WLAN網絡通過無線信號(高頻電磁波)傳輸數據,隨傳輸距離的增加無線信號強度會越來越弱,且相鄰的無線信號之間會存在重疊干擾的問題,都會降低無線網絡信號質量甚至導致無線網絡無法使用。為改善無線網絡質量,使其滿足客戶的建網標準要求,需要對WLAN網絡進行規劃設計。設計規劃出使用的AP款型和數目、安裝點位和方式、線纜部署方式;保障網絡覆蓋無盲區、覆蓋效果好,上網速度快,提升網絡使用體驗。如果前期不進行網規設計,后期安裝完成AP后,再進行網絡優化整改可能會需要重新安裝AP、布放線纜,返工操作非常不便。
無線網絡覆蓋設計
網絡覆蓋設計是指針對無線網絡覆蓋的普通區域、簡單區域或VIP區域進行設計規劃,保證每個區域覆蓋范圍內的信號強度能滿足用戶的要求,并且解決相鄰AP間的同頻干擾問題。
單個AP無線信號覆蓋范圍有限,需要部署多個AP實現完整的網絡覆蓋。每個AP的覆蓋范圍可以通過計算和工具仿真的方式得出合適的結果。
1.1 覆蓋計算
參考無線網絡覆蓋得知,全向天線通過覆蓋半徑、定向天線通過覆蓋距離衡量網絡覆蓋范圍,但不管是覆蓋半徑還是覆蓋距離,都需要先確定信號的有效傳輸距離才能計算出來。下面介紹如何計算有效傳輸距離。
在不考慮干擾、線路損耗等因素時,接收信號強度的計算公式為:
接收信號強度 = 射頻發射功率 + 發射端天線增益 – 路徑損耗 – 障礙物衰減 + 接收端天線增益
其中,路徑損耗與信號傳輸距離的關系如下。(L:路徑損耗(dB);f:工作頻率(MHz);d:信號傳輸距離(室內和室外覆蓋場景為m,回傳場景為km))
室內半開放場景
2.4G:L=46+25lg(d)
5G:L=53+30lg(d)
路徑損耗與信號傳輸距離關系典型值參考表1:
表1 室內半開放場景
室外覆蓋場景
2.4G和5G:L=42.6+26lg(d)+20lg(f)
路徑損耗與信號傳輸距離關系典型值參考表2:
表2 室外覆蓋場景
回傳場景
5G:L=32.4+26lg(d)+20lg(f)
路徑損耗與信號傳輸距離關系典型值參考表3:
表3 回傳場景
從歷史的經驗數據總結出典型障礙物的衰減可以參考下表,實際準確的衰減數值建議以實際工勘的結果為準。
假設計算室內半開放場景下5G射頻信號有效傳輸距離,已知邊緣場強信號要求為-65dBm,AP射頻發射功率為20dBm,5G天線增益為6dBi,障礙物衰減為8dB,假設接收終端為手機(通常天線增益為0),將數據代入如下公式,其中接收信號強度取值為邊緣場強信號。
接收信號強度 = 射頻發射功率 + 發射端天線增益 – 路徑損耗 – 障礙物衰減 + 接收端天線增益
-65 = 20 + 6 - [53+30lg(d)] - 8 + 0
d = 10
可以計算出5G射頻信號有效傳輸距離為10m。
1.2 覆蓋設計
從信號強度的計算公式可以得知,通過提高發射端功率、發射端天線增益,減少障礙物衰減可以有效增強信號強度。但是發射端功率、發射端天線增益受限于硬件設備和國家法律法規要求,不能無限提升,其取值需要參照不同硬件設備和國家法律法規要求在可行的范圍內變化。AP布放時應盡量避免或減少障礙物的遮擋,以減少障礙物引起的信號衰減。路徑損耗則直接影響AP的覆蓋范圍。
通過公式初步計算出單個AP的覆蓋距離,然后設計多個AP共同組成完整的網絡覆蓋。如圖1所示,在位置1處設定覆蓋區域,在位置2處設定網絡終端容量,仿真完成后,可以初步計算出所需AP的數目和布放位置。具體的操作步驟請參考網規示例。
圖1 覆蓋設計和容量設計
1.3 信道規劃
由于需要使用多個AP組成完整的網絡覆蓋,為避免無線網絡覆蓋區域出現覆蓋盲區,保證無線網絡的漫游體驗,相鄰AP間網絡不可避免的會出現重疊覆蓋區,一般需保留10%~15%的重疊緩沖區域。為減少重疊區域內的同頻干擾,需要規劃相鄰AP使用互不干擾的射頻頻段。通常建議如圖2所示的蜂窩覆蓋部署方式。
圖2 水平方向信道規劃
如果在多層樓層中部署無線網絡,垂直方向上也要規劃互不干擾的信道。如圖3所示。
圖3 垂直方向信道規劃
網絡容量設計
網絡容量設計是根據無線終端的帶寬要求、終端數目、并發率、單AP性能等數據來設計部署網絡所需的AP數量,確保無線網絡性能可以滿足所有終端的上網業務需求。
2.1 容量設計的參數
單終端帶寬
不同類型的終端,使用不用網絡業務的終端,對帶寬的要求不一樣。如觀看高清視頻的終端,其帶寬要求會大于僅瀏覽網頁的終端。需要根據終端的業務和類型,合理規劃出足夠使用的帶寬,以免出現帶寬不夠用或者浪費的情況。
終端數目是網絡計劃容納的終端總數,需要用戶根據其網絡規劃提供準確的數目。
并發率
并發率是指同一時間內使用網絡的終端占總終端數目的比例,通常和終端數目一起計算出同一時間使用網絡的平均終端數。
單AP性能
不同款型的AP,推薦的典型并發接入終端數不一樣,具體推薦值請參考AP選型策略。
為方便用戶快速了解單終端帶寬、并發率的典型值,合理地選擇AP類型,基于以往經驗,總結常見場景下的經驗數據、推薦AP選型。相應信息可參考圖4所示位置獲取。
圖4 經驗數據和推薦AP
AP布放設計
通過WLAN Planner設計網絡覆蓋和網絡容量,初步已經確定AP的數目和布放位置,但是還要根據實際情況對AP的實際布放位置、布放方式和供電走線原則進行修正確認。
3.1 AP布放原則
各場景下AP布放原則基本一致,需考慮以下幾點:
減少無線信號穿越的障礙物數目,如果不能避免穿越,則盡量垂直穿越墻壁、天花板等障礙物。尤其避免金屬障礙物遮擋。
AP的正面正對網絡覆蓋區域。
AP遠離干擾源。
安裝美觀。尤其對美觀性要求較高的區域,可以增加美化罩或者安裝在非金屬天花板內部。
3.2 供電和走線原則
PoE網線供電
- 在室內場景中,多數情況下AP都可以使用PoE供電,使用PoE供電的優勢:
- 復用數據傳輸的網線就可以供電,無需另外布線,減少施工成本。
- 無需另外購買電源適配器,節省經濟投入。
采用電源適配器供電會要求AP附近有供電電源,PoE供電無此要求,通常只需要一個PoE接入交換機為AP提供PoE輸入。
部署PoE供電時需要注意:
網線越長,供電越弱,通常推薦網線長度不超過80m。具體實際的網線最大長度取決于網線類型、AP類型,請參考對應AP的硬件安裝與維護指南中的線纜連接說明章節。
網線布線涉及到穿墻、布管、布線,這些安裝施工耗時較長,所以如果網絡未來有升級需求,建議選用較高規格的網線,后續升級就無需重新施工。
PoE電源適配器供電
實際情況下,在室外場景或少數無法使用PoE網線供電的室內場景,通常采用PoE電源適配器供電,PoE電源適配器如圖5所示。
圖5 PoE電源適配器
DC電源適配器供電
在無法使用PoE供電的場景中,只能通過DC電源適配器直接給AP供電。
圖6 DC電源適配器
走線原則
- 網線布置走線時,需要關注如下注意事項:
- 網線長度預留5m,以便后期微調AP位置來減輕干擾或優化信號覆蓋。
- 網線遠離強電強磁位置部署。
評論
查看更多