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无线网络规划设计和部署维护之误区与实践一

2018-06-26 14:05    无线CCIE的那些事儿 来源:无线CCIE的那些事儿  作者: 谢清 编辑: 李雪薇

  【IT168 技术】本文转载自微信公众号“ 无线CCIE的那些事儿”(ID:passcciew),作者:谢清。

  坚持正确的规划设计是迈向成功部署的第一步

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  如今,企业无线网络不再是简单提供连接的手段,用户的关键业务应用需要网络保障。简而言之,无线网络需要性能和用户体验的双重保障。然而无线网络在数字化转型的大潮之下仍然需要面对众多挑战:

  ● 无线网络成为主要接入手段

  ● 关键业务在无线网络上运行

  ● 物联网普及-连接的客户端极大的丰富

  ● 部署环境多样且复杂

  遥想1999年Wi-Fi崭露头角之时,不论连接速度还是系统容量,不论部署方法还是设计理念距离今天的802.11ac已有千差万别。无线网络的发展演进永远和用户/应用需求和使用体验息息相关。随着客户端的极大丰富与移动应用的爆炸式增长,无线局域网已经从片面追求连接和覆盖演进到了以高容量接入为目标的阶段。

  所谓高容量,我的理解是尽可能多的接入无线客户端并保证其上关键业务应用的使用体验。说起来简单,做起来可不这么容易。

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  无线网络从规划设计到验证部署,网络优化和运维管理的这一过程和以往我们在有线网络上的过程大不相同!对于无线网络,规划设计是重中之重!请记住:

  ● 坚持正确的规划设计是迈向成功部署的第一步!

  ● 只有正确设计规划的前提下,好的产品和系统特性才能发挥到极致!

  ● 再好的产品和技术都无法弥补设计上的缺陷!

  ● 在规划设计和产品选型上的妥协将敞开走向失败的大门!

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  基于高系统容量的规划设计原则,不是简单地随意的增加无线接入点来实现。如果在软件和硬件上缺乏对于信道高效复用的有力手段,这往往会变成一厢情愿的糟糕做法。让我们来看一个实际案例:

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  这是一个实际部署无线网络的楼层平面图,蓝色和红色圆点是部署无线接入点的位置,这个楼层有大约150个工位(用户),按照每个用户2个设备规划无线网络。一开始部署了6个(蓝色圆点)双频11ac无线接入点,但是由于错误的系统配置且选择的厂商产品缺乏对于信道高效复用的有力手段和高密接入客户端的能力,网络使用体验上捉襟见肘,此时网络管理员认为只要增加无线接入点(红色圆点)就可以解决,却没想到掉进了另外一个怪圈,那就是随意增加无线接入点反而适得其反,进一步加剧了介质的竞争、增加了同频干扰。

  通过我们进行现场勘查并确认原因后,在原有安装位置(受到布线位置的限制)安装思科无线接入点,关闭了后期增加的3个无线接入点,通过一系列的优化手段,现在虽然只有6个无线接入点提供接入服务,但是用户客户端的丢包和数据包时延/抖动大大改善,整体性能也有一定程度的提升。

  但是,由于前期规划的不足,造成当前部署无线接入点的点位并不是最合适的位置,无线接入点的布线又没有预留余量,造成无法调整无线接入点的部署位置,系统还是没有工作在最佳状态!

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  那么我们如何进行合理的规划设计呢?对于无线局域网无非是做加法和做减法。所谓减法是要减少介质的竞争和减少射频干扰,所谓加法是要增加信道复用效率和增加空口利用效率。

  具体操作上需要两步即可。

  第一步,高效信道复用以最小化无线接入点之间的空口共享。

  先来看看什么是信道复用?就是使用不同的不重叠信道进行覆盖以减少同频干扰的行为。由于无线频谱资源不是无限多的,因此在企业部署中实现无线网络连续覆盖时需要将信道多次使用,对于中国的用户,我们在2.4GHz频段上只有3不重叠信道(世界其他地方也一样),在5GHz频段上资源相对丰富,中国有13不重叠信道。

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  您可以看到,在2.4Ghz频段,使用完3不重叠信道后就需要重复了,此时无线接入点之间发生同频干扰的可能性要比在5Ghz频段使用13不重叠信道的重复要高多了,又例如,如果您的无线网络需要部署100各无线接入点,那么同一信道在2.4GHz频段上需要复用33次,在5GHz频段上需要复用约8次。

  显然,在如今无线网络里要支持高密客户端和高密度应用的接入,你要较以往部署更多更密集的无线接入点,实现微蜂窝覆盖,此时高效的信道复用在只有3不重叠信道的2.4Ghz频谱上基本无法实现,只有在频谱资源非常丰富的5GHz上才能实现。关于频谱使用的最佳实践我们会另外开篇文章来讨论。

  其次在规划设计时,为了实现密集微蜂窝的高效信道复用,您可以采取以下手段:

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  这些手段包括:

  ● 控制无线接入点的发射功率,不要采用最大发射功率以控制蜂窝尺寸,减少同频干扰(这个要点还会有专题说明)

  ● 关闭蜂窝覆盖对低数据连接速率的支持,关闭1、2、5.5、11Mbps(不使用802.11b)数据连接速率,有时也会关闭6、9Mbps数据连接速率,这样做无非是通过控制最低的数据连接速率来限制无线接入点形成的蜂窝尺寸。

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  ● 在一些特定场景采用定向天线来让无线信号的主波瓣可以覆盖固定的区域,防止全向天线将信号传播的到处都是,从而增加同频干扰的可能性。

  如果上述手段都还不能达到控制蜂窝尺寸以实现高效的信道复用,使用思科的一个高级系统特性- 接收开始数据包(简称RX-SOP)的功能还能极大的增强高密度部署时的信道重用能力,RX-SOP对于高密度接入时密集无线客户端和无线接入点的部署意义重大,他通过可控的方法尽量缩小无线接入点覆盖蜂窝,从而很好的解决了信道重复使用这一重要问题。

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  第二步,在单一信道的覆盖蜂窝内提升空口效率。

  您需要做的就是让客户端和无线接入点之间建立较高的数据连接速率。

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  并不是客户端在无线接入点产生的覆盖蜂窝内的任何位置都能建立最高的数据连接速率。802.11协议考虑到空气传输介质的不稳定特性,所以客户端在距离无线接入点不同的位置时会动态的调整其与无线接入点建立的数据速率以适应变化的物理介质条件,距离无线接入点越远,客户端与无线接入点建立的数据速率越低、调制方式越多的考虑冗余而不是性能。

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  很明显处于无线接入点覆盖蜂窝边缘的客户端无法建立好的数据连接速率,要改善这些客户端的连网体验,使用思科智能波束成形特性是一个很好的手段。

 无线网络规划设计和部署维护误区与实践一

  思科智能波束成形(ClientLink)技术主要针对于混合客户端的网络环境,在这种普遍存在的组网环境中,旧有的802.11a/n 客户端由于数据连接速率低会延迟 802.11ac 客户端的通信,处于蜂窝边缘的的客户端由于数据连接速率低也会延迟高数据速率客户端的通信,从而降低了系统总体的性能和空口效率。

  智能波束成形对于客户端在软件和硬件上没有特殊要求,通过帮助 802.11a/g/n 和802.11ac 的客户端工作在最优的数据连接速率上,尤其当它们接近蜂窝的边界时,从而优化网络的总体能力。

  智能波束成形利用多个发射端来优化并提升客户端与无线接入点之间的上行通信和下行通信的信噪比(SNR)和数据连接速率并减少重传,意味着能够更加有效地使用频谱资源。

标签: 802.11ac , Wi-Fi
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