无线网络覆盖设计和网络容量设计

　　WLAN网络通过无线信号（高频电磁波）传输数据，随传输距离的增加无线信号强度会越来越弱，且相邻的无线信号之间会存在重叠干扰的问题，都会降低无线网络信号质量甚至导致无线网络无法使用。为改善无线网络质量，使其满足客户的建网标准要求，需要对WLAN网络进行规划设计。设计规划出使用的AP款型和数目、安装点位和方式、线缆部署方式；保障网络覆盖无盲区、覆盖效果好，上网速度快，提升网络使用体验。如果前期不进行网规设计，后期安装完成AP后，再进行网络优化整改可能会需要重新安装AP、布放线缆，返工操作非常不便。

　　无线网络覆盖设计

　　网络覆盖设计是指针对无线网络覆盖的普通区域、简单区域或VIP区域进行设计规划，保证每个区域覆盖范围内的信号强度能满足用户的要求，并且解决相邻AP间的同频干扰问题。

　　单个AP无线信号覆盖范围有限，需要部署多个AP实现完整的网络覆盖。每个AP的覆盖范围可以通过计算和工具仿真的方式得出合适的结果。

　　1.1 覆盖计算

　　参考无线网络覆盖得知，全向天线通过覆盖半径、定向天线通过覆盖距离衡量网络覆盖范围，但不管是覆盖半径还是覆盖距离，都需要先确定信号的有效传输距离才能计算出来。下面介绍如何计算有效传输距离。

　　在不考虑干扰、线路损耗等因素时，接收信号强度的计算公式为：

　　接收信号强度 = 射频发射功率 + 发射端天线增益 – 路径损耗 – 障碍物衰减 + 接收端天线增益

　　其中，路径损耗与信号传输距离的关系如下。（L：路径损耗（dB）；f：工作频率（MHz）；d：信号传输距离（室内和室外覆盖场景为m，回传场景为km））

　　室内半开放场景

　　2.4G：L=46+25lg（d）

　　5G：L=53+30lg（d）

　　路径损耗与信号传输距离关系典型值参考表1：

　　表1 室内半开放场景

　　室外覆盖场景

　　2.4G和5G：L=42.6+26lg（d）+20lg（f）

　　路径损耗与信号传输距离关系典型值参考表2：

　　表2 室外覆盖场景

　　回传场景

　　5G：L=32.4+26lg（d）+20lg（f）

　　路径损耗与信号传输距离关系典型值参考表3：

　　表3 回传场景

　　从历史的经验数据总结出典型障碍物的衰减可以参考下表，实际准确的衰减数值建议以实际工勘的结果为准。

　　假设计算室内半开放场景下5G射频信号有效传输距离，已知边缘场强信号要求为-65dBm，AP射频发射功率为20dBm，5G天线增益为6dBi，障碍物衰减为8dB，假设接收终端为手机（通常天线增益为0），将数据代入如下公式，其中接收信号强度取值为边缘场强信号。

　　接收信号强度 = 射频发射功率 + 发射端天线增益 – 路径损耗 – 障碍物衰减 + 接收端天线增益

　　-65 = 20 + 6 - ［53+30lg（d）］ - 8 + 0

　　d = 10

　　可以计算出5G射频信号有效传输距离为10m。

　　1.2 覆盖设计

　　从信号强度的计算公式可以得知，通过提高发射端功率、发射端天线增益，减少障碍物衰减可以有效增强信号强度。但是发射端功率、发射端天线增益受限于硬件设备和国家法律法规要求，不能无限提升，其取值需要参照不同硬件设备和国家法律法规要求在可行的范围内变化。AP布放时应尽量避免或减少障碍物的遮挡，以减少障碍物引起的信号衰减。路径损耗则直接影响AP的覆盖范围。

　　通过公式初步计算出单个AP的覆盖距离，然后设计多个AP共同组成完整的网络覆盖。如图1所示，在位置1处设定覆盖区域，在位置2处设定网络终端容量，仿真完成后，可以初步计算出所需AP的数目和布放位置。具体的操作步骤请参考网规示例。

　　图1 覆盖设计和容量设计

　　1.3 信道规划

　　由于需要使用多个AP组成完整的网络覆盖，为避免无线网络覆盖区域出现覆盖盲区，保证无线网络的漫游体验，相邻AP间网络不可避免的会出现重叠覆盖区，一般需保留10%~15%的重叠缓冲区域。为减少重叠区域内的同频干扰，需要规划相邻AP使用互不干扰的射频频段。通常建议如图2所示的蜂窝覆盖部署方式。

　　图2 水平方向信道规划

　　如果在多层楼层中部署无线网络，垂直方向上也要规划互不干扰的信道。如图3所示。

　　图3 垂直方向信道规划

　　网络容量设计

　　网络容量设计是根据无线终端的带宽要求、终端数目、并发率、单AP性能等数据来设计部署网络所需的AP数量，确保无线网络性能可以满足所有终端的上网业务需求。

　　2.1 容量设计的参数

　　单终端带宽

　　不同类型的终端，使用不用网络业务的终端，对带宽的要求不一样。如观看高清视频的终端，其带宽要求会大于仅浏览网页的终端。需要根据终端的业务和类型，合理规划出足够使用的带宽，以免出现带宽不够用或者浪费的情况。

　　终端数目是网络计划容纳的终端总数，需要用户根据其网络规划提供准确的数目。

　　并发率

　　并发率是指同一时间内使用网络的终端占总终端数目的比例，通常和终端数目一起计算出同一时间使用网络的平均终端数。

　　单AP性能

　　不同款型的AP，推荐的典型并发接入终端数不一样，具体推荐值请参考AP选型策略。

　　为方便用户快速了解单终端带宽、并发率的典型值，合理地选择AP类型，基于以往经验，总结常见场景下的经验数据、推荐AP选型。相应信息可参考图4所示位置获取。

　　图4 经验数据和推荐AP

　　AP布放设计

　　通过WLAN Planner设计网络覆盖和网络容量，初步已经确定AP的数目和布放位置，但是还要根据实际情况对AP的实际布放位置、布放方式和供电走线原则进行修正确认。

　　3.1 AP布放原则

　　各场景下AP布放原则基本一致，需考虑以下几点：

　　减少无线信号穿越的障碍物数目，如果不能避免穿越，则尽量垂直穿越墙壁、天花板等障碍物。尤其避免金属障碍物遮挡。

　　AP的正面正对网络覆盖区域。

　　AP远离干扰源。

　　安装美观。尤其对美观性要求较高的区域，可以增加美化罩或者安装在非金属天花板内部。

　　3.2 供电和走线原则

　　AP支持PoE供电和DC电源适配器供电。

　　PoE网线供电

• 　　在室内场景中，多数情况下AP都可以使用PoE供电，使用PoE供电的优势：
• 　　复用数据传输的网线就可以供电，无需另外布线，减少施工成本。
• 　　无需另外购买电源适配器，节省经济投入。

　　采用电源适配器供电会要求AP附近有供电电源，PoE供电无此要求，通常只需要一个PoE接入交换机为AP提供PoE输入。

　　部署PoE供电时需要注意：

　　网线越长，供电越弱，通常推荐网线长度不超过80m。具体实际的网线最大长度取决于网线类型、AP类型，请参考对应AP的硬件安装与维护指南中的线缆连接说明章节。

　　网线布线涉及到穿墙、布管、布线，这些安装施工耗时较长，所以如果网络未来有升级需求，建议选用较高规格的网线，后续升级就无需重新施工。

　　PoE电源适配器供电

　　实际情况下，在室外场景或少数无法使用PoE网线供电的室内场景，通常采用PoE电源适配器供电，PoE电源适配器如图5所示。

　　图5 PoE电源适配器

　　DC电源适配器供电

　　在无法使用PoE供电的场景中，只能通过DC电源适配器直接给AP供电。

　　图6 DC电源适配器

　　走线原则

• 　　网线布置走线时，需要关注如下注意事项：
• 　　网线长度预留5m，以便后期微调AP位置来减轻干扰或优化信号覆盖。
• 　　网线远离强电强磁位置部署。