1  校园WLAN网络的需求

目前，众多高校都已经建设了3G网络，但对于学校这样用户密集的用户群，3G网络暴露了容量不足和高速数据业务体验不畅的问题，这需要一种技术对3G网络进行有效的补充，以改善用户体验。

对于与日俱增的无线数据流量对3G网络造成的巨大压力，中国联通宽带业务应用国家工程实验室副总工刘红旗表示：“WLAN+3G是一个很好的解决方案。”在同时拥有WLAN和3G网络覆盖的场所，优先选用WLAN做为数据接入方式。且同一时期WLAN的接入带宽性能10倍于3G；3G成本较高而WLAN却成本低廉。

本文将针对WLAN在学校校园中点型场景的覆盖做详细介绍。

2  校园WALN覆盖分析

2.1  校园WLAN容量分析

随着WLAN在校园内的用户量日益增多，对于WLAN设计的难点和重点将是容量的规划，WLAN容量计算方式：

每用户速率=（每AP连接速率×传输效率）/（2×用户数量×忙时用户激活比例）

每AP基本连接速率：802.11g每个AP的最大连接速率为54 Mbit/s；

传输效率：表示总开销效率因子，包括MAC效率和纠错开销，取50%；

用户数量×忙时用户激活比例：得到同时使用系统的实际用户数量；

在计算每用户的双向速率时，应将计算得到的用户速率再除以2。

综合考虑设备的布点及数量，考虑同一楼层内的接入用户数，不同楼层分别规划，建议校园WLAN覆盖中：建议单AP并发用户数≤15。

2.2  校园WLAN覆盖指标

为保证校园WLAN覆盖的数据下载速率，需确保WLAN覆盖方案以下指标：

—  天线口功率强度,至少为 8～15 dBm；

—  边缘场强的设定，至少＞﹣80 dBm，最好能＞﹣75 dBm。

2.3  校园AP布放原则

针对校园室内覆盖，可采用共用室内分布系统、直接布放AP、室外覆盖室内等多种方式建设WLAN网络，可以根据实际情况选择建设方式。对于已有室内分布系统的热点，原则上考虑共用模式，以实现WLAN信号的低成本快速覆盖。

AP的位置设置应根据实际的场景、无线环境、用户需求及数据传输速率等要求进行统一规划，遵循“覆盖为主”的原则，WLAN网络容量后期按需扩容。单AP覆盖半径通常考虑在12 m左右（也可根据实际用户量的情况调整）。

2.4  校园WLAN频率规划

当校园WLAN网络采用2.4 GHz频段，可划分为13个信道。为实现AP的有效覆盖，避免信道间的相互干扰，在信道分配时应引入移动通信系统的蜂窝覆盖原理，对可用信道进行复用。为保证信道之间不互相干扰，在同一热点，原则上选用1/6/11信道。考虑到校园场景中同一楼层之间避免干扰、不同楼层之间避免干扰，按如图1所示的方式进行信道规划。

 

图1  校园WLAN频率规划示意

2.5  校园AP接入原则

AP可以采用运营商宽带接入网的PON网络，接入到IP城域网。热点如需实现多业务接入时，可以通过在AP上部署多SSID的方式实现，不同的SSID在AP上映射为不同VLAN或不同的DSCP（差分服务代码点），区分不同业务。用户通过接入不同的SSID完成多业务的实现。

3   校园WLAN覆盖方案

3.1  共用室内分布建设方案

当校园某区域需求量较小，而且已建设室内分布系统，且每层WLAN最大并发用户数小于20人，则优先考虑采用共用室内分布系统的方式进行WLAN建设。当区域内WLAN最大并发用户数约60人时，可以采用三频WLAN合路器对本楼层室内分布系统进行合路覆盖。

共用室内分布系统采用大功率AP＋合路器＋室内分布的方案，设计上须满足覆盖目标区域功率匹配、干扰抑制要求。AP数量可根据楼层或不同区域分别耦合，一般采用后端合路，保证WLAN天线口功率在10 dBm以上。

AP与室内分布系统合路时，同一合路点，建议仅合路一个AP，如果多个AP进行合路，最多不要超过3个，且最好使用三频WLAN合路器，禁止使用3dB电桥进行合路。

共用室内分布系统可以充分利用原有资源，工程量较小，覆盖面广，经济快捷。

合路建设示意如图2所示。

 

图2  WLAN共用室内分布示意

3.2  单独新建AP方案

对于热点区域需求量很大的特殊地区，可采用单独新建AP的方式进行覆盖。在热点区域单独放置AP，采用全向吸顶天线来实现重点区域的覆盖。AP布放的位置要利于维护和防盗，必要时可以采取有防盗功能的AP美化外罩。

覆盖区域大时，可以布置多个AP实现覆盖要求，各AP间通过以太网线同交换机相连，走线长度控制在100 m以内，超过100 m可设置多个交换机互连。

覆盖区域不大，可以考虑单个AP完成无线覆盖，AP采用小功率设备。在较空旷的办公环境下，每个AP覆盖半径约为12 m，覆盖面积450 m²左右；AP数量应约等于覆盖热点区域的数量，当热点面积超过450 m²，可适当增加AP数量。单独布放AP示意如图3所示。

 

图3  单独布放AP示意

一般来说，单独布放点位选择比较灵活，可以选择适合WLAN覆盖的最佳位置，并且由于使用了较多的AP，可以获得较大的网络容量。对于学生宿舍这种高密度用户区域，可以采用8间宿舍一个AP的原则进行布放。

3.3  室外型AP覆盖方案

对于大学校园体育场等以覆盖需求为主、兼顾容量的地区，可以使用室外型AP进行覆盖。如图4所示，AP置于建筑物顶端或外墙，使用室外型AP和带下倾角的高增益天线，对室外进行覆盖(连线距离150～300 m)，同时需要避免大树等障碍物的衰减。AP数量取决于覆盖区域的数量和覆盖区域的范围，采用大功率AP。

 

图4  室外型AP覆盖示意

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。但需注意以下几个方面：

—  室外WLAN信号和室内WLAN信号之间的干扰；

—  WLAN为共享带宽，无法保障单个用户的带宽；

—  室内WLAN信号的覆盖效果。

对于没有有线接入场景，可以采用室外回传型AP对区域进行覆盖，如图5所示。

 

图5  室外回传型AP覆盖示意

3.4  校园WLAN覆盖方案小结

对校园WLAN覆盖方案进行小结，其方案特点和使用场景见表1。

表1  校园WLAN覆盖方案对比

项目方案	方案特点	适用场景
共用室内分布建设方案	充分利用原有室分资源、工程量小、建设成本低、室内覆盖范围大、容量有限	教师、宿舍、实验室
单独新建AP覆盖方案	选点灵活、容量大建设成本较高	会议室、图书馆、礼堂
室外型AP覆盖方案	室外覆盖范围大、容量小、需考虑和室内AP干扰	操场、体育场

4  校园WLAN覆盖总结

运营商在校园进行WLAN+3G网络覆盖，可有效降低数据业务热点区域3G网络的容量与需求之间的矛盾，从而提高用户高速数据业务体验，并提高用户黏着度。

校园WLAN热点区域通常包含有教学楼、图书馆、食堂、学生公寓、教师宿舍、体育馆、操场等室内外场所。不同热点区域根据其用户类型和业务特点进行灵活WLAN组网覆盖方案，最终达到既满足校园用户的数据业务需求，又能降低运营商的网络建设和运营成本。

 

该解决方案根据校园的不同场景给出了校园WLAN覆盖的技术建议，适应目前运营商的网络建设和运营要求，方案合理可行，有较强的实用性，应用前景好，值得关注。