CW04-1-无线局域网WLAN网络规划.ppt

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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课程总览第 2 页课程编号课件包CW01WLAN通信技术基础CW02无线局域网标准CW03无线局域网网络设备CW04WLAN无线网规划与设计CW05WLAN核心网规划与设计CW06WLAN网络施工工艺CW07WLAN配置与调试CW08WLAN测试与验收CW09WLAN网络优化与维护CW10WLAN终端与配置课件编号课件名称 CW04-1 无线局域网WLAN网络规划CW04-2 无线局域网WLAN建设方式CW04-3 无线局域网分场景建设案例CW04

2、-4 WLAN工程勘察与测试CW04-5 一阶段设计文件的主要内容课程目标课程目标l通过本课程学习，您将初步了解：通过本课程学习，您将初步了解：lWLAN规划、建设整体流程l需求分析方法l组网方案l容量规划l覆盖规划l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l网络规划、建设流程网络规划、建设流程l需求分析l网络规划l勘察、设计l施工、验收l优化、维护l本课程重点介绍需求分析和网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：络规划阶段的主要工作，包括：l需求分析l组网方案l容量规划l覆盖规划l频率规划第 4 页本课程主要内容第 5 页2.1 需求分析需求分析覆盖

3、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。关注因素关注因素lWLAN规划要点规划要点2.1 需求分析需求分析l需求分析所包括的内容需求分析所包括的内容l业务类型：l所需提供业务的业务种类、业务描述、业务特点

4、、服务对象、应用场所等；l必要的时候，不同的业务有时可以承载于不同的WLAN实体网络或逻辑网络上;l服务对象：l服务人群、用户数量、使用习惯、使用终端等第 6 页需求分析确定规划方案业务类型业务模型服务对象覆盖区域l覆盖区域：l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l业务模型：l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 需求分析需求分析业务模型的计算方法业务模型的计算方法l业务模型相关的参数业务模型相关的参数l人数l业务渗透率/终端渗透率l市场占有率l在线率l并发率l单用户速率l用户数及带宽的计算用户数及带宽的计

5、算l总用户数人数业务渗透率市场占有率l并发用户数总用户数在线率并发率l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l组网方案包括：组网方案包括：l核心网组网方案l热点的建设方式l热点网络结构l热点覆盖方式第 8 页3.1.1 组网方案组网方案热点网络结构热点网络结构l热点的网络基本结构一般包括三个层面：热点的网络基本结构一般包括三个层面：l无线接入点：l包括各种类型的APl交换机：l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：lAP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；lAP数量较少、分布集中时只使用一级交换机即可；

6、l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；l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；l传输网络：l通过传输网络连接热点与核心网络第 9 页3.1.2 组网方案组网方案热点覆盖方案热点覆盖方案lWLAN热点覆盖的主要覆盖方式有分布系统合路、室内放装、室外布热点覆盖的主要覆盖方式有分布系统合路、室内放装、室外布放等。放等。l除上述几种主要除上述几种主要WLAN覆盖方式外，还有覆盖方式外，还有WOC（WLAN Over CATV）和）和WLAN基站等覆盖方式。基站等覆盖方式。l此外，各种覆盖方式不是互斥的，必要的情况下，在一个热点可以多此外，各种

7、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。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 组网方案组网方案热点覆盖方式热点覆盖方式lWLAN热点覆盖的各种方式的使用场景、特点等如下表所示：热点覆盖的各种方式的使用场景、特点等如下表所示：建设方式使用场景优点缺点分布系统合路室内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/WLAN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

8、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。室外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；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。同上同上，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。室内放装室内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

9、较大，后期维护相对复杂。室外布放室外型AP+定向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。第 11 页4.1 容量规划容量规划l目标：目标：lA

10、P的数量l传输带宽需求l方法：方法：lAP数量并发用户数/单AP支持的并发用户数第 12 页4.2 容量规划容量规划单单AP支持的并发用户数支持的并发用户数第 13 页l并发用户数：并发用户数：lWLAN采用CSMA/CA机制在多个竞争用户之间选择和分配信道资源；l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；l当并发用户数超过一定限度时，甚至可能造成网络瘫痪。l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

11、.1 链路预算及覆盖规划链路预算及覆盖规划第 14 页l链路预算：链路预算：l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。l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，则接收机接收的功率电平Pr可用下面公式表示：lPr=Pt+Gt-PL(d)-Ls+Grl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链路预算及覆盖规划第 15 页l设备发射功率设备发射功率根据集团公司无线局域网（根据集团公司无线局域网（WLAN）设备集中采购）设备集中采购技术规范书

12、要求：技术规范书要求：l室内放装型802.11g AP，射频输出等效全向辐射功率（EIRP）20dBm。l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；l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；l接收信号质量与调制方式的关系：接收信号质量与调制方式的关系：l不同的接收信号强度下所能获得的传输速率是不同的；l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；l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：l建议建议WLAN信号

13、的主要覆盖指标如下：信号的主要覆盖指标如下：l无线信号场强建议-75dBml信噪比20dB5.3 链路预算及覆盖规划链路预算及覆盖规划802.11g数据速率（Mbps）接收机门限电平（dBm）PER10%（PSDU1000Bytes）6-889-8712-8418-8224-7936-7548-7054-69第 16 页5.4.1 链路预算及覆盖规划链路预算及覆盖规划第 17 页l室外的室外的WLAN信号传播损耗：信号传播损耗：l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。l2.4 GHz自由空间电磁波的传播路径损耗符合：lL0(dB)=92.4+20lg(d)+20

14、lg(f)l其中L0为自由空间损耗；d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链路预算及覆盖规划第 18 页l室内的室内的WLAN信号传播损耗：信号传播损耗：l选取衰减因子模型作为室内无线传播模型，其表示式为：l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。l经过链路预算，可以初步确定经过链路预算，可以初步确定AP的覆盖范围及位置的覆盖范围及位置衰减因子取值衰减因子取值环境衰减因子n自由空间2全开放环境2

15、.02.5半开放环境2.53.0较封闭环境3.03.55.5 链路预算及覆盖规划链路预算及覆盖规划第 19 页l仿真工具：仿真工具：l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：l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 频率规划频率规

16、划工作频段工作频段第 20 页l工作频段工作频段802.11b/glWLAN 802.11b/g工作在2.4GHz频段，频率范围为2.4002.4835GHz，共83.5M带宽l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，常用的是1、6、11三个频点；l子信道分配如图所示：6.1.2 频率规划频率规划工作频段工作频段第 21 页l工作频段工作频段802.11alWLAN 802.11a工作在5.8GHz频段，频率范围为5.725GHz5.850GHz，共125MHz带宽;l划分为5个信道，每个信道带宽为25MHz。l子信道分配如图所示：6.1.3 频率规划频率规

17、划工作频段工作频段第 22 页l工作频段工作频段802.11nlWLAN 802.11n支持2.4GHz和5.8GHz频段；l802.11n技术可以将相邻的两个20MHz信道绑定成40MHz使用；l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的带宽工作，也可以单个20MHz带宽工作。l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 频率规划频率规划第 23 页l可用频点：可用频点：l2.4GHz：l在使用2.4GHz频点时，为

18、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。l5.8GHz：l5.8GHz的5个频点互不重叠，可在同一覆盖区域内使用。l频率规划：频率规划：lWLAN可采用蜂窝组网方式，进行WLAN频率的复用，如图所示：l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。l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 频率规划频率规划第 24 页lWLAN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频率规划需综合考虑建

19、筑结构、穿透损耗以及布线系统等具体情况进行。情况进行。l同一楼层覆盖区域内规划使用同一楼层覆盖区域内规划使用3个个AP示意图如下：示意图如下：l三个楼层三个楼层AP频率规划示意图如下：频率规划示意图如下：6.3 频率规划频率规划频率应用策略频率应用策略第 25 页l频率应用策略频率应用策略l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；l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，可以启用5.8GHz频段（建议采用支持802.11n的标准设备）。l由于大部分室分器件无法支持5.8GHz频段，室分

20、合路方式原则上只能采用2.4GHz频段；6.4 频率规划频率规划系统内频率干扰规避方法系统内频率干扰规避方法l由于由于WLAN可使用的频点较少，且属于公共频段，容易受到干扰。可使用的频点较少，且属于公共频段，容易受到干扰。l不同建设方、运营商在同一区域建设不同建设方、运营商在同一区域建设WLAN网络时，建议：网络时，建议：l通过协商，尽量避免在相同区域重复覆盖或同频覆盖；l采用多SSID等手段区分不同的运营者。l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。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。这种场景下这种场景下WLAN的干扰规避和容量提升方法，主要有

21、如下几种建议：的干扰规避和容量提升方法，主要有如下几种建议：l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；l合理规划AP位置，尽量控制信号的覆盖范围；l降低设备发射功率，缩小覆盖范围，从而降低干扰；l采用802.11n、802.11a设备，提升网络容量；l使用扇区天线或智能天线控制覆盖区域。第 26 页6.5 频率规划频率规划异系统频率干扰异系统频率干扰第 27 页l频率干扰频率干扰lWLAN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；l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网络的影响较大，WLAN设备靠近干扰源时，传输速率迅速下降。下图是微波炉对WLAN传输速率影响的关系：l在网络设计时应注意远离此类干扰源。本课总结本课总结第 28 页本课程介绍了WLAN规划流程、需求分析、组网方案、容量规划、覆盖规划、频率规划等内容；这几个阶段的工作并不是完全顺序执行的，而经常会相互影响、共同推进；在实际工作中，应不断的丰富各方面的知识、积累经验，才能使网络规划更合理、网络性能更良好。谢谢中国移动通信集团设计院有限公司2011-01