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WLAN室内室外
WLAN室内、室外无线信号覆盖解决方案
摘要：
依据WLAN系统工程设计相关规范，WLAN无线信号覆盖分为室内覆盖和室外覆盖两种。
（一）室内覆盖
室内覆盖中室内分布型AP设备和室内放装型AP设备属于自治式组网方式，集中控制型AP设备属于集中式组网方式。
1.室内分布型AP设备
对于建筑面积较大、用户分布较广且已建有多系统合用的室内分布系统的场合，如大型办公楼、商住楼、酒店、宾馆、机场、车站等场景宜选用室内分布型AP设备，该类型设备接入室内分布系统作为WLAN系统的信号源，以实现对室内WLAN信号的覆盖。
图1.1室内分布型AP应用场合示意图
2.室内放装型AP设备
对于建筑结构较简单、面积相对较小、用户相对集中的场合及对容量需求较大的区域，如小型会议室、酒吧、休闲中心等场景宜选用室内放装型AP设备，该类型设备可根据不同环境灵活实施分布。
系统架构如下：
图1.2室内放装型AP应用场合示意图
3.集中控制型AP设备（无线交换机）
对于接入点多，用户量大，且用户分布较为集中的场合下，如主题酒店、大型国际会展中心等大型场所，宜选用集中控制型AP设备组网（无线交换机组网方式）。
系统架构如下：
图1.3集中控制型AP应用场合示意图
（二）室外覆盖
1.设计原则
（1）室外空旷区域总体宜按照蜂窝网状布局执行，尽量提高频率复用效率，将信号均匀分布，控制每个AP覆盖区域的重叠区域。
（2）AP（或天线）宜布放在高处，减少人员走动等环境变化对信号传播的影响，改善AP的接收性能。
（3）根据覆盖区业务需求和地貌，选择合适的天线类型。
（4）天线安装位置需远离大功率电子设备,如:
如微波炉、监视器、电机等。
（5）在选择天线布放位置时应注意规避可能影响无线射频信号传播的障碍物，如金属架、金属屏风等物体。
（6）确定天线位置时应对要求覆盖的每一片区域的特点必须有清楚的了解。
（7）了解在此区域的可能的用户的特点以及覆盖区域的建筑结构特点，确定AP（或天线）的安装位置。
2.AP选型和应用
（1）室外蜂窝覆盖
对于中小规模室外覆盖，如公共广场、山顶平台、台地花园园区、室外人口较为聚集的空旷地带等场合，宜选用室外放装型AP设备，该类型设备可组成蜂窝状网络结构实现对室外的覆盖。
图1.4室外蜂窝覆盖示意图
（2）全无线覆盖
对于没有任何入户线缆资源，包括5类线、双绞线、分布系统等资源且对数据业务有较大需求的场合，如森林公园等，可采用全无线组网模式，即通过从传输网络拉出E1或光纤到应用场合的中心机房，由中心机房通过Lanswitch连接多个AP在中心机房选择置高点加定向天线方式作为中心机房到各AP的传输，通过AP背靠背的方式来解决没有入户线缆资源情况下的室外全覆盖。
此组网方式宜选用支持802.11a的AP做桥接，选用支持802.11g的AP做覆盖。
图1.5全无线覆盖示意图
（3）大功率AP室外覆盖
对于布局简单的直型街道如商业步行街场景宜选用大功率室外AP设备，该类型设备可在街道两头或街道中段边的楼顶、或或相对应参照物对面的楼宇上安装，并配外置天线来实现对街道的覆盖
图1.6大功率AP室外覆盖示意图
通过以上描述可知室内覆盖适用于大型办公楼、商住楼、酒店、以及小型会议室、酒吧、休闲中心等室内场景；而室外覆盖适用于公共广场、低密度住宅、台地花园园区、室外人口较为聚集的空旷地带以及对无线数据业务有较大需求的商业步行街等室外场合。
二.对于协调未果的需进行室内覆盖的场所，采用室外方式进行覆盖的可行性分析
（一）链路预算
1.自由空间路径损耗L（dB）计算
自由空间传播模型（路径损耗）如下式2.1所示：
WLAN标准IEEE802.11b/g均工作在2.4GHz，代入上式得出在不同传播距离的情况下，自由空间的传播损耗值如下表1所示。
表1
传播距离（d）
5m
10m
15m
20m
30m
40m
50m
60m
200m
300m
2400MHz
54.02
60.04
63.56
66.06
69.58
72.08
74.02
75.61
86.06
89.58
2.无线链路计算
（1）室外无遮挡情况下链路计算
发射机的输出功率Pt，取27dBm；室外某处接收机的信号电平Pr；自由空间路径衰耗L（dB）（按上表1取值）；雨衰等环境损耗Lh，取10dBm；电缆及电缆接头、避雷器的损耗Ls，取8dB；多径衰耗Lc，取8dB；发射天线增益Gt，取11dB；接收天线增益Gr，取2dB等；接收机接收的功率电平Pr可用下式2.2表示：
代入上式2.2计算出室外无遮挡情况下Pr值如下表2所示。
表2
室外无遮挡覆盖范围
5m
10m
15m
20m
30m
40m
50m
60m
200m
300m
Pr电平值（dBm）
-40.02
-46.04
-49.56
-52.06
-55.58
-58.08
-60.02
-61.61
-72.06
-75.58
通过计算可知在室外无遮挡情况下，室外AP最远可覆盖300m。
（2）通过室外AP对室内目标区覆盖的链路计算
发射机的输出功率Pt，取27dBm；室内某处接收机的信号电平Pr；自由空间路径衰耗L（dB）（按上表1取值）；雨衰等环境损耗Lh，取10dBm；电缆及电缆接头、避雷器的损耗Ls，取8dB；多径衰耗Lc，取8dB；室内反射损耗Lf，取10dB，穿透损耗Lt（按表3取值），发射天线增益Gt，取11dB；接收天线增益Gr，取2dB等；接收机接收的功率电平Pr可用下式2.3表示：
表3
RF障碍物
相对衰减度
穿透损耗（dB）
范例
木材
低
5
办公室分区
塑料
低
5
内墙
合成材料
低
5
办公室分区
石棉
低
5
天花板
玻璃
低
5
窗户
簿砖墙
中
10
内墙和外墙
大理石
中
10
内墙、
混凝土
较高
14
外墙
钢筋混凝土
高
17
楼板和外墙
金属
很高
20
办公分区、防火门
由于无线环境的复杂性，这里举几个例子以探讨室外AP覆盖室内目标的可性行。
1）外墙为玻璃幕墙
外墙为玻璃幕墙的模型如下图2.1所示。
图2.1
通过式2.3计算可知当外墙为玻璃幕墙时，信号源距玻璃幕墙小于40米时可对室内目标进行有效覆盖，大于40米时则会影响覆盖效果。
2）外墙为钢筋混凝土墙
外墙为钢筋混凝土墙的模型如下图2.2所示。
图2.2
通过式2.3计算可知当外墙为钢筋混凝土墙时，信号源距钢筋混凝土墙小于5米时可对室内目标进行有效覆盖，大于5米时则会影响覆盖效果。
3）AP挂墙安装在钢筋混凝土外墙
外墙为钢筋混凝土墙的模型如下图2.3所示。
图2.3
通过式2.3计算可知此种方式覆盖室内目标区不可行。
4）AP挂墙安装在玻璃幕墙或玻璃窗外
外墙为玻璃幕墙或玻璃窗的模型如下图2.4所示。
图2.4
通过式2.3计算可知此种方式覆盖室内目标区可行。
（3）室外AP覆盖室内目标区存在的问题
1）容量受限
由于室外AP安装于户外，其信号容易扩散至其它非目标区，其信道资源容易被其它非目标区用户占用，很可能造成目标区用户由于信道资源被占不能上网，室内场所往往又是无线上网容量需求较大的区域。
而室内AP直接安装于室内目标区，其信号大部分集中于室内目标区内，其信道资源不易被非目标区的用户占用，能更好的保障室内目标区的容量需求。
2）室内AP覆盖改室外AP覆盖可能增加AP数量
1个室内AP可覆盖如下图2.5所示室内目标区域
图2.5
若改成室外方式覆盖则需要2个室外AP，如下图2.6所示。
图2.6
增加AP数量，意味着增加工程投资。
三.结论
通过以上分析可知室内覆盖适用于大型办公楼、酒店、以及小型会议室、酒吧、休闲中心等室内场景；而室外覆盖适用于公共广场、低密度住宅楼、森林公园、台地花园、室外人口较为聚集的空旷地带以及对无线数据业务有较大需求的商业步行街等室外场合。
对于需进行室内覆盖的场所，采用室外方式进行覆盖，存在容量受限，增加AP数量从而增加工程投资，以及单室外AP综合造价较单室内AP综合造价过高等问题，故方案工程中室内场景应尽可能采用室内AP进行覆盖，只有在室内场所协调未果，而需覆盖的室内目标又十分重要时，才建议考虑采用室外AP进行覆盖。
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WLAN室内外覆盖基本设计
大家好，我是华三公司的无线网络顾问——波士缪。
上一期我给大家做了一期《无线校园漫谈》的讲座，很多同学表现出了非常高的积极性并提出了相关改进建议，我们也对附加题回答正确的优胜者寄出了我们准备的小礼品。
随着3G网络的大规模建设，作为3G补充移动宽带数据网络WLAN网络越来越大规模的开始建设，那么如何进行相关的覆盖设计，成为了我们需要重点关心的问题。
近期我们将会就无线网络的室内外覆盖基本设计给大家展开几期讲座，今天我们先讲讲《室内覆盖设计》，相信能给大家提供一些帮助。
本期主题：
室内外覆盖基本设计
Ø 设计原则
系统室内覆盖采用新建（改造）综合分布系统或室内独立AP放装方式进行覆盖。
已有室内分布系统的楼宇，宜改造原有系统，引入WLAN信号合路覆盖。
设计应遵循以下原则：
1. 室内综合分布系统应做到结构简单，工程实施容易，不影响目标建筑物原有的结构和装修。
2. 室内无线综合分布系统应具有良好的兼容性和可扩充性，应满足CDMA、PHS、WLAN等系统接入要求。
3. 目标覆盖区域内应避免与室外信号之间过多的切换和干扰、避免对室外AP布局造成过多的调整。
4. 系统拓扑结构应易于拓展与组合，便于后续改造引入移动业务、增加AP等。
5. 应根据链路预算和原室内分布系统结构，合理选择合路点的安装位置，在满足WLAN覆盖/容量要求的前提下，尽量减少合路节点。
6. 室内分布系统信源AP安装位置应满足便于调测、维护和散热需要，设备周围的净空要求按设备的相关规范执行。
7. 室内分布系统信源AP供电宜采用本地供电方式。
8. 对于覆盖面积小且布放线缆传输困难的热点区域，宜采用多AP直接覆盖热点区域，AP可视现场环境外置挂放或内置于吊顶中。
吊顶中安装应注意满足维护需要。
9. 对于已有分布系统需合路WLAN的，应确认现有系统对WLAN频段的兼容性：
若原系统不支持该频段，应进行改造。
Ø 天线
1. 天线的数量由覆盖范围及信号强度指标决定，预设计勘察阶段，可用AP作为测试信号源来测试信号覆盖状况。
2. 设计时不宜考虑用功率放大器增加输出电平
3. 室内天线的天线接口处的输出功率不得大于20dBm。
Ø AP选型和应用
室内分布型AP设备和室内放装型AP设备属于自治式组网方式，集中控制型AP设备属于集中式组网方式。
1. 室内分布型AP设备
对于建筑面积较大、用户分布较广且已建有多系统合用的室内分布系统的场合，如大型办公楼、商住楼、酒店、宾馆、机场、车站等场景宜选用室内分布型AP设备，该类型设备接入室内分布系统作为WLAN系统的信号源，以实现对室内WLAN信号的覆盖。
室内分布型AP应用场合示意图
2. 室内放装型AP设备
对于建筑结构较简单、面积相对较小、用户相对集中的场合及对容量需求较大的区域，如小型会议室、酒吧、休闲中心等场景宜选用室内放装型AP设备，该类型设备可根据不同环境灵活实施分布，也可同时工作在AP和桥接等混合模式下。
室内放装型AP应用场合示意图
3. 集中控制型AP设备
对于接入点多，用户量大，且用户分布较为集中的场合下，如学校、大型会展中心等大型场所，宜选用集中控制型AP设备组网。
集中控制型AP应用场合示意图
室内外覆盖基本设计
Ø 设计原则
系统室内覆盖采用新建（改造）综合分布系统或室内独立AP放装方式进行覆盖。
已有室内分布系统的楼宇，宜改造原有系统，引入WLAN信号合路覆盖。
设计应遵循以下原则：
1. 室内综合分布系统应做到结构简单，工程实施容易，不影响目标建筑物原有的结构和装修。
2. 室内无线综合分布系统应具有良好的兼容性和可扩充性，应满足CDMA、PHS、WLAN等系统接入要求。
3. 目标覆盖区域内应避免与室外信号之间过多的切换和干扰、避免对室外AP布局造成过多的调整。
4. 系统拓扑结构应易于拓展与组合，便于后续改造引入移动业务、增加AP等。
5. 应根据链路预算和原室内分布系统结构，合理选择合路点的安装位置，在满足WLAN覆盖/容量要求的前提下，尽量减少合路节点。
6. 室内分布系统信源AP安装位置应满足便于调测、维护和散热需要，设备周围的净空要求按设备的相关规范执行。
7. 室内分布系统信源AP供电宜采用本地供电方式。
8. 对于覆盖面积小且布放线缆传输困难的热点区域，宜采用多AP直接覆盖热点区域，AP可视现场环境外置挂放或内置于吊顶中。
吊顶中安装应注意满足维护需要。
9. 对于已有分布系统需合路WLAN的，应确认现有系统对WLAN频段的兼容性：
若原系统不支持该频段，应进行改造。
Ø 天线
1. 天线的数量由覆盖范围及信号强度指标决定，预设计勘察阶段，可用AP作为测试信号源来测试信号覆盖状况。
2. 设计时不宜考虑用功率放大器增加输出电平
3. 室内天线的天线接口处的输出功率不得大于20dBm。
Ø AP选型和应用
室内分布型AP设备和室内放装型AP设备属于自治式组网方式，集中控制型AP设备属于集中式组网方式。
1. 室内分布型AP设备
对于建筑面积较大、用户分布较广且已建有多系统合用的室内分布系统的场合，如大型办公楼、商住楼、酒店、宾馆、机场、车站等场景宜选用室内分布型AP设备，该类型设备接入室内分布系统作为WLAN系统的信号源，以实现对室内WLAN信号的覆盖。
室内分布型AP应用场合示意图
2. 室内放装型AP设备
对于建筑结构较简单、面积相对较小、用户相对集中的场合及对容量需求较大的区域，如小型会议室、酒吧、休闲中心等场景宜选用室内放装型AP设备，该类型设备可根据不同环境灵活实施分布，也可同时工作在AP和桥接等混合模式下。
室内放装型AP应用场合示意图
3. 集中控制型AP设备
对于接入点多，用户量大，且用户分布较为集中的场合下，如学校、大型会展中心等大型场所，宜选用集中控制型AP设备组网。
集中控制型AP应用场合示意图
室外覆盖基本设计
大家好，我是华三公司的无线网络顾问——波士缪。
上一期，是我们的无线覆盖讲座的第一次开讲，给大家讲解了一下《室内覆盖设计》的基本原理，今天，我们继续上一讲的内容，由室内转到户外，和大家一起探讨一下《室外覆盖设计》，希望能够对大家有所帮助。
本期主题：
室外覆盖基本设计
Ø 设计原则
设计应遵循以下原则：
1. 室外空旷区域总体宜按照蜂窝网状布局执行，尽量提高频率复用效率，将信号均匀分布，控制每个AP覆盖区域的重叠区域。
2. AP（或天线）宜布放在高处，减少人员走动等环境变化对信号传播的影响，改善AP的接收性能。
3. 根据覆盖区业务需求和地貌，选择合适的天线类型。
4. 天线安装位置需远离大功率电子设备。
5. 在选择天线布放位置时应注意规避可能影响无线射频信号传播的障碍物，如金属架、金属屏风等物体。
6. 确定天线位置时应对要求覆盖的每一片区域的特点必须有清楚的了解。
7. 了解在此区域的可能的用户的特点以及覆盖区域的建筑结构特点，根据现场模拟测试结果确定AP（或天线）的安装位置。
Ø AP选型和应用
1. 室外蜂窝覆盖
对于中小规模室外覆盖，如公共广场、居民小区、学校校园、公园园区、室外人口较为聚集的空旷地带等场合，宜选用室外放装型AP设备，该类型设备可组成蜂窝状网络结构实现对室外的覆盖。
室外蜂窝覆盖示意图
2. 全无线覆盖
对于没有任何入户线缆资源，包括5类线、双绞线、分布系统等资源且对数据业务有较大需求的场合，可采用全无线组网模式，即通过从传输网络拉出E1或光纤到应用场合的中心机房，由中心机房通过Lanswitch连接多个AP在中心机房选择置高点加定向天线方式作为中心机房到各AP的传输，通过AP背靠背的方式来解决没有入户线缆资源情况下的室外全覆盖。
此组网方式宜选用支持802.11a的AP做桥接，选用支持802.11g的AP做覆盖。
全无线覆盖示意图
3. 大功率AP室外覆盖
对于布局简单的直型街道如商业步行街、无有线资源的商务楼等场景宜选用大功率室外AP设备，该类型设备可在街道两头或街道中段边的楼顶、或商务楼对面的楼宇上安装，并配外置天线来实现对街道或商务楼的覆盖。
大功率AP室外覆盖图
Ø 室外安装注意事项
1. 室外防护箱
1） 气候恶劣地区，防护箱应加装加热或降温设备，保证机箱内的设备工作在环境温度为0℃～65℃的范围内；
2） 机箱内部空间要合理，设备不能堆叠放置，四周需预留10cm左右的散热空间；
3） AP应与机箱固定，避免随意晃动；
4） 机箱配备走线槽，将电源线、信号线和雷电泄放地线（避雷器接地线和设备接地线）分开，避免强弱电之间的相互干扰和雷电泄放的影响。
2. 设备供电
1） 供电电压采用带PE的三相电，并且确保电源接线排的PE端接地；
2） 推荐前置稳压源为设备供电，并且24小时持续供电。
如果没有稳压源时可采用小区的居民电源，尽量避免使用工业电源；
3） 交流电源线从户外引入时，交流电源口应外接防雷接线排（或电源口避雷器）来防止设备遭受雷击；使用防雷接线排时，交流电先进入防雷接线排，经防雷接线排后再进入设备，禁止直接从户外拉电源线为设备供电。
3. 设备接地
1） 要保证AP以及相连的对端设备、避雷器以及所用电源接线排的PE端都是可靠接地的，最好接到同一个地排上；
2） 接地线截面积要求不小于6mm2，长度要尽量短；
3） 接地线不宜与信号线平行走线或相互缠绕，接地线上严禁接头、严禁加装开关或熔断器；
4） 埋设接地体时，角钢或钢管长度不小于0.5m。
角钢应不小于50mm×50mm×5mm，钢管壁厚应不小于3.5mm，材料采用镀锌钢材；
5） 可利用周围环境进行接地。
比如围绕建筑物的楼顶一圈的接地网、建筑物内部的钢筋暴露在外的部分、以及最终会埋入地下的自来水管道等；
6） 接地线接头必须使用OC/OT端子等可靠连接方式和接地排相连，不建议使用螺钉直接压接导线的方式连接。
4. 设备防雷
1） 电源和信号避雷器位置应安装在靠近被保护设备侧，而且避雷器的OUT或Surge端要接出户一侧的线缆，而IN或Protect端则要接被保护设备，不可反接；
2） 尽量不要使用带接地指示的防雷接线排，如果同一个漏电保护器下的线路上过多使用这种接线排可能会因漏电流过大造成漏电保护器动作；
3） 避雷器和被保护设备之间进行等电位连接并确保接地，接地线和等电位连接线尽量控制在30cm以内。
4） 天线安装后在周围建筑物里面不宜是最高点，如果是最高点，那么必须安装避雷针。
5. 设备线缆
1） 非屏蔽线缆应穿钢管埋地敷设,钢管两头接地；
2） 光纤本身不属于导体，不会感应和传递过电压。
但光缆加强芯（金属的）却极易感应、传递雷击过电压，因此建议在光缆进户端做好接地，最好有独立的接地汇流排接地；
3） 对于非屏蔽线且不能穿管埋地敷设的，应在出箱线缆的对应端口处使用避雷器；
4） 各类线缆分类布放，如电源线与信号线分开布放，输入输出分开布放，高压低压分开布放。
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