2.2 Wi-Fi无线网络勘察
现场勘察是成功部署Wi-Fi网络的关键。IEEE 802.11x技术使得现代网络具有了更大的灵活性,并使用户获得了更高的效率,但同时也容易受到环境因素的影响,进而使网络实际性能下降。通过现场勘察并调整网络规划方案,来确保网络建成后每个用户接收到的信号足够强,且在其工作区域得到最大的网络吞吐速率,这就是对现场环境进行勘察的目的。
现场勘察首先是要清楚地了解用户对于网络的需求,包括覆盖范围、网络设计容量和网络的预期质量等。除了要知道如何布置网络来满足需求之外,还要考虑Wi-Fi网络本身的限制因素。影响无线电波传播与信号质量的因素很多,如建筑材料、结构与楼层规划均会影响无线电波在整栋建筑物中的传播。每栋建筑物里的干扰程度也不尽相同,而且温度和湿度也会对信号质量造成影响。及早进行现场勘察有助于掌握相关的无线传播环境因素,同时为网络建设方案的确定提供可靠的实测数据。
2.2.1 用户的需求
在进行Wi-Fi网络建设之前,最好事先搜集技术上的要求,征询必要的信息以理清用户心目中有哪些期望是最重要的,勘察人员可以使用下列检查项来记录用户需求。
(1)吞吐量
Wi-Fi网络使用的设备类型以及资源规划在很大程度上将取决于需要承载的满足用户业务需求的吞吐量。
(2)覆盖范围
明确覆盖目标以及覆盖率。对难以覆盖的特殊区域进行覆盖时需要采取其他的策略,例如,电梯井通常位于中央大楼的核心,难以覆盖。要在电梯里提供信号不难,但是大多数用户或许无此需求。
(3)用户密度
除了确定用户所在的热点位置,还需要注意覆盖区域内的用户密度。公共场所的用户通常比较密集,例如会议室、大厅和餐厅等。
(4)用户数目
需要明确估计使用Wi-Fi网络的用户数量以及用户期望达到的网络服务质量,同时需要考虑未来的用户增长情况。
(5)实体上的考虑
需要明确Wi-Fi网络中AP与骨干网连接的方式,如在现有架构上进行铺设或重新铺设网线;需要保证对新增AP的供电;需要确定天线架设的方式,如暴露在外或进行隐藏。
(6)应用上的特性
需要明确不同业务类型对网络质量的不同要求,例如对时延的敏感程度、对误块率的敏感程度等。
2.2.2 环境因素的考虑
网络所处的环境对勘察结果也有很大的影响。AP和用户之间的障碍物会导致无线信号的散射、折射和反射,从而造成信号质量下降,以下是需要考虑的环境因素。
(1)天线位置
减少AP和用户终端直线间的障碍就可以最大程度地降低对信号的影响。在有各种文件柜的办公室环境内,将天线放置在较高的位置一般会改善其对于室内各用户的信号质量。
(2)障碍物
诸如架子、柱子之类的障碍物都会影响Wi-Fi设备的性能,无线信号受到金属障碍物的影响比其他物体更明显。所以要特别注意AP和用户之间大型的金属障碍物,例如存储柜及金属架子等。
(3)建筑材料
无线电波穿透性能受建筑材料影响很大,例如玻璃比混凝土砖块允许更大的无线电波传输距离。
(4)物理环境
2.2.3 Wi-Fi无线网络勘察准备
在进行现场勘察前,勘察人员需要根据选址原则与设计规范的要求,制定勘察站点列表,安排勘察计划,并通过业主等方面获取站点的建筑设计图。如站点已经建设有运营商室内分布系统覆盖、小区覆盖等,勘察前需准备GSM/3G室内分布系统施工图纸,以便现场勘察时作为馈入方案的参考。
1.勘察设备准备
在进行现场勘察前,勘察人员应将勘察所需设备准备好,如表2-2所示。
表2-2 勘察设备表
将勘察物品准备妥当后,应再次检查物品的完备性。对于电子产品应检查其电池情况,同时带好备用电池。
2.勘察准备工作
(1)根据选址原则和设计规范要求,制定勘察站点列表,安排勘察计划。
(2)提前与勘察地点的业主取得联系,得到业主的勘察准许(记录好业主的联系方式)。
(3)如站点已经建设有运营商室内分布系统覆盖、小区覆盖等,勘察前需准备室内分布系统施工图纸,以便现场勘察时作为馈入方案的参考。
(4)如无勘察地点的建筑示意图,应与业主进行沟通,获得尽可能详细的大楼建筑图纸。建筑图纸应包括以下内容:
⑴每个楼层的平面图;
⑵楼层各个方向立体图;
⑶大楼内部强电井、弱电井施工图纸;
2.2.4 Wi-Fi无线网络现场勘察
1.勘察信息记录
勘察记录表使用要求统一,记录时字迹清晰、填写完整,绘制示意图时要求有必要尺寸标注、磁北方向标识以及设备安装位置定位和周边情况注释。
(1)在勘察记录表上填写项目名称、站点名称、站点详细地址。
(2)在勘察记录表上填写勘察人员姓名、勘察日期。
(3)在站点所在位置记录卫星定位经纬度,经纬度表示方式要统一。
(4)了解站点属于何种类型以及目标区域、特殊区域的位置数量和特征等,将详细情况记录在勘察记录表上。
(5)了解站点覆盖目标区域用户情况,记录在勘察记录表上。
2.勘察照片拍摄原则
为了便于了解建筑物结构,需要拍摄照片,加深记忆。拍照之前要选择特征楼层,这样能够保证以较高的效率完成照片拍摄工作,并提供足够的建筑物特征信息。
照片拍摄时要遵循以下原则。
(1)拍摄站点外观照片、周边环境照片,以说明站点特征。
⑴对于室外环境,应尽量拍摄带有建筑物明显特征的外形轮廓全景照。
⑵对于室内环境,应对于楼层平面布局、天花板结构特征、窗户和屋门等进行拍照。
(2)拍摄以太网交换机设备安装位置照片。
(3)在新增Wi-Fi天线位置处拍摄照片。
(4)如果属于馈入方式引入Wi-Fi系统,需拍摄原有设备间照片。
(5)拍摄现有电力系统照片,要求照片质量达到可看清电力设备标识的程度。
(6)拍摄楼层馈线穿孔位置。
(7)拍摄异常结构(如大的金属物件)。
一般的商业楼宇对于室内摄影、摄像控制比较严格,因此拍摄室内照片需要获得业主许可。
3.Wi-Fi无线接入勘察要求
(1)基本要求
⑴依据站点选址、设计规范确定,结合现场情况初步确定站点的分布方式。
⑵现场勘选AP设备的可用安装位置,并在勘察记录表上草绘示意图。
⑶对照建筑示意图,标明楼宇的内部结构、材质等信息。
⑷根据现场情况确定天线类型、增益、安装位置、安装方式以及天线覆盖方向,并草绘天线安装位置示意图。天线安装位置选择时应充分考虑目标覆盖区域,减少信号传播阻挡,避开干扰源。
⑸现场确定连接AP设备的各类线缆(超五类线、电源线、馈线)的路由。
⑹勘查人员需要与业主沟通,确认业主对设备安装是否有特殊要求(如明装、暗装、隐蔽安装等)。
(2)馈入原有分布系统要求
对于采用合路馈入原有分布系统提供覆盖的情况,应现场核实原有分布系统天线位置是否能够合理有效地满足Wi-Fi覆盖要求。如果不能满足,需要按照设计规范中的要求,现场拟定原有天线迁移方案以及确定新增天线数量和位置,并在勘察记录表上草绘示意图。同时对于拟定的新增天线的位置进行摄像,并在照片上标记天线位置示意图。
勘察人员应在现场初步确定AP设备合路馈入分布系统的具体位置,同时使用数码相机对位置进行拍摄。馈入点如在建筑吊顶内,则需选择靠近检修口的位置,以便于安装维护。
对于合路共用天线的情况,经现场拟定建设方案后,需详细记录下需要更换为双频或多频天线的位置以及数量。
(3)新建室外站点要求
如需新建站点,则在现场勘察的过程中,需要确定在天线安装所要求的位置与高度上是否有安装条件。如果需要新建天线抱杆、桅杆、铁架等各类支撑,需在现场确定其安装位置和高度等,并将架设方案绘制在勘察记录表上。
室外安装天线时,应考虑到AP设备与天线的距离不能过远,落实好AP设备的安装位置。
由于室外天线一般都距离建筑物有一定的距离,因此需要在勘察时考虑到如何保障室外设备、线缆等的安全。
4.交换机勘察要求
(1)根据初步方案中AP设备数量,初定以太网交换机型号(FE接口数量)以及交换机数量。
(2)勘察人员应现场确定交换机的安装位置,并在勘察记录表上绘制安装草图。安装位置应具备安全性、可操作维护性、可扩容性。
(3)勘察人员应现场确定以太网交换机至各个AP设备的线缆布放路由以及以太网交换机至配套设施的线缆连接路由。
(4)当以太网交换机至AP设备的线缆路由长度超过100m时,需要增设五类线信号中继器或者增设一台以太网交换机,其间以光纤联通,保证AP设备与交换机间信噪比不会严重恶化。
(5)对于确定的交换机安放位置、布缆位置等,需要使用数码照相机进行拍摄,每个位置拍摄1~2张照片。
5.配套设施勘察要求
(1)电源
⑴AP供电方式。
对于每一个AP设备,需要现场确定供电方式。如果不具备单独使用220V市电供电条件,需提出以太网远端供电要求,并估算所需设备数量。对于确定的电源位置,需要拍摄照片进行存档,同时,在勘察记录表中进行位置记录。
AP设备安装于室外时,需根据设备情况,配置交流电缆或者由中频控制电缆对其供电。勘察时需要确定电缆长度、路由以及输电端点。电缆路由长度不应超过90m。
⑵以太网交换机供电系统。
如果利用已有电力系统,需详细记录现有电力系统情况,包括已用空气开关数量、剩余空气开关数量、上级开关能力。
如果新建电力系统,需记录引电节点、引电电缆路由、交流配电盘以及电表安装位置。对于安装位置需要摄像记录。
(2)传输
根据现场情况,记录具备何种传输上联条件:光纤直接上联、通过E1线路上联、通过租用专线上联。根据不同上联条件,绘制上联设备安装位置草图。
(3)防雷接地
⑴现场勘察需按照《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》YD/T 5098-2005中的要求,对防雷接地系统能力进行核查。对于不能满足规范要求的站点,需注明新建或改建防雷接地系统,并勘选接地引入路由。
⑵所有需要连接室外天线的射频馈线,在进入室内前,均要求接地。
⑶设备保护地、馈线、天线支撑件的接地点应分开。每个接地点要求接触良好,不得有松动现象,并作防氧化处理(加涂防锈漆、银粉、黄油等)。
(4)防水防尘
在勘察现场应注意安装仪器的工作环境,对于空气中湿度较大、灰尘杂质含量较多的环境,应作专门记录,以便后续采取相应解决方案。
2.2.5 勘察结果整理
(1)对于勘察记录表应尽快进行电子化,以便保管和使用。勘察记录表按照“勘察时间-勘察地点”的命名方式进行命名。
(2)对于数码相机拍摄的照片,应立即导入到电脑中,并且按照“勘察时间-勘察地点-用途”的命名方式,对数码照片进行命名。
(3)如有AutoCAD格式的电子版建筑图纸,则在平面图上标记确定的AP位置、以太网交换机位置、电源供电位置以及走线位置。
(4)对于每次勘察,建立专门的文件夹保管所有资料,文件夹按照“勘察时间-勘察地点”的命名方式进行文件夹命名。此文件夹中应包含以下内容:
⑴勘察记录表;
⑵勘察照片;
⑶建筑图纸。
(5)分阶段对于站点勘察成果进行汇总,并建立专门的勘察数据库对于阶段性资料进行存储。
2.2.6 Wi-Fi模拟测试
1.模拟测试(简称模测)目的
为了获得传播特征信息,需要进行模拟测试。模拟测试有以下三个目的。
(1)完成测试之后,确定测试场景的铺设系统方案和天线布置方案。
(2)通过大量的测试数据的分析,获得AP典型覆盖半径,以及典型的隔墙、楼板、天花板的穿透损耗值。
(3)对于模拟测试结果不理想的位置,重新进行勘察,提出新的布置方案。
2.测试环境及其他要求
(1)应在实际使用环境下测试,以验证实际环境下的网络性能。
(2)具备测试需要的设备、电源和安全条件。
(3)按统一规定的测试方案进行,测试过程有相关技术人员陪同或参与。
3.模测测试工具
(1)Wi-Fi所用2.4GHz频段信号发射机,要求可步进调节频率和发射功率满足Wi-Fi常用频点模测要求。
(2)Wi-Fi频段所使用的各类天线,包括全向吸顶天线、对数周期天线、定向板状天线、高增益定向天线。
(3)已知传输损耗的定长同轴馈缆。
(4)Wi-Fi频段测试用接收机若干部。
(5)测试区域建筑图以及测试记录表。
4.模拟测试流程
模拟测试流程如图2-2所示。
图2-2 模拟测试流程图
5.测试步骤
(1)准备工作
准备工作主要包括物业协调、测试工具协调、测试人员安排等,还需要准备楼宇平面图纸和模测记录表格。
(2)确定天线架设位置
根据平面结构、天线输出功率以及边缘强度要求,确定天线候选位置和天线类型。将测试天线架设于工程预装位置,连接测试信号发射机、同轴馈缆和测试天线。天线候选位置为设计中预计要安放的并且有实际操作可能的天线架设位置。通过现场勘测以及与业主交流,确定天线候选位置。
(3)设置模拟信号源参数
原则上按照设计需要设定信号源参数。
(4)收集数据
选择目标区域边缘、阴影区域以及业务高发区域进行多点测试,标明测试点位置并记录接收信号场强。记录接收信号最小值和接收信号中值,并计算测试点至测试天线间的路径损耗。
(5)效果评估
针对目前实际测得数据,结合预先设想的区域覆盖效果,两者进行对比。对于结果不理想的区域,重新调整天线位置和发射机参数,直至满意为止。
(6)模测结果整理
⑴对于模拟结果记录表需要尽快电子化,按照“模测一时间一地点”的命名方式对表格进行命名。
⑵要根据模拟结果记录表,在平面建筑图上对于测试结果进行标注,作为路径损耗示意图。
⑶要根据模测结果编写模测报告。模测报告需包含模测情况、测试结果、路径损耗分布图、目标区域接收信号最小强度,并给出建设方案是否可行的结论。