1.1.4 无线局域网蜂窝
AP为其覆盖范围内的客户端提供WLAN连接性,信号的覆盖范围取决于AP的天线辐射图,在户外,这可能是环绕全向天线的一个圆,至少在透视上是一个圆,辐射图是三维的,在多层大楼中,也将覆盖上面和下面的楼层。
必须仔细规划AP的位置,使其覆盖范围与所需的范围匹配,即使根据楼层平面图或户外布局来确定AP的位置,WLAN也将在不断变换的条件下运行,虽然AP的位置是固定的,但无线客户端将频繁地变换位置。
为确定AP的位置和覆盖范围,最好的方法是进行现场勘查,将AP放在所需的位置,让客户端不断移动,并实时测量信号的强度和质量,这里的理念是,在实际环境中测试AP的覆盖范围,其中有可能干扰客户端连接的障碍物,障碍物及其对RF信号的影响将在本章后面的内容中介绍。
AP 的覆盖区域被称为蜂窝(Cell),位于该蜂窝内的客户端能够同 AP 关联,并使用无线局域网。图1-4说明了这种概念,其中有一个客户端位于蜂窝外,因为它不在AP的信号覆盖范围内。
图1-4 位于蜂窝内的客户端
假设一个典型的室内AP蜂窝的半径为100英尺(1英尺=30.48厘米),能够覆盖多个房间或走廊的一部分,客户端可以在该蜂窝内移动,并在任何地方使用WLAN。然而,该蜂窝的局限性非常强,因为客户端可能需要移到周围的房间或楼层,而不希望失去网络连接。
为扩大WLAN的覆盖范围,可在周围安装其他AP,从而添加更多的蜂窝。这里的理念是,通过增加 AP,使用蜂窝覆盖客户端可能移动到的所有区域。实际上,蜂窝之间应该有一定程度的重叠,如图1-5所示。
图1-5 通过排列蜂窝实现无缝覆盖
如果 AP蜂窝发生重叠,相邻的AP将不能使用相同的频率。如果两个相邻的AP使用相同的频率,将相互干扰。在整个覆盖区域,AP 的频率应交替变化。这种概念将在下面的章节更详细地介绍。
客户端同一个AP关联后,便可以自由移动,客户端从一个AP蜂窝移动到另一个AP蜂窝后,将同另一个AP关联。客户从一个AP移动到另一个AP被称为漫游,图1-5说明了这种移动:当笔记本电脑沿图中所示的路径移动时,将穿越多个AP蜂窝。
客户端从一个AP蜂窝移动到另一个AP蜂窝内后,必须同新的AP建立关联。另外,在发生漫游前,客户端发送的数据也将从原来的AP中继到新的AP。这样,每个客户端在任何时刻都只通过一个AP连接到WLAN,最大限度地降低了漫游期间发送或接收的数据丢失的可能性。
在设计无线局域网时,你可能试图将每个AP覆盖尽可能大的区域,并让每个AP以最大的发射功率运行,以充分利用其覆盖范围,这样做还可以减少所需的AP数,进而降低整体成本。然而,应考虑其他一些因素,例如,当将AP配置为提供较大的覆盖范围时,也为过度拥挤打开了大门。AP 蜂窝实际上是一种半双工共享介质,所有的客户端将共享它,随着客户端数量的增多,每个客户端可用的宽带和可传输时间将减少。相反,应考虑缩小蜂窝(通过降低发射功率),使得只有离AP较近的客户端才能与之相关联并使用其提供的宽带。AP 还可控制在给定时刻关联的客户端数量,这对于对时间敏感或带宽密集型数据流(如语音、视频和医疗应用程序)来说非常重要。
被缩小的蜂窝常被称为微蜂窝,在需要严格控制的环境中(如股票交易所),可进一步扩展这种概念,在这种环境中,将最大限度地缩小AP的功率和蜂窝,此时蜂窝被称为微微蜂窝(Pico Cell)。