無線局域網(wǎng)(WLAN)具有安裝便捷、移動(dòng)性好、使用靈活、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，但在WLAN的規(guī)劃設(shè)計(jì)、測試及安全管理中也產(chǎn)生了很多新問題。

1、無線局域網(wǎng)(WLAN)的特點(diǎn)

WLAN的媒體接入控制(MAC)協(xié)議與以太網(wǎng)不同，以太網(wǎng)的傳輸協(xié)議是載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)，無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)采用CSMA/CA(帶有回避沖突的載波偵聽多路存取)的MAC方式，其共同特點(diǎn)是多個(gè)接入設(shè)備共享一個(gè)通信通道的機(jī)制。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，WLAN具有安裝便捷、移動(dòng)性好、使用靈活、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，可以為不易布線的地方和遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持。由于WLAN具有上述不可替代的優(yōu)點(diǎn)，因而迅速應(yīng)用于需要在移動(dòng)中聯(lián)網(wǎng)和在網(wǎng)絡(luò)間漫游的場合，但與此同時(shí)也給WLAN的規(guī)劃設(shè)計(jì)、測試及安全管理帶來了很多新的問題。

2、WLAN的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

WLAN不同于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)，噪聲和干擾、建筑物結(jié)構(gòu)、無線設(shè)備的擺放位置及其參數(shù)的設(shè)置都對(duì)WLAN的信號(hào)質(zhì)量和傳輸速率等性能有很大影響，因此，WLAN的規(guī)劃設(shè)計(jì)也與有線網(wǎng)絡(luò)不同。WLAN規(guī)劃設(shè)計(jì)的目的是：使無線接入設(shè)備能覆蓋所有期望覆蓋的區(qū)域，并具有足夠承擔(dān)預(yù)期負(fù)載的能力。由于環(huán)境的復(fù)雜性，WLAN的規(guī)劃設(shè)計(jì)必須通過實(shí)際的測量才能達(dá)到理想效果。在進(jìn)行WLAN規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)需考慮以下因素，并遵循相應(yīng)的原則，其中，接入點(diǎn)(AP)的定位和頻率分配是WLAN規(guī)劃設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要方面。

2.1考慮用戶移動(dòng)性需求

在進(jìn)行AP規(guī)劃時(shí)需要考慮用戶在移動(dòng)中始終保持高帶寬和低時(shí)延的狀態(tài)。用戶的移動(dòng)需求分為：a)用戶在整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)應(yīng)始終與WLAN保持良好連接。b)用戶不定時(shí)接入WLAN，例如參加會(huì)議的人員在會(huì)議間歇需要不時(shí)查看電子郵件。第一種需求需要跨越WLAN進(jìn)行無縫漫游，滿足這種需求的WLAN應(yīng)加大接入點(diǎn)密度。第二種需求屬于間斷性的無線連接，接入點(diǎn)密度可相對(duì)小些。

2.2考慮AP覆蓋區(qū)域

WLAN的射頻信號(hào)傳播原理：傳播的信號(hào)頻率越低，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速度就越慢，有效范圍也就越廣。由于大量射頻信號(hào)以較低頻率傳播，同時(shí)信噪比的靈敏度因?yàn)楦咚僬{(diào)制方式而增加，所以速度為11Mbps的2.4GHz802.11b信號(hào)的傳播距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過速度為54Mbps的5GHz802.11a信號(hào)。

WLAN的覆蓋范圍除了受不同射頻帶和吞吐量變化而造成的波傳播特征影響外，還會(huì)因?yàn)樽杂煽臻g路徑損耗和衰減而受到限制。自由空間路徑損耗更大程度上是由開放或戶外環(huán)境方面造成的，實(shí)際上是由于無線電信號(hào)波前擴(kuò)展引起的擴(kuò)散導(dǎo)致接收天線接收不到這些信號(hào)。衰減在WLAN的室內(nèi)安裝中比較常見，它是振幅下降，或者射頻信號(hào)在穿過墻壁、門或其他障礙物時(shí)減弱造成的，這就是WLAN在密集建筑物周圍性能不好的原因。即使是彈性比5GHz信號(hào)好得多的2.4GHz信號(hào)，仍然會(huì)遇到一些射頻問題。多路徑效應(yīng)也是影響覆蓋范圍的重要因素之一。所謂多路徑效應(yīng)就是信號(hào)被反射并回送的現(xiàn)象。在大多數(shù)情況下，多路徑效應(yīng)會(huì)使接收到的信號(hào)被削弱或是被完全抵消，造成一些本來應(yīng)該充分傳播信號(hào)的區(qū)域幾乎或根本沒有射頻信號(hào)覆蓋。通過拆除或重新安置機(jī)柜和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)架這類干擾對(duì)象可以防止多路徑效應(yīng)，同時(shí)還應(yīng)增加接入點(diǎn)密度或輸出功率。

AP覆蓋區(qū)域應(yīng)根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度確定。a)設(shè)定一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度閥值，凡是信號(hào)強(qiáng)度不低于這個(gè)閥值的區(qū)域確定為AP的覆蓋區(qū)域。b)進(jìn)行實(shí)地測量，形成AP的覆蓋區(qū)域圖。c)根據(jù)定位原則進(jìn)行調(diào)整，直到滿足需求為止。各區(qū)域的用戶密度不同，一般情況下用戶密度高的區(qū)域情況更復(fù)雜，所以應(yīng)先在用戶密度高的區(qū)域進(jìn)行AP的布置，然后再布置用戶密度低的區(qū)域。在空曠的戶外，可采用對(duì)稱圓形和球形來劃定AP覆蓋區(qū)域;在規(guī)則的狹長或矩形建筑物內(nèi)可采用線形或矩形將AP對(duì)稱分布。但由于室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性(如金屬防盜門、鋁合金門窗等)，應(yīng)當(dāng)在初步選擇AP位置后再進(jìn)行仔細(xì)的測量，以確保所布置的AP能覆蓋所有區(qū)域。

2.3考慮負(fù)載能力

WLAN的規(guī)劃設(shè)計(jì)不僅要從覆蓋范圍的角度考慮，還要考慮其負(fù)載能力，以保證服務(wù)質(zhì)量。在部署WLAN之前需要考慮WLAN最常使用的是哪種通信，是電子郵件、Web通信或是對(duì)速度要求很高的企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)和流媒體點(diǎn)播還是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)應(yīng)用程序;是需要速度為54Mbps的802.11a和802.11g，還是只需要速度為11Mbps的802.11 b就足夠了。WLAN所宣稱的速度并不一定準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)于它的實(shí)際速度。例如，802.11 b采用相對(duì)簡單的直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)，其速率的理論值可以達(dá)到11 Mbps，但考慮到物理層的開銷(至少約40%)以及自由頻段易受干擾等情況，其速率遠(yuǎn)低于此。802.11 a采用傳輸速率較高的正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)，在10m范圍內(nèi)其速率高達(dá)54Mbps，但是隨著距離的增加，其速率快速下降，距離達(dá)到70m時(shí)，速率會(huì)下降到低于10Mbps。不管使用何種通信方式，當(dāng)用戶與AP的距離超過一定遠(yuǎn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)速度都會(huì)顯著下降，所以安裝足夠的AP不僅是為了支持所有用戶的連接，也是為了能達(dá)到用戶所需要的連接速度。

WLAN與交換式以太網(wǎng)不同，它是一種共享介質(zhì)，更像老式以太網(wǎng)的集線器模型，它將可用的吞吐量分割成若干份，而不是為每個(gè)接入設(shè)備獨(dú)立提供專線速度，而且通過電波傳輸數(shù)據(jù)時(shí)還會(huì)有50%的損耗，在規(guī)劃設(shè)計(jì)無線網(wǎng)絡(luò)吞吐量時(shí)必須考慮這些因素，計(jì)算AP數(shù)目時(shí)最好多預(yù)留一些空間。如果僅僅根據(jù)用戶數(shù)目及其最小帶寬需求計(jì)算AP數(shù)目，雖然它可在一段時(shí)間內(nèi)滿足容量需求，但比較冒險(xiǎn)。

由于用戶需求是動(dòng)態(tài)變化的，AP的實(shí)際負(fù)載可能會(huì)加重或減輕，這些變化可以通過對(duì)WLAN進(jìn)行測試監(jiān)控得知。網(wǎng)絡(luò)管理員應(yīng)根據(jù)實(shí)際變化對(duì)AP的數(shù)量和分布進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

2.4考慮頻率干擾問題

在AP的位置固定，覆蓋范圍也已確定后，應(yīng)考慮頻率分配問題。802.11b和802.11g占用2.4GHz的自由頻段，由于許多國家無繩電話、藍(lán)牙設(shè)備、微波爐都使用這個(gè)頻段，因此干擾要大些，對(duì)WLAN干擾最嚴(yán)重的是2.4G無繩電話，其次為3m內(nèi)的微波爐，再次是藍(lán)牙設(shè)備(如筆記本電腦和PDA)。這些干擾會(huì)導(dǎo)致WLAN中出現(xiàn)不明AP，使其他正常的AP必須等待WLAN上的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，才能進(jìn)行正常傳輸，等待時(shí)間可能只有幾秒或幾分鐘，也可能長達(dá)數(shù)小時(shí)或數(shù)天(視干擾信息大小而定)，這無疑給有權(quán)限使用WLAN的正常用戶帶來一定程度的不便。另外，還常遇到來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部其他AP甚至是網(wǎng)絡(luò)外部的干擾。理想的情況是，2.4GHz環(huán)境中的頻道1、6和11永遠(yuǎn)不與同一頻道相鄰，這樣它們就不會(huì)相互干擾，但這是不現(xiàn)實(shí)的，實(shí)際應(yīng)用中需要一定量的良性蜂窩覆蓋重疊，便于用戶漫游(重疊覆蓋率為20%～30%最佳)。而802.11a的12個(gè)非重疊頻道可以在很大程度上緩解頻道分配帶來的問題。802.11a占用5GHz自由頻段，由于這一頻段其他應(yīng)用不多，幾乎不會(huì)造成非WLAN干擾，而且用戶也不太可能遇到相鄰802.11a接入點(diǎn)，原因是這一標(biāo)準(zhǔn)還未像802.11b和802.11 g那樣普及。

2.5通過自動(dòng)化工具進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)

以上提到的這些方面都要從無線站點(diǎn)勘察著手，通過站點(diǎn)勘察評(píng)估和規(guī)劃無線基礎(chǔ)設(shè)施的射頻環(huán)境及設(shè)置AP，確保WLAN正常工作。從便攜式WLAN硬件工具箱到提供站點(diǎn)覆蓋區(qū)域詳細(xì)視圖的規(guī)劃軟件都能幫助完成站點(diǎn)勘察，使部署WLAN的工作能順利進(jìn)行。但不管使用何種工具，仍然需要手工進(jìn)行站點(diǎn)勘察，這是勘察工具無法替代的。通過站點(diǎn)勘察規(guī)劃工具可以確定AP位置、頻道分配、功率輸出設(shè)置以及其他配置屬性，它們以用戶密度和吞吐量等參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)，但仍然必須在基于CAD的樓層規(guī)劃中對(duì)諸如混凝土外墻和金屬門之類的建筑物指定預(yù)設(shè)衰減級(jí)別，除非規(guī)劃中已經(jīng)包含此信息。規(guī)劃工具有局限性，它們一般都是針對(duì)廠商自己的無線交換機(jī)和AP建立的，缺少通用性。

良好的WLAN規(guī)劃設(shè)計(jì)不僅可以保證較好的服務(wù)質(zhì)量，也可以減少AP的使用數(shù)量，從而節(jié)約成本，但前提是必須先經(jīng)過充分的實(shí)地勘測。