無線網(wǎng)絡覆蓋設計和網(wǎng)絡容量設計

　　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(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，使其滿足客戶的建網(wǎng)標準要求，需要對WLAN網(wǎng)絡進行規(guī)劃設計。設計規(guī)劃出使用的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。

　　無線網(wǎng)絡覆蓋設計

　　網(wǎng)絡覆蓋設計是指針對無線網(wǎng)絡覆蓋的普通區(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)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(xiàn)完整的網(wǎng)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(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(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(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

　　從歷史的經(jīng)驗數(shù)據(jù)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(shù)值建議以實際工勘的結果為準。

　　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

　　從信號強度的計算公式可以得知，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國家法律法規(guī)要求，不能無限提升，其取值需要參照不同硬件設備和國家法律法規(guī)要求在可行的范圍內(nèi)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(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的數(shù)目和布放位置。具體的操作步驟請參考網(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組成完整的網(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)絡的漫游體驗，相鄰AP間網(wǎng)絡不可避免的會出現(xiàn)重疊覆蓋區(qū)，一般需保留10%~15%的重疊緩沖區(qū)域。為減少重疊區(qū)域內(nèi)的同頻干擾，需要規(guī)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(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)劃互不干擾的信道。如圖3所示。

　　圖3 垂直方向信道規(guī)劃

　　網(wǎng)絡容量設計

　　網(wǎng)絡容量設計是根據(jù)無線終端的帶寬要求、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)絡所需的AP數(shù)量，確保無線網(wǎng)絡性能可以滿足所有終端的上網(wǎng)業(yè)務需求。

　　2.1 容量設計的參數(shù)

　　單終端帶寬

　　不同類型的終端，使用不用網(wǎng)絡業(yè)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(wǎng)頁的終端。需要根據(jù)終端的業(yè)務和類型，合理規(guī)劃出足夠使用的帶寬，以免出現(xiàn)帶寬不夠用或者浪費的情況。

　　終端數(shù)目是網(wǎng)絡計劃容納的終端總數(shù)，需要用戶根據(jù)其網(wǎng)絡規(guī)劃提供準確的數(shù)目。

　　并發(fā)率

　　并發(fā)率是指同一時間內(nèi)使用網(wǎng)絡的終端占總終端數(shù)目的比例，通常和終端數(shù)目一起計算出同一時間使用網(wǎng)絡的平均終端數(shù)。

　　單AP性能

　　不同款型的AP，推薦的典型并發(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)率的典型值，合理地選擇AP類型，基于以往經(jīng)驗，總結常見場景下的經(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

　　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的數(shù)目和布放位置，但是還要根據(jù)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(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的正面正對網(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的區(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供電的優(yōu)勢：
• 　　復用數(shù)據(jù)傳輸?shù)木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。具體實際的網(wǎng)線最大長度取決于網(wǎng)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(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)格的網(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)線供電的室內(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(wǎng)線布置走線時，需要關注如下注意事項：
• 　　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。