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无线网络规划设计和部署维护之误区与实践七

2018-06-27 15:42    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。

  实现优质的无线覆盖并不简单

  前面讲过在当今的实际部署环境中,以高容量接入为目标,无线接入点之间的距离远远比从前以覆盖为目的的方式近。那么问题就来了,既然无线接入点部署的相对密集,每个无线接入点覆盖的区域很小,那是不是我们就不需要考虑信号覆盖问题了?或者说,此时覆盖都很简单且没问题?

  需要强调的是,在实际的部署环境中正确提供覆盖仍然很重要,所谓无线覆盖需要实现下面3个目标:

  ● 无线接入点需要为客户端需要的位置提供合适的信号覆盖。

  ● 无线接入点必须为客户端提供其需要的数据连接速率。

  ● 无线接入点必须保证受到最小的、可管理的干扰。

  这三个目标看起来容易,实际上做起来要同时满足这三个目标而实现优质的覆盖是非常难的!

  优质覆盖是高容量规划设计的基础

  容量用来衡量无线网络可以处理的负载。例如客户端数量,每客户端获得的吞吐,可以支撑得应用。合理的优质的覆盖是获得高容量的前提。

  尽管实现覆盖要比实现高容量更容易些,但是并不意味着覆盖本身容易实现,尤其是对于刚刚接触这一领域的人员而言,实现两者的平衡需要复杂的过程。这就像一个人举起100斤重物比举起200斤中午更容易些,但是举起100斤重物这件事本身并不“容易”

  那么什么是优质的覆盖?

  简单来讲优质的覆盖需要实现覆盖信号的一致性,或者说同一蜂窝下所有客户端需要具备一致的信噪比。从而使得覆盖蜂窝内所有客户端,不论是单空间流还是多空间流,不论是笔记本电脑还是智能终端,都可以最佳的数据连接速率连接到无线接入点。

  通过站点勘察软件可以生成无线接入点的覆盖热图,从而判断无线接入点的覆盖一致性。在一个典型的企业环境中和典型的距离(10米)内对厂商802.11ac无线接入点进行站点勘察,可以生成无线接入点的覆盖热图(如下图所示)。顾名思义,所谓信号热图是指图中代表信号的颜色越热,信号质量越好,越能够实现更密集的调制方式且建立更高的数据连接速率。

无线网络规划设计和部署维护之误区与实践七

  如上图所示,勘察进行了41次测量,在该环境中,思科无线接入点在100%(在85%的时间中实现了1300Mbps数据连接速率)的测量中实现了256-QAM的密集调制方式并建立最高的数据连接速率,而其他厂商无线接入点只实现了51%(而且只在7%的时间中实现了1300Mbps数据连接速率)的比率。

无线网络规划设计和部署维护之误区与实践七

  从热图可以看到,在思科无线接入点覆盖范围内,所有客户端不论是处于何种位置,蜂窝都能提供相对一致、均匀的优质覆盖,而其他厂商无线接入点提供的覆盖是参差不齐、不一致的覆盖。这就是不同产品之间实现覆盖的明显不同。从站点勘察得到的实际覆盖热图上还可以看出,只有思科无线接入点才能在更远的距离上为所有方向上的客户端建立更高的数据连接速率。上述两点就是在无线接入点形成的蜂窝中提供信号覆盖一致性的重要性!

无线网络规划设计和部署维护之误区与实践七

  也许您看了上面的描述还不太理解什么是优质覆盖,没关系,让我们来看一些实际的案例。先从测试场景开始,以往我们为了衡量厂商的产品在真实部署环境中的的表现,最常进行的模拟测试就是多客户端汇聚吞吐测试,这一测试可以体现多客户端进行介质竞争时无线接入点的处理能力,但是同时这个测试也体现了一个无线接入点产品的覆盖特性。

  例如,很多厂商的测试方法非常“特殊”。如下图所示,所有客户端都摆放在一起并且距离无线接入点很近(部署在客户端上方)。

无线网络规划设计和部署维护之误区与实践七

  所有客户端集中在无线接入点下方很小的区域内,请见下图:

无线网络规划设计和部署维护之误区与实践七

  那么为什么这些厂商要这样测试呢?

  原因很简单,要获得高吞吐测试结果,所有客户端必须以最高的数据连接速率建立和无线接入点的连接,但是802.11ac要实现最高的数据连接速率需要具备三个条件:80MHz或160MHz信道宽度、256QAM调制方式、最多的空间流(目前市场上可见到的商用客户端最多为3空间流)。这三个条件都要求非常高的信号强度和信噪比才能实现,要获得非常高的信号强度和信噪比的最简单方法就是距离无线接入点越近越好,最好都放在无线接入点下方。一旦超出这个距离(一般3-5米),客户端将难以和无线接入点建立最高的数据连接速率从而获得高吞吐结果。所以归根结底,他们的问题是没有办法在哪怕是更远一点的距离提供覆盖的一致性!

  思科是怎样进行测试的?

  你可以想象到在一个典型的办公环境中,并非所有的客户端设备都会被排列整齐的放置。对于性能的测试应尽可能的模拟真实部署,使其尽可能的接近用户的动态特性。我们认为多客户端验证测试应在真实部署场景中进行。客户端的摆放如下图所示。

无线网络规划设计和部署维护之误区与实践七

无线网络规划设计和部署维护之误区与实践七

  无线接入点覆盖蜂窝内的无线客户端与其处于各种距离和方向角度。单纯的近距离测试(例如无线客户端就放置在无线接入点下方)或者采用单客户端在不同距离/方向上进行测试无法真实反映无线接入点信号覆盖的一致性。可信的有参考性的测试应采用多客户端同时在不同距离和所有方向上进行。

  再举个例子,优质无线覆盖对一致性的要求并不是802.11ac才有的,早在11a/g/n时代就出现了,只不过当时需求并不像今天这样严格,但是还会在一些项目中体现出来。我有一个印象很深的案例,某用户有许多会议室(6米x10米左右大小)需要无线覆盖,每个会议室需要接入的用户并不多,20人(终端)左右,但是他们在无线网络上有个需求,会议室没有投影仪,每个参会人员(包括演讲者)面前都有一个iPad,主讲者在讲话过程中会在iPad上翻动PPT,与此同时要求参会者面前的iPad屏幕显示的内容要同步更新。

  很多厂商觉得不就是每个会议室部署一颗无线接入点,连接20个客户端,然后将一个客户端上的数据传输到其它19个客户端上这么简单吗?不要小看这样一个简单的需求,这个需求恰恰对覆盖一致性提出了很高的要求,除了思科以外的其他厂商都在这上栽了跟头。

  优质的覆盖实现起来不简单

  为一个(或一类)客户端提供合适的覆盖不能等同于在同样的位置能为另一个(或一类)客户端提供合适的覆盖,也就是说如果某个客户端在某地点需要无线网络为其提供54Mbps的数据连接速率,那么在同样位置,其它客户端可不一定能够实现这一数据连接速率的建立。这是因为不同的客户端能力(接收信号灵敏度、天线排布)不同。这也是为什么业界有众多的站点勘察和规划工具,帮助我们了解无线网络的部署环境并对其进行可视化,以便我们了解如何进行覆盖。

  环境的变化会造成覆盖的变化,射频信号在传输过程中由于反射、衍射、吸收等效应会发生改变。在一般的办公环境中,家具位置的变换、座位格局/装修的改变,乃至温湿度的变化都或多或少的影响覆盖。在仓储环境中,货架布局的变换,叉车对人员手持终端的遮挡等也会影响覆盖。

  客户端的变化会造成覆盖的变化,尤其是对于已有无线网络的用户,原有设计是为笔记本电脑,现在新增加了智能手机、平板电脑客户端,他们的无线属性和笔记本电脑大不相同,一个经验值是智能终端的接收信号强度往往比笔记本电脑低10-15dB。同时新增加的客户端不意味着就是一个“好”(连网行为、漫游行为)客户端。

  实现优质的覆盖需要专业射频知识

  要实现合适的覆盖,避免可能的的亡羊补牢,你需要了解相关的专业知识,包括但是不限于:

  ● 射频特性,电磁传播特性

  ● 功率换算

  ● 数据连接速率、调制方式、编码方式

  ● 介质竞争/访问机制

  ● 技术名词:SNR、RSSI、dBm等

  总之:片面的强调性能而忽视覆盖一致性以及片面的强调覆盖距离而忽视性能一致性都是不恰当的,只有做到兼顾覆盖一致性的同时提供高性能,才能让您鱼和熊掌兼得!

标签: 802.11ac
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