无线局域网WLAN中国移动设计要求.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流无线局域网WLAN中国移动设计要求.精品文档.中国移动无线局域网（WLAN）工程设计要求（Ver 1.0.0）中国移动通信集团公司 计划建设部2011年7月目 录1WLAN网络规划设计及建设流程12WLAN网络设计基本原则及指标12.1采用标准12.2频率选择22.3AP发射功率32.4无线覆盖信号强度42.5信噪比42.6终端接入速率43WLAN热点建设方案43.1需求调研及分析43.1.1找准覆盖热点、精确有效建网43.1.2分析用户特征，确定业务模型53.1.3分析覆盖区域特点，确定覆盖方式63.2热点组网方式83.2.1热点网络架构8

2、3.2.2不同覆盖方式的建设要求93.2.3AP供电方式113.3WLAN网络覆盖分析113.3.1链路预算113.3.2天线口功率建议值123.3.3模拟测试133.4WLAN网络容量核算133.4.1单AP容量133.4.2存在干扰下的网络容量133.4.3802.11g/n终端混合接入143.5WLAN网络频率规划143.5.1频率规划方法143.5.2频率总体应用策略153.5.3802.11n频率应用策略154AC建设原则164.1AC设置位置164.2AC设计容量174.3AC备份原则175热点传输带宽需求176编制历史17前言为了规范中国移动WLAN网络规划设计，提高设计方案质量

3、，同时方便方案审核人员对设计方案进行审核，特制定本工程设计要求及审核指导书。本要求对WLAN网络规划设计流程及设计方案进行了详细的说明，并提出了方案审核的要求，请各省市公司参照执行。1 WLAN网络规划设计及建设流程无线局域网（WLAN）网络规划、建设流程可以分为：需求分析，网络规划，勘察设计等几个阶段。图 1-1： WLAN网络规划设计流程图2 WLAN网络设计基本原则及指标2.1 采用标准(1) 采用WiFi/WAPI技术组网中国移动WLAN采用WiFi/WAPI技术组网。WAPI是我国拥有自主知识产权的WLAN安全标准， 具有较高的安全性能。(2) 采用802.11g和802.11n标准

4、的设备为主进行组网根据2011年无线局域网（WLAN）建设的指导意见，中国移动WLAN使用802.11g和802.11n标准的设备为主进行组网，并逐步向802.11n网络过渡。对于网络需求高的热点，应直接使用11n设备进行建设。(3) 采用瘦AP设备为简化AP设备的安装和升级、满足网络的集中管理要求，在网络建设中采用瘦AP设备。2.2 频率选择(1) 802.11b/gWLAN 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；其中互不干扰的信道有3个，常用的是1、6、11这组。子信道分配如图2-

5、1所示。图：2-1 WLAN 802.11b/g工作频段子信道分配(2) 802.11aWLAN 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20MHz。子信道分配如图2-2所示。图2-2 WLAN 802.11a工作频段子信道分配(3) 802.11nWLAN 802.11n向下兼容802.11g和802.11a，同时支持2.4GHz和5.8GHz频段，两频段的信道数量分别与802.11g和802.11a一致。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

6、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的带宽工作，也可以单个20MHz带宽工作。2.3 AP发射功率根据集团公司无线局域网（WLAN）相关设备技术规范要求： 室内放装型802.11g AP，射频输出等效全向辐射功率（EIRP）20dBm。 室内放装型802.11n瘦AP(双空间流，支持2.4和5.8双频段同时工作），射频输出等效全向辐射功率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； 室分合路型802.11n瘦AP(单空间流，支持2.4频段），AP设备输出功率27dBm，AP发射功率

7、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； 采用合路建设方式时，天线口功率应符合国家对于电磁辐射防护的规定。2.4 无线覆盖信号强度在设计目标覆盖区域内95%以上位置， WLAN覆盖接收信号强度应大于等于-75dBm。在采用802.11n标准的设备覆盖的区域，条件允许的情况下，建议边缘覆盖场强大于等于70dBm。2.5 信噪比在设计目标覆盖区域内95%以上位置，接收到的信噪比（SNR）大于20dB。2.6 终端接入速率要求WLAN（802.11g和802.11n）目标覆盖区域内的用户

8、平均上网速率不低于500Kbps。为了保证多用户接入的公平性，防止部分用户带宽被抢占的现象，在AP端要对用户进行限速（单用户限速为不低于1Mbps）。3 WLAN热点建设方案3.1 需求调研及分析3.1.1 找准覆盖热点、精确有效建网全面分析2/3G网络数据流量分布和用户习惯，密切跟踪WLAN业务发展需求，综合确定数据流量大的重点场景，精确有效建网；支持WLAN作为宽带接入的重要手段之一，争取宽带用户。根据关于2011年无线局域网（WLAN）建设的指导意见，根据不同覆盖区域的业务需求特征及市场竞争形势，将WLAN覆盖区域分为三类： (1) 第一类（重点保证覆盖）：包括高校、中专、垂直行业、医院

9、、交通枢纽、自有营业厅等。(2) 第二类（继续拓展覆盖）：大型会展中心、商务写字楼、商业街区、星级酒店、银行、地铁、产业园区等公共区域；政府机关等行政单位；住宅小区、乡镇农村等居民点；大卖场、电脑城、小商品批发中心等聚类市场，要进一步加强覆盖的深度和广度。(3) 第三类（根据需求覆盖）：包括茶社/咖啡馆、中小企业、旅游景点等，根据具体发展需求加强覆盖。3.1.2 分析用户特征，确定业务模型(1) 参数业务模型所涉及的相关参数包括： 覆盖区域内的人数； 业务渗透率：即使用WLAN相关业务的人数的比例；有时该参数可用WLAN的终端渗透率代替； 市场占有率：即不同运营商在相关业务中的市场份额 在线率

10、：由于终端并非一直开机或在线，有时还需要考虑终端的在线率 并发率：即产生网络流量的用户占在线用户的比例。 单用户速率：即并发用户的平均传输速率(2) 用户数计算用户数和带宽需求可以用下面的公式计算得到： 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最终的用户规模建议在满足规划期需求基础上按70%预留余量，即：设计容量规划期内需求/70。某些情况下，如果某些参数接近于100，可以简化或忽略，如终端渗透率、在线率在某些特定的场合可以接近或达到100。各地可结合本地实际情况对相关参数进行优化组合，但需计算得到最终并发用户数，作为网络容量设计的依据。3.1.3 分析覆盖区域特点，确

11、定覆盖方式根据WLAN用户数量与特征、覆盖范围、容量需求，以及目标区域的无线传播环境与建筑特征等，不同的场景需采用不同的建设方式，主要有：室内蜂窝网分布系统合路、室内独立放装、室外蜂窝网分布系统合路、室外型AP+定向天线布放、AP共用室外基站设施布放、Mesh组网等。WLAN各种场景覆盖方案需随无线局域网（WLAN）分场景覆盖建设方案汇编调整。各种建设方式的应用场景及优缺点可参考下表：表3-1： WLAN主要建设方案使用场景及特点建设方式使用场景优点缺点室内覆盖室内蜂窝网分布系统合路适用于室内覆盖面积较大，已有或未来需建设分布系统的场景，例如：宿舍楼、教学楼、机场、写字楼等。GSM/TD/WL

12、AN共用分布系统基础设施，综合建设投资较小，建设周期短，无线信号覆盖面积较大，信号分布均匀。需要按GSM/TD/ WLAN联合覆盖需求统一规划、设计、优化分布系统，满足各系统的无线覆盖要求；实现大容量覆盖难度较大。室内独立放装适用于覆盖区域比较小，室内放装AP即可覆盖整个区域，例如酒店的会议室、商场的咖啡馆等；或区域内WLAN容量需求比较高，例如宿舍楼等。AP的部署位置比较灵活，网络容量较高。工程量较大，后期维护相对复杂。室外覆盖室外蜂窝网分布系统合路适用于室外已有或未来需建设室外分布系统的场景，覆盖室内时，一般适合目标覆盖区域的建筑结构简单，穿透损耗较小的建筑物，例如：建筑结构简单的居民区等

13、；覆盖室外时，一般适合目标覆盖区域较为空旷的区域，例如：工业、科技园区等。同室内蜂窝网分布系统合路同室内蜂窝网分布系统合路，另外：由于2.4GHz频段信号衰减和穿透损耗都较大，实现室内深度覆盖难度大。室外型AP+天线适用于用户较为分散、无线环境简单的区域，如公园等；对单体较小、排列比较整齐的楼宇也可采用该方式，如居民区等。部署简单，成本较低。容量较小，一般以信号覆盖为主；通过室外覆盖室内时，实现室内深度覆盖难度大；业主协调工作量较大。 AP共用室外基站设施布放适用于位于基站附近的用户较为分散、无线环境简单的区域，如公园、居民区和乡镇、村庄等开阔区域。施工简单、投资成本较低，覆盖范围大，建设周期

14、较短。单AP的容量有限，易出现容量受限等问题，对无线环境的要求较高；当采用该方案由室外覆盖室内时，覆盖深度有限。Mesh组网适用于一定范围的室外封闭园区的连续覆盖，如校园、大型工业园区等；也可用于快速、临时的无线场景，如地震灾区、大型会展中心。部署快速，对传输条件依赖程度低，覆盖范围较大标准不成熟（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；多跳后网络速率降低明显；施工难度大，网络可控性差，维护及后续扩容成本高各场景下的的建设方式不是唯一的，可根据实际无线环境、施工条件等灵活选择；在一个区域内可以采用单一建设方式进行覆盖，也可以两种或两种以上方式

15、结合使用。3.2 热点组网方式3.2.1 热点网络架构热点的网络基本结构一般包括两个层面：(1) 无线接入点包括各种类型的AP，AP与交换机/ONU一般采用网线连接，理论传送距离为100米，通常建议网线不超过80米为宜。在网线传送距离不足时，可采用光电转换器等方式进行连接。(2) 交换机/ONU 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PON网络接入条件时，可以用ONU代替部分或全部交换机（如图所示）； 采用汇聚交换机上联 采用ONU上联 图

16、3-1: 热点网络结构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(如图中的汇聚交换机2)，用于对热点的汇聚节点及上下行链路进行冗余备份，提高网络的可靠性。3.2.2 不同覆盖方式的建设要求3.2.2.1 室内独立放装采用室内独立放装的覆盖方式应注意以下几方面要求： 在安装交换机和AP 设备时，要考虑以太网交换机跟AP 之间的距离限制； 交换机端口使用数量应根据AP功耗、交换机的供电能力计算，并预留扩容、维护等的端口需求； AP的安装位置应便于网线、电源线、馈线的布线，便于维护和更换； 需注意AP的天线位置和天线方向性，AP周围2米内不得有大的金属体阻档。 AP的覆盖范围、AP

17、之间的间距应根据链路预算和边缘场强要求确定； AP安装位置应合理选择：一方面尽量靠近拟覆盖区、满足对拟覆盖区域的覆盖；一方面应利用房间隔断等隔离同频干扰，提高网络容量。3.2.2.2 室内蜂窝网分布系统合路采用室内蜂窝网分布系统合路的覆盖方式应注意以下几方面要求： 由于AP发射功率较小，尽量采用末端合路方式，使AP尽量靠近天线； 为避免干扰，分布系统建议每支路仅合路1个AP； AP的覆盖范围、天线之间的间距、天线口功率应根据链路预算和边缘场强要求确定； 个别分布系统无法覆盖的区域、或容量需求无法满足的区域可结合室内独立放装AP的方式实现；3.2.2.3 室外蜂窝网分布系统合路室内蜂窝网分布系统

18、合路方式的注意事项也基本适用室外蜂窝网分布系统合路方式，此外，还需要注意：AP安装在室外时，需要做好相关设备、线缆等室外设施的防护措施，包括防水、防雷、防尘、防盗等。3.2.2.4 室外型AP+定向天线采用室外型AP+定向天线的覆盖方式应注意以下几方面要求： AP安装位置应该选择视野开阔的区域，目标覆盖区域与天线之间最好为视距环境。 AP安装在室外时，需要做好相关设备、线缆等室外设施的防护措施，包括防水、防雷、防尘、防盗等。 AP的覆盖范围、天线之间的间距、天线口功率应根据链路预算和边缘场强要求确定；此外，还应注意发射功率不应超过规范要求的值；3.2.2.5 AP共用室外基站设施布放该覆盖方式

19、建设要求与“室外型AP+定向天线”方式基本相同。此外，还需要注意WLAN与其它系统之间的隔离度，做好天线的空间隔离。3.2.2.6 Mesh组网在“室外型AP+定向天线”方式的要求基础上，还应注意： 严格控制每支路跳数，避免因跳数太多引起用户接入速率过低；一般不应超过45跳； 合理部署AP，注意每对回传AP之间是否会有阻挡，避免因无线环境变化导致网络连接中断。3.2.3 AP供电方式(1) 供电方式AP通常采用POE供电方式，也可采用交流直接供电方式。POE供电距离不超过100米、一般控制在80米以内。POE供电可分为POE供电模块和POE交换机两种方式： POE交换机是指以太网交换机中内置P

20、OE供电模块，实际使用时应注意核算POE供电交换机总输出功率是否满足所连接多个AP的总功率要求，并预留一定余量；且要求POE交换机接地良好； POE供电模块主要是配合普通交换机/ONU使用。对于部分耗电量较高的设备（主要是部分802.11n的AP）需采用PoE+交换机或者独立供电模块。(2) 电源保障建议重要热点及电力无法保障热点的AP供电需配备后备电源。3.3 WLAN网络覆盖分析3.3.1 链路预算（1） 室外传播模型开放空间可以采用自由空间传播模型，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为传输距离，

21、单位是km；f为工作频率，单位是GHz。（2） 室内衰减因子室内环境可以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40 dB；n：衰减因子，与传播环境有关(见下表)；FAF：附加衰减因子，指由于楼板、隔板、墙壁等引起的附加损耗 。表32：衰减因子典型值环境衰减因子n自由空间2全开放环境2.02.5半开放环境2.53.0较封闭环境3.03.5由于AP功率较小，WLAN覆盖范围也较小，覆盖范围受到建筑物内部设施、房间分隔的影响，实际应用中2.4GHz一般以不穿透墙或只穿透一堵墙为宜；5.8GHz以

22、视距传播为主。3.3.2 天线口功率建议值根据链路预算，一般情况下建议： 在采用与室内蜂窝网分布系统合路系统合路建设时，天线口功率在1015dBm； 在采用与室外蜂窝网分布系统合路系统合路建设时，天线口功率在2027dBm；上述建议仅为一般值，规划时还需根据具体无线环境、天线密度等因素进行实际调整。3.3.3 模拟测试由于无线环境的复杂性，链路预算结果一般作为参考值；若需获得更准确的数值，建议采用模拟测试。对于复杂的环境或有特殊要求的站点，通过覆盖模拟测试可以对无线部署方案进行验证，获得在无线网络部署方案实施之前的模拟效果，了解信号强度及信号覆盖情况，噪声水平及信噪比分布，有利于调整自己部署方

23、案，确定合理的AP位置和数量，从而最终达到最佳的效果，节省用户的时间和资源，减少不必要的投资，降低部署成本。3.4 WLAN网络容量核算3.4.1 单AP容量由于WLAN采用CSMA/CA机制，如果接入用户过多，那么同一时刻发生冲突的概率明显增大，也必定会延长每个用户等待的时间，而使得系统性能下降。在接入用户带宽512kbps情况下，802.11g标准AP，单AP支持并发用户按照1520个用户考虑；802.11n标准AP，单AP支持并发用户按照2530个用户考虑。3.4.2 存在干扰下的网络容量CSMA/CA机制使整个信道带宽为所有用户共享，两个或多个同频AP存在重叠覆盖区域时，同频AP、终端

24、间信号彼此可达，根据载波监听/冲突避免机制，同一个时刻也只能有一个AP或终端发送数据，这时不能仅仅根据AP数量计算网络总体容量。覆盖区域重合 覆盖区域分离图32：AP覆盖区域示意图以上图为例，当3个同频AP覆盖区域完全重合时，3个AP的总容量与1个AP基本相当；当3个同频AP覆盖区域完全隔离时，3个AP的总容量才是单个AP的3倍。3.4.3 802.11g/n终端混合接入802.11n设备能够提供较高的网络容量，当网络中同时存在11g、11n两种终端时，网络总容量将随802.11n用户比例上升而上升，AP侧总吞吐量呈上升趋势，纯n用户总吞吐量（3035Mbps）比纯g 用户吞吐量（1525Mb

25、ps）增加80%左右。下图为不同厂家设备混合组网情况下的测试结果。 图33：802.11g、n终端混合接入下的网络吞吐量3.5 WLAN网络频率规划3.5.1 频率规划方法在使用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的5个频点互不重叠，可在同一覆盖区域内使用。 WLAN可采用蜂窝组网方式，进行WLAN频率的复用，如图所示：图34：频率规划示意图应控制同一信道的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。3.5.2 频

26、率总体应用策略网络建设中，建议2.4GHz频段设备作为网络基础覆盖, 5.8GHz频段设备作为网络容量提升。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。3.5.3 802.11n频率应用策略802.11n在覆盖、性能、容量等多个方面均到达或者超过802.11g，对于网络需求高的热点，应直接使用11n设备进行建设。对于802.11n频率使用，应遵循以下原则： 2.4GHz频段选择2.4GHz频段存在较多干扰，如有其它运营商的网络、业主自建网络等，建议采用20M带宽进行组网和规划，选择1、6、11三个互不重叠的信道在允许独立运营商布网、干扰较少，且AP数

27、量较少，只需要使用12个频点规划组网，可以采用40MHZ或一个20M、一个40M频段组网 5.8GHz频段选择5.8GHz频段相对干扰较少，建议采用两个40M、一个20M组网方案（与2.4Ghz三个频点对应）及五个20M频段组网（AP部署密集情况）建议干扰AP较少或仅允许独立运营商布网时，采用一个或两个40M组网方案室分系统尚不支持5.8G频段，目前只可用2.4G下的802.11n设备；单独放装建设中，在有条件的情况下，启动5.8G频段，减少干扰。要从战略高度考虑5.8GHz频段的使用。4 AC建设原则4.1 AC设置位置为了满足AP接入和网络管理的需要，各公司要充分考虑CMnet城域网建设情

28、况进行AC设备的部署。在建有CMnet城域网的地区，AC设备的逻辑位置与CMnet城域网接入控制层相当，在物理位置上应当集中部署以完成对AP的集中管理控制。AC在转发数据时，采用集中转发模式，即AP的用户数据流经由AP与AC之间的数据隧道汇聚到AC，由AC统一转发；在高校等特殊应用场景，如果AP的用户数据流不通过公司的公网（如校园网内流量、集团客户内部网流量），可以通过本地转发这部分数据流。对于AC的部署位置，各公司可根据建网实际情况、业务发展需求、设备性能等，选择旁挂或者串联于核心路由器、汇聚交换机或者BRAS。为了避免旁挂方式产生的数据迂回，新建网络优选串联方式。4.2 AC设计容量建议AC管理的AP数量不大于AC容量的70。4.3 AC备份原则AC应采用1+1方式进行备份，提高网络可靠性。5 热点传输带宽需求根据需求分析得到的业务模型可以得到带宽需求：总带宽并发用户数单用户速率总带宽还可以通过其他方式计算得到，如总带宽AP数量单AP平均传输速率。在此带宽计算结果的基础上，可以预留一定的余量。6 编制历史版本号更新时间主要内容或重大修改1.0.02011-07-20完成报批稿