村村通WLAN覆盖项目实施方案.ppt

WLAN室外覆盖建设思路及实施方案建议 2013 11 WSKWFN 目录 村村通WALN覆盖建设总结 WLAN室外覆盖设备的选择 村村通WLAN覆盖项目实施方案 各场景具体覆盖目标及方案 WLAN室外覆盖背景及场景选择 第一章WLAN室外覆盖背景及场景选择 WLAN室外覆盖 WLAN室外应用发展背景 随着WLAN终端及用户群体的迅猛增加 WLAN网络的应用场景正在发生着深刻的变化 除了传统的室内热点覆盖之外 以智能手机为代表的移动类WLAN终端对WLAN网络的覆盖范围有了更高的要求 推动着WLAN网络从室内逐步向室外拓展 同时 以低成本 高带宽为特点的WLAN网络 也随着 无线城市 热潮的兴起 找到了新的用武之地 WLAN网络逐步向室外延伸 商业街区 市民广场 公园 郊区 农村等场景 通过WLAN室外广覆盖方案进行无线宽带高速接入 逐渐成为一种新型的 有效的解决方案 结合各类场景的用户群上网特征 可以选择不同的室外覆盖解决方案 WLAN室外覆盖方案的适用场景 室外覆盖适用于公共广场 居民小区 学校 宿舍 园区 室外人口较为聚集的空旷地带以及对无线数据业务有较大需求的商业步行街等室外场合 另外 在热点没有室内分布系统 无法采用室分合路型设备或者传输资源有限 施工难度大的情况下 也常用室外方案对室内进行覆盖 有些应用场景需要无线回传 如楼宇间的无线网桥 2 4G接入5G回传等应用 目前室外覆盖方案中多采用802 11n大功率室外型AP 27dbm MIMO定向天线 10dbi以上 或者支持智能天线的室外基站 27dbm 17dbi 两种覆盖方案 室外型AP的基本功能要求 集中控制型组网为了便于网络优化升级 室外基站应为集中控制型 并能与其他AP共用同一AC 供电支持48V直流 设备形态支持天线主机一体化设计或者美化天线 可以提供伪装装饰 室外基站安装要求适合多种应用场合安装 抱杆安装 墙面等 并提供相关安装附件 集中网管能与现网的普通AP统一网管 降低维护成本 室外覆盖方案应用场景 扩大覆盖范围1 增大发射功率扩大下行覆盖 采用多天线接收扩大上行覆盖范围2 采用高增益定向天线进行扇区化部署 同时扩大上下行覆盖范围3 采用智能天线技术 获得赋性增益以改善上下行覆盖 主要以增大发射功率来扩大下行覆盖 但WLAN网络是上行受限网络 因此其改善效果有限 室外覆盖AP方案的主要思路 利用高度 高增益天线扩大覆盖 WLAN室外覆盖方案评估及场景选择建议 传统的WLAN室外覆盖解决方案采用500MW的AP 27dBm 定向天线的方式对视距范围内300 500米的空旷区域实现覆盖 该方案的特点是部署简单 成本较低 但系统容量较小 一般以信号覆盖为主 通过室外覆盖室内时 室内深度覆盖难度大 业主协调工作量较大 WLAN室外覆盖应用场景分析 宿舍 教学楼 对于没有入户线缆资源 双绞线 5类线 分布系统等 的建筑可采用室外覆盖室内的方式 如宿舍 居民区是典型应用场景 单AP对大楼单向穿透能力有限 可考虑选择多个AP多角度进行覆盖 优先考虑无线信号从玻璃窗进入房间 由于容量需求高 覆盖区域密集 因此采用802 11n室外型大功率AP MIMO定向天线 Page13 WLAN室外覆盖应用场景分析 商业 步行街 实现广场 商业街等人流密集型室外公共热点区域的域覆盖 由于拥有咖啡厅 休闲区等 数据流量大 人群密集 优先考虑支持11n的大功率AP考虑选择多个AP多角度进行覆盖 注意频率的划分以减少同频干扰 WLAN室外覆盖应用场景分析 园区 别墅 中小规模室外覆盖 如空旷广场 公园 别墅等人口较稀疏 人员流动范围大 要求广的覆盖范围 相对低的速率 的室外空旷地带 覆盖方案 采用基于智能天线技术的室外型AP 增大覆盖范围 可通过协商与运营商基站共址 实现天线周围整个区域或某个方向区域内的信号覆盖 如果在广场或园区的中央有站址 可以采用全向天线基站 获得半径可达500米左右的覆盖范围 如果在广场或园区的边缘有站址 则可以采用定向基站 可以获得一定的水平覆盖角度 例如120度天线 距离可达1Km的覆盖范围 多层楼房的无线覆盖 目前 大多数学校宿舍和普通住宅小区 都是多层结构楼房 最典型的是高度在7层左右 长度约60米的建筑形式 建议分别从楼房前后两面来完成无线覆盖 该方案的特点是部署简单 成本较低 但系统容量较小 如果在高层建筑的周围没有可供架设天线的一定高度的建筑 那么一般考虑采用室内覆盖方案 高层建筑的无线覆盖 高层建筑目前在我国已成为宾馆酒店 现代小区以及商务楼的主体形式 楼层高度一般在20层以上 采用室外覆盖方式 一般一套设备配合天线 可以覆盖约7层楼 为保证较高楼层的信号强度 在该建筑附近 需要有一定高度的其它建筑 以供天线的架设 如图所示 对一座20层左右的高楼 一个方向就至少需要采用3套设备 分别完成对不同高度楼层区域的无线覆盖 当然 同时还需要根据用户的数量来设计合理的设备数量 也要考虑信号干扰的问题 低层建筑群的无线覆盖 对低层建筑群 如别墅群的覆盖 一般选用多套设备覆盖整个建筑群区域 根据现场情况 选用多套无线AP配合定向天线或全向天线进行覆盖 相邻设备间的频道隔开在5个频道以上 低层别墅无线系统部署图 案例分析 如图 这是很糟糕的室外覆盖方法 将会导致严重的干扰问题 WLAN室外覆盖应用场景分析 无线远端回传 特点 室外无线应用布线成本高 距离较远需求 需要远距离将无线应用信息传送到服务器端基站优势 终端在普通无线网卡 发射功率50mw 情况下能达到1km距离 如果终端采用大功率网卡 外置大天线甚至能达到3 5km距离 3KM 第二章村村通WLAN覆盖项目实施方案 农村信息化建设概况 随着我国 建设社会主义新农村 的深入开展 农村信息化建设不断推进 农村宽带入户问题越来越成为农民关注的焦点 目前我国农村各地的 数字农业建设 农业信息服务网络 万户上网工程 以及 现代农民远程教育 等正蓬勃发展 但农村地域广阔 地形环境复杂多样 居住地间距离较远且分散 网络建设的投资水平和消费水平的限制等等 诸多困难制约着农村信息化建设的发展 主要提供商 中国移动 中国电信 中国联通 中国广电合作运营小型ISP民间力量 农村宽带WLAN无线接入的特点 农村无线覆盖遇到的问题 一 农村宽带接入存在的问题1 用户比较分散 单用户接入成本高2 传输设备不完善 传输接入难3 资源浪费 无法统一进行动态带宽分配投资方关心的技术问题无线宽带运营中 增加用户数量才可以有更多回报 这样就需要建设更多的无线基站 更多的无线CPE客户端 以及投资方会考虑更加低成本无线投入 都会给无线稳定性带来诸多问题 农村无线覆盖遇到的问题 二 弱信号用户对整体网络的影响问题由于无线设备的工作特性 无线网络采用错包重发机制 这样的情况下 往往会因为网络里面个别的弱信号导致整体网络的性能下降 甚至网络瘫痪 大大影响用户的流畅性 建议 采用无线基站信号阀值控制客户端的稳定性问题部分客户采用无线网卡接收 或者低增益天线的客户端接收 会增加整体网络的不稳定因数 建议 更换无线CPE客户端设备信号阀值控制无线AP阀值选项的加入 可以给无线AP设置一个最低的接入阀值 当无线客户端连接无线AP的信号质量过低时 限制该无线客户端的连接 这样就完全避免了个别弱信号用户对整体网络的影响 保证了用户的流畅体验 农村宽带无线接入应用场景分析 场景一 城郊乡镇 农村覆盖目标 1 城郊乡镇 农村 每家每户 2 城郊结合部的居民楼内 满足租房客 新城市人的部分上网需求 建设思路 充分利用已有通信基站节点 无线热点资源 架设无线宽带基站 城郊结合部场景无线环境极为复杂 WLAN室外设备对室内覆盖能力有限 切忌过度覆盖 农村宽带无线接入应用场景分析 场景二 学生宿舍 小区 商业区 有线网盲区 城郊乡镇及农村覆盖目标 满足有线 无线用户同时上网1 城郊乡镇及农村 城郊结合部的居民楼内 2 学生宿舍3 小区 没有宽带接入 或者有线无法进入的小区 4 商业区5 热点盲区 较开阔 有固定人流的公共活动场所 如购物区 消费区 娱乐区 换乘场所等 满足流动人群手机上网需求 建设思路 充分利用已有通信基站节点 无线热点资源 架设无线宽带基站 城郊结合部场景无线环境极为复杂 WLAN室外设备对室内覆盖能力有限 切忌过度覆盖 无线CPE中继器 支持MAC透传 多账户认证 信号补盲设备 故必须严格控制数量和使用场景 农村宽带无线接入应用场景分析 场景三 学生宿舍 小区 商业区 商务办公楼覆盖目标 1 学生宿舍2 小区3 商业区4 商务办公楼建设思路 在无线热点信号比较弱的地方 采用室内型无线CPE中继器 可以布放在每个家庭的窗台上 满足室内用户无线上网需求 同频干扰问题 同一个站点 有多台无线AP 会产生多个AP之间的自干扰 即便是采用不同的信道 也会产生强烈的旁瓣杂波干扰 会降低基站的无线覆盖性能 同一个无线基站覆盖下 远近的无线CPE对于整体无线网络也会有影响 建议 采用更换天线极化 工作信道 降低基站发射功率 无线覆盖距离问题 覆盖距离远近需要考虑设备的发射功率 天线增益两个参数 目前市场上主流产品都是内置高增益扇区天线 也有部分是高增益的扇区天线 建议 采用采用室外大功率AP 14 17dbi扇区天线 客户端采用内置12 15dBi一体化CPE设备 可视覆盖距离达到3km左右 基站带机量的问题 目前市场上有各种各样的基站 智能天线基站 热点基站 农村覆盖基站 还有为了降成本采用无线路由器改造的基站 我们提供的基站建议用户数 1 普通室外APW660AV2同时在线60个客户端左右W615V3同时在线60个客户端左右W520同时在线30个客户端左右2 基站式APW680B同时在线200个客户端左右W680B 同时在线200个客户端左右 WLAN室外覆盖应用场景分析 农村无线覆盖 由于无线信号长距离传输 当信号穿墙进入室内后已经衰减严重 在这种情况下 常会配合使用中继AP 以弥补接收远端信号偏弱的问题 采用智能天线室外型基站 无线中继CPE 无线中继技术就是在两个无线点间把无线信号放大一次 使得远端的客户端可以接受到更强的无线信号 达到延伸无线网络覆盖范围的目的 组网模型 应用于市区等基站密度较高 2 4G频段干扰严重的场合采用5G链路作为上行链路 避免2 4G信号的干扰 保证服务质量 组网模型2 应用于城乡接合部或乡镇等 2 4G频段比较干净 同时需要广覆盖的场合采用2 4G上行链路 配合高增益定向天线 满足此类场所广覆盖的需求 通常此类场所单个基站的覆盖范围为1 1 5公里 以CPE等中继的拓展覆盖方案 WLAN室外覆盖方案评估及场景选择建议 两种方案是在建筑物顶部 已有移动通信塔桅上架设WLAN基站 用大功率AP和高增益或智能天线对目标区域进行覆盖 新型WLAN室外覆盖解决方案包括两种网络拓扑结构 分别为 智能天线或高增益天线 17dBi AP 27dBm 和 智能天线或高增益天线 AP 中继设备 新旧WLAN室外覆盖解决方案的主要差异在于新方案采用智能天线或高增益天线 可以克服更大的路径损耗的干扰 灵活安装提高特定区域覆盖效率 WLAN基站可根据目标覆盖区域灵活调整水平朝向和俯仰角 实现最优覆盖 例如高楼层的覆盖可通过将基站天线上仰来实现四扇区的基站可将四个天线分开部署 避开阻挡 大幅提升覆盖效果 A8 2020 3 16 36 可编辑 单扇区基站覆盖规划 半径取值跟实际环境有关 基站 村村通无线网络应用 村村通互联网入户低成本的无线网络无需专门维护管理无线监控应用 无线组网情况 2 4GHz 客户端 笔记本电脑及具有WIFI功能的智能终端台式机加USBWIFI网卡 基站端 中兴WIFI室外AP和17dbi120扇区天线采用POE供电 天线挂高25米 基站侧 笔记本 台式电脑 智能手机 第三章WLAN覆盖中CPE的应用 什么是无线CPE 无线CPE就是一种接收wifi信号的无线终端接入设备 可取代无线网卡等无线客户端设备 可以接收无线路由器 无线AP 无线基站等的无线信号 是一种新型的无线终端接入设备 CPE可大量应用于农村 城镇 医院 单位 工厂 小区等无线网络接入 能节省铺设有线网络的费用 我们总是希望无线覆盖基站的覆盖范围越大越好 但是无线系统的传输距离同时也与客户终端设备的技术指标有关 标准WiFi客户端的上行功率有限 一般为15dBm 无论无线覆盖基站的下行功率有多大 标准WiFi客户端的上行距离都受到了上行功率的限制 距离十分有限 无线CPE就是专用客户终端设备 无线室外CPE距无线覆盖基站的距离可以达到标准WiFi客户端的数倍 当然在实际应用中 难以找到视距无遮挡的应用环境 通过无线传播模型的测算和实际经验表明 采用CPE的客户端与基站的传输距离可以达到1Km 3Km 无线CPE的工作模式 无线CPE模式也叫无线中继模式 说的简单点就是将微弱的无线信号接收进来放大后再发射出去 以此来延伸无线信号的覆盖 比如说我们在窗口用笔记本能搜索到信号并能连接上网 但到了室内后久没信号了 那我们就可以在窗口放一个无线CPE设备来中继转发信号 这样我们在室内久可以轻松上网 无线传输小百科 无线CPE的外观 CPE应用场景 大楼底部存在信号盲区 将CPE安装在楼顶或窗口 通过中继手段扩展覆盖范围 CPE应用场景 CPE方式可以与室外AP进行配合 在原有覆盖距离的基础上进行扩展 安装在室外AP的覆盖范围内 增强信号 延伸覆盖 CPE应用场景 客户端距离基站AP太远 而且中间有遮挡 笔记本电脑收到的信号很微弱 怎么办 在楼顶无遮挡处 能可视到基站天线的位置 加装CPE将无线信号中继到室内 室外AP直接覆盖到室外CPE 无需考虑墙体衰减和遮挡 室外CPE的RF功率与室外AP相当 上下行链路平衡 可适用于遮挡多 链路衰减较大区域和远距离覆盖 室外CPE采用定向天线 相互之间无干扰 无需对室内或楼宇管道做任何施工 只需将一根网线通过阳台 窗户或空调孔引入室内 极大简化工程施工和物业谈判工程量 降低了工程费用 CPE方案的覆盖优势 CPE典型应用 大楼无线XDSL接入 CPE典型应用 家庭无线XDSL接入 客户端通过CPE可在1km非视距的环境下接入WLAN基站 客户端在500m非视距范围内可直接接入WLAN基站 WLAN基站 第四章WLAN室外覆盖设备的选择 WLAN室外覆盖设计 建网原则 根据业务需求 地貌 覆盖区域 建筑结构特点来确定覆盖场景 选择大功率AP 27dbm 高增益天线 定向天线 全向天线 智能天线 选择天线布放位置时应规避可能影响无线射频信号传播的障碍物 如金属架 金属屏风等物体 AP和天线宜布放在高处 减少环境变化对信号传播的影响 改善AP的接收性能 天线安装位置需远离大功率电子设备 如考虑下雨对室外AP信号的影响 需多预留5dB信号余量 室外覆盖室内存在系统容量和信号穿透能力问题 信号穿透墙体能力有限 除了考虑AP的发送功率也需关注STA发送功率的穿透能力 WLAN室外覆盖设计 天线选择 室外天线主要分高增益全向 定向天线 增益指标涵盖8 23dBi 半功率张角涵盖5 120度 选择时需要考虑覆盖建筑的大小 天线与被覆盖建筑的距离 无线信号的衰减情况 根据这些数据推算出链路衰减后再选择合适的天线 天线增益 通常天线增益在10dBi左右就基本可以满足大多数情况下的使用 对于覆盖距离超过一百米时可以选择高增益天线 目前可选的天线最高增益可达23dBi 选择时根据WLAN信号空间衰减情况具体选择 半功率波瓣宽度 这是一个描述天线辐射张角的指标 对于全向天线来说 需要关注垂直面的半功率波瓣宽度 对于定向天线来说 需要同时关注垂直面和水平面半功率波瓣宽度 半功率波瓣宽度越大 则天线辐射的范围越大 可选中兴中兴双频室外智能型APW520 可选用2个120 双极化扇区天线做覆盖 可选用中兴运营级双频室外智能型APW615V3 可选用360 12dbi全向天线做近距离覆盖或一个120 14dbi双极化扇区天线做中远距离覆盖 可选用5 8G天线做桥接 可选用5 8G14dbi板状天线 24dib栅格天线 29dbi抛物线天线做远距离桥接 距离3km以上 可选用中兴W680B ZTEW680B基站是世界领先的室外型802 11NWIFI基站 AP 其基站和天线阵列集成为一体的设计免除了外接射频馈线的复杂性 使安装部署变得简单快捷 W680B基站的大范围覆盖能