CW04-1-无线局域网WLAN网络规划.ppt

1、无线局域网WLAN网络规划,中国移动通信集团设计院有限公司,薛强,日期：2011-03,中国移动通信集团设计院有限公司,课程总览,第 2 页,课程目标,通过本课程学习，您将初步了解： WLAN规划、建设整体流程 需求分析方法 组网方案 容量规划 覆盖规划 频率规划等内容；,第 3 页,1 网络规划、建设流程,网络规划、建设流程 需求分析 网络规划 勘察、设计 施工、验收 优化、维护 本课程重点介绍需求分析和网络规划阶段的主要工作，包括： 需求分析 组网方案 容量规划 覆盖规划 频率规划,第 4 页,第 5 页,2.1 需求分析,覆盖明确,战略明确,业务明确,通过社会经济发展情况，网络现状、发展

2、潜力等分析，确定重点覆盖区域和热点热点覆盖区域，达到热点建设与覆盖需求相匹配。,2G/3G与WLAN如何协调发展？需细分市场，定位WLAN的目标客户群，提供差异化服务。主动为政府、企业和广大个人用户提供“无线城市”接入以及相关内容应用的服务。,以市场业务需求和应用需求为核心，发挥移动品牌的优势，与其他服务捆绑，形成产品组合，扩大完善无线宽带产品渠道建设，享受无线城市带来的精彩生活。,关注因素,WLAN规划要点,2.1 需求分析,需求分析所包括的内容 业务类型： 所需提供业务的业务种类、业务描述、业务特点、服务对象、应用场所等； 必要的时候，不同的业务有时可以承载于不同的WLAN实体网络或逻辑网

3、络上; 服务对象： 服务人群、用户数量、使用习惯、使用终端等,第 6 页,覆盖区域： 覆盖区域概况、热点所处的位置、覆盖面积、建筑物结构及使用材质、周边网络覆盖现状 业务模型： 根据业务类型、用户行为等确定WLAN网络的用户数量、网络吞吐量等重要规划参数,2.1 需求分析业务模型的计算方法,业务模型相关的参数 人数 业务渗透率/终端渗透率 市场占有率 在线率 并发率 单用户速率 用户数及带宽的计算 总用户数人数业务渗透率市场占有率 并发用户数总用户数在线率并发率 总带宽并发用户数单用户速率 AP数量单AP平均传输速率,第 7 页,3.1 组网方案,组网方案包括： 核心网组网方案 热点的建设方式

4、 热点网络结构 热点覆盖方式,第 8 页,3.1.1 组网方案热点网络结构,热点的网络基本结构一般包括三个层面： 无线接入点： 包括各种类型的AP 交换机： 用于汇聚各个AP，可以根据热点数量、分布情况使用12级交换机： AP较多、分布较广时需要使用汇聚交换机汇聚各个接入交换机； AP数量较少、分布集中时只使用一级交换机即可； 当热点区域具备GPON网络接入条件时，可以用ONU代替部分或全部交换机； 安全级别需求较高的情况下热点汇聚交换机可以采用1+1备份形式； 传输网络： 通过传输网络连接热点与核心网络,第 9 页,3.1.2 组网方案热点覆盖方案,WLAN热点覆盖的主要覆盖方式有分布系统合

5、路、室内放装、室外布放等。 除上述几种主要WLAN覆盖方式外，还有WOC（WLAN Over CATV）和WLAN基站等覆盖方式。 此外，各种覆盖方式不是互斥的，必要的情况下，在一个热点可以多种覆盖方式结合使用，达到所需的覆盖和容量目标。,第 10 页,3.1.2 组网方案热点覆盖方式,WLAN热点覆盖的各种方式的使用场景、特点等如下表所示：,第 11 页,4.1 容量规划,目标： AP的数量 传输带宽需求 方法： AP数量并发用户数/单AP支持的并发用户数,第 12 页,4.2 容量规划单AP支持的并发用户数,第 13 页,并发用户数： WLAN采用CSMA/CA机制在多个竞争用户之间选择和

6、分配信道资源； 当并发用户数量上升时，用户数据发生碰撞的几率上升，AP总吞吐量将逐渐下降、每个并发用户的传输速率也将加速下降； 当并发用户数超过一定限度时，甚至可能造成网络瘫痪。 根据集团公司下发无线局域网（WLAN）分场景覆盖建设方案汇编 要求，802.11g标准AP，在接入用户带宽512kbps情况下，单AP并发支持用户按照1520用户考虑,5.1 链路预算及覆盖规划,第 14 页,链路预算： 保证网络覆盖质量的前提就是保证接收信号的强度满足要求，这就需要对链路损耗进行计算。 设发射机的输出功率为Pt，空间路径衰耗PL(d)，电缆及各类器件的损耗Ls，发射天线增益为Gt，接收天线增益Gr，

7、则接收机接收的功率电平Pr可用下面公式表示： Pr=Pt+Gt-PL(d)-Ls+Gr 根据此公式可以计算得到各处的接收电平，进而确认AP覆盖范围。,5.2 链路预算及覆盖规划,第 15 页,设备发射功率根据集团公司无线局域网（WLAN）设备集中采购技术规范书要求： 室内放装型802.11g AP，射频输出等效全向辐射功率（EIRP）20dBm。 室分合路型802.11g AP，AP设备射频输出功率27dBm，发射功率可调，射频输出等效全向辐射功率20dBm； 室外型802.11g AP，AP设备射频输出功率27dBm，发射功率可调，射频输出等效全向辐射功率27dBm；,接收信号质量与调制方式

8、的关系： 不同的接收信号强度下所能获得的传输速率是不同的； 接收电平、信干比越高，采用的调制方式越高，获得的传输速率就越高； 以小功率AP为例，中国移动要求的数据速率与接收机门限电平指标如下： 建议WLAN信号的主要覆盖指标如下： 无线信号场强建议-75dBm 信噪比20dB,5.3 链路预算及覆盖规划,第 16 页,5.4.1 链路预算及覆盖规划,第 17 页,室外的WLAN信号传播损耗： 无线局域网小区的覆盖范围较小，部分开放空间采用自由空间传播模型LOS。 2.4 GHz自由空间电磁波的传播路径损耗符合： L0(dB)=92.4+20lg(d)+20lg(f) 其中L0为自由空间损耗；d

9、为传输距离，单位是km；f为工作频率，单位是GHz。,5.4 .2 链路预算及覆盖规划,第 18 页,室内的WLAN信号传播损耗： 选取衰减因子模型作为室内无线传播模型，其表示式为： 其中PL(d0)=20lg(4d0/)，一般取d0=1 m，当频率为2.45 GHz时，其值为40dB；n：衰减因子，与传播环境有关；FAF：附加衰减因子，指由于楼板、隔板、墙壁等引起的附加损耗。 经过链路预算，可以初步确定AP的覆盖范围及位置,衰减因子取值,5.5 链路预算及覆盖规划,第 19 页,仿真工具： 通过手工计算链路预算比较繁琐，目前有很多公司开发了针对WLAN规划的仿真软件，规划效率较高，方案修改方

10、便，且链路预算更为准确、直观。下面是针对某办公楼WLAN的信号强度仿真： 通过软件，可以将实际的环境中各项参数在仿真中体现出来，包括房屋构造、墙体材料、门窗位置、家具布局等等，再现一个近乎实际的场景。仿真后可以得到信号强度、信噪比等多项指标，通过结果可以对网络进行重新调整和仿真。部分仿真软件甚至能够根据客户需求自动进行WLAN网络规划。,6.1.1 频率规划工作频段,第 20 页,工作频段802.11b/g WLAN 802.11b/g工作在2.4GHz频段，频率范围为2.4002.4835GHz，共83.5M带宽 划分为13个子信道，每个子信道带宽为22MHz；其中互不干扰的频率只有三个，常

11、用的是1、6、11三个频点； 子信道分配如图所示：,6.1.2 频率规划工作频段,第 21 页,工作频段802.11a WLAN 802.11a工作在5.8GHz频段，频率范围为5.725GHz5.850GHz，共125MHz带宽; 划分为5个信道，每个信道带宽为25MHz。 子信道分配如图所示：,6.1.3 频率规划工作频段,第 22 页,工作频段802.11n WLAN 802.11n支持2.4GHz和5.8GHz频段； 802.11n技术可以将相邻的两个20MHz信道绑定成40MHz使用； 将两个相邻的20MHz信道绑定使用时，一个为主带宽，一个为次带宽，收发数据时既可以40MHz的带宽

12、工作，也可以单个20MHz带宽工作。 为避免相互干扰，原本每20MHz信道之间都会预留一小部分的带宽。当采用信道绑定技术工作在40MHz带宽时，这一部分预留的带宽也可以被用来通信，进一步提高了吞吐量。,6.2 频率规划,第 23 页,可用频点： 2.4GHz： 在使用2.4GHz频点时，为保证信道之间不相互干扰，要求两个信道之间间隔不低于25MHz。在一个覆盖区内，最多可以提供3个不重叠的频点同时工作，通常采用1、6、11三个频点。 5.8GHz： 5.8GHz的5个频点互不重叠，可在同一覆盖区域内使用。 频率规划： WLAN可采用蜂窝组网方式，进行WLAN频率的复用，如图所示： 应控制同一信

13、道的AP之间距离，减小干扰；AP覆盖区域之间应有重叠区，以保证无缝覆盖和适应负载均衡。 另外，采用802.11n的40MHz模式时，每个AP相当于占用2个频点。,6.2 频率规划,第 24 页,WLAN频率规划需综合考虑建筑结构、穿透损耗以及布线系统等具体情况进行。 同一楼层覆盖区域内规划使用3个AP示意图如下： 三个楼层AP频率规划示意图如下：,6.3 频率规划频率应用策略,第 25 页,频率应用策略 在网络建设中，优先选用2.4GHz频段，以支持802.11g标准的设备为主进行组网； 在用户密度大、吞吐量需求大的地区可适当部署支持802.11n标准的设备，以提升网络容量；当频率资源紧张时，

14、可以启用5.8GHz频段（建议采用支持802.11n的标准设备）。 由于大部分室分器件无法支持5.8GHz频段，室分合路方式原则上只能采用2.4GHz频段；,6.4 频率规划系统内频率干扰规避方法,由于WLAN可使用的频点较少，且属于公共频段，容易受到干扰。 不同建设方、运营商在同一区域建设WLAN网络时，建议： 通过协商，尽量避免在相同区域重复覆盖或同频覆盖； 采用多SSID等手段区分不同的运营者。 对于我公司建设的网络，在容量需求较高的区域也可能存在同频干扰。这种场景下WLAN的干扰规避和容量提升方法，主要有如下几种建议： 充分利用天然隔断（如建筑物、墙体等）对信号进行有效隔离，减少干扰； 合理规划AP位置，尽量控制信号的覆盖范围； 降低设备发射功率，缩小覆盖范围，从而降低干扰； 采用802.11n、802.11a设备，提升网络容量； 使用扇区天线或智能天线控制覆盖区域。,第 26 页,6.5 频率规划异系统频率干扰,第 27 页,频率干扰 WLAN工作在公共频段，使用该频段的设备众多，包括：微波炉、蓝牙、无绳电话等等； 使用2.4G频段的设备中，蓝牙等小功率设备对WLAN网络的影响较小；微波炉等大功率设备对WLAN网