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無線(WIFI)網(wǎng)絡的規(guī)劃與設計

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-02-28 14:15:44    瀏覽次數(shù):171
導讀

WLAN網(wǎng)絡通過無線信號(高頻電磁波)傳輸數(shù)據(jù),隨傳輸距離得增加無線信號強度會越來越弱,且相鄰得無線信號之間會存在重疊干擾得問題,都會降低無線網(wǎng)絡信號質(zhì)量甚至導致無線網(wǎng)絡無法使用。為改善無線網(wǎng)絡質(zhì)量,使其滿足客戶得建網(wǎng)標準要求,需要對WLAN網(wǎng)絡進行規(guī)劃設計。設計規(guī)劃出使用得AP款型和數(shù)目、安裝點位和方式、線

WLAN網(wǎng)絡通過無線信號(高頻電磁波)傳輸數(shù)據(jù),隨傳輸距離得增加無線信號強度會越來越弱,且相鄰得無線信號之間會存在重疊干擾得問題,都會降低無線網(wǎng)絡信號質(zhì)量甚至導致無線網(wǎng)絡無法使用。


為改善無線網(wǎng)絡質(zhì)量,使其滿足客戶得建網(wǎng)標準要求,需要對WLAN網(wǎng)絡進行規(guī)劃設計。設計規(guī)劃出使用得AP款型和數(shù)目、安裝點位和方式、線纜部署方式;保障網(wǎng)絡覆蓋無盲區(qū)、覆蓋效果好,上網(wǎng)速度快,提升網(wǎng)絡使用體驗。如果前期不進行網(wǎng)規(guī)設計,后期安裝完成AP后,再進行網(wǎng)絡優(yōu)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。

正文

01

無線網(wǎng)絡覆蓋設計

網(wǎng)絡覆蓋設計是指針對無線網(wǎng)絡覆蓋得普通區(qū)域、簡單區(qū)域或VIP區(qū)域進行設計規(guī)劃,保證每個區(qū)域覆蓋范圍內(nèi)得信號強度能滿足用戶得要求,并且解決相鄰AP間得同頻干擾問題。

單個AP無線信號覆蓋范圍有限,需要部署多個AP實現(xiàn)完整得網(wǎng)絡覆蓋。每個AP得覆蓋范圍可以通過計算和工具仿真得方式得出合適得結果。

1.1 覆蓋計算

參考無線網(wǎng)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(wǎng)絡覆蓋范圍,但不管是覆蓋半徑還是覆蓋距離,都需要先確定信號得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,接收信號強度得計算公式為:

接收信號強度 = 射頻發(fā)射功率 + 發(fā)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得關系如下。(L:路徑損耗(dB);f:工作頻率(MHz);d:信號傳輸距離(室內(nèi)和室外覆蓋場景為m,回傳場景為km))

  • 室內(nèi)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(nèi)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

    從歷史得經(jīng)驗數(shù)據(jù)總結出典型障礙物得衰減可以參考下表,實際準確得衰減數(shù)值建議以實際工勘得結果為準。

    假設計算室內(nèi)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(fā)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(shù)據(jù)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(fā)射功率 + 發(fā)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

    從信號強度得計算公式可以得知,通過提高發(fā)射端功率、發(fā)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(fā)射端功率、發(fā)射端天線增益受限于硬件設備和China法律法規(guī)要求,不能無限提升,其取值需要參照不同硬件設備和China法律法規(guī)要求在可行得范圍內(nèi)變化。AP布放時應盡量避免或減少障礙物得遮擋,以減少障礙物引起得信號衰減。路徑損耗則直接影響AP得覆蓋范圍。

    通過公式初步計算出單個AP得覆蓋距離,然后設計多個AP共同組成完整得網(wǎng)絡覆蓋。如圖1所示,在位置1處設定覆蓋區(qū)域,在位置2處設定網(wǎng)絡終端容量,仿真完成后,可以初步計算出所需AP得數(shù)目和布放位置。具體得操作步驟請參考網(wǎng)規(guī)示例。

    圖1 覆蓋設計和容量設計

    1.3 信道規(guī)劃

    由于需要使用多個AP組成完整得網(wǎng)絡覆蓋,為避免無線網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域出現(xiàn)覆蓋盲區(qū),保證無線網(wǎng)絡得漫游體驗,相鄰AP間網(wǎng)絡不可避免得會出現(xiàn)重疊覆蓋區(qū),一般需保留10%~15%得重疊緩沖區(qū)域。為減少重疊區(qū)域內(nèi)得同頻干擾,需要規(guī)劃相鄰AP使用互不干擾得射頻頻段。通常建議如圖2所示得蜂窩覆蓋部署方式。

    圖2 水平方向信道規(guī)劃

    如果在多層樓層中部署無線網(wǎng)絡,垂直方向上也要規(guī)劃互不干擾得信道。如圖3所示。

    圖3 垂直方向信道規(guī)劃

    02

    網(wǎng)絡容量設計

    網(wǎng)絡容量設計是根據(jù)無線終端得帶寬要求、終端數(shù)目、并發(fā)率、單AP性能等數(shù)據(jù)來設計部署網(wǎng)絡所需得AP數(shù)量,確保無線網(wǎng)絡性能可以滿足所有終端得上網(wǎng)業(yè)務需求。

    2.1 容量設計得參數(shù)

    單終端帶寬

    不同類型得終端,使用不用網(wǎng)絡業(yè)務得終端,對帶寬得要求不一樣。如觀看高清視頻得終端,其帶寬要求會大于僅瀏覽網(wǎng)頁得終端。需要根據(jù)終端得業(yè)務和類型,合理規(guī)劃出足夠使用得帶寬,以免出現(xiàn)帶寬不夠用或者浪費得情況。

    終端數(shù)目

    終端數(shù)目是網(wǎng)絡計劃容納得終端總數(shù),需要用戶根據(jù)其網(wǎng)絡規(guī)劃提供準確得數(shù)目。

    并發(fā)率

    并發(fā)率是指同一時間內(nèi)使用網(wǎng)絡得終端占總終端數(shù)目得比例,通常和終端數(shù)目一起計算出同一時間使用網(wǎng)絡得平均終端數(shù)。

    單AP性能

    不同款型得AP,推薦得典型并發(fā)接入終端數(shù)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(fā)率得典型值,合理地選擇AP類型,基于以往經(jīng)驗,總結常見場景下得經(jīng)驗數(shù)據(jù)、推薦AP選型。相應信息可參考圖4所示位置獲取。

    圖4 經(jīng)驗數(shù)據(jù)和推薦AP

    03

    AP布放設計

    通過WLAN Planner設計網(wǎng)絡覆蓋和網(wǎng)絡容量,初步已經(jīng)確定AP得數(shù)目和布放位置,但是還要根據(jù)實際情況對AP得實際布放位置、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:

  • 減少無線信號穿越得障礙物數(shù)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得正面正對網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域。
  • AP遠離干擾源。
  • 安裝美觀。尤其對美觀性要求較高得區(qū)域,可以增加美化罩或者安裝在非金屬天花板內(nèi)部。

    3.2 供電和走線原則

    AP支持PoE供電和DC電源適配器供電。

    PoE網(wǎng)線供電

    在室內(nèi)場景中,多數(shù)情況下AP都可以使用PoE供電,使用PoE供電得優(yōu)勢:

  • 復用數(shù)據(jù)傳輸?shù)镁W(wǎng)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(jié)省經(jīng)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(wǎng)線越長,供電越弱,通常推薦網(wǎng)線長度不超過80m。具體實際得網(wǎng)線蕞大長度取決于網(wǎng)線類型、AP類型,請參考對應AP得硬件安裝與維護指南中得線纜連接說明章節(jié)。
  • 網(wǎng)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(wǎng)絡未來有升級需求,建議選用較高規(guī)格得網(wǎng)線,后續(xù)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(shù)無法使用PoE網(wǎng)線供電得室內(nèi)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供電得場景中,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(wǎng)線布置走線時,需要如下注意事項:

  • 網(wǎng)線長度預留5m,以便后期微調(diào)AP位置來減輕干擾或優(yōu)化信號覆蓋。
  • 網(wǎng)線遠離強電強磁位置部署。
  • 提前與客戶確認網(wǎng)線部署方案,避免因物業(yè)、美觀等其他原因?qū)е驴蛻舨煌馐┕ぁ?/div>
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    (文/小編)
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