【文章內(nèi)容簡介】 X 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 18 / 57 具體的覆蓋邏輯示意圖如下： 無線干擾防護 無線干擾的分類和來源 無線干擾按照類型可劃分為 WLAN 干擾和非 WLAN 干擾。 WLAN 干擾是指干擾源發(fā)送的 RF 信號也符合 標(biāo)準(zhǔn)，除此之外都是非WLAN 干擾。對 WLAN干擾，可進一步按照頻率范圍分為同頻干擾和鄰頻干擾。按照來源劃分，可分為 WLAN 網(wǎng)絡(luò)自身的互干擾和網(wǎng)絡(luò)外的干擾 1. WLAN 網(wǎng)絡(luò)自身的同頻干擾 同頻干擾是指兩個工作在相同頻率上的 WLAN 設(shè)備之間的相互干擾。 WLAN 工作 ISM（ Industry, Science and Medicine）頻段，包括 5G 兩個頻段。對某些國家或地區(qū)來說，僅有 。在 頻段上，互不干擾的頻段十分有限，通常只有 11 信道。 XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 19 / 57 因此，對一個大的 WLAN 網(wǎng)絡(luò)來說，尤其是高密度部署的網(wǎng)絡(luò)，同一信道常常需要被不同 AP使用。而這些 AP之間存在著重復(fù)區(qū)域時，就存在互相干擾問題。圖 2是一幅學(xué)生公寓的 AP部署信道排列圖，由于墻壁隔離度差，不僅同一層樓的同信道 AP 之間可見，上下樓層之間的同信道 AP也存在互相干擾的情況。 同頻 AP 之間如果可見，以 為基礎(chǔ)的 WLAN，空 口是所有設(shè)備的公共傳輸媒介，兩個 AP之間將根據(jù) CSMA/CA 原則，進行互相退避，這勢必會大大降低性能，兩個 AP 的總性能將不會超過一個信道的性能。 如果同頻 AP 之間不可見但覆蓋區(qū)域有交集，則對處于交集區(qū)域的 Client而言可能會形成隱藏節(jié)點或暴露節(jié)點問題。 XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 20 / 57 左圖： AP1 給 client發(fā)送數(shù)據(jù)， AP2 不能感知，同時也發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致在AP1 的 client 處沖突。 右圖： AP1 的 client要數(shù)據(jù)，但感知 AP2 正在發(fā)送，從而退避不能發(fā)送。 隱藏節(jié)點和暴露節(jié)點會產(chǎn)生兩個方面的問題，其一是報文發(fā)送時需要退避或不斷重傳；其二是由于報文重傳時會降低報文發(fā)送的物理速率，導(dǎo)致同一 AP 的影響范圍擴大，也使得報文發(fā)送占用更多的空口時長，沖突幾率加大，引起更多的重傳。 2. 鄰頻干擾 根據(jù) ， RF 信號發(fā)送時其頻譜寬度有一定的要求。以 為例，信號的頻譜掩碼如下圖所示： 其發(fā)射頻寬為 22MHz，在距離中心頻率 11MHz 之外時，要求衰減超過 30dB。對任何 WLAN 發(fā)射機來說，在發(fā)射頻寬之外，信號也不可能馬上降低為 0，而是逐漸衰減。如果兩個中心 頻率不同的 WLAN 設(shè)備之間的發(fā)射頻寬有重疊的部分，就會產(chǎn)生相互影響，形成了鄰頻干擾。即使對不重疊的相鄰信道（如 的 6 信道， 11a 的 16162 信道），如果兩個設(shè)備之間距離過近且發(fā)送功率比較大，也會產(chǎn)生影響。 XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 21 / 57 對一個 WLAN 網(wǎng)絡(luò)來說，鄰頻干擾包括自身的鄰頻干擾和來自鄰居網(wǎng)絡(luò)的鄰頻干擾。 WLAN 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)首先避免自身的鄰頻干擾，所有設(shè)備建議部署在不重疊的信道上，并且設(shè)備之間避免過近。對 5G 來說，相鄰設(shè)備最好部署為不相鄰的信道，完全避免相鄰信道之間可能產(chǎn)生的干擾。 3. 來自 WLAN網(wǎng)絡(luò)外部的干擾 來自 WLAN網(wǎng)絡(luò)外部的干擾也分為 WLAN 干擾和非 WLAN干擾。 WLAN干擾主要包括 Rogue 設(shè)備、鄰居 WLAN網(wǎng)絡(luò)、 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)等。 WLAN 工作在 ISM頻段，除了 WLAN設(shè)備外，還有許多非 WLAN 設(shè)備也工作在該頻段，如微波爐、無繩電話、藍牙設(shè)備、無線攝像機、戶外微波鏈路、無線游戲控制器、 Zigbee、 WiMax 等等。非 WLAN 干擾源會干擾 WLAN信號，導(dǎo)致 WLAN信號無法被正確接收。還有一些非 ISM頻段上的設(shè)備會在 ISM 頻段上產(chǎn)生射頻信號泄露，當(dāng)臨近距離很近的情況下，會對 WLAN 設(shè)備形成干擾。如 3G 基站 ，當(dāng)和 WLAN 共存于一個機架，或者共用室內(nèi)饋路系統(tǒng)時。 總的來說，一個 WLAN 網(wǎng)絡(luò)，影響它的干擾源可以從以下幾個方面來考慮： ? 網(wǎng)絡(luò)自身的干擾 ? 自身的同頻干擾 ? 自身的鄰頻干擾 ? 來自外部的干擾 ? WLAN干擾 XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 22 / 57 ? 非 WLAN干擾 無線干擾的檢測 大型的 WLAN網(wǎng)絡(luò)一般采用瘦 AP 架構(gòu)。對無線干擾的檢測和消減既可以利用提供接入服務(wù)的 AP 來掃描，也可以通過專門的設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)來進行，甚至還可以配合專門的手持 RF 設(shè)備來進行干擾定位。后兩者屬于頻譜分析的范圍。手持 RF 設(shè)備的定位，一般適用于小的網(wǎng)絡(luò)或小范圍的精確定位。而大的網(wǎng)絡(luò)，一般需要部署專門的網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)控。這種專門的網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)備一般是處于 Monitor 狀態(tài)的 AP，或者是專門的 Sensor。這些設(shè)備會將從空口監(jiān)控到的數(shù)據(jù)發(fā)給服務(wù)器，進行分析、保存和處理。 專門的檢測網(wǎng)絡(luò)和提供接入的網(wǎng)絡(luò)之間有兩種協(xié)作方式，其一 是相互獨立方式，即檢測網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備和接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備是由不同控制器管理的，二者無任何交互；另一種是集成方式，即檢測網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備和接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備是由相同的控制器管理的，檢測網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器也能處理來自接入網(wǎng)絡(luò)的 AP 的監(jiān)控數(shù)據(jù)。集成方式的網(wǎng)絡(luò)相比較獨立方式的網(wǎng)絡(luò)來說，具有能夠統(tǒng)一管理、充分利用接入網(wǎng)絡(luò)的資源、檢測和定位方便等特點。 無線干擾的檢測實際就是持續(xù)地監(jiān)視空口信號。當(dāng)空口信號能量超過一定值后，就進行 FFT變換，并進一步輸出給 WLAN接收機和各種識別器（ Classifier），前者判斷干擾是否為 WLAN 信號，并進一 步分析 MAC 信息，后者判斷非 WLAN干擾源的類型。 XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 23 / 57 無線干擾的避免和消減 對無線干擾的避免和消減，目前有以下 5種措施： 網(wǎng)絡(luò)部署勘測和優(yōu)化。 即在部署網(wǎng)絡(luò)時需要勘測部署環(huán)境、各種阻擋物的衰減系數(shù)、規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)、規(guī)劃 AP 覆蓋范圍、選擇AP 安裝位置、選擇合適的發(fā)射天線等。沒有良好的網(wǎng)絡(luò)部署，很難達到最佳的網(wǎng)絡(luò)性能。 ? RRM（射頻資源管理） 。即對整個網(wǎng)絡(luò)中的各個 AP進行功率優(yōu)化和信道優(yōu)化； ? 頻譜分析 ； ? 信道復(fù)用 ； ? 頻譜導(dǎo)航 ；即將雙頻用戶盡量引導(dǎo)到 5G頻段上，降低 負荷。 5G上的非 WLAN設(shè)備要相對少得多，信道數(shù)量多，能夠獲得非常好的性能。 1. RRM RRM 是 WLAN 網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源管理模塊，負責(zé)空口噪聲、網(wǎng)絡(luò)外的 WLAN 干擾、空口利用率，以及 AP 和 Client 的流量交互等信息的監(jiān)控和分析，并根據(jù)這些信息動態(tài)調(diào)整 AP 的信道，選擇最佳信道進行傳輸。信道調(diào)整必須進行整網(wǎng)考慮，并需要考慮對 Client 的影響XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 24 / 57 最小。如圖 6 所示，要覆蓋的目標(biāo)辦公區(qū)外有兩個其他網(wǎng)絡(luò)的 AP，分別工作在信道 11和信道 6 上，則 RRM 能夠根據(jù)空口掃描結(jié)果，將和它們臨近的 AP自動調(diào)整到其他非干擾信道上。 信 道自動調(diào)整示意圖 另一方面， RRM 能夠監(jiān)控本網(wǎng)絡(luò)中各個 AP 的鄰居信息、 Client的 RF 信息等，并根據(jù)這些信息動態(tài)調(diào)整每個 AP 的發(fā)送功率。當(dāng)發(fā)現(xiàn)覆蓋黑洞時，將加大發(fā)射功率；當(dāng)發(fā)現(xiàn)同信道的鄰居 AP 的信號強度高于一定程度時，將降低發(fā)送功率，從而降低相互干擾。 發(fā)送功率調(diào)整后，兩個同頻 AP不再干擾 2. 頻譜分析 頻譜分析能夠及時、全面地檢測出來自周圍環(huán)境的非 WLAN 干擾。當(dāng)頻譜分析檢測到新的干擾時，將會發(fā)出告警，并顯示干擾的類型、干擾的信道、干擾強度、占空比等信息，并可以進一步定位干擾所在XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 25 / 57 位置，便于及時排 除。頻譜分析還能監(jiān)控整個網(wǎng)絡(luò)的空口性能的情況，并適時發(fā)出告警。 頻譜分析和 RRM結(jié)合，能夠使得整個網(wǎng)絡(luò)在無需人工介入的情況下，及時規(guī)避干擾信道，從而保證網(wǎng)絡(luò)的可用性。 3. 信道復(fù)用 在高密度部署的環(huán)境中，如寬敞的會議大廳、學(xué)生宿舍、圖書館等， AP 部署密度比較高，常會導(dǎo)致同信道的 AP 之間可見，相互干擾嚴重。利用信道復(fù)用技術(shù)，可以進一步降低 AP 的覆蓋范圍，從而消彌相互干擾，提高信道重用程度。 信道復(fù)用實際上是提高 AP 的 CCA 門限并降低接收靈敏度。 CCA，即信道空閑評估，是指 WLAN 芯片在向空口發(fā)射信號前需要評估信道是否為空閑。若為空閑，則在執(zhí)行完沖突退避算法后就可以發(fā)送報文；若為忙，則需等待。接收靈敏度是指要求到達 WLAN 接收機的 RF 信號強度不能低于一定值，才能被正確接收。實際上，當(dāng) RF 信號強度低于接收靈敏度時， WLAN芯片將不啟動接收動作。 當(dāng)接收靈敏度降低時，將會縮小 AP 的覆蓋范圍，但同時能夠忽略同信道的鄰居 AP 信號，從而不影響各自范圍內(nèi)的接收。當(dāng)提高 CCA門限時，即使同信道的鄰居 AP 在發(fā)送 信號，只要信號強度不超過 CCA門限， AP 仍能夠發(fā)送自己的信號。此時只要該信號到達 Client處能夠滿足 SNR（信噪比）要求，仍能被 Client正確接收。 XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 26 / 57 采用信道復(fù)用后， AP 的覆蓋效果以及不同距離內(nèi)的吞吐性能對比 其他無線干擾避免和消減措施 上述幾種技術(shù)給 WLAN 網(wǎng)絡(luò)性能能夠帶來非常大的性能改善，業(yè)界普遍都實現(xiàn)了這些技術(shù)特性。除了上述方法外， H3C 公司還創(chuàng)新地實現(xiàn)了下述技術(shù)特點。這些技術(shù)特點從 WLAN整網(wǎng)協(xié)調(diào)等細節(jié)上進一步完善整個網(wǎng)絡(luò)，降低相互干擾，對提高 WLAN 網(wǎng)絡(luò)性能也有很好的效果。這些技術(shù)特點包括： ? 報文發(fā)送速率調(diào)整； ? 逐包功率控制； ? 智能負載均衡技術(shù)； ? 降低低質(zhì)量用戶的影響。 報文發(fā)送速率調(diào)整就是動態(tài)計算每個報文發(fā)送速率。 H3C AP 能夠針對每個 Client每次發(fā)送報文或重傳報文時，都會考慮 Client 的信號強度、 歷史發(fā)送信息等，動態(tài)計算當(dāng)前報文合適的發(fā)送速率。當(dāng)發(fā)送失敗時，可以根據(jù)不同環(huán)境采用不同的速率調(diào)整算法。例如，高密度部署環(huán)境下，當(dāng)采用高速率導(dǎo)致報文發(fā)送失敗時，不會采用非常XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 27 / 57 低的速率來重發(fā)報文。這是由于高密度環(huán)境下，報文發(fā)送失敗一般是由報文沖突引起的，采用非常低的發(fā)送報文時，只會導(dǎo)致發(fā)送報文的空口時長變長，影響的范圍更大，從而導(dǎo)致更大可能的沖突，引起其他 AP 也進一步降低發(fā)送速率，使得整個網(wǎng)絡(luò)處于低性能狀態(tài)。而只采用高速率重傳，即使多次發(fā)送不成功，也可以利用上層的重傳機制，最終不影響上層應(yīng)用的可用性。 逐包功率控 制和 RRM動態(tài)調(diào)整 AP 功率的目的一樣，在于減少同頻 AP 之間的干擾。 H3C AP 在發(fā)送每個報文時，都會根據(jù) Client 的RF 狀態(tài)調(diào)整當(dāng)前報文的發(fā)送功率。逐包功率控制能夠最大程度減小信號發(fā)送影響的范圍，還能同時保證 AP的覆蓋范圍。 智能負載均衡技術(shù)不同于簡單的負載均衡技術(shù)，無線控制器會根據(jù) Client 的位置進行判斷，只有處于兩個 AP重疊區(qū)域的 Client 才啟動均衡，讓其 Client 接入到負載輕的 AP 上。智能負載均衡能夠減輕單個 AP 的負荷，從而降低這個 AP下各個 Client的沖突比例。 因用戶所使用網(wǎng)卡的差異（或 者所處位置等其他差異），同一 AP下各用戶的表現(xiàn)往往也有差異，常會出現(xiàn)個別用戶的速率非常低的情況。如果某 AP 下存在一個高速率用戶，一個低速率用戶，則由于兩個人搶到的空口機會差不多相等，導(dǎo)致高速率每次快速發(fā)完自己的數(shù)據(jù)后都要等待低速用戶慢騰騰地發(fā)完它的數(shù)據(jù)。所以高速率用戶的性能受到了低速率用戶的很大制約。因此通過抑制低速率用戶占用的空口時間，降低其對空口的影響，從而提高整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐性能 。 XXX 電力公司變電站無線內(nèi)網(wǎng)建設(shè)方案 28 / 57 無線供電設(shè)計 目前主流的三種供電方式有三類 ： ? POE 交換機供電 ? POE 適配器供電 ? 設(shè)備強電取電 本次項目 AP 主要為室外安裝 ，設(shè)備周圍無法直接通過強電取電，必須采用 POE供電的方式。 POE交換機適合大量 AP統(tǒng)一供電的情況，根據(jù)目前實際情況，每個 變電站 需要部署的 AP 數(shù)目較少，采用 POE交換機的性價比不高，因此推薦采用 POE適配器供電的方式。 每 個 AP 配置 1 個 POE 適配器 ，采用單端口 POE 注入單元。該 POE注入單元集成 2（ 1進 1 出）個千兆以太網(wǎng)端口，最大輸出功率 25W，可以直接給 1 個 AP供電。 覆蓋效果設(shè)計 在 WLAN 工程建設(shè)中，有著不同的覆蓋方式，不同覆蓋方式設(shè)備的覆蓋距離需通過預(yù)估計算或模擬測試來確定。根據(jù) AP 和終端網(wǎng)卡設(shè)備接收靈敏度，