基于室內(nèi)分布式系統(tǒng)與室外補點的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋

摘 要：無線局域網(wǎng)作為傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的有效補充，已經(jīng)成為許多政府機構(gòu)、企事業(yè)單位建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的首選。文章以福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，先介紹了室外與室內(nèi)覆蓋方式的選擇、以及各自的特點，然后使用H3C WSM無線業(yè)務(wù)管理器從RF 覆蓋及無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、構(gòu)建幾個方面給出網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的方案。

關(guān)鍵詞：WLAN；H3C WSW；室內(nèi)分布式系統(tǒng)；室內(nèi)補點

WLAN無線局域網(wǎng)技術(shù)近二十年來越發(fā)成熟，并大量商用。無線局域網(wǎng)有時候被用于延伸有線網(wǎng)絡(luò)，但在一些特殊鄰域或新建網(wǎng)絡(luò)中，它常被用來代替數(shù)據(jù)傳輸不靈活的傳統(tǒng)有效網(wǎng)絡(luò)。相比于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)，無限網(wǎng)絡(luò)具有靈活性簡易性、綜合成本較低、擴展能力強等特點[1]?，F(xiàn)福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院需要無線覆蓋校區(qū)的新舊兩個園區(qū)，以之作為原有無線網(wǎng)絡(luò)的補充。在校園無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、搭建時，我們面臨的一個重要問題是：如何使用無線信號有效覆蓋整個校園。建設(shè)中主要采用的是室內(nèi)覆蓋和室外覆蓋相結(jié)合的方式覆蓋校園。主樓、圖書館、教學(xué)樓全部采用室內(nèi)覆蓋的方式，所有的寢室樓采用室外的覆蓋方式。校園平面圖見圖1，河南岸為舊校區(qū)，河北岸為新校區(qū)。

1 福職院覆蓋解決方案

福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)計方案室外覆蓋較為簡單，而室內(nèi)覆蓋采用室內(nèi)分布式系統(tǒng)覆蓋加上室內(nèi)補點覆蓋的方式進行。

1.1 室內(nèi)分布式系統(tǒng)覆蓋

因為它結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以一般用于大中型企業(yè)的室內(nèi)覆蓋使用。目前，該技術(shù)主要用于酒店、機場、會議中心、會堂等重要場所或中等面積盲區(qū)覆蓋。一般不用于需求較高數(shù)據(jù)傳輸量的場所。

要求：系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計為安裝在室內(nèi)運行。

我們使用終端天線來進行室內(nèi)覆蓋，下行信號來自覆蓋范圍內(nèi)的不同系統(tǒng)基站，它們首先在多通道濾波合路器中完成合路，接著這些下行信號穿過耦合器、功分器到達終端天線。為了在一定區(qū)域完成信號覆蓋，我們首先在每層樓確定終端天線的位置和數(shù)量，再選用不同耦合度的耦合器來進行功率分配。在某些狹長形狀地帶場合泄露電纜可以用來替代室內(nèi)小天線進行施工，比如地鐵、隧道、有厚實水泥墻的長甬道等。

實施中的一些體會：

（1）一般情況下，在空曠的沒有磚隔墻的會議中心，我們會使用2dBi的全向室內(nèi)小天線，同時天線口輻射功率調(diào)為10dBmW。這樣在天線半徑30米范圍內(nèi)，覆蓋信號電平可以達到-75dBm/WLAN[3]；（2）如果是在教室、機房等擁有密集隔墻結(jié)構(gòu)的情況下，我們依然使用2dBi全向室內(nèi)小天線，同時天線口輻射功率調(diào)為10dBmW。因為一般教室分布在走廊兩側(cè)，進深大約8-10米，在這樣的范圍內(nèi)，教室信號可以達到-70～-85dBm。一般來說，天線信號距離教室門距離最好小等于4米；（3）在分配信號能量分配時，要盡量做到均勻；（4）為了保證上行信號有效介入網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計中，我們盡量要避免每個天線到基站的回路中出現(xiàn)兩個以上的耦合器或功分器；（5）室內(nèi)分布式系統(tǒng)覆蓋，適用于會議中心，教室等接入流量要求不高的場所。特別是禮堂等較為開闊的空間的覆蓋，非常適用于該方案。在布點后的測試環(huán)節(jié)，只需要對不滿足無線網(wǎng)絡(luò)良好覆蓋的小天線進行簡單調(diào)整，就可以達到無線信號良好的覆蓋效果。該方案還可以在滿足容量和覆蓋需求的前提下，避免AP頻率干擾，降低AP投入。

采用室內(nèi)分布覆蓋，存在以下問題：

（1）在一些復(fù)雜的環(huán)境中，我們增加或者調(diào)測天線的發(fā)射角度，來進行天饋優(yōu)化，實施難度大大增加。我們發(fā)現(xiàn)有時候綜合成本高于增加布放AP的成本。（2）如果室內(nèi)原來沒有PHS/GSM/DCS等室內(nèi)分布系統(tǒng)，那么新建室內(nèi)分布WLAN系統(tǒng)成本高于直接布放AP。

1.2 室內(nèi)補點覆蓋

福職院主要使用上述的室內(nèi)分布系統(tǒng)進行無線局域網(wǎng)覆蓋。而該技術(shù)如果存在盲區(qū)，要實現(xiàn)盲點覆蓋，會牽扯大量的工程改造，改動很多現(xiàn)有天線的位置，同時負載匹配難度也很大。所以我們采用獨立的無線接入點去彌補現(xiàn)有盲點，起到對室內(nèi)分布系統(tǒng)的輔助作用。這種室內(nèi)補點的方式在較好滿足用戶區(qū)域覆蓋、緩解容量等需求的同時，大大減少了施工工程量[4]。

適用場景：在整體校園網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋時，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，無線信號難免存在盲點。這時采用上述室內(nèi)分布系統(tǒng)，在盲點布設(shè)獨立的WLAN信號源AP，即可以實現(xiàn)無盲點信號覆蓋。這樣的方法可以滿足校園一些不規(guī)則建筑內(nèi)的覆蓋需求，又增加了機房，宿舍區(qū)存在中度接入流量的需求。

2 使用H3C WSM進行RF 覆蓋及無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、構(gòu)建

2.1 采用H3C WSM無線業(yè)務(wù)管理器進行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與管理

WLAN網(wǎng)絡(luò)用戶接入非常的靈活同時網(wǎng)絡(luò)接入的切換具有不可見性，導(dǎo)致管理員對網(wǎng)管的需求比傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)強烈。同時WLAN網(wǎng)絡(luò)在接入層網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)維護工作量很大。原有H3C IMC管理平臺能夠全面系統(tǒng)的管理有線網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在IMC管理平臺內(nèi)置WSM無線業(yè)務(wù)管理器，它被設(shè)計用來管理無線網(wǎng)絡(luò)。這使得用戶不用重新選擇部署新的網(wǎng)絡(luò)管理平臺，只需增加一個組件，即可統(tǒng)一一體化管理無線有線網(wǎng)絡(luò)。這大大節(jié)省了用戶的成本與管理的投入[4]。

H3C IMC管理平臺被設(shè)計成一套跨平臺的分布式系統(tǒng)，它采用組件式的結(jié)構(gòu)，用戶可以自行選擇需要添加的組件。我們通過在管理平臺中添加WSM無線業(yè)務(wù)管理器，擁有了管理所有無線設(shè)備的功能。在WSM中，我們可以添加胖AP、瘦AP、AC設(shè)備、移動終端等無線設(shè)備，并對它們進行統(tǒng)一管理。在WSM組件里，我們可以很直觀的查看添加的所有設(shè)備的狀態(tài)，并對它們進行圖形化的配置管理。這大大減輕了用戶的維護成本和工作量。

WSM還可以與H3C IMC的其他組件互相配合，實現(xiàn)無線設(shè)備的故障管理、性能監(jiān)控、版本管理等。使用WSM無線業(yè)務(wù)構(gòu)建的校園拓撲圖見圖3。

2.2 使用WSM 進行RF范圍、覆蓋管理

在現(xiàn)實無線網(wǎng)絡(luò)部署和維護過程中，無線信號覆蓋管理，無線設(shè)備射頻范圍，無線網(wǎng)絡(luò)擴容規(guī)劃問題都是我們關(guān)注的問題。H3C WSM中可以設(shè)置不同的障礙物，用戶可以在拓撲圖中精確查看障礙物對射頻信號衰減的影響。同時在拓撲圖中完全添加現(xiàn)實工程中的障礙物后可以直觀查看到當(dāng)前工程的射頻覆蓋情況。同時看到射頻型號的速率、強度、使用信道等信息，對分析信號覆蓋情況也有很大幫助。

可根據(jù)用戶的需求，將虛擬 AP 加入位置視圖拓撲，并查看信號覆蓋范圍，幫助用戶在建設(shè)或擴容 WLAN 網(wǎng)絡(luò)之前，通過評估具體位置中 AP 信號覆蓋情況，對 AP 型號選擇和布局進行詳細的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。 如果需要增加的 AP 型號和天線系統(tǒng)中沒有，可以自定義增加。 用戶可以選擇手工網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃或者自動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃， 如果信號覆蓋情況與預(yù)期效果不同，可根據(jù)需要調(diào)整虛擬 AP 的位置、 Radio和天線配置，直到達到預(yù)期效果。增加 AP 計算器功能，通過設(shè)置要求的使用參數(shù)后，自動計算所需的 AP 數(shù)量。

3 結(jié)束語

文章以福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，先介紹了室外與室內(nèi)覆蓋方式的選擇、以及各自的特點，然后使用H3C WSM無線業(yè)務(wù)管理器從RF 覆蓋及無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、構(gòu)建幾個方面給出網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的方案。

參考文獻

[1]李光宇.中國聯(lián)通忻州分公司W(wǎng)LAN項目方案設(shè)計和測試[D].北京郵電大學(xué).

[2]李巍屹.利用GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)實現(xiàn)WLAN覆蓋[J].電信科學(xué)，2004（3）.

[3]何熹.基于WLAN技術(shù)的樓宇內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案及其高頻電磁輻射測試分析[J].河南教育學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2009（1）.

[4]王闖.園區(qū)信息化網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)研究[D].吉林大學(xué).