一、WLAN室外覆盖背景及场景选择

1、背景与场景选择

随着WLAN终端及用户群体的迅猛增长,WLAN网络的应用场景正从传统的室内热点向室外延伸。智能手机等移动终端对覆盖范围提出更高要求,同时“无线城市”建设热潮也推动了低成本、高带宽WLAN网络在室外场景的广泛部署。商业街区、市民广场、公园、郊区、农村等区域,通过室外广覆盖方案提供无线宽带高速接入,已成为有效的新型解决方案。

2、适用场景

室外覆盖适用于公共广场、居民小区、学校宿舍、园区、室外人口密集的空旷地带,以及商业步行街等对无线数据业务有较大需求的室外场所。此外,在室内无分布系统、传输资源有限或施工困难的情况下,也可采用室外方案对室内进行补充覆盖。部分场景还需无线回传,如楼宇间无线网桥、2.4G接入+5G回传等。

3、典型场景特点与需求

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二、室外覆盖总体思路与技术要点

1、覆盖扩大策略

增大发射功率扩大下行覆盖,采用多天线接收提升上行覆盖。

采用高增益定向天线进行扇区化部署,同时改善上下行覆盖。

采用智能天线技术获得赋性增益。

需注意,WLAN网络上行受限,单纯增大下行功率效果有限,需综合平衡上下行链路。

2、传统方案概述

传统室外覆盖方案采用500mW(27dBm)AP配合定向天线,对视距300~500米的空旷区域实现覆盖。该方案部署简单、成本低,但容量较小,以信号覆盖为主,室内深度覆盖困难,且业主协调工作量大。

3、新型方案优势

新型方案采用智能天线或高增益天线(17dBi)+ AP(27dBm),可克服更大路径损耗,同时支持灵活调整天线的水平朝向和俯仰角,实现高楼层的定向覆盖。四扇区基站可将四个天线分开部署,避开阻挡,提升覆盖效率。

4、基本功能与安装要求

组网:采用集中控制型,能与现网AP共用同一AC,便于优化升级。

供电:支持48V直流供电。

设备形态:支持天线主机一体化设计或美化天线,可提供伪装装饰。

安装:适合抱杆、墙面等多种安装方式,配备相关附件。

网管:支持与现网普通AP统一网管,降低维护成本。

三、各场景具体覆盖目标及方案

1、宿舍/教学楼

对无入户线缆资源的建筑,采用室外覆盖室内方式。单AP对大楼单向穿透能力有限,可选择多个AP多角度覆盖,优先使信号从玻璃窗进入室内。由于容量需求高、覆盖密集,推荐使用802.11n室外大功率AP + MIMO定向天线。

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2、商业街/步行街

实现广场、商业街等密集公共热点区域的覆盖。考虑咖啡厅、休闲区等数据流量大、人群密集的特点,优先选用支持11n的大功率AP,并部署多个AP多角度覆盖,注意频率划分以减少同频干扰。

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3、园区/别墅

适用于空旷广场、公园、别墅等人口较稀疏、人员流动范围大的区域,要求广覆盖但速率相对较低。可采用基于智能天线的室外型AP,并与运营商基站共址。若站址位于区域中央,采用全向天线可覆盖半径约500米;若位于边缘,采用定向天线可获得120度水平覆盖角,距离可达1公里。

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4、多层楼房覆盖(7层左右,长约60米)

建议分别从楼房前后两面完成覆盖,部署简单、成本较低,但容量有限。若高层建筑周围无合适天线架设位置,则考虑室内覆盖方案。

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5、高层建筑覆盖(20层以上)

一套设备配合天线约可覆盖7层楼,需在附近有高度合适的建筑供天线架设。以20层高楼为例,一个方向至少需3套设备分别覆盖不同高度区域,同时根据用户数设计设备数量并考虑干扰问题。

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6、低层建筑群(别墅群)

选用多套设备覆盖整个区域,根据现场选用定向或全向天线,相邻设备频道间隔5个以上,避免干扰。

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7、无线远端回传

针对布线成本高、距离远的场景,需远距离传输信息。基站优势在于:终端采用普通无线网卡(50mW)时可达1公里,若采用大功率网卡+外置大天线,可达3~5公里。

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四、村村通WLAN覆盖项目实施方案

1、农村宽带接入现状与问题

农村信息化建设不断推进,但用户分散导致单用户接入成本高,传输设备不完善,且无法动态分配带宽,造成资源浪费。主要运营商及小型ISP均参与建设。

2、无线覆盖面临的关键问题

弱信号用户影响整体网络:无线设备采用错包重发机制,个别弱信号用户可能导致全网性能下降甚至瘫痪。建议采用信号阀值控制,限制低质量用户接入。

客户端稳定性:部分用户使用无线网卡或低增益天线,增加不稳定性,建议更换为无线CPE设备。

同频干扰:同一站点的多台AP即使使用不同信道,仍会产生旁瓣杂波干扰。建议更换天线极化、工作信道,或降低基站发射功率。

覆盖距离:取决于发射功率和天线增益,主流产品内置高增益扇区天线,建议采用大功率AP + 14/17dBi扇区天线,客户端配12~15dBi一体化CPE,可视覆盖可达3公里。

基站带机量:普通室外AP同时在线约30~60客户端,基站式AP(如W680B系列)可达200客户端。

3、农村场景建设思路

城郊乡镇、农村:充分利用已有通信基站节点和热点资源,架设无线宽带基站。因无线环境复杂,室外设备对室内覆盖能力有限,切忌过度覆盖。

学生宿舍、小区、商业区、盲区:满足有线和无线用户同时上网,同样利用现有资源架设基站,严格控制无线CPE中继器的数量和使用场景。

信号弱区域补盲:采用室内型无线CPE中继器,布放于窗台,满足室内上网需求。

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4、组网模型

市区等干扰严重场合:采用5G链路作为上行链路,避免2.4G干扰,保证服务质量。

城乡结合部或乡镇:2.4G频段较干净,采用2.4G上行链路配合高增益定向天线,单基站覆盖范围约1~1.5公里。

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5、中继拓展覆盖方案

长距离传输信号穿墙衰减严重,常配合中继AP(CPE)放大信号,延伸覆盖范围。可采用智能天线室外型基站 + 无线中继CPE,在远端客户端接收到更强信号。

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6、EPC使用场景

(一)大楼底部存在信号盲区,将CPE安装在楼顶或窗口,通过中继手段扩展覆盖范围。

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(二)CPE方式可以与室外AP进行配合,在原有覆盖距离的基础上进行扩展。安装在室外AP的覆盖范围内,增强信号,延伸覆盖。

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五、WLAN室外覆盖设备的选择

1、建网原则

根据业务需求、地貌、覆盖区域、建筑结构特点来确定覆盖场景。选择大功率AP(27dbm)+高增益天线(定向天线、全向天线、智能天线)。

选择天线布放位置时应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。AP和天线宜布放在高处,减少环境变化对信号传播的影响,改善AP 的接收性能。

天线安装位置需远离大功率电子设备。

如考虑下雨对室外AP信号的影响,需多预留5dB信号余量。

室外覆盖室内存在系统容量和信号穿透能力问题,信号穿透墙体能力有限,除了考虑AP的发送功率也需关注STA发送功率的穿透能力。

2、天线选择

室外天线主要分高增益全向/定向天线。增益指标涵盖8~23dBi,半功率张角涵盖5~120度,选择时需要考虑覆盖建筑的大小、天线与被覆盖建筑的距离、无线信号的衰减情况,根据这些数据推算出链路衰减后再选择合适的天线。

天线增益,通常天线增益在10dBi左右就基本可以满足大多数情况下的使用,对于覆盖距离超过一百米时可以选择高增益天线,目前可选的天线最高增益可达23dBi,选择时根据WLAN信号空间衰减情况具体选择;

半功率波瓣宽度,这是一个描述天线辐射张角的指标,对于全向天线来说,需要关注垂直面的半功率波瓣宽度;对于定向天线来说,需要同时关注垂直面和水平面半功率波瓣宽度。半功率波瓣宽度越大,则天线辐射的范围越大。

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六、WALN覆盖建设总结

农村传统宽带接入方式属“用户未发展,端口先到位”,易造成整体端口利用率不高,即前期“沉淀”投资过大;而无线WLAN接入方式覆盖具备快速建设的特点,属于“发展用户即建设”,其利用率相对更高。

采用WIFI基站解决村镇宽带覆盖的优势:

网络部署迅速;

客户接入方便:基本上不需要在客户侧做线缆施工,笔记本可直接上网,台式机也只需添加一个USB接口的WIFI网卡;

维护工作量小:较远距离添加CPE设备,客户侧由于基本没有“户线”,只要做好WIFI基站的日常维护和通道的维护,即可保证网络稳定。