【IT168 厂商动态】一看到题目，相信很多人都会以为只有运动场、展览馆、大学、酒店、车站、机场等一些特殊的场地才会使用高密度 Wi-Fi 网络。实际上，高密度 Wi-Fi 终端的场地非常普遍，其中包括公司办公区、会议室、培训室。现在一般的上班族身上可能就有3个使用 Wi-Fi 的移动终端 (手机、iPAD、笔记本电脑)。

　　那么，假设有20个人开会的会议室便有多达60个移动终端在连接 Wi-Fi 网络。以往， Wi-Fi 网络的设计只注重覆盖范围。诊断 Wi-Fi 网络的手段也集中在不同的位置测量信号强度 (RSSI) 和 信噪比。尽管信号覆盖和信噪比很重要，但提供足够的吞吐量也同样重要。假如忽略带宽容量，当连接的终端逐渐增多，种种问题便会出现。如网速缓慢、连接不上Wi-Fi或者经常被踢出网络等。这些情况非常普遍，其主要原因是在组建 Wi-Fi 网络前没有做好规划设计工作。因此，我们接下来讨论一下“设计高密度 Wi-Fi 网络的基本常识”。

　　在设计 Wi-Fi 网络时，一定要掌握的重点

　　1. 高峰时间有多少 Wi-Fi 终端连线(不是人数，而是终端的总数 — 1个人可以有多台 Wi-Fi 终端的)

　　2. 这些终端和提供 Wi-Fi 服务的接入点 (AP) 的射频能力 — MIMO、支持的信道、信道频宽

　　3. 运行应用所需要的吞吐量 — 每用户/终端类型

　　4. 预计需要多少台 AP 才足够应付需求

　　在Wi-Fi网络环境如何计算终端占用空口资源

　　因为 Wi-Fi 的通讯其实就是各终端在共享信道上的空口(airtime)资源。共享空口资源的终端越多，每台终端所占用的空口资源便会越少，从而影响整体的吞吐量。那么到底在Wi-Fi网络环境如何计算终端占用空口资源呢?我们用一个简单的例子来说明：

　　假如一个房间只有1台 AP而只有一台笔记本电脑连线

　　笔记本电脑最大的 TCP/IP 传输速率为220Mbps。由于没有其他设备连接 AP, 该台笔记本电脑可以独占 100% 的空口资源。因此，要达到220Mbps的TCP/IP传输速率应该没有问题。那么我们再有一台 iPad 连接该 AP。iPad的 TCP/IP 的传输速率为70Mbps。现在由于有2台终端设备连接上AP, 因此每台终端设备需要共享空口资源 (各占50%)。这样一来，原先的TCP/IP的传输速率会减半–笔记本从220Mbps降至110Mbps; iPad的 TCP/IP 传输速率从原来的70Mbps降至35Mbps。而整体的 Wi-Fi 网络吞吐量也从只有笔记本连接时的 220 Mbps 降至 145Mbps。由此可见，终端数目的增加对 Wi-Fi 网络吞吐量所造成的影响。

　　以上的例子我们是假设信道利用率可以达到 100%，但在现实的情况信道利用率一般只能达到 80% 左右。那么如果我们要估算在某一个环境，到底需要多少台 AP 才能保证用户能获得能满足其应用的传输速率，我们需要些什么参数呢?

　　首先，每台终端所需要的 TCP/IP 带宽 (Min. Bandwidth required by client) – 这主要是看终端在跑什么应用 (网页浏览、视频流、语音…)

　　其次，每台终端的最高的TCP/IP 传输速率 (Raw Bandwidth of client)

　　最后，终端的数量 (number of clients)

　　关于这些参数的获得有如下计算公式：

　　(终端需要的带宽 / 终端的最高 TCP/IP 传输速率) x 100% = 空口百分比

　　(空口百分比 x 终端的数量) / 0.8 = 需要的射频数目

　　需要的射频数目并不等于所需要的 AP 数目， 因为 1 台 AP 可以支持多个射频的。同样，我们举个例子来说明以上公式帮助大家理解。

　　会议室最高峰的时候会有20人同时使用平板电脑观看视频流(假设流量为 2 Mbps)，而每台平板电脑的最高 TCP/IP 传输速率为 30 Mbps。我们需要估算会议室需要多少台 AP 才能保证有足够的带宽连接。

　　每台平板电脑使用的空口百分比 = (2 Mbps / 30 Mbps) x 100% = 6.7%

　　20 台平板电脑需要的射频数目 = (6.7% x 20) / 0.8 = 1.675 ≈ 2

　　故需要的射频数目为 2，假如使用双射频的 AP, 1 台便可满足需要了。

　　又如大会议室人员同时使用200 台 笔记本电脑(最高 TCP/IP 传输速率为 150 Mbps) ，200 台 平板电脑(最高 TCP/IP 传输速率为 30 Mbps)，终端设备用作普通网页浏览，需要带宽为1Mbps，那么 我们需要估算要多少台 AP 才能满足同时使用这 400 台终端设备用作网页浏览的需求?

　　每台笔记本电脑使用的空口百分比 = (1 Mbps / 150 Mbps) x 100% = 0.66%

　　每台平板电脑使用的空口百分比 = (1 Mbps / 30 Mbps) x 100% = 3.33%

　　400 台终端需要的射频数目 = [(0.66% x 200) / 0.8] + [(3.33% x 200) / 0.8] = 9.975 ≈ 10

　　故需要的射频数目为 10，假如使用双射频的 AP, 5 台便可满足需要了。

　　如何优化无线资源的分配

　　然而要设计一个成功的高密度Wi-Fi网络光是准备足够的AP是不够的，还需要明确如何优化无线资源的分配。

　　扩宽信道频带是增加传输率的一项重要手段，因此引申出信道捆绑技术 (channel bundling)。其做法就是捆绑2个或以上信道把原有20 MHz 频宽的信道扩展到 40 MHz、80 MHz甚至是160 MHz。由于受到可用信道的限制，在2.4 GHz Wi-Fi 进行信道捆绑是不现实的。目前信道捆绑主要应用在5GHz Wi-Fi。有一点需要注意的是不同国家5 GHz 的开放信道会有差异。例如在中国，目前应该是不开放 U-NII-2e 频段 (信道 100-144)。而在美国是可以使用U-NII-2e 频段的 (但需要使用动态频段选择技术 DFS)。捆绑信道后，可用的信道会大为减少。我们的建议是使用20 MHz 频宽信道为主，在适合的情况下才使用信道捆绑技术 (例如信道充足，不会做成信道重复使用)。

　　上面所说的信道捆绑技术，主要适用于5 GHz Wi-Fi，那么许多2.4 GHz Wi-Fi的用户就坐蜡了。其实2.4 GHz Wi-Fi网络环境下同样有办法优化无线资源分配，例如注意重复使用信道有时候是无可避免的。尤其是 2.4 GHz Wi-Fi 环境下，只有3个信道可用 (1、6、11)。一般来说，如果两台 AP 使用相同信道的话，我们需要把它们的信号分隔，让它们接受不到对方的信号。非常好的的做法是进行现场勘查，测量不同位置 AP 的信号覆盖及信噪比。在确保信号够强以及高信噪比的同时，也要避免使用相同信道的 AP 发出的信号相互干扰。为了确保这点，我们有时候可能需要采取以下手段：首先调低 AP 的发射功率使其覆盖范围降低，其次利用现场环境衰减 AP 发出的信号 (在人多的地方把 AP 安装在较低的位置，利用人体作为信号衰减器)

　　当然，除了以上所介绍的，也可以使用一些技术来优化无线资源的分配：

　　1. 无线资源占用公平性 (Airtime Fairness): 在一般情形下，传输速率较慢的终端会占用较多的无线资源。这项功能可以确保所有连接的客户端均能获得相同的无线资源占用时长。

　　2. 频段引导 (band Steering)- 无线系统监视环境中的所有客户端，跟踪它们是单频段还是双频段，以及哪些类型的接入点在其附近。当双频段设备尝试通过 2.4 GHz 连接时，接入点会将其引导至更清洁、更高容量的 5 GHz 频段。

　　NETSCOUT 手持式有线及无线工具

　　在Wi-Fi网络运维的整个生命周期(规划、部署及认证、故障排查)中，似乎排除故障更为用户所熟悉，在了解了以上的基本知识后，那么网络设计之初的规划部署亦显得尤为重要。 NETSCOUT Systems, Inc.是实时服务保障、网络安全解决方案及测试工具的市场领导者，为要求苛刻的服务提供商、企业和政府网络提供服务，推出了众多手持式有线及无线解决方案，可满足不同阶段的需求，其中包括可用于设计、部署及优化 802.11 a/b/g/n/ac 无线局域网以获得非常好的性能的AirMagnet网络工具可用于 WLAN 的整个生命周期，从规划和部署，一直到日常网络故障诊断，堪称业界最精确的工具。此外还有无线接入网认证及故障排查神器——AirCheck G2，LinkSprinter 、LinkRunner AT网络自动测试仪及OneTouch? AT 10G故障诊断工具。都能够在很短的时间内准确识别并排除故障，真正一解您的后顾之忧。