20米1/2馈线的衰减功率为2.4dB 10dB/15dB耦合器本身的衰减功率为0.2dB ,5dB衰减2 dB . 馈线转接头的衰减0.2 吸顶天线的增益为3dBi,41,实际应用室内分布接收电平的计算,P-720到5个吸顶天线的接收电平分别为： 12.9dBm 10.1dBm 12.1dBm 13.9dBm 14.1dBm,42,实际应用室内分布接收电平的计算,网络优化,按照网络规划对AP设备进行安装完成后，需要对网络进行优化。 1、用户容量的优化： 在试运行阶段，检测每个AP用户的容量,保证每个AP连接用户数不高于20个，如果超过该数量，需要增添新的AP设备。 2、对AP间同频干扰优化： 采用W