無線網(wǎng)絡勘測與設計

無線網(wǎng)絡勘測與設計 ISSUE 2.0 日期： 杭州華三通信技術有限公司 版權所有，未經(jīng)授權不得使用與傳播 引入 n 在無線局域網(wǎng)部署前，我們并不能明確地知道設備的 部署數(shù)量和安裝方式。只有在對覆蓋地點進行勘測和 指標計算后，才能確定出 AP、天線及其他器件的型 號和數(shù)量。同時通過勘測和指標計算，才能確定 AP 布放的位置、天線的方位角等工程設計參數(shù)，作為工 程安裝的指導資料。 課程目標 學習完本課程，您應該能夠： n 掌握 WLAN網(wǎng)絡勘測與設計的工作內(nèi)容 和方法 n 掌握 WLAN室內(nèi)覆蓋勘測設計原則 n 掌握 WLAN室外覆蓋勘測設計原則 n 掌握 WLAN各種勘測、設計模板 目錄 n WLAN網(wǎng)絡勘測操作指導 n WLAN室內(nèi)覆蓋勘測設計 n WLAN室外覆蓋勘測設計 4 WLAN網(wǎng)絡勘測操作指導 l 網(wǎng)絡勘測前的準備 l 業(yè)主提供的保障條件 l 網(wǎng)絡勘測的內(nèi)容 5 網(wǎng)絡勘測前的準備 l WLAN工程設計人員在接到網(wǎng)規(guī)任務書后，首先應仔細閱 讀 H3C無線系統(tǒng)現(xiàn)場工勘規(guī)范 ，制定網(wǎng)規(guī)實施計劃， 就網(wǎng)絡勘測條件和網(wǎng)絡勘測計劃與需求方共同協(xié)商，明確 以下信息： 確定覆蓋區(qū)域，并明確覆蓋要求 熟悉覆蓋區(qū)域的平面圖 了解現(xiàn) 網(wǎng)組網(wǎng)情況 6 網(wǎng)絡勘測前的準備 工具包 l 作為一個合格的勘測人員，在實施無線網(wǎng)絡勘測前，需要 準備的工具包： 硬件 攜帶企業(yè)級無線網(wǎng)卡 2-3塊。推薦使用能夠和無線抓包軟件 WildPackets AiroPeek 兼容的無線網(wǎng)卡，具體型號列表可以查閱 www. wildP。 建議使用客戶實際當中會使用到的無線客戶端，如 PDA、 WiFi Phone等。 AP及無線交換機視項目推薦型號而定。 卡片型數(shù)碼照相機 長距離測距尺 各類增益天線 后備電源 膠帶、捆扎帶 7 網(wǎng)絡勘測前的準備 工具包 l 作為一個合格的勘測人員，在實施無線網(wǎng)絡勘測前，需要 準備的工具包： 軟件 流量測試軟件 NetIQ Chariot 信號測試軟件 NetStumbler 無線分析 /抓包軟件 AirMagnet Laptop Analyzer 無線路測軟件 AirMagnet_Surveyor 無線抓包軟件 WildPackets AiroPeek 無線分析平臺 -黃馬甲 無線勘測 /定位分析平臺 -Ekahau 8 業(yè)主提供的保障條件 l 確定覆蓋區(qū)域，并明確覆蓋要求 l 直接提供覆蓋區(qū)域的平面圖 l 提供設備可能的安裝位置 l 提供現(xiàn)網(wǎng)組網(wǎng)情況 l 負責協(xié)調(diào)現(xiàn)場情況 l 協(xié)調(diào)覆蓋區(qū)域的物業(yè)管理人員隨同勘測，并對設備的安裝 位置、供電方式等作出明確的答復 9 網(wǎng)絡勘測的內(nèi)容 l 覆蓋區(qū)域平面情況，包括覆蓋區(qū)域的大小、平面圖 l 覆蓋區(qū)域障礙物的分布情況，以分析對信號的阻擋 l 需要接入的用戶數(shù)量和帶寬要求 l 設備可以安裝的位置 l 現(xiàn)網(wǎng)有線網(wǎng)組網(wǎng)情況，出口資源等 推薦通過 客戶需求 調(diào)查表 對用戶需求進行詳細調(diào)研 如何獲得平面圖 室內(nèi)勘測 l 物業(yè)或網(wǎng)管中心提供的覆蓋區(qū)域 CAD文件或紙件 l 對外宣傳的樓層示意圖 室外勘測 l 物業(yè)管理單位 提供的室外示意圖或標準地圖 l Google earth l E都市 3D地圖 10 如何獲得平面圖 11 目錄 n WLAN網(wǎng)絡勘測操作指導 n WLAN室內(nèi)覆蓋勘測設計 n WLAN室外覆蓋勘測設計 WLAN室內(nèi)覆蓋勘測設計 l室內(nèi)覆蓋規(guī)劃原則 l 室內(nèi)信號損耗及傳播模型 l室內(nèi)覆蓋類型劃分 l 典型室內(nèi)覆蓋應用 13 WLAN室內(nèi)覆蓋規(guī)劃原則 l WLAN室內(nèi)規(guī)劃一般只考慮在同一樓層區(qū)域內(nèi)通過 WLAN 方式接入該區(qū)域的數(shù)據(jù)用戶，樓內(nèi)不同樓層應該分別考慮 進行覆蓋規(guī)劃。 l 在規(guī)劃 WLAN網(wǎng)絡時，首先應該考慮的是 AP與無線終端之 間無線信號的有效交互，其次是接入用戶的有效帶寬。 14 WLAN室內(nèi)傳播模型 l WLAN信號室內(nèi)傳播時，接收電平估算公式如下： PrdB = PtdB + GtdB - PldB + GrdB PrdB為接收電平； PtdB為最大發(fā)射功率； GrdB為接收天線增益； GtdB為發(fā)射天線增益； PldB為路徑損耗 . 15 空間傳播損耗 l 就電波空間傳播損耗來說， 2.4G頻段的電磁波有近似的路 徑傳播損耗公式為 ： PathLoss(dB) = 46 + 10*n*LogD（ m） 其中， D為傳播路徑， n為衰減因子。 近似的認為，每增加一倍覆蓋距離，信號強度減少 6dB l 如果在精確的信號覆蓋情況下，我們可以把信號強度的變化 看成路 徑損耗的變化 16 問題 l 一般寫字樓內(nèi)的辦公環(huán)境情況下 n取值為 2.76。 距離（ m） 10 50 100 傳播損耗（ dB） ？ ？ ？ PathLoss(dB) = 46 +10* n*Log D（ m） 17 解答 l 一般寫字樓內(nèi)的辦公環(huán)境情況下 n取值為 2.76。 距離（ m） 10 50 100 傳播損耗（ dB） 73.6 92.9 101.2 PathLoss(dB) = 46 +10* n*Log D（ m） 18 信號穿透損耗估測 l 在 WLAN 工程中，需要通過現(xiàn)場勘查的方式了解建筑物和周圍各種物 質(zhì)的材質(zhì)，從而來確定 WLAN設備的安裝位置。例如將 AP置于相對較 高的位置，可以有效地消除 AP與無線終端之間的固定的或移動的遮擋 物，從而能夠保證 WLAN的覆蓋范圍，保障 WLAN的暢通。 l 2.4GHz電磁波對于各種建筑材質(zhì)的穿透損耗的經(jīng)驗值如下： 隔墻的阻擋（磚墻厚度 100-300mm）： 20-40dB； 樓層的阻擋： 30dB以上； 木制家具、門和其它木板隔墻的阻擋： 2-15dB； 厚玻璃（ 12mm）： 10dB l 在衡量墻壁等對于 AP信號的穿透損耗時，需考慮 AP信號入射角度 19 少 信號穿透損耗估測 障礙物 開闊地 木制品 石膏 合成材料 煤渣磚塊 石棉 玻璃 玻璃中的金屬網(wǎng) 金屬色彩的玻璃 人的身體 水 磚塊 大理石 陶瓷制品 紙 混凝土 防彈玻璃 鍍銀 金屬 衰減程度 無 少 少 少 少 少 少 中等 中等 中等 中等 中等 高 高 高 高 非常高 非常高 舉例 自助餐廳、庭院 內(nèi)墻、辦公室隔斷、門、地板 內(nèi)墻（新的石膏比老的石膏對無線信號的影響大） 辦公室隔斷 內(nèi)墻、外墻 天花板 沒有色彩的窗戶 門、隔斷 帶有色彩的窗戶 大群的人 潮濕的木頭、玻璃缸、有機體 內(nèi)墻、外墻、地面 內(nèi)墻、外墻、地面 陶瓷瓦片、天花板、地面 一卷或者一堆紙 地面、外墻、承重梁 安全棚 鏡子 辦公桌、辦公隔斷、混凝土、電梯、文件柜、通風設備 20 室內(nèi)覆蓋類型劃分 lWLAN室內(nèi)覆蓋的區(qū)域按區(qū)域半徑分為大于 AP覆蓋半徑區(qū)域和小于 AP覆蓋半徑區(qū)域。 lWLAN室內(nèi)覆蓋的區(qū)域按接入用戶的數(shù)量分為高密度用戶區(qū)域、低密 度用戶區(qū)域。 同時接入的終端數(shù)量 30（高密度用戶數(shù)量） 覆蓋區(qū)域 半徑 60m 家庭、酒吧、咖啡館、會議室 酒店、綜合辦公場所、寫字樓 教室、大開放式辦公區(qū) 禮堂、體育館 21 半徑小、并發(fā)用戶少區(qū)域的覆蓋規(guī)劃 l 此類區(qū)域一般半徑在 60m以下，不存在大的障礙物，而且 需要接入的用戶也不會太多，可以直接使用一個 AP就可 全部覆蓋。 l 此類區(qū)域一般有 小會議室、酒吧、咖啡館、居民家庭等。 l 對于居民家庭，合理地選擇 AP布放位置也可兼顧各房間 的無線信號覆蓋。 22 禮堂覆蓋 l 舉例： 某個禮堂大小是 20m 40m，有座位 100個，但無線用戶數(shù)量不 多，一般為 20-30個。 20m 40m 禮堂覆蓋壁掛式安裝 40m 禮堂覆蓋吸頂式安裝 23 半徑小、并發(fā)用戶多區(qū)域的覆蓋規(guī)劃 l 此類區(qū)域的內(nèi)部較為空曠，沒有墻壁的阻擋，但由于接入 用戶的數(shù)量原因，要求使用多個 AP進行覆蓋。 l 此類區(qū)域一般有開放式辦公區(qū)域、大型階梯教室、大型會 議中心等。 l 舉例： 某個辦公區(qū)域大小是 25m 40m，有辦公座位 100個，各座位都配 備一臺計算機，均采用無線方式上網(wǎng)。 24 辦公區(qū)域 l 區(qū)域內(nèi)無線用戶數(shù)量較多，除需考慮 AP的覆蓋范圍外，更應保證各 用戶的有效帶寬，故需部署多個 AP。 l 在 AP部署時，應考慮 AP間信道的劃分。 AP1 : Channel 1 AP2 AP2 : Channel 6 AP3 : Channel 11 AP1 40m AP3 25m 25 半徑大、用戶少區(qū)域的覆蓋規(guī)劃 l 這些區(qū)域如綜合功能區(qū)域、酒店客房等是主要的 WLAN室內(nèi)應用場所，需要作簡單的網(wǎng)規(guī)。對這 些區(qū)域，可以根據(jù)房間、墻壁、立柱等分割成較 小的區(qū)域 方法 1：使用小功率 AP分別進行覆蓋，覆蓋方式可按照 半徑小用戶少區(qū)域的覆蓋方式。覆蓋時需要注意 AP頻 點的隔離。 方法 2：使用室內(nèi)分布式系統(tǒng)。 26 勘測位置 VS 部署位置 27 勘測位置 VS 部署位置 幾個問題 l 一般來說，當采用天花板式部署的時候，從美觀性、維護 性以及覆蓋性來看都會取得較好的平衡，但是，有幾個問 題必須重視： 如果覆蓋區(qū)域的障礙物對射頻信號的吸收、折射、散射、反射的影響 較大，將會大大降低信號質(zhì)量 通常情況下，可以考慮通過降低功率和調(diào)整信道來減少可能的同頻、 鄰頻干擾，實現(xiàn)“微蜂窩”的組網(wǎng)架構 樓層間的信號泄露通常是難以避免的，需 要通過合理的調(diào)整來減少 樓層中難以避免的承重柱、支撐結構等，都會對射頻信號的傳播帶來 不利的影響 28 勘測位置 VS 部署位置 幾個問題 29 勘測位置 VS 部署位置 幾個問題 30 室內(nèi)部署位置的優(yōu)化原理 由于無線信號的空間傳播是 3維的，所以給我們的設計、部署 和排錯帶來了極大的困難。為了保證滿足一定的用戶密度、 無干擾信道以及應用程序需求，我們需要盡可能的減少 3維空 間中的信號可見數(shù)量。 31 室內(nèi)部署位置的優(yōu)化原理 客戶端的漫游更多的是取決于客戶端驅(qū)動程序算法， RSSI、 SNR、 上一次接入終端等因素都會帶來影響，當然，最主要的因素還是從 一臺 AP到另一臺 AP的信號強度變化。 根據(jù)經(jīng)驗，當移動用戶以 3+m/s的速率行走時，他將穿越 4+個無線 覆蓋區(qū)在 15s內(nèi)。 (暫不考慮跨樓層信號泄露 ) 32 跨樓層信號泄露 當在 3維空間內(nèi)考慮信號覆蓋情況時，跨樓層的信號泄露是無法絕 對避免的，所以，伴隨而來的無線鏈路質(zhì)量問題需要優(yōu)先考慮 33 無線網(wǎng)絡優(yōu)化 無線網(wǎng)絡優(yōu)化的 3大手段： 1 天線選擇 全向、定向、桿狀、平板、八木、吸頂?shù)?2 發(fā)射功率調(diào)整 手工調(diào)整、自動調(diào)整 3 信道調(diào)整 手工調(diào)整、自動調(diào)整 34 無線網(wǎng)絡優(yōu)化 場景描述： 1 兩條交叉的走廊將 4個不同部門分割開 2 Marketing和 Sales部門會經(jīng)常相互移動辦公 3 Engineering群組會經(jīng)常有大量的瞬時用戶存在，他們對帶寬要求較高， 很多人建議每一間房間都放一臺 AP 4 在兩個走廊交叉的區(qū)域，擺放了許多工藝品等對射頻信號衰減較大的物 品 暴露的問題： 1 上圖是根據(jù)軟件自動測算出來的理論覆蓋圖，并沒有從用戶應用、用戶 密度、工作流等方面綜合考慮 2 部分區(qū)域還有信號覆蓋盲區(qū) 3 在需要經(jīng)常移動的 Sales和 Marketing辦公區(qū)域，用戶移動時會發(fā)生多次 小區(qū)切換，極限情況下甚至達到 4次 4 在走廊 1移動的用戶只能通過泄露信號覆蓋，信號質(zhì)量較差 35 無線網(wǎng)絡優(yōu)化 修改方案： 1 Engineering區(qū)域的 AP移置角落處，采用定向平板天線覆蓋 2 Marketing和 Sales部門之間通過 1臺 AP覆蓋，不再出現(xiàn)跨小區(qū)切換 3 在走廊 1的一頭采用高增益定向天線覆蓋，可以考慮使用八木天線 36 室內(nèi) 3D無線網(wǎng)絡設計 1 37 室內(nèi) 3D無線網(wǎng)絡設計 2 38 室內(nèi) 3D無線網(wǎng)絡設計 3 39 室內(nèi) 3D無線網(wǎng)絡設計 4 40 室內(nèi) 3D無線網(wǎng)絡設計 5 41 室內(nèi) 3D無線網(wǎng)絡設計 6 42 室內(nèi) 3D無線網(wǎng)絡設計 7 43 典型室內(nèi)覆蓋應用 l 下面按照室內(nèi)覆蓋的原則和各種室內(nèi)覆蓋類型的 覆蓋方式完成以下兩個典型的室內(nèi)覆蓋應