WLAN无线接入系统

WLAN热点覆盖的主要建设方式主要有室内独立组网、分布系统合路方式建设等。针对具体的场景，可采用一种或多种建设方式，满足覆盖和容量的需求。

（1）室内独立组网

该方式是直接在室内部署室内单点布放型AP（100mW）提供WLAN无线覆盖。适用于无室分系统且建筑物格局比较简单、面积较小的热点。

（2）分布系统合路方式

这种方式是WLAN和现有移动通信系统相结合的一种组网方式。在该方式下，采用室分合路型AP（500mW）将WLAN无线信号通过合路器耦合入原有的2G/TD室内分布系统，WLAN/2G/TD系统共用天线和馈线，同时为用户提供WLAN和移动网络接入无线信号。适用于有室分系统或可以新建室分系统且建筑物格局复杂，面积较大的热点，但本方式要求分布系统的天馈及各种器件支持2.4GHz频段，否则需要对现有室内分布系统进行改造。

（3）室外独立组网

WLAN部署也可采用室外AP对室内进行穿透覆盖的方式，此时我们一般采用大功率AP（500mW），并应用高增益的定向天线指向覆盖区域。适用于室外覆盖场景，如运动场或建筑物内较难施工的场景等。采用室外型覆盖方式建设速度快，网络维护简单，投资少、见效快，但由于室外无线环境复杂，覆盖效果较差，干扰不易控制。

（4）Mesh组网

WLAN作为无线宽带接入建设时还可以采用无线网状网的方式，即WLAN Mesh。WLAN Mesh技术相关的标准为802.11s，尽管该技术提出时间较早，但是广泛应用主要是在2004-2005年。该技术的大量应用扩展了WLAN的覆盖范围，使得WLAN的覆盖由热点扩展到热区，同时使网络部署更加容易。

WLAN Mesh技术是由AP间的无线传输链路替代了传统WLAN中AP接入有线LAN中的五类线缆，形成无线网状网。该网络技术的特点主要体现在AP间无线中继链路的实现、路由选择、网络安全、移动性等方面。

无线网状网是一种基于多跳路由、对等网络技术的新型网络结构。它具有移动宽带的特性，可以动态地不断扩展，网络拓扑自动发现、自管理、自动修复，在组网方式、传输距离以及移动性上都有很大的改进。在系统构成上，无线网状网采用无线网关 CAN（Community Area Network）的结构。无线网关负责移动性和安全性等方面的管理，CAN负责用户的接入和数据向有线网络的汇聚。无线中继链路的实现、网络结构的形成、路由选择和网络安全主要集中在CAN中。CAN由一组呈网状分布的AP构成，各AP均采用级联的方式通过无线中继链路互联，将无线“热点”扩展为大面积的无线“热区”。NAP（Net AP）是CAN中与有线网络进行互联的节点，它结合了IP路由功能（路由器或三层交换机）与无线AP的功能，位于NAP的无线AP成为AP NAP。CAN中可以有一个或多个NAP，所有的数据通过NAP汇聚到有线网络中。

无线网状网采用了Multi-Band、Multi-Radio的无线中继方式，以802.11b/g提供用户接入，以802.11a提供AP间的无线中继。在网络中，各AP可以自动完成无线中继链路的搜索、判断、建立和修复。即AP加电启动后自动搜索相邻AP，根据特定的算法判断与相邻AP间的802.11a无线链路质量，选择其中最好的一个与其建立无线中继链路，这条链路由于某种原因失效后，AP可以自动转向其他相邻AP并与其建立新的无线中继链路。

在无线网状网中，可能存在多条将用户数据传回有线网络的路由，考虑到终端在网络中的移动性和终端有限的传输距离的限制，用户的回传路由是可能随时发生变化的。因此，如何选择最优或相对最优的回传路径，如何对该路径进行维持、拆除就显得特别重要。选用的路由协议的效率将直接影响网络的性能。当前业界和学术界主要有两种做法：一种是沿用有线网络中普遍采用的路由协议，例如OSPF、RIP等链路状态、距离向量协议；另一种是开发无线专用的路由协议，主要可以分为两类——表驱动（Table-drived）路由协议和按需（On-demand）路由协议。

无线网状网中，AP之间的无线传输链路路由协议主要是OSPF协议。作为一种主要为有线网络开发的协议，OSPF在无线网状网规模不大的情况下，可以保证网络的性能。从无线网状网的特点看，充分考虑无线环境下的链路质量时变性、多条传输、动态拓扑等特点，开发无线网状网专用的路由算法是必需的。

在国内，WLAN市场应用开始于2000年，真正启动是在2001年下半年。由于公众运营市场和行业用户WLAN应用需求增长，2002年成为国内WLAN运营市场比较活跃的一年。中国电信的“天翼通”服务、中国联通的“无线伴旅”和中国移动的“随e行”业务在全国范围内开展，从此开始了WLAN在国内的广泛应用。

国内运营商将WLAN目标客户最初定位于高层商务人士，主要热点集中在高档宾馆、酒店、会议、机场等高端商务人士经常出入的场所，于是试探性建设网络，初期由于热点较少，难以形成规模效应，经济效益较差。随着WLAN在国内的发展，目标定位由原来的高端客户流动场所改为高端客户、集团客户、学生客户日常生活和工作的场所。WLAN的应用由传统的无线宽带接入拓展到无线宽带、移动视频监控、图像采集、区域安防、甚至语音通信等领域。应用的拓展和技术上的进步为其自身的发展注入了新的活力，2005年，WLAN的建设在国内又重新活跃了起来。2010年开始三大基础电信运营商又一次非常重视WLAN，定位为进入宽带市场和建设无线城市的经济有效方式，是分流蜂窝网络数据流量、承载业务发展和支撑宽带接入的有效手段，大规模的校园网和无线城市采用WLAN。

从我们以前设计传统WLAN和后来设计WLAN Mesh的经验看：利用WLAN Mesh技术可以组成大面积热区无线宽带接入网络，并且用户可以在热区内不同AP之间平滑切换，WLAN Mesh从网络部署、建设成本和通信质量多方面都优于传统WLAN和有线LAN。随着一些新技术如OFDM、MIMO等的引入，WLAN Mesh的无线加宽带特点更加突出。只要运营商选择好的运营模式，WLAN Mesh在WLAN基本业务的基础上会带来WLAN的又一次新发展机遇。

WLAN是指以无线信道来替代传统有线传输介质所构成的局域网络，它是一种利用无线技术实现快速接入以太网的技术，根据产品性能以及传播环境的不同可以覆盖几十米至几百米的范围。WLAN发展过程中出现了多种技术标准，最主要的标准是IEEE 802.11系列标准，目前正在使用的为IEEE 802.11a、802.11b、802.11g和802.11n等。美国无线局域网标准组织Wi-Fi（Wireless Fidelity）联盟旨在发展802.11技术，在全球范围内推行WLAN产品的兼容认证。目前Wi-Fi联盟会员数已达322家，其中有12家中国会员企业。

IEEE 802.11b标准采用相对简单的直接序列扩频（DSSS）技术，其空中接口速率理论上可以达到11Mbit/s，应用层速率可达到6Mbit/s。802.11b使用的2.4GHz ISM（Industrial Scientific Medical，国际电信联盟定义此频段主要开放给工业、科学、医学机构使用，属于无需授权许可频段）频段，易受外界电磁干扰。虽然802.11b 11Mbit/s的传输速率可以满足大多数用户的接入要求，但仍不能满足用户日益增长的带宽需求。相比有线局域网，802.11b的速度瓶颈日益明显，将逐步被后期的802.11n等标准取代。

IEEE 802.11a采用了传输速率较高的正交频分复用（OFDM）技术，理论速率可高达54Mbit/s，应用层速率可达到20Mbit/s，但由于其工作在5GHz频段，无线传播特性较差，随着距离的增加，其速率下降较快。另外，5GHz自由频段应用较少，外界干扰相对较少。

IEEE 802.11g工作在2.4GHz频段，采用两种调制方式，包括802.11b 中采用的CCK（补码键控）调制与802.11a 中采用的OFDM调制，既达到了在2.4GHz 频段实现802.11a 相同水平的数据传送能力，也确保了与现有大量802.11b产品的相互兼容，使原有的WLAN系统可以平滑地向高速WLAN过渡，延长了IEEE 802.11b产品的使用寿命，因而成为无线局域网中应用较多的标准。

IEEE 802.11n标准采用多输入多输出（MIMO）、正交频分复用、信道捆绑、更短GI（Guard Interval，保护间隔）等多种新的关键技术，不但提高了无线传输质量，也使传输速率从54Mbit/s增加至600Mbit/s。802.11x规范的物理特性见表1。

表1 WLAN物理层标准及其主要特点

802.11标准工作组正在制定更高吞吐量的标准——802.11ac和802.11ad。802.11ac作为802.11n标准的延续，工作频段被设计为6GHz频率下以及支持MIMO技术，并在此基础上技术改进与创新，以求达到1Gbit/s吞吐量的目标。802.11ad主要针对实现家庭内部无线高清音视频信号的传输，802.11ad将高频60GHz频谱定为工作频段，并且通过对MIMO技术的支持，使单一信道吞吐量超过1Gbit/s。

IEEE 802.11i标准结合IEEE 802.1x中的用户端口身份验证和设备验证，对无线局域网MAC层进行修改与整合，定义了严格的加密格式和鉴权机制，以改善无线局域网的安全性。

2003年，我国无线局域网国家标准WAPI（WLAN Authentication and Privacy Infrastructure）由工业和信息化部报送国家标准化管理委员会正式颁布。WAPI即无线局域网鉴别与保密基础结构，是针对IEEE 802.11协议中安全问题提出的WLAN安全解决方案。WAPI安全机制是采用一种控制端口的认证体系，并采用国家密码管理委员会办公室批准的公钥体制的椭圆曲线密码算法和分组密码算法，分别用于WLAN设备的数字证书、密钥协商和传输数据的加解密，从而实现设备的身份鉴别、链路验证、访问控制和用户信息在无线传输状态下的加密保护。其特点如下：

· WAPI是属于数据链路层的协议标准；

· 采用基于公钥密码体系的证书机制，真正实现了移动终端（STA）与无线接入点（AP）间双向鉴别；

· 支持Windows98/2000/XP、Linux等操作系统；

· 提供与现有计费技术兼容的服务，可实现按时计费、按流量计费、包月等多种计费方式。

WLAN规划和设计中，各主要指标建议见表2。

表2 WLAN主要设计指标建议

注：

1*：该用户数是在所有用户均为802.11n制式前提下的结论，在802.11g、802.11n终端混合接入时，网络容量相应下降。

2*：对于受传输带宽等条件限制的热点，可根据传输带宽等确定下载速率要求；对于限速的热点，可根据限速具体要求确定下载速率要求。

（1）WLAN和移动网络更深层次的融合，包括WLAN网上移动业务的实现，基于移动IP技术的WLAN 和移动网络间无缝漫游的实现等；

（2）无感知WLAN认证方式，如MAC认证、PEAP认证、SIM认证等；

（3）WAPI认证、安全机制以及与目前网络的融合；

（4）IEEE 802.11n、802.11ac、802.11ad等技术标准；

（5）WLAN现网质量的提升；

（6）大覆盖AP建设方案及性能保证；

（7）AP与AC之间接口标准化；

（8）AC云化技术；

（9）WLAN抗干扰技术。

WLAN over CATV(WOC)是利用现有的有线电视系统进行房间无线信号覆盖，彻底解决了酒店传统无线网络同频干扰和信号穿墙变弱的难题。WOC利用有线电视系统传输802.11b/g无线网络，1个AP可以覆盖8个或更多的房间，能够为酒店客房实现其他技术或方案达不到的优质无线信号覆盖，并且无线网络连接可靠，实现高速上网。WOC系统已经成功应用于多家五星级酒店，各大电信运营商也在研究采用。

WLAN over CATV

有线电视无线网

前言：

1) 酒店客房无线网的共同难题:

--无线AP集中安装, 严重同频干扰,网速下降

--门口卫生间严重屏蔽,房间信号很弱

--无线连接跳来跳去,很不稳定

根据投入使用的无线网络实际使用经验看，所有酒店无线系统共同面对同频干扰和信号弱的难题，方案只能是解决其中的一个难题。近来出现了“瘦AP”，许多厂商声称能解决系统自身干扰的问题， 美国Novarum公司于2007年11月发表了研究报告，市场上几个采用不同技术的顶级品牌无线AP，包括Cisco,Aruba 和Meru, 在72台笔记本电脑和15台接入点的纯数据测集中压力测试下，都解决不了同频干扰问题，无线网速很低, 总带宽大概只有50M, 彻底打破了广告中的美丽神话。

2) 传统无线网络酒店客房覆盖方法和遇到的实际问题

A、在走廊集中安装大量无线AP，AP信号穿墙进入房间实现覆盖，这是最常用的方式，缺点：

1、 自身干扰严重，速率低。由于AP数量多，导致系统自身干扰，特别是同频干扰，中空结构酒店的干扰更加厉害。

2、 大部分房间内信号低，而且很不均匀。由于酒店房间门口处是卫生间，对信号的阻挡十分严重，装修越豪华阻挡越严重，导致大部分房间内信号只有2个格左右。

3、 有效辐射功率严重超过国家标准，对人体有害。

4、 中空结构的酒店在环廊区域使用时，无线网络“跳来跳去”。

B、每房间安装一个小功率AP，这是采用A的方案后发现不行提出的，虽然解决房间内信号的问题，但是自身的干扰问题却更加突出，使用无线网络时总是“跳来跳去”，导致几乎无法使用。

C 、室外安装天线向室内覆盖的方法，虽然解决了系统自身的干扰问题，但是：

1、容易受外来AP的干扰

2、信号质量很差，房间内只有靠近窗户的位置才能使用，

（一）WOC工作原理

从传输角度看，WOC是一套802.11b/g无线网络的天线延伸系统。AP集中安装在走廊或设备间，在这里WLAN和CATV信号混合后一起输入到现有的CATV线路, 利用CATV线路同轴电缆在全屏蔽无干扰下直接输送到每一房间内，最后通过WOC面板（分离器）将信号分开，实现房间内优质无干扰无线网络覆盖和电视功能，由于工作频道不同， WLAN 和CATV信号互不干扰，其过程为：

1. 进入房间前，AP无线网桥2.4GHz信号和有线电视信号在走廊或设备间输入到专用的合路分配器，由其产生混合的WLAN/CATV信号，

2. WLAN/CATV混合信号通过现有的有线电视线缆传送到每一个有电视面板的房间

3. 进入房间后，混合信号通过专用的WOC电视面板进行信号分离。

4. 分离出的WLAN信号由面板的天线发射出去，电脑高速无线上网，同时CTAV信号传输到电视机，可以收看电视节目。

CATV常用的线缆是SY(W)V-75-5同轴电缆，SY(W)V-75-5同轴电缆是专门为有线电视生产的，传统观点认为在传输2.4g的频率衰减很大，最好不使用。根据实际测量，SY(W)V-75-5同轴电缆率衰一般是50db/100米左右。微波链路损耗计算公式：损耗（以dB为单位）=32.5 20log(频率，GHz) 20log(距离，米) 传输线缆损耗。假设传输到50米处，通过计算，采用CATV线缆的传输损耗要比通过空气传输少9db左右，如果再考虑墙壁对无线传输的15—25dB损耗，CATV线缆传输至少要比传统的覆盖方式减少了25db的损耗，足可以达到3格以上的信号强度，WOC就是基于这点提出的，成功项目的实地测试也同样证明了这一点和WOC实用性。

（二）WLAN OVER CATV方案的技术优势

(1) 信号强:覆盖均匀，没有死角: 实现房间内3-5格的无线信号

(2) 无同频干扰 :AP安装屏蔽，AP之间没有同频干扰；一个 AP信号分配到 8 个或16 个房间，加上 CATV 线缆的自然损耗，延伸到房间内的无线信号不会过强 ,造成和其他 AP 的信号干扰。同时这些房间在同一AP有效的工作和管理下，彼此之间不会干扰。

(3) 工作稳定 : 在同一房间内不会收到好几个AP信号 , 不会出现传统覆盖方式的 “ 时断时续 , 无线网络跳来跳去 ” 现象。

(4) 覆盖房间多：一个AP能覆盖8个或更多的房间。

(5) 网络速度高

(6) 无须WLAN现场勘测即可制定方案：只需要根据CATV图纸，更换对应的分支/分配器

(7) 网络管理有效容易

(8) 施工简单 : 无须更改现有同轴电缆网结构，如东方君悦酒店 400 房间 11 天完工。

(9) 低辐射 : 功率只有传统覆盖方式的几十分之一，符合国家相关规定，确保人身安全。

(10) 产品通过 << 国家广播电视产品质量监督检验中心 >> 认证：符合有线电视系统标准，可以安全合格使用，不会影响现有 CATV 系统运作。