高校無(wú)線(xiàn)WLAN 覆蓋方式的選擇

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )具有無(wú)須布線(xiàn)，用戶(hù)接入方便，可以自由移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)隨著(zhù)大量支持Wi-Fi手持設備的普及，WLAN技術(shù)正面臨前所未有的發(fā)展機遇。目前無(wú)線(xiàn)覆蓋一般采用胖AP部署方式、胖AP加天饋部署方式、瘦AP部署方式、瘦AP加天饋部署方式。雖然這幾種方式目前都有用戶(hù)案例，但射頻效率差異很大。以下通過(guò)幾種WLAN覆蓋方式優(yōu)缺點(diǎn)對比，為校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的合理部署提供參考與借鑒。

Q：胖AP部署方式有何特點(diǎn)?采用這種方式有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?

A：早期的WLAN 部署都采用胖AP 部署方式，即每個(gè)AP分別配置，獨立工作，硬件投資和維護成本較低，通過(guò)合理地調整AP 的位置及所用信道，可以實(shí)現良好的無(wú)線(xiàn)信號覆蓋，適用于覆蓋范圍較小、AP 數量不多的情況。由于胖AP 無(wú)法進(jìn)行有效、統一與集中的控制和管理，頻譜自動(dòng)調節都需要手工完成，用戶(hù)在不同的AP 間漫游時(shí)，時(shí)延較大，不適合實(shí)時(shí)的語(yǔ)音和數據通信，也不支持無(wú)線(xiàn)定位業(yè)務(wù)。因此以胖AP 為主、傳統的WLAN 部署方式已經(jīng)很少在較大項目中使用。

Q：什么是胖AP加天饋部署方式?

A：天饋系統是指天線(xiàn)向周?chē)臻g輻射電磁波，主要包括天線(xiàn)和饋線(xiàn)系統兩大類(lèi)。由于移動(dòng)語(yǔ)音通訊為目前第一網(wǎng)絡(luò )需求，運營(yíng)商為提供優(yōu)質(zhì)的語(yǔ)音服務(wù)，紛紛在各建筑內進(jìn)行手機信號覆蓋，這種信號覆蓋基本都采用天饋系統，也就是通常所說(shuō)的“無(wú)線(xiàn)信號室內分布系統”，可同時(shí)支持GSM、TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA、WLAN五網(wǎng)。如果校方為了節省WLAN覆蓋成本，就可借助運營(yíng)商手機信號覆蓋的天饋系統，即能獲得良好的WLAN信號覆蓋。

由于不同種類(lèi)的饋線(xiàn)對不同頻率電磁波的增益、阻抗與通帶各不相同，因此此方案在設計之初只使用單頻(只使用a、b/g的一種頻率)覆蓋，后期將無(wú)法再添加。為解決饋線(xiàn)上多頻段之間的相互干擾和功放能力差異問(wèn)題，還需引入更多的元器件，將大大增加硬件成本。由于技術(shù)上的限制，該系統一般配置1-2個(gè)AP，最多使用3個(gè)AP(802.11b/g的1、6、11信道)完成WLAN的覆蓋。這種方式適用于A(yíng)P不易安裝、用戶(hù)數較少、流量較低但又需要覆蓋的區域。

Q：采用胖AP加天饋部署方式有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?

A：一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)天饋覆蓋大樓的1-5個(gè)層面，使得在較大范圍內部署的AP數量較少，減少了用戶(hù)移動(dòng)時(shí)在不同AP之間的切換。但由于單個(gè)AP覆蓋的范圍較廣，一旦出現故障，將會(huì )有大面積的區域處于信號盲區，導致更多用戶(hù)無(wú)法使用網(wǎng)絡(luò )。另外，無(wú)線(xiàn)設備在出廠(chǎng)時(shí)附帶的設備性能參數指標都是基于原廠(chǎng)的天線(xiàn)，因此采用天饋以后，無(wú)法在系統設計時(shí)詳細計算覆蓋的性能及參數，從而無(wú)法確定設備的轉發(fā)性能與無(wú)線(xiàn)信號情況。

Q：在室內采用胖AP 加天饋部署方式會(huì )有哪些潛在的弊端?

A：在室內部署中，無(wú)線(xiàn)信號的多路徑干擾問(wèn)題相當突出，原裝的天線(xiàn)在最初設計時(shí)一般都內置了分集功能，能夠很好地解決多路徑干擾問(wèn)題。而天饋分布系統因不支持分集技術(shù)，客戶(hù)接收到的信號強度雖然很大，但質(zhì)量較差，整個(gè)系統也無(wú)法升級到支持MIMO 的802.11n 網(wǎng)絡(luò )。

天饋系統由于采用單根饋線(xiàn)，不能形成三角形測量法，因此只能定位用戶(hù)在哪個(gè)AP 上而無(wú)法實(shí)現精確定位。當有非法AP存在時(shí)，系統也無(wú)法檢測到非法AP的物理位置。此外，天饋覆蓋區一旦出現非法AP，則會(huì )導致嚴重的信道沖突和干擾，影響全網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)質(zhì)量。天饋系統中使用的分路器、耦合器、功放等設備還沒(méi)有相關(guān)的統一標準，衰減特性各不相同，給購買(mǎi)和勘測帶來(lái)了不確定性。天饋系統安裝比較煩瑣，需要鋪設饋線(xiàn)及安裝吸頂天線(xiàn)，維護和管理較麻煩，組成天饋系統的元件發(fā)生故障后，有多個(gè)故障點(diǎn)需要檢測。如要部署a、b/g雙頻系統，需獨立使用兩套硬件設備鋪設兩套天線(xiàn)，費用更昂貴。隨著(zhù)饋線(xiàn)的延長(cháng)，信號的強度也會(huì )相應衰減，盡管增加了功率放大器，但噪音也隨之放大，客戶(hù)端的SNR 并未有實(shí)質(zhì)性改善。

天饋系統并非為每個(gè)帽形吸頂天線(xiàn)都配備一個(gè)功率放大器，一般幾個(gè)帽形天線(xiàn)合用一個(gè)功率放大器，功率放大器放置在弱電間內，這就會(huì )產(chǎn)生如下的問(wèn)題。A P下行的信號經(jīng)過(guò)功率放大器后，客戶(hù)端接收到的信號強度都相當好，但由于上行信號只有在A(yíng)P 附近才被放大，移動(dòng)客戶(hù)端的發(fā)射上行信號的功率相對較小，經(jīng)過(guò)分路以后，其他客戶(hù)端已無(wú)法感知此客戶(hù)端的上行信號載波，一旦有數據需要發(fā)送，就會(huì )造成沖突。室內天饋系統設計之初是為手機語(yǔ)音服務(wù)的，而手機語(yǔ)音采用TDMA 或CDMA 的復用方式，不存在信道爭用，但WLAN存在信道爭用。而在室內天饋系統中，CSMA/CA又不能高效發(fā)揮作用，特別當網(wǎng)絡(luò )中存在802.11b的客戶(hù)端時(shí)，客戶(hù)端帶寬爭用更為嚴重，導致數據沖突率較高，網(wǎng)絡(luò )吞吐量低下。

Q：什么是瘦AP部署方式?采用這種方式有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?

A：隨著(zhù)WLAN 技術(shù)的發(fā)展，出現了胖AP 覆蓋方式的改進(jìn)版本。每個(gè)AP 在無(wú)線(xiàn)控制器集中控制下工作，可進(jìn)行統一配置管理，新增AP時(shí)無(wú)須任何配置管理(零配置)，方便擴展，可批量升級AP的軟件版本及變更配置，支持基于Wi-Fi 的精確定位，因此這種AP 也稱(chēng)為瘦AP。瘦AP 部署方式適用于A(yíng)P 大量部署的情況，能夠實(shí)現良好的集中管理、集中控制、高容量多業(yè)務(wù)的接入，通過(guò)自動(dòng)的射頻資源管理，自動(dòng)調整信道、功率等無(wú)線(xiàn)參數，實(shí)現自動(dòng)優(yōu)化的無(wú)線(xiàn)服務(wù)。由于用戶(hù)的關(guān)聯(lián)信息存放在控制器內，用戶(hù)同控制器之間采用隧道傳送數據，支持二、三層快速安全漫游，可實(shí)現三十毫秒以?xún)惹袚Q時(shí)延，完全適合實(shí)時(shí)的應用，支持WPA2、AES 等企業(yè)級的網(wǎng)絡(luò )安全?？墒褂镁W(wǎng)管軟件進(jìn)行統一資源管理、用戶(hù)管理。

使用瘦AP時(shí)，雖然可以實(shí)現無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )控制器自動(dòng)分配射頻信號資源，但覆蓋那些不規則、用戶(hù)過(guò)多的建筑時(shí)，仍需要手工分配相關(guān)射頻資源，綜合使用定向、全向、Yiga天線(xiàn)保證信號的全覆蓋，以獲得最好的網(wǎng)絡(luò )性能。圖1顯示了一幢不規則實(shí)驗大樓的覆蓋。

圖1 具有定向天線(xiàn)的覆蓋范例

Q：采用瘦AP加天饋部署方式有何缺點(diǎn)?

A：瘦AP采用天饋覆蓋方式部署時(shí)，除了具有胖AP加天饋方式部署的所有缺點(diǎn)外，還無(wú)法發(fā)揮無(wú)線(xiàn)統一網(wǎng)絡(luò )管理的相關(guān)功能。例如功率控制、信道自動(dòng)分配、用戶(hù)定位、覆蓋的熱圖管理等，因此已經(jīng)很少在實(shí)際中使用。