H3C_运营商室内分布系统解决方案V2.0

一概述
为了与即将到来的3G网络的融合，为用户提供更具竞争力的解决方案，WLAN的建设已经日益成为各大运营商无线宽带建设的关注点。

针对公众运营WLAN（PWLAN）网络的业务与技术需求，结合H3C公司的公众运营型WLAN解决方案以及推出的产品，H3C公司可提供整套WLAN 接入网络符合PWLAN城市建网思路，逻辑组网图如下：
图1 可运营、可管理的PWLAN网络逻辑组网图
本组网为H3C公司提供的PWLAN网络，定位为一种接入方式，WLAN接入网络通过城域IP 网及相关网关设备如：接入服务器(AS)、UMG实现与GSM/CDMA/3G移动网络及PSTN/NGN等网络的融合与互通，通过用户帐号的规划共用AAA Server及综合营帐平台实现对WLAN用户接入、有线宽带网络用户及移动网数据用户接入的统一认证、统一计费、统一业务、统一运营，支持网内或网间漫游。

特别是可以通过手机短消息、SIM/UIM认证等形式完成WLAN业务开户和临时上网密码下发，方便用户使用WLAN业务。

H3C公司提供的WLAN网络，能为最终用户或有移动性、高接入带宽、接入线缆布放不方便、用户数无法预测的场所提供通过城域IP网接入Internet或Extranet的服务，为最终用户提供随时随地的Internet数据和IP语音服务，结合合理的资费策略、运营模式，WLAN网络运营商可通过此网络的运营获取服务的费用。

同时，在WLAN 项目的建设中，如何最大限度的利用运营商现有资源也已成为首要考虑的因素。

目前PHS 、GSM 、CDMA 等运营商的室内分布式系统基本上已经覆盖了大部分楼宇，WLAN 系统与PHS/GSM/CDMA 室内系统合路组网可以很好的利用现有资源，这种组网方式具有建网速度快、投资少、免工堪、回收快、覆盖信号均匀等优点，已经成为固网运营商首选的组网方式。

图2 WLAN 与PHS/2G/3G 室内合路组网
二、方案详细描述
以下将从几个方面：可行性及针对目前实际情况，分100毫瓦与500毫瓦分别给出解决方案。

2．1可行性
目前，各个城市的室内分布系统主要由运营商代建。

其建设之初，主要考虑的是小灵通、TD-SCDMA/WCDMA 的一套系统双用情况。

这几种频率的具体如下：
在不同频率，例如PHS与TD-SCDMA之间，由于频率不同，之间的干扰可以被忽略。

对天馈系统来说，PHS系统工作频段为1.9GHz，3G系统的主要工作频段为1.9GHz～2.2GHz，补充工作频段为2.3GHz～2.4GHz，WLAN工作频段为2.4GHz～2.4835GHz，它们工作频率非常接近（相对值）。

只要天馈系统的工作频段在1800～2500MHz，就能同时满足PHS、3G和WLAN工作频段的要求。

下面PHS系统为例，主要从空间损耗、馈线衰减、穿墙衰减进行比较
空间损耗：
由上表可以看出，在相同空间距离条件下，2.4GHz信号的空间损耗比PHS 1900约大2dB。

馈线衰减
由上表可以看出，1/2”普通电缆在2.4GHz频率下每100米损耗比1.9GHz约大0.7dB。

当传输距离为200米时，PHS系统和WLAN系统的天线口功率相差为2×0.7＝1.4dB。

综合考虑电缆损耗和空间损耗的差异，最远天线处的接收场强仅相差2＋1.4＝3.4dB
穿墙衰减
由上表可以看出，WLAN和3G的穿墙能力比PHS系统的穿墙损耗要稍微大一点，但相差也不大（相差1～2dB）。

灵敏度比较
由上表可以看出，PHS、3G和WLAN设备的灵敏度指标也相差不大（相对值）。

综上所述，由于PHS系统工作频段为1.9GHz，3G系统的主要工作频段为1.9GHz～2.2GHz，补充工作频段为2.3GHz～2.4GHz，WLAN工作频段为2.4GHz～2.4835GHz，它们工作频率非常接近（相对值）。

线路衰减、空间损耗、穿透损耗、接收灵敏度等也非常相近，其信号传播特性和覆盖要求都非常相近，因此在建成PHS室内信号覆盖网络的基础上，增加3G、WLAN信号覆盖功能时，只要增加相应的线路放大器和多频合路器将信号合路（上行为分路），就可实现PHS、3G 和WLAN共用同一套天馈系统，实现PHS、3G和WLAN兼容。

2．2室内分布系统方案
传统小功率AP射频口的发射功率一般只有100毫瓦，必须另外加功率放大器才能与PHS/2G/3G进行室内合路组网。

由于AP与放大器分离，放大器出来的射频信号没有经过反馈回路直接输出到室内分布式系统中，造成射频信号质量无法保证，经常出现失真，直接导致用户无法连接网络或带宽很低，给无线网的运营、维护带来很大的问题。

此次选择的WA1208E-GP大功率AP 专为室内分布式组网方式设计，AP本身内置功率放大器和检波反馈回路，射频口提供500mW高
精度、高质量的射频信号，与PHS、GSM、CDMA系统合路组网时不需要加功率放大器，很大程度的避免了由于放大器而造成的信号失真，为用户提供可靠的带宽保证。

H3C专门针对室内系统推出专用AP合路解决方案，使用双AP接入，使用户的接入密度提高一倍，而且结合AP间负载分担以后效果更好。

两个AP合路接入天馈以后从接入的无线终端来看两个AP的信号强度是一样的，因此很可能会出现一个AP接入很多用户，另外一个AP很空闲的情况，采用H3C专用AC+AP负载分担技术以后，AC会根据当前的AP接入的用户数量智能的判断AP的负载情况，当某个AP负载很大，另外一个AP负载很轻时，AC可以让新接入用户看不到负载重的AP，使用户接入负载轻的AP。

通过测试已经证明，这种升级扩容方式下两个AP之间没有干扰，每个AP都可以达到20Mbps以上的流量（无其它干扰源的前提下）。

下面以PHS为例分析一下WLAN室内分布式设计应注意以下几点：
1）综合考虑各种因素的情况下，WLAN信号从基站（AP）到客户端（STA）的信号衰减比PHS 系统要大3~4dBm。

因此，在基站功率相同的情况下WLAN的覆盖范围要比PHS系统小；
2）WLAN系统在弱信号情况下表现为速率明显下降，直至无法连接；PHS系统则表现为用户容量下降，话音质量差；
3）WLAN系统由于采用多用户共享带宽和冲突避免机制，在用户太多的情况下会导致冲突概
率明显增加，速率下降，延迟增加。

因此，在分布式系统设计中要充分考虑用户容量需求，建议单AP同时在线用户不超过30个；
4）考虑到以上因素，在WLAN和PHS的合路应用中，在相同功率情况下，AP信号一般在PHS 基站（或干放）的一级或二级功分（或偶合）后合入，对于小功率AP（相对PHS基站），应从PHS 基站的三级或四级功分（或偶合）后合入，这样才能达到WLAN与PHS系统相当的覆盖效果从以上分析结果来看，要实现室内分布系统的WLAN接入，我们一般采用的方案是从合路器端，将我们的AP设备通过馈线与合路连接，从源头将WLAN信号合入室内分布系统。

再由室内分布系统的终端天线进行WLAN信号输出。

原理如下图：
这里给出一例比较典型的室内分布系统组网图。

包括100mW与500mW设备的对比。

都是电信设计院实际计算结果为参考依据。

可以满足信号质量要求。

大功率（27dBm）AP从PHS干放的第2级功分后合路输入，仅需要2个AP和2个合路器（每
个合路器成本约￥2000），节约大量转接跳线，线路衰减也相应减小，可以达到同样的覆盖效果。

这里根据室内分布系统的特点，以一栋大楼为例给出室内分布系统方案与传统布点方案的对比。

该大楼室内平面图如下：
该图为小灵通在楼内的室内分布系统图，其中每个红色圆圈都是一个室内分布系统的天线点。

如该图所示，如果需要通过普通布点，则需要大概5个位置需要布置AP设备。

但是如果通过室内分布系统拉天线，则只需要在该楼层合路部分合入一台设备即可。

这样来看，我们可以根据这种情况给出以下对比
有室内分布系统：该楼层需要1台AP
无室内分布系统：该楼层需要5台AP（不包括天线等附件的比较）
下图是室内分布系统与传统布点的方案对比
总结
✓ 根据H3C WLAN AP 实测结果，在室内分布式应用中，等效全向辐射强度EIRP(发
射功率＋天线增益－线路损耗）达到10dBm 左右可以保证室内50
米无遮挡覆盖，因此，在室内分布式系统设计中要符合这一基本原则；
✓ 信号太大会干扰同楼层或相邻楼层的AP ，造成流量下降，信号太小，会影响覆
盖效果，因此，在满足基本覆盖的情况下，要利用AP 本身的功率调节能力，合理调整发射功率，优化网络覆盖；
✓ WLAN 室内分布式系统的设计要点是根据覆盖的要求合理选用耦合器和功分器，
并在适当的支路通过合路器合入信号；
✓ 大功率AP 可以解决低成本大范围覆盖的问题，如果用户密度较高，则需要增加
小功率AP ，尽量从PHS 系统的后级合路；
FAQ
Q ：在分布式应用中，WLAN AP 可以采用较大功率，但客户端（STA ）只有小功率的，这种功率的不对称性对系统有何影响？
A ：在分布式系统应用中要考虑两个因素：一个是AP 和STA 的发射功率和灵敏度；另一个是分布式系统上下行的衰减特征。

AP 的典型发射功率是21dBm ，灵敏度是-72dBm （都按54Mbps 速率）
STA 的典型发射功率是15dBm ，灵敏度是-65dBm （都按54Mbps 速率）
分布式系统的上下行衰减是不对称的，如下图所示：
下行（AP->STA)的主要衰减是分配（偶合）损耗，而上行(STA->AP)只有插入损耗（插损），对于线缆损耗（线损），上行和下行是一样的，因此，在分布式应用中，一般下行损耗明显大于上行损耗。

综合考虑，相比STA，AP的发射功率更大，灵敏度更高；同时，分布式系统中下行衰减明显高于上行衰减。

因此，STA的发射功率不会成为分布式系统应用中的瓶颈，大功率AP在覆盖方面有明显优势。