WLAN接入点（精选五篇）
WLAN接入点 篇1
无线局域网(WLAN)技术的成长始于20世纪80年代中期,它是由美国联邦通信委员会(FCC)为工业、科研和医学(ISM)频段的公共应用提供授权而产生的。这项政策使各大公司和终端用户不需要获得FCC许可证,就可以应用无线产品,从而促进了WLAN技术的发展和应用。3G网络和WLAN在业务提供能力和网络覆盖上具有很强的互补性,将WLAN作为3G网络的补充,特别是在室内的场景下,3G网络提供中高速数据业务,WLAN在局部范围内提供高速数据接入,能够疏导热点的数据流量,提升网络质量,改善用户体验,节省运营商室内覆盖的投资。
1 WLAN概述
与有线局域网通过铜线或光纤等导体传输不同的是,无线局域网使用电磁频谱来传递信息。同无线广播和电视类似,无线局域网使用频道(AIRWAVE)发送信息。传输可以通过使用无线微波或红外线实现,但要求所使用的有效频率且发送功率电平标准,在政府机构允许的范围之内。
WLAN作为计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。WLAN利用电磁波在空气中发送和接收数据,无需线缆介质。与有线网络相比,WLAN具有安装便捷、覆盖范围广、经济节约、易于扩展、传输速率高等优点。
此外,无线局域网的抗干扰性强、网络保密性好。对于有线局域网中的诸多安全问题,在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络,无线局域网的组建、配置和维护较为容易,一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。WLAN主要协议如表1。
2 河北WLAN应用环境
针对河北特色,WLAN应用环境主要可以归纳为3种:
2.1 高校区
河北位于华北地区的腹心地带,北京、天津两市的外围,拥有众多高校,学生资源丰富。比如河北大学、河北工业大学、
燕山大学等。
2.2 酒店、休闲区
拥有大量的旅游景点,也相应产生众多的酒店。越高端酒店,业务量越大。比如北戴河黄金海岸、廊坊金海温泉度假村等。
2.3 商务、办公区
商务区和办公楼密集,尤其在石家庄、保定、唐山等经济条件发展快速的地区,都集中大量的潜在用户。
3 河北WLAN建设现状
河北的建设产生极大的城市数字化需求,而在此之前,河北移动已经在08年奥运时,将秦皇岛作为全国试点开展了WLAN业务。并且也逐步启动了TD&GSM+WLAN的室分建设,覆盖对象更广,不只限于酒店。河北电信WLAN网络则覆盖面更广,省内高校、会议中心、5星级酒店、部分咖啡厅均已经覆盖。并也启动了CDMA+WLAN的室分建设,重点针对四星级以上酒店覆盖。河北联通在WCDMA上网业务上虽相对CDMA2000、TD-SCDMA占有优势,但WCDMA+WLAN的高数据业务+高速接入模式将会给联通带来更大的竞争优势和前景。
4 河北WLAN组网建设原则及建议
WLAN建设中,“覆盖”和“容量”是两个重要的概念,而以往的WLAN过分偏重“覆盖”而忽视了“容量”。这样导致在某些WLAN热点地区,如大型会议室,虽然WLAN信号强度大于-75d Bm,但是由于用户数众多,导致带宽过窄,速率过低,用户发现根本上不了网。因此,在规划构建WLAN网络的时候,建议按照每个场景不同的覆盖需求(带宽、容量、面积)选择合适的覆盖方式。
4.1 WLAN组网建设原则
WLAN组网建设中,需要遵循以下几点原则:(1)覆盖原则———指导工程设计人员按照每场景不同的覆盖需求(带宽、容量、面积)选择合适的覆盖方式。(2)WLAN容量测算———工程设计人员可以根据用户需求选择合适数量的覆盖设备。(3)覆盖区域分区原则及频段分配原则———多AP复用的情况下,可以帮助工程设计人员合理的分布频点。(4)扩容原则———指导工程人员优化需要扩容的网络。(5)AP功率选择原则———指导工程设计人员根据不同场景选择合适的覆盖设备。
4.2 室外WLAN组网建议
室外WLAN建设主要采用大功率AP(Access point)和网桥(Bridge)产品,室外大功率AP布点覆盖适用于对室外公共场所开阔地带(如广场、社区、校区、园区)、低浅楼群(如沿街的商铺、砖混多层楼宇)和较难进行室内施工的热点。使用大功率AP覆盖的优点:远距离覆盖、低密度区域。
网桥产品主要工作在5.8GHz频段,符合IEEE802.11a标准,无须申请频点,能够为基础电信运营商、ISP、行业企业提供安全、可靠的解决方案,使他们可以方便、快捷的架设起"最后X公里"宽带接入系统,能同时满足用户的语音、数据、和图像传输的需求。无线网桥将物理上分开的局域网连接起来。连接的可以是有线网络,也可以是无线网络。通过配合使用高增益天线和放大器,可以将无线网络的范围扩展到20公里以上。组网方式有点对点和点对多点两种,使用网桥的优点:安装方便,节省E1线路资源投入,工期较短。
因复用距离会同频干扰,采用措施如下
(1)规划5.8G系统的工程站点干扰保护比:
(2)采用扇区化(使用定向天线)技术来减少干扰
网桥设备工作频段为5725MHz-5825MHz,5个非重叠信道,9个重叠信道,每信道带宽20MHz。在建网初期,一个中心站可以配置为4扇区,以后可以扩容到6扇区,这样一个中心站可以只使用2-3个非重叠信道。
组网形式上,在建网初期当容量需求较低可以考虑是单中心站单扇区组网,随着用户需求的增长,网络可以由单扇区、三扇区、四扇区、六扇区来发展,图示如下:
从上图上看,在单中心站多扇区规划时,只需最多3个频点,也可以不用F2,而将其作为点对点的专用频率来用,以备系统扩容及频率优化用。这里频率配置的原则如下:
同一中心站相邻扇区之间采用不相邻的频率,可以提供很高的隔离度(邻频信道抑制+邻频信道抑制),相背的扇区之间采用相同的频率,但也可以提供很高的隔离度(考虑采用高性能天线,可以达到高的前后抑制比),在相邻的中心站之间有覆盖重叠的区域,在这部分区域内尽量考虑两扇区的频率配置为不相邻的频率。
(3)采用功率控制和动态TDD、不连续发射技术、自动信道选择技术来减少干扰。
自动功率控制:减小了下行的干扰,因为每一次突发都保持正常解调的最小电平。
动态TDD(时分双工):只有在有数据传输的时候才发射无线信号,并根据无线环境的好坏和数据量的大小动态地调整时隙。
双向动态自适应调制:根据无线环境的好坏(RSSI、SNIR),自动地调整为最佳的调制方式(BPSK、QPSK、16QAM、64QAM)。
4.3 室内WLAN组网建议
4.3.1 一般建设方式:对热点地区的覆盖,不应盲目与WCDMA合路,应结合AP单独布放、前端合路覆盖、末端合路覆盖三种方式,详细分析如下表。
具体适用场景的覆盖范围建议,如下表:
4.3.2 特定的建设方式(针对不同的应用环境)。
(1)热点未建布线系统。1)若热点WCDMA信号覆盖质量较好,优先考虑独立布点方式进行建设;2)若热点WCDMA信号覆盖存在盲区或弱覆盖区域,则优先考虑新建室内覆盖布线系统,WLAN采用合路方式进行建设。对高WLAN业务需求区可采用WLAN独立布点方式增加容量。
(2)热点已建布线系统1)对于已经完成布线3G系统改造的热点,布线系统满足WLAN频段需求,优先考虑采用合路方式进行建设;2)若热点布线系统不满足WLAN频段需求,优先考虑独立布点方式进行建设;3)对于高WLAN业务需求区域,如合路方式无法满足容量需求,采用独立布点方式进行建设,此时方案中应明确容量测算依据。
4.3.3 集中控制型AP的WLAN组网结构及注意事项
(1)AP和AC的三种互联方式如下图:
(2)AC是否需要支持BAS的功能;
(3)AC是否需要采用哪种数据转发方式:本地转发、集中转发、智能转发。
5 WCDMA+WLAN构建方案
5.1 构建方案简介
WLAN在与WCDMA共建的基础上,WLAN和WCDMA各自的解决重点不同,所以,我们选择以下几类WLAN覆盖的重点区域来解决对于在整个网络覆盖区域中,高上网需求的地点却比较分散;客户群比较集中却对网络的容量及质量要求非常高的重点区域采取WLAN热点解决方案。
5.1.1 构建室内WCDMA+WLAN室内热点覆盖方案
5.1.2 构建室内WCDMA+WLAN室内多网融合系统方案
5.1.3 构建室外远程桥接系统特殊区域的方案
5.1.4构建室外网桥或WCDMA做传输+室内WLAN做覆盖的热点系统方案
重点区域的选择可参考下表:
重点区域WCDMA+WLAN的构建可以参照WLAN的室内组网建设原则,但以保证容量和带宽速率为基础,酒店大堂、咖啡厅、公共休闲区、办公区、展览区等为重点。共建合路原则还是重点以后端合路覆盖为基本出发点,同时结合放装型AP直接覆盖的方式,可以达到投入最小,产出最大化的方案解决效果。
5.2 典型场景下WLAN容量指标
(1)信号覆盖电平:目标覆盖区域内95%以上位置,接收信号电平≥-75d Bm;
(2)信号质量:目标覆盖区域内95%以上位置,用户终端无线网卡接收到的下行信号C/I值应大于20d B;
(3)下载速率:对于单个AP下单用户下载速率≤20Mbps;
(4)时延:PING时延(PING AC)小于50ms;
(5)丢包率:<1%;
(6)信号外泄,室内WLAN信号泄漏至室外10米处的信号强度应不高于-75d Bm。PING时延(PING AC)小于50ms;
6 小结
无线局域网(WLAN)是近年来迅速发展的一种新型网络,与传统有线网络(LAN)相比有很多优点,如扩展性强、移动性好、无需布线等。在河北无线宽带城市的建设中,本文提出的WCDMA与WLAN网络结合的方案,能够充分发挥河北联通广覆盖和WLAN高速接入的优势,各取所长实现有效的互补,最终实现广覆盖且高速率的网络体系结构。但要规划一个好的WLAN网络,需要工程人员在实际的工程中充分考察所覆盖地区的地理环境,考虑各种影响因素,积累经验,灵活运用,在实际的网络建设中才能够收到很好的效果。
摘要：本文阐述了无线局域网(WLAN)对运营商的战略意义,介绍了各大运营商目前的运营现状,对河北联通WLAN现有接入网络的结构和规模及组网建设原则做了说明,最后提出了对WCDMA+WLAN网络模式规划和建设中的几点思考,分析了河北联通WLAN项目组网建设的可行性。
WLAN接入点 篇2
关键词：FTTX WLAN 混合组网 设计原则
中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（b）-0040-01
FTTX是将光纤通信技术应用于接入网的一种技术，可以提供更高的传输速率，WLAN 是一种无线局域网技术，其特点是灵活性、高效性、移动性，两种技术在接入网领域都有广泛的应用，但这两种接入网技术各有其优缺点。FTTX与WLAN相结合的混合接入是一种快速而有效的宽带接入方案。无线接入的组网设计及规划相对有线接入更加复杂，所以在进行网络设计时要根据客户自身需求和网络容量，因地制宜、精确地定位AP的安装位置。下面在设计方案时对无线网络设计原则、无线环境勘察等方面进行分析。
1 设计时考虑的原则
在进行FTTX与WLAN混合组网设计时，应考虑的基本设计原则如下：
实用性：为了提高网络投资有效性，充分利用现有有限的资源，网络的设计应注重实用性，建设高效的接入网络。
可靠性：为了提高接入网的可靠性，需要根据用户具体需求，选择使用设备冗余的方法提高接入网的可靠性，减少故障造成的损失。
可维护：为了减少网络维护成本，接入网络应具备较好的网络接入管理、网络状态监控、故障定位及分析处理能力。
安全性：为了提高网络安全性，防范非法入侵及信息泄露，网络应具有高度的加密机制，灵活高效的访问控制机制。
2 实地勘察
在进行接入组网设计之前，应该重点考虑上述原则。在实质进行网络设计后，重点应该对客户所在无线传输环境特性进行实地勘查。仅仅做理论分析不能保证正确性，并且可能与实际状况有一定的出入。无线传输环境特性的勘查是工程设计中重要的一个环节，对网络投运后的性能影响很大，在勘查中要注意覆盖的无线传输范围、用户的数量和接入目的等因素。
2.1 RF勘察
无线接入网的诸多特性受到了周围环境的影响，诸如无线电波的传输特性、接收数据的能力以及传输速度等指标。无线信号在遇到障碍物后，信号强度会被削弱，浇注的钢筋混凝土墙体对无线信号的衰减尤为严重。信号衰减程度与建筑物的结构、材料、厚度有很大关系。通常情况下，无线信号在穿过两堵墙后仍然能够达到标称的最高的传输速率，通过现场勘查来了解建筑物和周围各种物质的材质，从而来确定WLAN设备的安装位置。考虑将AP安装在相对较高的位置，可以很好地消除AP与无线终端之间的固定的或移动的遮挡物，从而能够保证WLAN的覆盖范围。
2.2 覆盖范围
覆盖范围的预测是WLAN网络设计中的一个重要环节，对网络性能及用户满意度影响较大。无线信号的重叠能够保证漫游的实现，为了减少干扰，必须保证无线信号工作在不同的信道。WLAN中影响信号传输质量的因素主要是建筑物的体积、布局、建材以及办公环境内各种干扰源。覆盖范围设计中要确定AP的位置及AP 的数量。为了精确确定AP的位置，需要通过场地信号强度测试仪和比较试验来确定。
2.3 用户数量
通常情况下，一个带宽为6M的802.11b无线传输频道可以服务30-50个或更多的用户。对于某些特别重要的应用或用户，可以通过选用备有流量优先级管理功能的AP来提高其安全性。在确定用户数量时，需在费用及服务质量方面做折衷考虑。
2.4 模型选择
在WLAN无线接入网络中，用户的数量及用户的需求是随时变化的，将导致AP的实际负载动态变化，WLAN实时监视系统可以实时监测这些波动，为了减少这些波动对网络性能及参数造成的影响，网络管理员可以根据波动情况动态对AP的数量和分布做出适当调整，减少由于用户数量级用户需求变化对网络的影响。
2.5 链路计算
在WLAN点对点链路中，由三个主要部分组成：发射端、接收端以及射频传输通道。链路预算公式如下：Pr[dBm]=Pt[dBm]+Gt[dBi]+ Gr[dBi]- Pathloss[dB]- La[dB]-Lb[dB] （1）
其中，Pr[dBm]为终端最小接收电平；Pt[dBm]为AP最大发射功率；Gt[dBi]为AP发射天线增益；Gr[dBi]为终端接收天线增益；Pathloss[dB]为路径损耗；La[dB]为预留冗余；Lb[dB]为穿透损耗；
Gt[dBi]=3dBi，Gr[dBi]=1dB，La[dB]与AP、终端的放置高度以及其它客观因素有关，试验中取5dB。
根据（1）式，可以得出
Pr[dBm]= Pt[dBm]-Pathloss[dB]-1-Lb[dB] （2）
3 结论
FTTX与WLAN相结合的混合接入是一种快速而有效的宽带接入方案。该文分析了FTTX与WLAN混合接入组网的设计原则，可以为工程人员提供相关依据。
参考文献
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WLAN接入点 篇3
关键词：AP,无线局域网,无线光纤分布系统,光纤
目前我国的无线局域网络(Wireless Local Area Networks;WLAN)简称无线局域网,或者WLAN,网络建设已经到了一个快速增长的阶段,人们对WLAN技术的需求也在与日俱增。无线局域网因为其高移动性,抗干扰性强,安全性能强,扩展能力强,建网容易且组网速度快、工程周期短开发运营成本低,受自然环境、地形及灾害影响小等诸多优势开始被广泛的应用[1]。除了在目前的一些公共地方有无线接入点(AP)之外,国外已经有先例以无线标准来建设城域网,因此,WLAN的无线地位将会日益牢固。在目前的WLAN建设当中,存在诸多问题,建网成本较高,维护难度大等原因造成了管理成本的增加,而且现有的接入方式无法将认证漫游和计费等功能很好的结合起来。WLAN作为3G的重要补充很好的解决了某些热点地区3G数据业务拥堵的问题。WLAN设备价格低廉,速率较高,技术也相对成熟,在国外已经得到了广泛的应用[2]。
无线局域网的出现不是为了取代有线网络,而是作为有线网络的一个很好的补充方案,弥补无线网络的不足,从而达到延伸网络的目的。WLAN中主要使用的WIFI技术,并且沿用WIFI联盟制定的802.11系列标准。WLAN是相当便利的数据传输系统,它利用射频(Radio Frequency;RF)的技术,取代传统的双绞线(Coaxial)所构成的局域网络,使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户得到更好的使用体验。原有的WLAN建设中所采取的布线接入系统采用老式的接入方式,成本较高,管理不便,维护难度大。
1 WLAN的发展
作为全球局域网权威,IEEE 802工作组在过去二十年内在局域网领域建立了诸多标准。这些协议包括了802.3 Ethernet协议、802.5 Token Ring协议、802.3z100BASE-T快速以太网协议。1997年IEEE发布了802.11协议,这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。而在不久之后的1999年9月,他们又提出了802.11b协议[3],这就是著名Wireless Fidelity,简称WiFi,用来对802.11协议进行补充。WiFi在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps两个新的网络吞吐速率。利用WiF用户能够获得同Ethernet一样的性能、网络吞吐率和可用性[4]。这个基于标准的技术使得管理员可以根据环境选择合适的局域网技术来构造自己的网络,满足了各种用户的使用需求。
在WLAN的建设当中传统WLAN将数据以有线方式接入到有线宽带网,而有线连接成本高,常常使用五类线或者超五类线等,网络部署的复杂程度比较高,覆盖范围有限,因为缺乏统一的管理平台,给调试和维护都造成很大的不便,并且故障率比较高[5]。而本文所要介绍的WFDS系统可以很好的解决这些问题。
2 WFDS的介绍
WFDS(Wireless Fiber Distribution System;WFDS)是一套智能型通过光纤实现传输的无线网络系统,专为处理话音和数据通信而设计,是提供高质量、全功能、无缝接入任何公共或私人场所的无线网络,包括校园,机场,办公大楼,购物中心,医院,地铁,公共场所(会议中心,运动场,等)和其它无线分布方案。
WFDS是一个智能型的有源系统,采用微处理器实现系统管理和控制功能,比如软件设置自动增益控制(AGC)、调节下行和上行链路增益、对所有单元及相关电缆设施进行端对端报警以及其它一系列功能。WFDS系统中的无线局域网(WLAN)的基本结构由接入点(AP)和接入控制器(AC)构成。其中AC可以直接与认证服务器AS相连,或者通过RADIUS网络与其相连。与认证服务器AS相连可实现智能卡认证,从而实现认证、漫游和计费等功能,与标准的RADIUS服务器相连可实现用户名/密码认证[6]。
2.1 WFDS技术特点
1)采用空间无线射频标准接口,输入信号功率0-10dBm;
2)采用光纤传输,适应光纤接入布线发展趋势,布线简易,传输距离远,站址选择灵活;
3)以光纤传输技术,降低大功率射频传输的应用,保持射频信号传输链路的信噪比;
4)以并行多路的低功率远端射频单元来替代大功率的同频功放设备,减少电磁辐射及干扰;
5)采用贴近天线的前置低噪放大技术,最大限度的改善接收信号的质量;
6)具有统一完善的集中网管监控系统,网络运行安全可靠性高;
7)支持多系统共享接入,减少重复投资,网络升级适应能力强。
2.2 WFDS性能的优势
1)覆盖面积不受限制:随覆盖面积不同,网络可进行积木式结构调整;容量与覆盖不相关,调整方便、简单;
2)射频容量共享:射频共享,所有天线端口均为系统总容量;所有的天线覆盖区域共享信源的总容量,大大提高了频率资源的利用效率。在容量共享的同时,还避免了一个室内覆盖项目内部的切换问题,大大提高网络的质量;
3)微功率系统:降低了噪声,减少了干扰,改善上下行信噪比,提升网络性能,改善了无线数据业务的性能。
4)分布式系统:可以实现无线精细化覆盖,很好的控制边缘场强,减少掉线并且更好地提供数据业务。
2.3 WFDS主要系统特征
1)优越的RF性能,尤其在IP3和噪声系数方面。
2)高下行链路合成输出功率及低上行链路噪声系数,为多载波传输提供功率储备,并扩大信号覆盖面积。
3)主单元和扩展单元传输部分为宽频传输。
4)使用单模光纤,并使用随路供电光缆实现远程供电,降低对建筑物缆线布放条件要求,具有独特的拓扑结构。
5)延伸系统“到达距离”,用单模光纤可达19公里(系统总的“线跨度”达到20公里)。
6)灵活的RF系统设置功能,包括:VSWR检查RU射频接口状况并报告是否有天线连接断路,以及增益的设置。
7)强大的运行管理和维护(OA&M)功能,包括故障隔离至现场更换、自动报告所有错误和警告信息,并配备友好的图形用户界面OA&M软件包。
2.4 WFDS的组成
WFDS系统包括3个部分:
1)架装主单元(可连接8个扩展单元或RU)
主要功能为:在下行链路转换RF信号为光信号,在上行链路转换光信号为RF信号;微处理机控制(用于报警、监测和控制);RF源的单工接口;主系统周期性轮询所有的脱机单元(扩展单元/RU)的系统状态,自动报告所有错误或警告状态。
2)架装扩展单元(可连接8个扩展单元或RU)
主要功能为:提供上下行链路光信号的中继和接口扩展;微处理机控制(用于报警、监测和控制);供电给RU。
3)远端单元(RU)
主要功能为:在下行链路转换光信号为RF;在上行链路转换RF为光信号;微处理机控制(用于报警、监测和控制);通讯制式/频带的专用单元。
系统组成构架如图1所示。
一套最小的WFDS系统配置是1个主单元和1个RU(1-1)。最大的系统配置是1个主单元、72个扩展单元、512 RU(1-8-64-512)。其中主单元连接无线业务接入端,无线业务接入端连接数据接入端,数据接入端通过电口与AC连接AC直接连接城域网等等,向下的扩展单元支持2级扩展。此外,无线业务接入端还可以用馈线从基站耦合接入信号。整个无线业务接入端到远端采用两层交换,可以将其考虑成为一个交换机。采用信号透传的方式传递信息。考虑到容量问题,还可以采用RRU连接数据光交换单元,数据光交换单元再连接数据业务扩展单元,数据业务扩展单元接远端。一个数据业务扩展单元最多下挂32个AP,这主要是从协议计算方面考虑。因为协议开销要占据一定的带宽。
每个RU相当于一个远端的AP从数据接入端到远端目前的光纤长度不超过1KM,如果两者之间距离超过1KM的话就要使用数据业务扩展单元进行扩展,但是数据业务扩展单元到远端之间长度也不超过1KM。远端模块类似一个3口的100M交换机,其中一个插槽插AP,天线部分直接接天馈系统或者室内分布系统,远端的数据传输也是使用光纤。远端功率常用27dbm即500mw,主单元可以监控所有的远端,从主单元到扩展单元再到远端,中间都是使用光纤连接,不但极大的提高了带宽,也减少了信号损耗,同时使得维护更加的方便。主单元和扩展单元下行光功率为-7dbm,上行光功率为+3dbm,其中差损不超过-3dbm,1KM光纤差损不大于0.7dbm。主单元和扩展单元放于机房内,采用220V市电供电,远端采用远端供电,采用直流电源,工作电压可调,范围为38V-78V
在WFDS系统布置WLAN的方案中我们使用AP耦合天线的方式搭建网络平台,其中在非热点地区不考虑容量,只是考虑信号强度,一个AP带十几根天线,热点地区除了考虑容量还要考虑带宽和并发率,一般要求并发率在50%左右,带宽大于或者等于1M,利用AP远端的RJ45口可以对容量进行扩展,以中国移动为例,WLAN信号强度大于-70dbm网卡显示信号强度为好,在802.11g中此时理论带宽为54M,信号强度小于-75dbm网卡显示为弱,此时理论带宽为28M,当然不同厂家和型号的网卡显示的结果可能略有不同。如果不考虑带宽,每个AP可以接无限多个用户。
2.4 G无线宽带网络设备使用2.
4～2.4835GHz频段。工作频率带宽为83.5MHz,划分为14个子频道,每个子频道带宽为22MHz;互不干扰的子信道有3个即1,6,11信道。AP覆盖区域之间应有重叠区,以保证无缝覆盖和适应负载均衡。与蜂窝网类似,3个互不干扰信道可以进行频率复用,但应确保使用同一信道的AP之间应有足够远的距离,避免干扰[7]。
理想的无线宽带部署情形如图2所示。
3 无线链路预算
在无线网络建设和调整时,对空口无线信号进行估算能够极大的提高工作效率。设发射机的输出功率为Pt,空间路径衰耗PL(d),电缆及各类器件的损耗Ls,发射天线增益为Gt,接收天线增益Gr,则接收机接收的功率电平Pr可用下面公式表示[8]:
根据此公式可以计算得到各处的接收电平,进而确认AP覆盖范围。
下面讨论在室外、室内的WLAN信号传播损耗[9]:
1)室外环境
无线局域网小区的覆盖范围较小,因此采用自由空间传播模型。2.4GHz自由空间电磁波的传播路径损耗符合:
其中L0为自由空间损耗;d为传输距离,单位是km;f为工作频率,单位是GHz。
2)室内环境
选取衰减因子模型作为室内无线传播模型,其表示式为:,一般取d0=1m,当频率为2.45GHz时,其值为40dB。
4 WFDS配置案例
在某酒店的WLAN网络配置方案中,采用了“瘦AC+AP”的网络架构,该酒店共20层,此例中共使用了1个主单元,4个数据业务扩展单元,1个数据交换单元,49个远端。WLAN网络的无线信号部分,主要包括无线信号强度、接收灵敏度、杂散指标等方面,在现网中最关键指标为无线信号强度。对于无线信号强度测量,可以采用WLAN测试仪表如IQView等完成,也可以一些无线信号测量软件完成,如Network Netstumber、WirelessMon等软件完成。
本案例采用的主要方法为:通过Network Netstumber测试场强度,在WLAN网络现网的多个采样点测量无线信号。无线信号场强平均为-55DBm～-65DBm左右,属于无线信号非常良好的表现,达到用户良好体验的基本要求。另外,本案例最多部署了49个AP设备,其中分布式AP设备有35台,放装式设备有14台。其中在一楼的宴会厅最大接入用户数目为115位。
最后结果显示,该酒店WLAN网络稳定接入AP设备49台,酒店WLAN网络稳定接入用户数目为115位,并且AP设备以及用户稳定工作,完全受控于AC设备。
测试描述:从一楼宴会厅任意选取2台PC机,连接WLAN网络上,在AC上关闭用户隔离功能,然后通过2台PC上启动NetIQChariot,进行数据通信测量,测量数据如下表所示。
从处理率图3和响应时间图4分析,处理速度比较快的时候,相应的响应时间也比较短,处理速度比较小的时候,响应时间会比较长。酒店WLAN网络运行稳定,在大容量无线用户接入条件下,可以向用户提供稳定数据传输能力。
5 结论
最终测试结果表明该酒店的WLAN布置中使用WFDS丢包率在1%-1‰,最好时小于1‰,不加包时延为6ms,加包时延为15ms,完全满足用户正常使用。采用AC来统一控制和监控AP,在管理和维护上提供了巨大的便利。值得一提的是提出了胖AC和瘦AC两种解决方案,胖AC与现有的配置管理方式相同,将AP接入交换机,接入形式自己完成,逐个配置AP的广播域名(SSID)和频道等。瘦AC方案AP与AC配合使用,AP端只用考虑辐射信号,统一接入,AC来进行配置和管理监控,比较方便。
同时现有的WFDS系统中也存在一些不足,从数据接入端到远端目前光纤长度不能超过1KM,应用数据扩展单元到远端之间的的光纤长度也不能超过1KM,后续工作要继续减小不必要的开销,提高传输效率,开发出传输距离更远的系统。
参考文献
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WLAN接入点 篇4
无线局域网WLAN能够为移动用户提供灵活的、随时随地的接入服务,因此,将无线局域网技术与现行的有线通信网络相结合,可以满足移动用户多样化的接入需求,提供良好的语音、图像和数据服务。在有线通信网络中,以太无源光网络EPON具有故障率低、结构灵活等优点,被认为是下一代光纤入户的首选方案。因此,将WLAN与EPON进行融合组网,一直是宽带接入网研究的热点[1]。
在WLAN与EPON融合接入网中,如何有效分配上行带宽是研究的重点。在WLAN带宽分配中,IEEE 802.11E协议提出了一种简单调度算法[2]分配上行带宽,该算法仅适合为固定比特率的业务分配带宽,不适合为变化比特率的业务分配带宽。为此,人们开始研究如何改善IEEE 802.11E的简单调度算法以适应变化比特率业务的带宽分配[3,4,5]。这些算法虽然对自适应交织轮询算法IPACT进行了改进,但是在本质上都是采用“先报告后授权GAR(Grant After Report)”的方式分配上行带宽,并且在按照优先级分配带宽时对剩余带宽的利用不够充分,造成了一定的资源浪费。为了更加合理地利用上行带宽,提高带宽的利用效率,本文在借鉴以上算法优点的基础上,提出了一种WLAN与EPON融合接入网上行带宽分配算法,区分不同的业务等级,在对语音业务、视频业务的带宽进行合理预测的基础上,采用“先授权后报告GBR(Grant Before Report)”的方式分配上行带宽,减少网络延时,提高系统的吞吐量。最后采用网络仿真软件NS-2构建仿真平台,通过仿真实验,验证本文算法的有效性和可行性。
1 融合接入网结构
目前,WLAN与EPON的组网方式分基于射频ROF(Radio Over Fiber)[6]和基于基带BOF(Baseband Over Fiber)[7]两种。考虑到BOF融合方式具有Qo S服务质量保证、覆盖范围大、易于技术实现等优点。因此,本文选用BOF方式完成WLAN与EPON的融合接入,其融合接入网结构如图1所示。WLAN采用基础式网络架构,无线接入节点AP与EPON的ONU整合成一个设备ONU-AP,在ONU-AP的内部,ONU与AP之间用以太接口相连,并将WLAN网络配置为点到多点模式,实现一个基站对其范围内的多个终端用户STA的服务。
2 上行带宽分配算法
融合接入网的上行带宽分配过程如图2所示,整个过程分为两步:一是ONU-AP给各个无线用户终端STA分配带宽;二是光线路终端OLT(Optical Line Terminal)给各个ONU-AP分配带宽。ONU-AP的接入控制模块按照一定准则判断是否允许新业务的接入[8],并为不同优先级的业务分配带宽;OLT根据ONU-AP中各个队列缓冲区的长度,为不同的优先级队列分配不同的授权传输窗口。在整个带宽分配中,ONU-AP既是带宽的分配者,又是带宽的申请者,因此,带宽计算过程主要集中在ONU-AP中,从而使得系统的计算复杂度和信令开销大大降低。
2.1 ONU-AP对STA的带宽分配算法
为了实现对无线终端用户不同业务的Qo S保证,整个上行带宽的分配采用IEEE 802.11E协议[9]。无线终端用户按照优先级从高到低传输的业务有语音业务AC_VO、视频业务AC_VI和一般数据业务AC_BE。按照IEEE 802.11E协议,STAi向ONU-AP申请带宽时传送的业务流参数TSPEC(Traffic Specification)的各元素有:最大服务间隔为MSIi(Maximum Service Interval)、信标帧间隔为BI(Beacon Interval)、最大MAC服务数据单元MSDU大小为M、平均MAC服务数据单元MSDU大小为Li、最小物理层传输速率为Ri PHY,传输语音业务的速率为ρi。设在非竞争期CFP内,承载语音业务的各STA归属于集合为W,承载视频业务的各STA归属于集合为Y,ONU-AP对STA的带宽分配步骤如下:
(1)计算公共服务间隔SI
取各STA的MSIi的最小值,并选取信标帧间隔BI的可用因数,使得小于或等于MSIi的最小值。例如:有3个STA申请带宽,它们的最大服务间隔MSI分别为80、70、60 ms,信标帧间隔BI为100 ms,则最小的MSI为60 ms,而100 ms的可用因素为50,因此选取公共服务间隔为50 ms。计算公式如下:
式中,n为自然数,n=1,2,3,…。
(2)计算TXOP
分别计算语音业务流和视频业务流的传输时间段TXOP。
①语音业务流的TXOPi
按照IEEE 802.11E协议的简单调度算法,可计算语音业务的TXOPi为:
式中,O是传输开销,符号为向上取整。
②视频业务流的TXOPi
虽然视频业务流的速率是变化的,但是它的速率具有一定的相关性,可以根据当前的业务流量预测出下一个很短时间内的视频业务流量[10]。下面将IEEE 802.11E协议的简单调度算法进行适应性改进,用于估算下一次轮询时应分配给视频业务的带宽。在计算中,为了接入更多业务流,采用视频业务流的平均速率。
设本次轮询时视频业务流开始和结束的队列长度分别为Lstar、Lend,在本次轮询时间段SI内发送的分组MSDU个数为N,则在时间段SI内视频业务流的队列长度为:
则当前业务流的平均速率珔R为:
那么,可以预测下一个轮询周期内视频业务流的平均速率为:
式中,为当前轮询周期的上一个周期内的视频流平均速率,β为速率调节因子,0<β≤1。
可以计算出下一个轮询周期内分配给视频业务流的传输时间为:
式中,O是传输开销,符号为向上取整。
(3)计算非竞争期CFP的时间长度
设在轮询周期的时间段SI内,竞争期CP占用的比率为γ(0<γ<1),则非竞争期CFP可分配的时间长度为:
(4)上行带宽分配策略
在竞争期CP内,采用IEEE 802.11E协议的简单调度算法传输一般数据AC_BE业务流,这里不再赘述;非竞争期CFP内带宽的分配分为以下两种情况:
①当时
此时,上行接入带宽满足所有业务流的传输需求,因此,可按照各业务的实际带宽需求分配上行带宽。
②当时
此时,上行接入带宽不能满足所有业务流的传输需求,因此,按照Qo S服务等级,优先分配带宽给所有语音业务流AC_VO,然后再将剩余带宽分配给视频业务流AC_VI,并将传输视频业务流的无线终端STA分为轻负载和重负载两种,先满足轻负载的传输带宽需求,再满足重负载的传输带宽需求。
设传输视频业务流的无线终端有N个,那么满足所有语音业务流后将剩余的带宽进行平均分配,每个业务流分配到的带宽TXOPtemp为:
a)若TXOPtemp≥TXOPi(i∈Y)时,表明每个视频业务流分得的带宽完全满足其传输需求,此时的无线终端为轻负载,因此可按照每个视频流的实际需求分配上行带宽。
b)若TXOPtemp<TXOPi(i∈Y)时,表明每个视频业务流分得的带宽不能满足其传输需求,此时的无线终端为重负载,因此,按照“先轻负载、后重负载”的原则,对上行带宽进行分配。将承载视频业务的STA集合Y分为轻负载子集U和重负载子集V,并假设重负载的个数有Nover个,那么各个轻负载仍然按照实际的带宽需求分配上行带宽,并将剩余的带宽在重负载中进行二次分配,可有效避免带宽的浪费。此时重负载分得的带宽TXOPi为:
(5)新业务接入控制
设当前已有k个业务流,如果第k+1个业务流需要申请上行带宽进行传输,则第k+1个业务流需要满足以下条件才能被系统接纳:
式中,SI是公共服务间隔,TXOPk+1是第k+1个业务流申请的上行传输时间段,TXOPi是现有业务流的上行传输时间段,BI是信标帧间隔,TCP是竞争期内一般数据业务流AC_BE的传输时间。
2.2 OLT对ONU-AP的带宽分配算法
按照优先级从高到低的顺序,在ONU-AP内部将业务分为[11]:加速转发业务EF(Expedited Forwarding)、保证转发业务AF(Assured Forwarding)和尽力而为业务BE(Best Effort),其中EF业务对应于语音业务,AF业务对应于视频业务,BE业务对应于一般数据业务。在传统的算法中,一般按照“先报告后授权GAR(Grant After Report)”的方式分配上行带宽[12]。带宽的分配过程中,为了提高带宽的利用率,本文首先为EF类语音业务分配带宽,然后为AF类视频业务分配带宽,最后为BE类一般数据业务分配带宽,并将上行带宽的轮训周期分为EF子周期和AF/BE子周期。在EF子周期内,对所有ONU-AP的EF队列进行优先传输,考虑到语音业务的速率是固定的,所以OLT能够根据当前EF队列的发送速率,可计算出下一个EF子周期所有ONU-AP的EF队列的累计分组长度。因此,无需Report帧上报EF业务的队列长度,由OLT通过计算后对下一个EF子周期的带宽进行授权,从而可以有效节省时间,降低EF业务的端到端时延,保证了EF业务的Qo S服务质量。在AF/BE子周期内,主要对所有ONU-AP的AF类视频业务和BE类数据业务进行优先传输。由于AF类视频业务的速率具有很强的时间相关性,因此,可以根据当前的视频业务流量预算出下一个AF/BE子周期内的AF类视频业务的队列长度,从而节省时间,提高上行链路的吞吐量。算法的具体过程如下[13]:
设在第k-1个AF/BE子周期内,AF业务的平均到达速率为,AF业务队列的等待时间为Tc(k-1),则可预测AF业务在下一个AF/BE子周期到来时将增加的队列长度为ΔE(k)为:
设第i个ONU-AP在第k-1个AF/BE子周期内,AF业务队列的长度为Qi,k-1,那么,该ONU-AP在第k个AF/BE子周期内AF业务需要的带宽RAFi,k可以估算为:
其中,α为带宽调节因子,0<α≤1,在具体的工程应用时,可根据视频流量的实际情况进行适当选取。
下面阐述OLT对ONU-AP的带宽分配算法。设网络中有n个ONU-AP,各个ONU-AP具有相同的带宽分配权重,ONU-AP需要的最小保证带宽为Bmin字节,各个ONU-AP之间的传输保护时隙为Tg,OLT对ONU-AP的最大轮询周期为Tcycle,上行链路的传输速率为Rup比特/秒,每个Report帧最多可以报告8个缓冲队列的长度,则有:
对于EF类业务,由于无需Report帧上报EF业务的队列长度,由OLT通过计算后对下一个EF子周期的带宽进行授权,而对于AF类和BE类业务,需要Report帧上报其业务队列长度,再进行带宽分配,因此,这里分两种情况讨论带宽分配情况。
(1)EF类业务的带宽分配
用Ri EF表示网络中第i个ONU-AP的EF类业务的传输速率,t0i,k-1表示在第k-1个轮询周期内该ONU-AP的EF业务授权窗口开始时间,t0i,k表示在第k个轮询周期内该ONU-AP的EF业务授权窗口开始时间,那么,在第k个轮询周期内该ONU-AP所获得的带宽GEFi,k为:
(2)AF/BE类业务的带宽分配
首先,将网络中的ONU-AP分为轻负载和重负载两大类,用J和P分别表示轻负载和重负载的集合。设第i个ONU-AP在第k个轮询周期内,AF类业务的请求带宽为RAFi,k,它包含了预测带宽,因此在一定程度上降低了AF类业务队列的时延;BE类业务的请求带宽为RBEi,k,那么可以计算出所有轻负载ONU-AP剩余的带宽Bsurplusk和所有重负载ONU-AP不足的带宽Boverk分别为:
①当Bksurplus≥Bkover时
这表示所有轻负载剩余的带宽完全满足所有重负载不足的带宽,此时,AF类业务分配的带宽GiA,kF和BE类业务分配的带宽GiB,kE分别为:
②当Bksurplus<Bkover时
这表示所有轻负载剩余的带宽不能完全满足所有重负载不足的带宽,此时,将剩余的带宽在各个重负载中按照带宽需求比例进行二次分配,那么各重负载ONU-AP额外分得的带宽为:
式中,Boveri,k表示第i个重负载ONU-AP不足的带宽,且Boveri,k=RBEi,k+RAFi,k+GEFi,k-Bmin,i∈P。
设最大传输窗口为Gmax,则该情况下AF类业务的分配带宽GAFi,k为:
此时,BE类业务的分配带宽GBEi,k为:
3 算法仿真及分析
为了验证本文算法的有效性,采用网络仿真软件NS-2作为仿真平台,以端到端的数据平均时延、丢包率作为考察指标,建立仿真实验网络。采用两种方法分配网络的上行带宽,一种是采用传统的算法,用IEEE 802.11E协议的简单调度算法分配无线终端STA到ONU-AP的带宽,利用IPACT算法的“先报告后授权”方式分配ONU-AP到OLT的带宽;另一种是采用本文的算法分配网络的上行带宽。最后,通过仿真,将两种算法对网络性能的影响进行对比分析,限于篇幅,这里仅给出数据平均时延、丢包率两个参数的对比情况。
仿真实验的WLAN与EPON融合网络部署OLT 1台、ONU-AP 32台,每台ONU-AP可接入无线终端STA 20台,每台STA向上传输业务包括语音、视频和一般数据业务三种。在实验中,假设OLT和ONU-AP均没有下行业务向STA传输。在仿真中,STA上传的语音业务采用G.711编码,语音速率为64 Kbit/s,通过UDP协议传输,数据包长为160 B,最大传输时延为50 ms;视频业务采用H.264编码,平均速率为200 Kbit/s,数据包长服从均值为600 B的指数分布,最大传输时延为100 ms;一般数据业务为FTP业务,数据速率为800 Kbit/s,数据包长为1000 B,最大传输时延为250 ms。公共服务间隔SI取50 ms,整个仿真时间为200 s,每隔10 s增加一个无线终端STA向网络申请带宽并上传业务数据。在仿真中,涉及到的网络参数如表1所示。
(1)数据平均时延情况
图3为网络端到端数据平均时延测试结果。从图3可以看出,与传统算法相比,本文算法采用了区分服务等级的方法,因此端到端数据平均时延明显小于传统算法。在语音业务方面,由于语音业务在本文算法的带宽申请中优先级最高,且在ONU-AP向OLT申请带宽时,无需Report帧上报语音业务的队列长度,由OLT通过带宽预测计算后对下一个轮询周期的带宽进行授权,从而可以有效节省时间,降低了语音业务的端到端时延。在视频业务方面,由于本文算法对视频业务流量进行了预测计算,因此可预先对下一轮询周期内的视频业务带宽进行有效分配,从而缩短了带宽分配时间,降低了视频业务的端到端时延;而传统算法无法预测视频流量,且采用固定周期固定时间段的方法分配上行带宽,造成了视频流量较大时带宽分配不足的问题,从而引起业务阻塞,导致端到端时延增加,且时延抖动较大。在FTP业务方面,本文算法的时延也得到了较大的改善。
(2)丢包率情况
图4为网络丢包率测试结果。从图4可以看出,与传统算法相比,本文算法在网络丢包率性能方面得到极大的改善。在语音业务方面,由于本文算法将语音业务的优先级设置为最高,在分配带宽时,语音业务优先获得上行带宽,所以本文算法下语音业务的丢包率为0。在视频业务方面,由于本文算法采用了视频流量预测、带宽二次分配等手段,可有效保证视频业务的传输带宽,因此本文算法下丢包率基本控制在2%以下,但是实验中也发生了3次丢包率超过5%的现象,这主要是由于本文算法给视频业务分配带宽时采用平均视频流量进行带宽预测,当实际视频流量超过平均视频流量时,分配的带宽不能满足实际需求,从而导致了丢包率增大的现象;如果在算法中采用峰值视频流量进行带宽预测,虽然可以避免大流量视频业务丢包的现象,但是会导致大多数情况下带宽资源的浪费,因此,本文算法采用平均视频流量进行带宽预测是合理的。在FTP业务方面,本文算法的丢包率明显低于传统算法的丢包率,这主要是因为在传统算法中,各业务以到达的先后顺序进行带宽申请,较大流量的视频数据会导致网络阻塞,引起各业务的丢包率增加,而且随着接入业务数量的增加,这种阻塞现象就越明显,从而引起丢包率大幅度增加,而本文算法能够合理分配带宽,满足各业务的带宽需求,因此丢包率较低。
4 结语
WLAN接入点 篇5
随着网络规模的不断增大,3G、FTTH、WLAN等接入技术层出不穷,使人眼花缭乱,且其应用和复杂度也在不断增加。然而3G在经过大规模的部署试用以后已经处于一种尴尬的局面[1],基于GPON的FTTH作为一种无源光网络,虽然具有高带宽、高速、高效传输、用户接口丰富等众多特点,但是FTTH始终摆脱不了有线网络的局限性,特别是对一些有线网络难覆盖的区域,建网相对复杂。作为无线局域网的WLAN在经过几年的发展后,现在重新得到各大网络运营商的重视,其中WLAN与FTTH相结合的接入网设计方案具有组网灵活,价格低廉、容量大的优点,并能为三网融合奠定基础。
1 GPON接入网应用场景分析
1.1 GPON系统特点及组成
在当前“光进铜退”的趋势下,GPON技术作为最新一代宽带无源光综合接入标准,具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点,成为为用户提供优质、可靠及安全的语音、数据、视频三网融合的业务接入主流[2]。
GPON系统是由ONU (光网络单元)、ODN(光分配网络)、OLT (光线路终端)三部分组成。ONU一般部署在用户家中或楼道中,用户及接入网之间提供接口。并能够实现数据、语音及视频的接入;ODN由分光器及光纤线路等组成,可以实现OLT与ONU的连接;分光器放在靠近用户侧,最大分光比为1:128,通常采用1:32或1:64;OLT—般放在局端机房,其作用是为接入网提供城域网和网络侧的接口[3]。
1.2 GPON系统的应用模式
GPON高带宽、高分光比的特性,使得GPON在光接入网应用时资源的利用率大大提高,目前GPON主要应用于一些别墅、高端家庭用户、商业大用户、视频监控等领域的用户接入,其部署方案主要有GPON FTTB+VDSL2 DSLAM、GPON FTTC+VDSL2 DSLAM、GPON FTTB+GPON MDU等,在以上几种部署方案中,采用光纤部署到楼边(FTTB)、光纤到路边(FTTC)或光纤部署到高端小区的楼内,然后采用铜线或者皮线光缆入户。所以,虽然实现了用户的宽带及多种业务的接入需求,但是始终摆脱不了有线的束缚,不能实现随时随地的无线接入,尤其是对一些不适合有线接入的场合,如用户密度高的热点区域、大型机场、不能被破坏的文物场合等,而无线接入技术由于现阶段很难同时实现大带宽和大范围的覆盖,且不适合大规模的部署,因而如果采用GPON与WLAN相结合的接入方案,可以实现优势互补。
2 GPON与WLAN相结合的网络覆盖方案
针对以上分析,采用基于GPON及WLAN相结合接入技术可以实现有线与无线的优势互补,方便快捷的为用户提供高带宽、多业务的接入需求。现以某公司职工宿舍为例,介绍GPON与WLAN相结合接入网设计方案。
2.1 接入网设计方案
图1为该公司的GPON接入网结构图,在该方案中,采用先进的GPON技术,OLT放在公司机房,上行可以与城域网之间交换数据,提供语音及视频的接入,为实现三网合一提供必要条件,同时OLT与AC相连,实现对AP的管理。OLT下行通过分光器连接每个用户的ONU。考虑到该公司的办公楼及宿舍数量,采用1:32分光器,且放置在靠近用户端,ONU与AP之间通过超五类对绞电缆相连,每个ONU带15个AP,每个AP通过射频电缆与室内全向吸顶天线相连,天线可以实现对所覆盖范围内的用户数据进行收发,然后通过ONU及分光器与OLI,相连,实现了网络的互联互通。
该公司职工宿舍楼共5层,其中第一层宿舍28间,值班室2间,2—5层宿舍每层32间。具体结构如图2、图3所示。在该方案中,每栋楼配置一台ONU,分别放置在三楼的AP机箱内。每层楼道内各安装一个AP机箱,用于放置AP和ONU,为达到无线覆盖容量最大化,同时保证网络质量,每层配置3个AP,AP下行通过耦合器及功分器与全向天线相连,其中天线采用吸顶式天线并用固定铁架安装。馈线采用射频电缆并用PVC保护。由于该楼道长72米,为了实现无缝的网络覆盖,设计天线之间的距离如图2、图3所示。
2.2 AP覆盖能力分析
由于无线信号随着传输距离的增大,信号逐步衰减,尤其在室内传输时,受到墙壁、门窗等障碍物的影响,信号衰减较大,严重时将直接影响正常的通信。但是由于职工宿舍楼结构规整、且区域较小,其链路损耗可估算,故该方案可行。在方案中单个AP与天馈线系统相连,信号通过天馈线系统进行传播,因而延伸了单个AP信号的覆盖范围,多个AP协同工作,从而实现了网络的无缝覆盖。
2.2.1 链路损耗计算
该方案中的链路包括两部分:从OLT到天线的有线部分以及天线到用户的无线部分,其计算方法如下:
AP发射功率-射频电缆损耗-耦合器损耗-功分器损耗=接收天线功率。
其中,AP输出信号功率为27.0dBm,6dB耦合器直通端损耗1.8dB/个,耦合端损耗6dB/个;二功分器损耗3.5 dB/个;射频电缆损耗为0.12 dB/m,故到达天线A7信号功率最小为:
对于无线部分,WLAN路径损耗模型通常采用自由空间传播损耗加上实际建筑物的影响损耗[4,5]。其中自由空间传播损耗计算公式为:
对于WLAN,其工作频率为2.4GHz,无窗的混凝土墙损耗为10～20dB[6],对于接收信号功率最小的天线A7,采用最坏情况,可以计算出当其信号穿透一堵墙时的距离与接收信号功率关系,如表1所示(没有考虑天线增益情况)。由表1可知当信号传输10米,且在穿透一堵墙的情况下,其功率为-66.62,由于目前笔记本的接收灵敏度一般为-75dB,一间宿舍的长度为8米,而天线与宿舍之间的最长斜线距离为9.85米,故能实现无缝覆盖。且经过实践测试,宿舍中信号接收良好。
2.2.2 AP频率规划
由于WLAN收发信机采用ISM频段,其频率范围为2400～2484MHz,信道带宽为84MHz,载频间隔为5 MHz,共14个频点,其序号为1～14,在规划AP频点时,为了避免同频干扰,同一楼层的三个AP分别使用相隔25MHz的1、6、11频点,且相邻楼层频点不能相同,具体配置情况如图4所示。由图4可知,使用同一信道且距离最近的天线为A4与A9和A1与A6。由于楼层高3米,当设置天线之间的距离为8米时,A1与A6之间的斜线距离为8.54米,二者距离相当,故配置合理。此外,在施工结束后,需根据实际情况,通过调节AP发射功率,使不同天线发射功率比较均匀,这样接收信号既能避免同频干扰又能达到最佳的效果。[7,8,9]此外,在该方案中,每个AP设置带宽20M,带15个天线,以保证10个用户同时上网时的2M流量,从而实现了用户对带宽的需求。
3 结束语
由于目前大多数WLAN都在使用2.4GHz频率波段,信号穿透性和衍射能力很差,从而导致室内形成较强的屏蔽,使得WLAN覆盖面积有限,接收信号质量低下。本方案采用GPON与WLAN相结合的技术,集结了二者的优势,实现了网络的无缝覆盖,且AP直接安装在宿舍楼的楼道内,靠近用户,故既能满足宽带多业务需求,也满足了用户随时随地方便快捷的高质量信号接入。
摘要：GPON技术以其高效率、高带宽,并能提供全业务服务等众多优点成为目前宽带接入网的主流,WLAN技术为GPON提供了很好的补充,二者优势互补,为用户提供方便快捷的多业务化宽带服务。针对GPON与WLAN的特点,设计了二者结合的接入网方案,分析了网络的覆盖能力及可行性,为网络规划提供借鉴。
关键词：接入网,GPON,无线局域网,链路损耗
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