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深圳无线网络规划设计

综述:

据Gartner报告,现在美国已经有420万的WLAN用户, 到2007年这一数目将达到3100万, 但部署一个能保证性能的WLAN并非易事

   规划WLAN的关键是规划接入点,需要有足够的蜂窝重叠覆盖以供漫游,并需要足够的带宽以供应用。如果无线接入点不足,最后可能导致吞吐量出现问题,同时也会使覆盖区域零星散落,对用户的漫游和工作地点造成一定的限制。

考虑移动性需求
   在做接入点规划时需要考虑用户的移动性需求。一种用户在整个覆盖区域内移动时需要一直与 WLAN 相连接,就像医生外出时需要查看病人记录。另一种用户只需要不时接入WLAN,比如高级管理人员在不同大楼会议间歇时需要不时查看电子邮件。第一种需求需要跨越WLAN的无缝漫游,此WLAN需要大接入点密度。而第二种需求属于间断性的无线连接,接入点密度可以相对小一些。 dl.bitsCN.com网管软件下载

计算吞吐量
   在布署WLAN之前需要考虑WLAN最常使用的是哪种通信:是电子邮件和 Web通信、或是对速度要求很高的ERP(企业资源规划)、还是CAD(计算机辅助设计)应用程序。是需要速度为54Mbps的802.11a和802.11g,还是只需要速度为11Mbps的802.11b就足够。不管使用哪一种通信,当用户与接入点的距离过远时,网络速度都会显著下降,所以安装足够的接入点不仅仅是为了支持所有的用户,也是达到用户需要的连接速度所要求的。

   WLAN宣称的速度并不一定准确对应于它的实际速度。与交换式以太网不同,WLAN是一种共享介质,它更像是老式以太网的集线器模型,将可用的吞吐量分割为若干份而不是为每个接入设备提供专线速度。这一限制(通过电波传输数据时还会有50%的损耗)对无线网络的吞吐量规划而言是一个很大的问题,计算接入点数目时最好多预留一些空间。仅仅根据用户数目及其最小带宽需求来计算接入点数目是极其冒险的,尽管它可以在一段时间内满足对容量的需求。还要记住的是,即使802.11b现在已经吸引了所有人的注意,但802.11a将很快成为高性能WLAN标准的选择,所以基础设施应从现在开始支持它,或者至少在不久的将来可以升级至 802.11a。 play.bitsCN.com累了吗玩一下吧

防止干扰
   干扰对于某些机构可能会是个问题。尽管追踪入侵微电波、无绳电话和蓝牙设备并非难事,但更常遇到的是来自网络内部其它接入点甚至是网络外部的干扰。例如,802.11b和802.11g在2.4GHz频带内提供三个相同的非重叠信道,这使得规划密集部署或在相邻WLAN的干扰下工作变得十分困难。

   理想的情况是,2.4GHz环境中的信道1、6和11永远不会与同一信道相邻,这样它们就不会相互干扰,但这是不现实的。实际上需要一定量的良性蜂窝覆盖重叠以允许用户漫游(20%到30%最佳),但如果站点处的建筑物超过一层,即便是使用高增益天线,建筑物的层与层之间也会有一些渗漏。802.11a的12个非重叠信道可以在很大程度上缓解信道分配带来的问题。802.11a使用的5GHz频带几乎不会造成任何非WLAN干扰,而且用户也不太可能遇到相邻802.11a接入点,原因是这一标准还未像802.11b或最近急速增长的802.11g那样普及。

关注覆盖区域
   知道WLAN的射频信号是怎样传播的吗?信号频率越低,无线网络传输速度越慢,有效范围就越远。由于大量射频信号以较低频率传播,同时信噪比的灵敏度因为高速调制方式而增加,所以速度为1Mbps的2.4GHz 802.11b信号的传播距离远远超过速度为54Mbps的5GHz 802.11a信号。 需要什么来搜一搜吧so.bitsCN.com

   WLAN的覆盖范围除了受不同射频带和吞吐量变化而造成的波传播特征影响之外,还会因为自由空间路径损耗和衰减而受到限制。自由空间路径损耗更大程度上是开放或户外环境方面的问题,实际上是无线电信号因为波前扩展引起的扩散导致接收天线接收不到这些信号。衰减则在WLAN的室内安装中比较常见,它是振幅下降,或者射频信号在穿过墙壁、门或其它障碍物时减弱造成的。这就是 WLAN在密集建筑物周围性能不好的原因。当面对这种物理上的干扰时,即使是弹性比5GHz信号好得多的2.4GHz信号,仍然会遇到某些射频问题。

   多路径效应也是影响覆盖范围的重要因素之一。所谓多路径效应,就是信号被反射并回送的现象。在大多数情况下,多路径效应使接收到的信号被削弱或是被完全抵消。于是有一些本来应该充分传播信号的区域几乎或根本没有射频信号覆盖。防止多路径效应的办法是拆除或重新安置机柜和网络设备机架之类的干扰对象,同时增加接入点密度或功率输出。

使用自动化工具
   以上提到的所有这一切,都要从无线站点勘察着手,站点勘察将评估和规划无线基础设施的射频(RF,radio frequency)环境和接入点的设置,以确保WLAN正常工作。从便携式WLAN硬件工具箱到提供站点覆盖区域详细视图的软件包,有许多很方便的工具可帮助完成站点勘察。


   站点勘察工具使得布署WLAN的工作能够非常顺利地进行。射频建模软件,例如Trapeze Networks的 RingMaster,可根据进入楼层计划自动确定接入点位置来帮助自动决定接入点的初始布局。其它工具,例如Network Instruments的Observer,可通过运行软件的便携式或手持式设备来提供有关射频环境的信息。综合工具,例如Ekahau的Site Survey会从WLAN的系统范围角度记录同样的射频数据和用户的位置。不管使用什么工具,仍然需要手工进行站点勘察,这是勘察工具所不能代替的。

   像RingMaster之类的规划工具可以确定接入点位置、信道分配、功率输出设置以及其它配置属性。它们使用用户密度和吞吐量这类参数作为标准。问题在于仍然必须在基于CAD的楼层规划中对诸如混凝土外墙和金属门之类的建筑物指定预设衰减级别,除非规划中已经包含此信息。这些工具的缺点是,它们一般都是针对厂商自己的无线交换机和接入点而建立的,从而缺少通用性。

   接入点勘察工作完成后,需要验证和描述这些接入点的覆盖区域。为此,可使用随客户机WLAN卡提供的站点勘察实用程序(假定供应商捆绑了该实用程序)或者使用随高级监视工具提供的实用程序,例如Observer、或者是一些便携式WLAN分析仪
实际操作

1、定义WLAN需求:

主要内容:结合楼层结构设计及建筑类型确定可能的接入点位置。

要点:

画楼层草图,步行检验其准确性,楼层为复杂结构需拍照,作为RF站房辈猓?/FONT>
分析用户应用:上网浏览,EMAIL,文件传输;
定义信息类型(DATA、VOICE、VIDEO);计算吞吐量及数据速率;
估算用户数并确定用户是固定的还是移动的,是否包括漫游。作为移动用户跨IP域移动,需考虑用动态IP;
确定有效覆盖范围;
确定有效连网区域;
根据用户应用建立用户安全等级,对传输各级敏感数据,如信用卡号,需设计通过个人防火墙;
了解终端用户设备:硬件及操作系统;
作为移动用户需考虑电池供电时长:802.11网络接口卡(NIC)功耗为 200毫安左右,用户在移动时,需确定是否加备用电池或激活电源管理,或及时充电;
系统接口:确定用户特别的终端接口,如IBM AS/400需加中间件及5250终端仿真;
根据项目规模估计投资成本;
进度:明确用户所需现实的完工日期以便与计划同步。

2、WLAN的损耗

基本损耗换算: dB=10log(输入信号功率/输出信号功率)

估算公式:一般100DB损耗/200英尺

障碍物损耗参照表:

物体  损耗 
石膏板墙  3dB 
金属框玻璃墙  6dB 
煤渣砖墙  4dB 
办公室窗户  3dB 
金属门  6dB 
砖墙  12.4dB 

 

相关参数:

可接收值EIRP(equivalent isotropically radiated power) 接收灵敏度。

例:EIRP=200mw(23dBm) 接收灵敏度-76dbm 允许损耗:99dB

利用测站软件来测试最小范围,或用WLAN分析仪如airemagent/airopeek测量信号功率

3、规划网络大小

数据速率:仅当一帧发送时的速率,如11Mbps,多帧时由于路由协议开销及共享媒体接入延时,每个用户不能连续发送数据。

吞吐量:不计协议、管理帧的发送信息速率,对802.11B约为6Mbps。

应用所需带宽:

用户浏览:100kbps
高质量视频流:2Mbps
所以,一个AP接入点支持浏览用户60个(6Mbps/100kbps)或视频用户3个。

可利用仿真工具:Opnet.对用户网络进行仿真计算。

4、FCC对EIRP的限制

对移动用户:

用户无线NIC采用全向天线增益为:小于6db,1W。
AP点最高100mW,3db全向天线。最后达200mw EIRP。
对固定用户:

点对点高增益定向天线,天线增益至少6db,EIRP允许最高达到4W。
5、最小化802.11干扰问题

常见干扰源:微波炉、无绳电话、蓝牙设备及其它无线LAN设备。

对WLAN干扰最为严重的设备是2.4G无绳电话,其次为10英尺内的微波炉,再次是蓝牙设备如笔记本和PDA。

有效措施:

分析潜在的RF干扰;
阻止干扰,关掉相应设备;
提供足够的WLAN覆盖,增强WLAN信号;
正确选择配置参数。对跳频系统,改变跳频模式,或改变信道频率。802.11e MAC层提供内置RF抗干扰算法;
应用新的802.11a WLAN,现在常见干扰为2.4G,可采用5G的802.11a。
6、WLAN布署步骤

分析用户需求;
设计(技术细节:系统结构、定义标准802.11b/802.11a、选择AP供应商、定义天线类型、定义MAC层设置等);
可行性;
研发:为特别应用定制用户软件;
安装测试:AP安装要高一点、用POE(电力搭载以太网线)来对接入点提供电源,可灵活布置AP;
运营支持。
7、接入控制

功能:为接入用户进行授权、认证。

认证机制:大多数接入控制器有内置用户数据库,一些接入控制器提供额外接口到认证服务器如RADIUS和LDAP(根据用户数及网络规模选择)。

链路加密:从用户到服务器提供数据加密如IPSEC及PPTP来加密VPN通道。此项提供除802.11WEP之外的保护。一定要确保传输的用户姓名及密码。

子网漫游:采用span multiple subnets技术用户不必重新认证和不必中断。

带宽管理 通过设定用户级别(如浏览、视频等)及吞吐量限制。

8、RF站址勘测步骤

获得建筑蓝图,或画楼层草图以表示墙及通道等的位置。
亲自目测发现潜在的可能影响RF信号的障碍物如金属架及部件。
标识用户区域,在图上标识固定及移动用户的区域,另外标识用户可能漫游到的地方。
标识估计接入点初步位置以及天线、数据线及电源线位置。
检验接入点位置,Cisco Symbol 及Proxim提供免费的测站工具,以便确定相关的接入点,数据速率,信号强度,信号质量。可以下载这些软件到笔记本上来测试每一个预测位置的覆盖范围。并确认交流插座的位置。当有频率干扰,需用频谱分析仪来分辨干扰。
文件建立,对测站所读的信号记录日志,及每一个接入点传输边缘的信号日志,做为基本的设计辅助。
9、Ad Hoc Mode的应用

802.11的“ad Hoc”标准允许网络接口卡作为一个独立的基本服务设备(IBSS)使用。而无需AP。用户采用对等方式彼此直接通信。

优缺点:

节省成本:不必购买安装AP
快速建立时间:只需启用NIC的时间
有限的网络接入:ad hoc 无线网络没有分布式系统结构,用户不能有效接入INTERNET或其它有线服务,虽然可以用一台加装无线NIC的PC经过配置后作为共享连接接入INTERNET,但是这不能满足更大规模用户。
难于网络管理:由于网络拓朴架构的流动性及缺乏中心设备,网管员不易监测网络性能,进行安全审查。
10、公共WLAN应用常见问题

公共WLAN主要集中于机场、会议中心、酒店、码头。

良好的开端:开始前好好思考是否人们会利用你的WLAN,他们会付多少钱,而不要想当然认为“我们应该建好,人们就会来“。作为一个简单的开头,你可以只放一个AP在咖啡屋里并给ISP缴纳一定费用,随着用户的增加而扩大规模。

与其综在线服务一样,WLAN也可以向用户推送广告。实际上,你可以以向免费用户推广告的方式,希望他们能从广告中购买足够量的产品以抵销系统的开销费用。当用户付费时应将广告投放到最低限度。

系统设计:对公共WLAN要最大限度满足开放用户的联接特性,尽可能少有改变用户设备,换句话说,确保用户不用升级操作系统,安装特定的联接软件及其它项目。

对于认证而言,有许多公司可以提供此类接入控制器,如:bluesocket、Reefedge、Nomadix、Cisco、Proxim。

建立公共WLAN的特别要点:

关掉WEP:虽然WEP可以提供一些安全保障,但因为关键的分布问题在公共WLAN中WEP没有任何实际意义。取而代之,对典型用户终端可以选择动态方式的安全措施如(EAP-TLS)。
广播SSID (服务设置标识):SSID对公共WLAN用户来而言是一个障碍,因为许多时候用户必须根据本地公共WLAN提供商的SSID而配置SSID。如果接入点AP广播SSID的话WINDOWS XP可以自动探测到SSID并且不用用户干预就可以配置到用户系统中。否则你需要教给用户如何配置到你的WLAN中。
开放DHCP服务:当用户从另外一个热点区域漫游进入你的区域,他们的用户设备需要一个本地网的IP地址。为使漫游过程中用户尽可能少地配置行为,建立DHCP服务来自动为访问客户分配IP是极为必要的。大多数版本的Windows操作系统可以自动激活操作系统。用户不用作任何事情。
客户支持

对许多公司客户支持常是一个大问题,而对公共WLAN问题就更加突出。公共WLAN提供商必须面对不同种类的用户,用户硬件,操作系统及NIC。

适用于:临时小团队大信息量数据通信,如医疗队临时会议等。


 
  

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