WLAN组网方案及设计指导0816.ppt

WLAN组网方案及设计指导,无线所2009年8月,目录,WLAN技术介绍中国移动WLAN组网结构WLAN设计要点WLAN应用场景及无线城市,WLAN技术介绍,WLANMESH,室外,固定接入,步行,高速,室内,固定/桌面,步行,移动性,3G,802.11a/g,LAN,802.11b,Bluetooth,DECT,2.5G,LTE,xDSLCable,3.5G,LMDS,MAC,PHY,802.11a802.11b802.11g802.11n,.802.11qVLAN支持802.11oVoWLAN802.11p高速移动通信802.11k无线网络管理802.11r快速切换802.11s无线网状网（MESH）802.11eQOS802.11i网络安全,空中接口,HighLayers,WLAN技术标准,WLAN的标准主要有IEEE802.11系列、HiperLAN2、HomeRF以及我国的GB15629.11-2003/2006系列标准等。,WLAN技术标准-802.11系列标准,802.11b/g标准802.11g向下兼容802.11b，二者工作频率完全相同工作在2.4G频段，频率范围为2.4002.4835GHz，共83.5M带宽划分为13个信道，每信道带宽为22MHz。相邻信道是重叠的，一般选择1、6、11覆盖,802.11b/gWLAN工作频率,802.11a标准工作在5.8G频段，频率范围为5.725G5.850GHZ，共125M带宽划分为5个信道，每个信道20MHz带宽。各信道互不交叠。中心频率=5000+n5（MHz）n=149、153、157、161、165国际标准中将5.1505.350GHz也用于802.11a,802.11aWLAN工作频率,载波监听/冲突避免机制（CSMA/CA）,stationC,stationB,stationA,1)与GSM的时分多址复用方式和TD的时分/码分多址复用方式不同，WLAN系统采用载波监听/冲突避免机制，用户间采用抢占方式占用资源；2)在同一冲突域内存在多个用户时，某一时刻只有一个终端或AP在发送数据，此时其他终端和AP均处于空闲监听状态。,同频复用时AP干扰,AP间信号彼此可达，由于存在载波监听/冲突避免机制，多个AP下行数据总吞吐量不能突破一个AP的吞吐量，增加AP不能带来总吞吐量的增加。（图1）AP间信号彼此均不可达，多个AP下行数据总吞吐量大于单AP吞吐量，且随着AP数量的增加，总吞吐量递增。（图2）AP接收到相邻AP的信号强度低于接收机灵敏度时，就认为AP间不可见，不在同一冲突域,图1,图2,“胖”AP“瘦”AP,无线局域网交换机,“胖”AP,“瘦”AP,集中式网络结构，降低成本，易于管理,胖AP与瘦AP对比,负载均衡,多个AP在同一区域被设置成互不重叠的频段，可以扩大该区域的容量负载均衡可以通过调用切换来分配用户在可用的频段内进行数据通讯,自适应功率控制,IEEE802.11b根据无线信道质量情况的好坏，可以在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps速率间进行自适应调整。当无线信道质量好时，采用高速的调制方式；反之，采用低速的调制方式。IEEE802.11a/g根据无线信道质量情况的好坏，可以在6Mbps、9Mbps、12Mbps和18Mbps、24Mbps、36Mbps、48Mbps、54Mbps速率间进行自适应调整。当无线信道质量好时，采用高速的调制方式；反之，采用低速的调制方式。,WLAN抗干扰能力,无线网络规划和管理动态选频功率控制扩大接入频点,2003年5月及2006年1月，先后颁布了GB15629.11-2003/2006系列标准在采用国际ISO/IEC802.11系列标准的前提下，考虑和兼顾了WLAN产品互连互通基础上，针对WLAN安全问题，制定了技术解决方案和规范要求，将国家对密码算法和无线电频率的要求纳入进来，是基于国际标准之上的符合中国安全规范的WLAN标准，均属于国家强制执行标准。,我国WLAN规范和标准,目录,WLAN技术介绍中国移动WLAN组网结构WLAN设计要点WLAN应用场景及无线城市,独立基本服务集（IBSS）网络,基本服务集BSS,扩展服务集（ESS）网络,中国移动WLAN网络结构,WLAN终端设备接入点设备（AP）接入控制器（AC）Portal服务器RADIUS认证服务器BOSS系统,中国移动WLAN网络建设原则（讨论稿）,频率及标准选择AP设备选择AC设置方式认证计费方式网管建设与分布系统合路建设,中国移动Wi-Fi网络始建于2002年10月，目前中国移动WLAN热点规模较小中国电信将WLAN做为其重点战略产品，因此在WLAN的发展上，处于领先的地位。截止2007年10月，在WLAN热点数方面，中国电信约占47，中国联通约占34，中国移动约占19,重组后各运营商WLAN热点数占比情况（2007年10月）,数据来源：德瑞移动互联网研究中心,中国电信CDMAWiFi发展战略,CDMAWiFi,中国移动WLAN建设情况,中国移动WLAN业务于2003年8月正式商用品牌及定位：以“随e行”增强版推出，提供GPRS+WLAN双模方式，面向商务人士和企业用户支付方式：基于WLAN的随e行用户通过短信方式申请登陆密码，通信费计入申请的手机账户，同话费一起缴纳标准资费:基于GPRS的随e行资费同GPRS资费；WLAN资费按照实际上网时长收费，标准为0.05元/分钟，并提供三种套餐（见表）,中国移动WLAN资费套餐,中国移动WLAN运营模式及资费套餐情况,目录,WLAN技术介绍中国移动WLAN组网结构WLAN设计要点WLAN应用场景及无线城市,WLAN网络设计,WLAN网络设计主要包括以下步骤：需求确认；制定总体方案：包括网络整体架构，认证、计费方案，热点覆盖方式等等；深化设计：根据总体原则进行查勘、设计，包括：包括热点建设方式、AP/天线点位、走线路由、设备安装、链路预算、频率规划等设计完成后，还需进行施工配合、网络优化等工作。,WLAN组网建设方式,室内WLAN独立组网该方式是直接在室内部署AP提供WLAN无线覆盖。共用室内分布系统方式这种方式是WLAN和移动通信系统相结合的一种组网方式。在该方式下，WLAN无线信号通过合路器耦合入原有的2G3G室内分布系统，WLAN2G3G系统之间共天线和馈线，同时为用户提供WLAN和移动网络接入无线信号。WLAN室外覆盖方式WLAN部署也可采用室外AP对室内进行穿透覆盖的方式，此时我们一般采用大功率AP，并应用高增益的定向天线指向覆盖区域,WLAN系统的建设共用室内分布系统,技术特点充分利用现有室内分布系统，WLAN与GSM/3G共用室内分布系统；工程量小，经济快捷注意问题由于无线频率，馈线损耗、发生功率、接收灵敏度等都不同，可能需要对原有的室内分布系统进行改造；新建室内分布系统时应考虑同时满足GSM/3G/WLAN共用室内分布系统需求应该考虑到WLAN和GSM/3G信号覆盖之间的差异，合理规划天线点的位置；注意WLAN信号和容量之间的规划；,WLAN系统的建设室外型AP,技术特点：指通过室外型WLAN设备对室内外环境进行覆盖；往往采用大功率AP；应用场景小型企业校园宿舍注意问题室外WLAN信号和室内WLAN信号之间的干扰，需要对室内网络部署具有很强的控制能力由于室内需要共享接入到室外WLAN接入设备，需要考虑到信号覆盖和接入需求之间的关系WLAN为共享带宽，无法保障单个用户的带宽；,MESH,MESH-无线网状网802.11s标准定义WifiMESH技术组网的优点设备体积小，功耗小通过无线回传，可以节省部分传输资源,WLAN系统的建设MESH组网,技术特点MESH节点利用5.8G作为无线回传，2.4G作为无线覆盖，提供无线接入服务；部署灵活；动态智能路由；应用情况在中国台北、美国费城等城市建设了WLANMESH城域网；很大高校建设了自己的MESH网络；目前问题技术标准（802.11s）还在制定中，目前各设备商使用的是私有标准，设备之间不兼容；设备价格较高；,交换机,AP,AP,AP,MESH,AP,MESH,总部技术部MESH试验主要结论,经过试验，验证了采用wifiMESH技术进行一定规模组网的可行性；但试验也发现，wifiMESH技术并不适合大规模组网应用，如下缺点使得其不适合为“无线城市”的方案标准不成熟（802.11s），不同厂家设备互不兼容由于采用公共频段，干扰比较严重无法进行QoS保障施工难度大，网络可控性差，维护及后续扩容成本高全球无成功商业模式,WLAN设计指标,信号覆盖电平95%的覆盖区域信号强度不低于-85dBm。无线覆盖区内可接通率在WLAN无线覆盖区内90%的位置，99%的时间内无线网卡可以接入网络。通信质量覆盖区域误帧率小于5%的区域占总覆盖区域的95%以上。,WLAN设备参数,AP覆盖范围,接受灵敏度,AP发射功率室内型AP100mW/500mW室外型AP100mW/500mW,材质对信号的衰减作用,RF障碍物相对衰减度范例,木材塑料合成材料石棉玻璃水砖大理石纸混凝土防弹玻璃金属,低低低低低中中中高高高很高,办公室分区内墙办公室分区天花板窗户湿木、养鱼池内墙和外墙内墙壁纸楼板和外墙安全隔间桌子、办公分区、钢筋混凝,频率规划,AP覆盖范围和用户密度,WLAN设计文件内容,设计说明概述包括覆盖目标区域情况、编制依据、工程建设规模及主要工程量、设计分工及范围WLAN网络设计WLAN网络的基本组成业务需求WLAN网络建设方案，包括：WLAN网络结构/AP及热点建设方案/核心网络方案/传输带宽需求设备供电方式及耗电设备指标安装工艺、要求工程验收图纸图纸主要包括：系统图、设备安装图、AP点位及路由图预算概预算计算方法与GSM、TD等基本一致，但需注意目前WLAN中很多设备在概预算定额中没有涉及，所以需参考类似设备安装所取的定额,目录,WLAN技术介绍中国移动WLAN组网结构WLAN设计要点WLAN应用场景及无线城市,构建城域无线宽带网络并为市民、企业、外来访客和旅游者、政府机构提供在任何时间、任何地点都能够安全、方便、快捷、高效地获取可支付得起的无线宽带服务的城市称作“无线城市”。,提高政府效率,降低行政成本,改善人民生活,消除数字鸿沟,改进公共服务,加强公共安全,优化投资环境,促进经济繁荣,什么是“无线城市”,全球在建和规划中的无线城市已经超过1000个。其中包括：美国华盛顿、纽约、旧金山、洛杉矶、硅谷等重要城市以及奥兰多等著名旅游城市，伦敦、巴黎、汉堡、荷兰阿姆斯特丹、新加坡以及我国台北等。,国际无线城市建设现状,国内地方政府驱动下发展方兴未艾北京、天津、青岛、武汉、上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门等城市积极启动；广东正在启动“无线城市群”建设实操阶段的早期工作；“无线城市”的建设水平，已成为衡量一个城市信息化程度和国际竞争力及影响力的重要尺度。无线城市的建设有市场需求和一定技术支撑，但仍存在一些问题尚待解决：缺乏清晰有效的盈利模式无线接入技术选则及标准化支持无线接入的终端尚待丰富频率受限无线接入的信息安全隐患,国内无线城市建设现状,政府需求为市政府、公共安全部门、交通等城市职能部门提供随时随地的宽带网络接入，政府部门可以降低行政成本、提高重大事件的快速反应和处理能力，为城市在重大事件或紧急情况下提供决策、及时的救助服务。主要体现在移动办公、视频会议、城市应急、道路监控、移动警务等应用公共安全管理城市交通管理应急联动城市信息亭,无线城市需求及主要应用,企业事业单位需求无线网络已经成为传统有线网络灵活扩展的重要技术。包括工厂车间、仓库、校园网络、油田港口等应用企业信息化移动电子商务社区无线监控商务及酒店无线应用公众需求无线宽带接入应用娱乐、证券,无线城市需求及主要应用,国际无线通信协会(WCA)定义：城域无线宽带网络是指由市政当局或私人企业投资，通常基于WiFi、Mesh、WiMAX的技术体系，以其宽带能力为市民、企业、外来旅游者、政府机构等服务的城市无线宽带网络，无线城市即指已经构建城域无线宽带网络的城市。“无线城市的建设是有阶段性的。初期可以以带宽高、速率稳定的WIFI或WIMAX在固定场所建设，满足市民的需求，而随着技术成熟，再用移动网络将整个城市无缝覆盖。”,无线城市关键无线接入技术,WiMAX“WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess”全球微波接入互操作性，泛指基于IEEE802.16的系列标准802.16d（802.16-2004）固定宽带无线接入标准802.16e（802.16-2005）移动宽带无线接入标准在802.16-2004的基础上，应用于26GHz的较低频段，物理层技术基本不变，MAC层增加切换和漫游的移动性功能，目标是可以支持车速移动性和手持终端,WiMAX,WiMAX是代替有线实现最后1公里的接入技术WiMAX在发展建设的瓶颈频率资源尚不明确；技术和相应产品成熟度不高，兼容性不好；政策不明朗；目前使用的WiMAX均为802.16d产品，使用了3.5GHz频率，作为无线回传使用,WiMAXBaseStation,802.16d,WLAN,WiMAX,传统无线城市建设的主流技术是WiFi，以光纤作为城域无线宽带网络的主干,以Mesh或WiMAX作为中继和回传,以WiFi作为最后100米的接入；随着移动技术的发展，3G以及LTE等移动网络开始逐渐摆脱了速率的限制，成为无线城市的另一个选择；WiFi、MESH、WiMAX与3G面向不同市场，互相补充，未来发展趋势是采用3G做广域覆盖，WiFi做热点补充；,无线城市关键无线接入技术,6,无线城市,政府主导,运营商主导,政企合作,将无线城市视为市政公共事业，由政府利用市政收入独立建设、运维网络，为市民和游客提供免费或低价服务，收费的前提是不以盈利为目的的,-运营商提供商业服务，运营商独立建设无线城市，向政府、企业及个人提供服务，收取租金或流量费；-运营商提供免费服务，运营商进行网络建设，提供市民提供免费带宽较低的服务，通过广告支撑免费服务，同时向政府企业提供高带宽、服务质量较好的宽带接入服务；,政府整合资源，出让一定时期的运营权；运营商进行资金、设备供应商、技术服务商等资源的整合，按照统筹规划、分布实施的原则，快速进行网络建设和投入运营；,“政府主导、政企共建、服务外包、企业运作”,无线城市建设及运营模式,运营商：中电华通使用技术：WiFi（MESH）+WiMAX覆盖范围：北京：二、三、四环线、中关村、金融界上海：嘉定区,中电华通：北京和上海无线城市建设,建设相应的管理平台,在厦门已有TD-SCDMA规模技术应用试验网的基础上，增加部分TD-HSDPA室内覆盖、WLAN热点,对于数据业务（个别弱覆盖点）以WLAN网络覆盖的方式进行辅助补充,以TD-HSDPA网络作为建设厦门“无线城市”的主体网络,“无线城市”建设的软硬件设备投资及建成后整个网络的维护全部由移动承担由于厦门“无线城市”建设是以TD网络为主体，因此移动的投资主要是TD网络建设投入，前期在厦门已投入7亿元用于TD网络建设。,厦门“无线城市”建设模式,厦门“无线城市”服务的主要内容,6,无线城市,无线政务,无线产业,无线生活,满足政府在城市管理、市政交通、治安管理等方面对无线通讯的需求，实现“监督型政府”向“服务型政府”的转变,将人、数据、平台、工作部门等要素有机融为一体，促进安防、物流、计算机等硬件设备生产厂家、动漫游戏等手机及互联网内容产业的发展，提高各行业的