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屬性前言:無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直接影響整體網(wǎng)絡(luò)性能,在當(dāng)今企業(yè)網(wǎng)環(huán)境中,已有超過(guò)一半的數(shù)據(jù)流量通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道傳輸,隨著[物聯(lián)網(wǎng)]技術(shù)的普及,無(wú)線(xiàn)網(wǎng)將承載更多的關(guān)鍵業(yè)務(wù)流量。企業(yè)/園區(qū)場(chǎng)景的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)值得考慮的關(guān)鍵因素有很多,例如終端移動(dòng)性,AP 漫游能力和覆蓋范圍、帶寬和吞吐量、延遲、信道、射頻干擾等。當(dāng)然,還有[網(wǎng)絡(luò)安全]配置和用戶(hù)認(rèn)證等等。
無(wú)論是新建還是升級(jí)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),在采取行動(dòng)之前回顧并更新有關(guān)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的關(guān)鍵知識(shí)是絕對(duì)必要的,我們將從以下幾個(gè)方面入手,希望這篇文章幫助您做出更好的選擇。
- 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概念和參數(shù)速查
- 無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)/協(xié)議的演進(jìn)
- 不同無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)模式和適用場(chǎng)景:1、常見(jiàn)的園區(qū)無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)、2、新一代云化網(wǎng)絡(luò)
- 無(wú)線(xiàn)AP部署要點(diǎn)
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)基礎(chǔ)概念和參數(shù)速查
在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中,信息可以是圖像、文字、聲音等。信息需要先經(jīng)過(guò)信源編碼轉(zhuǎn)換為便于電路計(jì)算和處理的數(shù)字信號(hào),再經(jīng)過(guò)信道編碼和調(diào)制,轉(zhuǎn)換為無(wú)線(xiàn)電波發(fā)射出去。其中,發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備使用接口和信道連接,對(duì)于有線(xiàn)通信很容易理解,設(shè)備上的接口是可見(jiàn)的,連接可見(jiàn)的線(xiàn)纜;而對(duì)于無(wú)線(xiàn)通信,接口是不可見(jiàn)的,連接著不可見(jiàn)的空間,稱(chēng)為空口(空間接口)

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)應(yīng)用范圍可分為個(gè)人網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。
| 個(gè)人網(wǎng)絡(luò) | 局域網(wǎng) | 城域網(wǎng) | 廣域網(wǎng) | |
|---|---|---|---|---|
| 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) | Bluetooth | IEEE802.11b,IEEE802.11a,IEEE802.11g, IEEE802.11n | IEEE 802.16,MMDS,LMDS | GSM, GPRS, CDMA, 2.5-3G-4G |
| 傳輸速度 | 小于1Mbps | 1Mbps~600Mbps | 22+ Mbps | 1-7Mbps-100Mbps |
| 覆蓋范圍 | 10m | 100~300m | 十幾公里 | 幾十到幾百公里 |
| 應(yīng)用場(chǎng)景 | 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、設(shè)備對(duì)設(shè)備 | 企業(yè)、園區(qū)、學(xué)校、酒店等網(wǎng)絡(luò) | 最后一公里接入 | 移動(dòng)電話(huà) |
無(wú)線(xiàn)射頻
無(wú)線(xiàn)電波是由振蕩電路的交變電流產(chǎn)生的電磁波(日常使用中也被稱(chēng)為射頻或無(wú)線(xiàn)電等),它能夠通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射和接收,無(wú)線(xiàn)電波的頻率范圍稱(chēng)為頻段。所有的射頻設(shè)備都有靈敏度等級(jí),即無(wú)線(xiàn)終端在某個(gè)信號(hào)強(qiáng)度之上可以正確地解釋和接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)。靈敏度單位是dBm。接收靈敏度值越小,說(shuō)明接收性能越好。
| 常見(jiàn)無(wú)線(xiàn)頻段 | |
|---|---|
| 手機(jī) | GSM:900/1800MHz,CDMA:800MHz |
| 5G方案 | 移動(dòng)(2.6G 160MHz)/3.3G 100MHz室內(nèi)共建,電信、聯(lián)通3.5G 3400-3600MHz移動(dòng):4800-4900MHz,廣電4900-5000MHz |
| 調(diào)頻 | 87.5MHz-108.0MHz(民用廣播) |
| 70MHz-87.5MHz(校園廣播) | |
| 108-160MHz(業(yè)余無(wú)線(xiàn)電通訊) | |
| 160MHz以上是對(duì)講機(jī)和電視伴音通信頻率,對(duì)講機(jī)常集中在400~470MHz和136-174MHz | |
| 無(wú)繩電話(huà) | 45~48MHz |
| 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò) | 2.4GHz和5GHz( Wi-Fi 7還有6GHz ) |
| 藍(lán)牙 | 2.4GHz |
天線(xiàn)傳播覆蓋
天線(xiàn)是一種變換器,是在無(wú)線(xiàn)設(shè)備中用來(lái)發(fā)射或接受電磁波的部件,它可以將傳輸線(xiàn)上傳播的導(dǎo)行波和在空間中傳播的電磁波相互轉(zhuǎn)換。天線(xiàn)一般有全向和定向兩種信號(hào)覆蓋模式(如下圖所示)。

空間流和MIMO
無(wú)線(xiàn)電在同一時(shí)間發(fā)送多個(gè)信號(hào),每一份信號(hào)都是一個(gè)空間流。通常情況下一組收發(fā)天線(xiàn)間可以建立一個(gè)空間流。
MIMO指多輸入多輸出技術(shù),也稱(chēng)多天線(xiàn)技術(shù),分別使用多個(gè)發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn),實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收,成倍地提高信道容量。空間流數(shù)是決定最高物理傳輸速率的參數(shù)。我們常用(AxB:C)數(shù)據(jù)格式表示多天線(xiàn)技術(shù)支持的最大發(fā)射天線(xiàn)數(shù)量(A)、最大接收天線(xiàn)數(shù)量(B)和最大空間數(shù)據(jù)流數(shù)量(C)。當(dāng)前主流的802.11ac和802.11ax協(xié)議規(guī)定一個(gè)射頻最大8個(gè)空間流;大多數(shù)智能終端使用 2×2:2 或 3×3:3 MIMO 無(wú)線(xiàn)電。

MIMO系統(tǒng)中,發(fā)射端的多個(gè)天線(xiàn)可以各自獨(dú)立發(fā)送信號(hào)(引入發(fā)射波束成形技術(shù)使多個(gè)天線(xiàn)的發(fā)射信號(hào)在接收機(jī)達(dá)到相同相位,從而增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度),同時(shí)在接收端用多個(gè)天線(xiàn)接收信號(hào)并重組原始信息。

MIMO技術(shù)讓1×1的客戶(hù)端也能間接從中受益
傳播衰減
⑴ 自由空間路徑損耗
自由空間路徑損耗(FSPL)是指無(wú)線(xiàn)電波因自然擴(kuò)展導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度下降,這是波傳播的自然屬性。我們可以通過(guò)以下近似公式算出。
FSPL=32.44+(20log 10 (f))+(20log 10 (D))
*FSDL=路徑損耗(dB) ;f =頻率(MHz);D=天線(xiàn)之間的距離(km)*
實(shí)際部署時(shí)我們通常使用6dB法則進(jìn)行估算,即:傳輸距離加倍將導(dǎo)致信號(hào)衰減6dB。
⑵ 穿透損耗(吸收)
電磁波穿過(guò)墻體、車(chē)體、樹(shù)木等障礙物,被不同材質(zhì)的吸收,導(dǎo)致信號(hào)衰減。下表總結(jié)了常見(jiàn)障礙物對(duì)無(wú)線(xiàn)信號(hào)的影響
| 典型障礙物 | 厚度(毫米) | 2.4G信號(hào)衰減(dB) | 5G信號(hào)衰減(dB) |
|---|---|---|---|
| 普通磚墻 | 120 | 10 | 20 |
| 加厚磚墻 | 240 | 15 | 25 |
| 混凝土 | 240 | 25 | 30 |
| 石棉 | 8 | 3 | 4 |
| 泡沫板 | 8 | 3 | 4 |
| 空心木 | 20 | 2 | 3 |
| 普通木門(mén) | 40 | 3 | 4 |
| 實(shí)木門(mén) | 40 | 10 | 15 |
| 普通玻璃 | 8 | 4 | 7 |
| 加厚玻璃 | 12 | 8 | 10 |
| 防彈玻璃 | 30 | 25 | 35 |
| 承重柱 | 500 | 25 | 30 |
| 卷簾門(mén) | 10 | 15 | 20 |
| 鋼板 | 80 | 30 | 35 |
| 電梯 | 80 | 30 | 35 |
⑶ 反射損耗
當(dāng)波撞擊到一個(gè)比波自身更大的光滑物體時(shí),波可能會(huì)往另一個(gè)方向傳遞。當(dāng)無(wú)線(xiàn)發(fā)射信號(hào)與接收位置需要經(jīng)過(guò)多次反射才可觸達(dá),我們可以通過(guò)嘗試調(diào)整信號(hào)源位置并輔以定向天線(xiàn)來(lái)改善通信。
⑷ 衍射損耗
由于射頻信號(hào)被局部阻礙,射頻信號(hào)在物體周邊發(fā)生的彎曲。位于障礙物正后方的區(qū)域稱(chēng)為射頻陰影,它可能成為覆蓋死角,一般是可以通過(guò)另一個(gè)AP的無(wú)線(xiàn)信號(hào)去消除。
無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)/協(xié)議的演進(jìn)
WiFi與 IEEE 802.11
WiFi 通常是指基于 IEEE 802.11 標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。“Wi-Fi”一詞由Wi-Fi 聯(lián)盟(WFA)創(chuàng)造,該聯(lián)盟是一個(gè)全球性聯(lián)盟,致力于促進(jìn)和認(rèn)證無(wú)線(xiàn)設(shè)備的互操作性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),Wi-Fi 是描述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的流行術(shù)語(yǔ),而 IEEE 802.11 是定義無(wú)線(xiàn)通信底層協(xié)議和規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

WiFi6 的核心技術(shù)
根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟的報(bào)告,Wi-Fi 6 自2019年推出以來(lái)僅用3年就在全球市場(chǎng)份額超過(guò)了50%,而Wi-Fi 5用了4年時(shí)間。WiFi 6 為每個(gè)用戶(hù)提供更大的總帶寬,總頻譜和信道,能夠在高并發(fā)接入的環(huán)境下為每個(gè)用戶(hù)較前代技術(shù)高 4 倍的吞吐量,其高帶寬、高并發(fā)、低時(shí)延、低耗電的特點(diǎn)為未來(lái)的智能基礎(chǔ)設(shè)施奠定基礎(chǔ)。
⑴ 提升吞吐量:1024-QAM調(diào)制
802.11ax采用1024-QAM正交幅度調(diào)制,每個(gè)符號(hào)位傳輸10bit數(shù)據(jù)(2^(10)=1024);相對(duì)于802.11ac(采用256-QAM正交幅度調(diào)制,每個(gè)符號(hào)傳輸8bit數(shù)據(jù))來(lái)說(shuō),802.11ax的單條空間流數(shù)據(jù)吞吐量提高了25%。使用1024-QAM調(diào)制對(duì)信道條件有較高要求。

⑵ 改善多用戶(hù)并發(fā)接入:OFDMA 和上行+下行的MU-MIMO
MU-MIMO 代表多用戶(hù)的多輸入多輸出,它允許單個(gè) AP 設(shè)備同時(shí)通過(guò)多個(gè)通道與多個(gè)用戶(hù)進(jìn)行通信,802.11ax(WiFi 6)在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了增強(qiáng),提高了并發(fā)上行用戶(hù)數(shù)量,理論上能夠在上行和下行鏈路上為最多 8 個(gè)用戶(hù)提供服務(wù),并向單個(gè)客戶(hù)端同時(shí)提供 4 個(gè)流。MU-MIMO生效需要通信雙方都支持MU-MIMO。

OFDMA(正交頻分多址)將信道進(jìn)一步細(xì)分為可單獨(dú)分配的“資源單元”,這是實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。它允許多達(dá) 30 個(gè)用戶(hù)同時(shí)共享一個(gè)信道,從而減少延遲、提高容量并提高效率。

OFDMA 和 MU-MIMO 的技術(shù)作為先進(jìn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的互補(bǔ)技術(shù),可以基于所服務(wù)的應(yīng)用類(lèi)型來(lái)改善用戶(hù)體驗(yàn)。
對(duì)于流媒體電影或游戲等高帶寬應(yīng)用,MU-MIMO 允許多個(gè)終端并發(fā)傳輸數(shù)據(jù),建立高帶寬網(wǎng)絡(luò)以達(dá)到每個(gè)客戶(hù)端的的最大速率。此外,MU-MIMO 使訪(fǎng)問(wèn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的隊(duì)列從一個(gè)變?yōu)槎鄠€(gè),多個(gè)設(shè)備可同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)而無(wú)需等待。
對(duì)于即時(shí)消息、電子郵件或網(wǎng)頁(yè)瀏覽等低帶寬應(yīng)用,分配給每個(gè)客戶(hù)端的資源單元數(shù)量取決于數(shù)據(jù)包大小、終端設(shè)備限制以及流量服務(wù)質(zhì)量(QoS)配置等因素,而OFDMA使用單個(gè)頻段可以為多個(gè)用戶(hù)提供這類(lèi)低流量傳輸服務(wù),起到類(lèi)似“拼車(chē)”的效果,大大提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率。
⑶ 降低信道間干擾:空分復(fù)用技術(shù)(SR) & BSS Coloring
當(dāng)相同或相鄰信道上的AP和終端檢測(cè)到單個(gè)信道資源利用率偏高,噪聲強(qiáng)度超過(guò)閾值時(shí),則會(huì)需要排隊(duì)等待(CCA功率調(diào)節(jié)機(jī)制)。
WiFi6協(xié)議里采用了空間復(fù)用和著色機(jī)制以提升信道利用率,減少排隊(duì)。它可以類(lèi)比為在客戶(hù)端和AP之間建立起了虛擬的“高架橋”,根據(jù)不同目的地在空間上劃分為互相獨(dú)立不干擾的通路。不同的AP會(huì)各自給下連的終端著色(例如下圖左,同為信道6的3個(gè)AP分別著色),只要信道資源沒(méi)有完全占滿(mǎn),就依然會(huì)傳輸數(shù)據(jù)。

⑷ 降低能耗調(diào)度:目標(biāo)喚醒時(shí)間 TWT
TWT(目標(biāo)喚醒時(shí)間)最早出現(xiàn)在 802.11ah “Wi-Fi HaLow” 標(biāo)準(zhǔn)中,用于支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的能效,并隨著 IEEE 802.11ax 的發(fā)展而得到擴(kuò)展。它使用計(jì)劃?rùn)C(jī)制來(lái)告訴客戶(hù)端何時(shí)喚醒和睡眠,而不是讓它們一直在某個(gè)頻道上監(jiān)聽(tīng)。
在 TWT 中,客戶(hù)端和 AP 之間會(huì)商定一個(gè)時(shí)間表,該時(shí)間表由時(shí)間段組成。它通常包含一個(gè)或多個(gè)信標(biāo)(例如幾分鐘、幾小時(shí),甚至長(zhǎng)達(dá)幾天)。當(dāng)時(shí)間到了,客戶(hù)端被喚醒,等待 AP 發(fā)送的觸發(fā)幀并交換數(shù)據(jù),然后重新進(jìn)入休眠狀態(tài)。AP 和終端設(shè)備會(huì)獨(dú)立協(xié)商特定時(shí)間,或者 AP 可以將終端進(jìn)行分組,一次連接到多個(gè)設(shè)備。

Wi-Fi 6E 及其他
在 Wi-Fi 6 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布一年后,由于頻譜短缺,Wi-Fi 6e 應(yīng)運(yùn)而生,將現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)展到 6GHz 頻段。Wi-Fi 6E 使用 WPA3 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 WPA2 來(lái)增強(qiáng)安全性,但它仍然使用 802.11ax,因此它算作 WiFi 6 的附加增強(qiáng)功能,而不是下一代標(biāo)準(zhǔn)。
此外,Wi-Fi 的演進(jìn)還包括幾個(gè)小眾項(xiàng)目。例如,毫米波 Wi-Fi (802.11ad/ay) 以極低的覆蓋范圍為代價(jià),支持高達(dá) 275 Gbps 的標(biāo)稱(chēng)數(shù)據(jù)速率。大量用戶(hù)無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)的新興交互式應(yīng)用和新服務(wù),例如8K 流媒體、AR/VR、游戲、遠(yuǎn)程辦公、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等等,正在推動(dòng)行業(yè)支持更高吞吐量的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。
WiFi 7 還有多遠(yuǎn)?
Wi-Fi 7在Wi-Fi 6的基礎(chǔ)上引入了320MHz帶寬、4096-QAM、Multi-RU、多鏈路操作、增強(qiáng)MU-MIMO、多AP協(xié)作等技術(shù),使得Wi-Fi 7相較于Wi-Fi 6將提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的時(shí)延。
- 由于國(guó)內(nèi)暫未開(kāi)放6G頻段給Wi-Fi使用,Wi-Fi 7特性未能完整發(fā)揮。目前Wi-Fi7實(shí)際生效的有以下幾項(xiàng):
- 4096QAM:每個(gè)符號(hào)位傳輸 12bit 數(shù)據(jù),相比Wi-Fi 6 提升20%
- 16x16MIMO:由8×8提升到16×16空間流,增強(qiáng)高并發(fā)能力
- 多鏈路傳輸:AP 和 客戶(hù)端之間同時(shí)建立多個(gè)鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,可以利用多條鏈路進(jìn)行負(fù)載分擔(dān),提升單用戶(hù)峰值吞吐量;利用多條鏈路進(jìn)行多發(fā)選收,提高鏈路可靠性。
- Multi-RU:Wi-Fi 6 標(biāo)準(zhǔn)下同一周期單用戶(hù)只能分配到 1 個(gè) RU ,必然有部分 RU 資源被閑置。Wi-Fi 7 突破了限制,允許單用戶(hù)同時(shí)占用多 RU,且不同大小的 RU 之間可以進(jìn)行組合,使得業(yè)務(wù)延時(shí)降低25%。

- 前導(dǎo)碼打孔:支持把受干擾的20M信道打孔、屏蔽,然后剩余的140MHz信道繼續(xù)捆綁在一起傳輸信息,極大提高了信道利用率;Wi-Fi 6中的做法一般是將工作信道限制在20M內(nèi)傳輸,剩余信道受阻。

常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)模式
自治AP(胖AP)
此類(lèi)AP設(shè)備是最早進(jìn)入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的類(lèi)型,因其可以近乎“即插即用”的方式工作且無(wú)需額外的控制器,建網(wǎng)成本極低,非常適合例如家庭、小型商戶(hù)和辦公室等小型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)場(chǎng)景,正如其名,每個(gè)自治AP都可獨(dú)立工作并且內(nèi)置了基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)配置、流量控制、認(rèn)證等功能的完整邏輯,所以每個(gè) AP 都需要單獨(dú)手動(dòng)配置。

瘦AP+ AC(無(wú)線(xiàn)AP控制器)
這種集中式方法涉及 2 個(gè)無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品,包括 AP 和無(wú)線(xiàn) AP 控制器 (AC)。AC在該解決方案中扮演著最重要的角色,AP 僅提供基本的無(wú)線(xiàn)電頻率,在物理層傳輸 802.11 數(shù)據(jù)包,并通過(guò)無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)控制和配置協(xié)議(CAPWAP)與控制器建立通信。
AC 可處理多種功能,例如訪(fǎng)問(wèn)控制、AP 配置和監(jiān)控、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)、漫游、安全控制。它的工作原理就像無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大腦一樣,允許在一個(gè)地方配置和管理整個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。這些使其適用于具有許多接入點(diǎn)的大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。
⑴ AC部署模式
- 串聯(lián)模式:AC 串接進(jìn)網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)在比較少見(jiàn)。
- 旁路模式:AC只管理AP,旁路連接到匯聚交換機(jī),讓據(jù)包經(jīng)由AC集中轉(zhuǎn)發(fā)再傳輸?shù)缴蠈泳W(wǎng)絡(luò),適合在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的情況下對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造。
⑵ 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式:直接轉(zhuǎn)發(fā)和隧道轉(zhuǎn)發(fā)
并不是所有的數(shù)據(jù)包都需要經(jīng)過(guò)集中式AC的封裝和處理。某些情況下,數(shù)據(jù)包可以直接轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)的上層,但這僅適用于二層網(wǎng)絡(luò)。隧道轉(zhuǎn)發(fā)模式下,數(shù)據(jù)包被封裝在CAPWAP隧道中,然后由AC轉(zhuǎn)發(fā)到上層網(wǎng)絡(luò)。如下圖所示,CAPWAP隧道可能是控制數(shù)據(jù)隧道,也可能是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)隧道。

⑶ VLAN 規(guī)劃和 AC 備份
VLAN規(guī)劃主要包括兩個(gè)方面,一是劃分管理VLAN和業(yè)務(wù)VLAN,二是根據(jù)需要映射業(yè)務(wù)VLAN和SSID。由于是集中式部署,需要考慮冗余的設(shè)備、鏈路、交換策略,確保單點(diǎn)故障不影響整個(gè)系統(tǒng)功能,所以AP+AC架構(gòu)中往往還需要多個(gè)AC互為備份。如果要為大量無(wú)線(xiàn)接入用戶(hù)實(shí)現(xiàn)AP漫游,這對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程師來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
- 方案一:盡量在二層網(wǎng)絡(luò)中規(guī)劃漫游區(qū)域,但二層網(wǎng)絡(luò)越大,安全性越差。
- 方案二:建立連接兩個(gè)WAC的隧道,將漫游流量傳回原AC,但這會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜,流量繞行,影響漫游性能。
除了配置相對(duì)復(fù)雜之外,多家供應(yīng)商都有自己的專(zhuān)有協(xié)議,并在自己的產(chǎn)品中不斷更改這些協(xié)議以改善通信。一般來(lái)說(shuō)不同供應(yīng)商的產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現(xiàn)通信和交互。

無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)(WMN)
無(wú)線(xiàn)mesh網(wǎng)絡(luò)最初是為軍事應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的,它是一種由無(wú)需連接到有線(xiàn)端口的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備組成的架構(gòu)。無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)設(shè)備都像路由器一樣工作,其中各個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅可以增強(qiáng)信號(hào),還可以計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳⑦M(jìn)行 路由 ,將長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸劃分為多個(gè)短跳。當(dāng)配置好主節(jié)點(diǎn)信息后,配置將?動(dòng)同步給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中其他的節(jié)點(diǎn)。
Mesh組網(wǎng)在難以或無(wú)法布線(xiàn)的情況下特別有用,例如臨時(shí)的室內(nèi)或室外區(qū)域、老舊歷史建筑內(nèi)等。目前已有不少?gòu)S商提供了面向企業(yè)和家庭的Mesh網(wǎng)絡(luò)解決方案,不過(guò)一般來(lái)說(shuō)無(wú)線(xiàn) Mesh AP 不兼容多供應(yīng)商。

在為較小的區(qū)域設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)時(shí),我們可能只需要將一兩個(gè)Mesh AP連接到有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),如果范圍擴(kuò)大,我們?nèi)匀恍枰獙⒍鄠€(gè)Mesh AP 插入有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)以確保網(wǎng)絡(luò)可用性。部署Mesh AP 時(shí),應(yīng)綜合考慮數(shù)量、傳輸距離和電源位置,并且應(yīng)將它們放置得更近以獲得更好的信號(hào),因此往往需要更多的 AP 來(lái)覆蓋給定的區(qū)域,成本隨之上升(甚至?xí)窒渌矫婀?jié)省的費(fèi)用)。
值得注意的是該種組網(wǎng)方式最大的問(wèn)題:帶寬損耗。因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)mesh組網(wǎng)會(huì)占用一半的帶寬(還有無(wú)線(xiàn)傳輸本身的損耗),經(jīng)過(guò)中繼后的AP的吞吐量一般會(huì)下降約50%。
新一代云化園區(qū)無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)模式
分布式網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)
云網(wǎng)絡(luò)很早就開(kāi)始采用分布式的網(wǎng)關(guān)架構(gòu),將網(wǎng)關(guān)部署到更靠近終端的接入/邊緣層。這種架構(gòu)在轉(zhuǎn)發(fā)路徑、網(wǎng)絡(luò)[運(yùn)維]、表項(xiàng)空間、安全性等方面都有著顯著的優(yōu)勢(shì),也為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新提供了一種很好的思路。

在這樣的 IP Fabric 中,分布式網(wǎng)關(guān)意味著所有子網(wǎng)都存在于每個(gè)接入交換機(jī)上,它們會(huì)自動(dòng)同步整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的端點(diǎn) IP/MAC 和安全策略。這樣,每個(gè)接入交換機(jī)都得到充分利用,所有跨子網(wǎng)流量的轉(zhuǎn)發(fā)/漫游都由最近的交換機(jī)處理,而無(wú)需經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的路徑到達(dá)集中式 AC。

去CAPWAP的集中式轉(zhuǎn)發(fā)
這種新型WLAN的設(shè)計(jì)同樣基于云網(wǎng)絡(luò)技術(shù),相比上文的“分布式網(wǎng)關(guān)”其最大的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需改變現(xiàn)有的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),只需部署一臺(tái)可編程交換機(jī)接入核心交換機(jī)作為集中式網(wǎng)關(guān),然后將舊AP替換為新AP即可完成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)。

每臺(tái)網(wǎng)關(guān)交換機(jī)擁有 3.2Tbps 吞吐量,輕松支持 10K+ 接入點(diǎn) 100K+ 無(wú)線(xiàn)終端。接入點(diǎn)通過(guò) VXLAN 隧道與網(wǎng)關(guān)通信,接入點(diǎn)上運(yùn)行多個(gè) VTEP 以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離。此外,接入點(diǎn)可以是完全基于開(kāi)源技術(shù)的白盒硬件,而且相對(duì)于CAPWAP,VXLAN 技術(shù)也更加開(kāi)放和標(biāo)準(zhǔn)化。
至于慣常思路里的無(wú)線(xiàn)AC,在新一代云化園區(qū)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)不存在了,取而代之的是使用云原生控制器(Cloud SDK )來(lái)統(tǒng)一管理園區(qū)內(nèi)的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并下發(fā)配置——它既可以融合部署在網(wǎng)關(guān)交換機(jī)或其他本地設(shè)備上,也可以靈活部署在云端,從手機(jī)、電腦隨時(shí)隨地通過(guò)加密域名訪(fǎng)問(wèn)。
無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(AP)部署要點(diǎn)
影響AP覆蓋范圍的因素
- 無(wú)線(xiàn)電發(fā)射功率:室內(nèi)AP不超過(guò)100mW/20dBm,室外AP不超過(guò)500mW/27dBm
- 天線(xiàn)增益:室內(nèi)天線(xiàn)增益一般在3-5dBi,室外天線(xiàn)增益一般大于10dBi
- 部署環(huán)境:周?chē)h(huán)境是否有強(qiáng)電磁場(chǎng)、障礙物遮擋、同類(lèi)型Wi-Fi干擾、相似類(lèi)型無(wú)線(xiàn)干擾,金屬或者電子設(shè)備等干擾,相同信道頻譜干擾
- 天線(xiàn)和終端接收靈敏度:與終端設(shè)備有關(guān)
影響AP接入量的因素
芯片性能:同等無(wú)線(xiàn)速率下,如果是不同的芯片等級(jí),能同時(shí)并發(fā)的用戶(hù)數(shù)也不一樣
射頻:
- 單射頻AP最大接入128/512
- 雙射頻AP最大接入256/1024
- 三射頻AP最大接入384/1536
用戶(hù)流量模型:不同的用戶(hù)流量也直接影響了能同時(shí)并發(fā)多少用戶(hù)。
比如辦公場(chǎng)景每人4M,推薦人數(shù)在30人;公共上網(wǎng)場(chǎng)景每人1M,推薦人數(shù)在60-100人
所需無(wú)線(xiàn)帶寬估算
估算帶寬時(shí)可以根據(jù)人數(shù)模糊概論(尤其適用高密場(chǎng)景),假如要求有1000人同時(shí)接入,實(shí)際使用時(shí)同時(shí)接入的人數(shù)在600人;接入的600人并非所有終端同時(shí)并發(fā),算下來(lái)約會(huì)在200左右。
并發(fā)用戶(hù)數(shù)=估算接入人數(shù) * 并發(fā)比率
根據(jù)用戶(hù)數(shù)與單用戶(hù)速率需求分析可以得到總帶寬需求:
總帶寬=并發(fā)用戶(hù)數(shù) * 單用戶(hù)速率
下表僅供參考(單用戶(hù)速率參考)

AP通用部署原則
- 盡量保證 AP 與終端之間可視無(wú)障礙物;
- 優(yōu)先考慮 AP 面積覆蓋與間距合理,后考慮接入人數(shù)要求。
- AP 以正六邊形方式呈蜂窩狀部署(同樓層平面,上下樓層同樣)

AP的覆蓋部署
- 盡量減少信號(hào)穿過(guò)障礙物數(shù)量,一般建議最多穿透單層墻體(典型120mm磚墻)設(shè)計(jì),部分特殊場(chǎng)景(如石膏墻、玻璃墻體等) 可考慮穿過(guò)2層墻體
- 240mm厚磚墻、混凝土墻體和金屬材質(zhì)墻體不建議穿透覆蓋,如在不滿(mǎn)足約束條件時(shí)仍采用AP穿透覆蓋方案,則會(huì)導(dǎo)致穿墻后 弱信號(hào)和漫游不連續(xù)問(wèn)題,針對(duì)此種情況,如需保障良好覆蓋和漫游,網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)需要基于客戶(hù)墻體結(jié)構(gòu)新增部署AP點(diǎn)位
- 重點(diǎn)區(qū)域、VIP區(qū)域盡量保證單獨(dú)部署AP以保障用戶(hù)體驗(yàn)。
- 路口或拐角單獨(dú)部署AP,保證信號(hào)覆蓋連續(xù)性(大于-65dBm ),相鄰AP可建立鄰居關(guān)系表,保障良好漫游體驗(yàn)。
- AP安裝位置遠(yuǎn)離承重柱3米以上
幾條重要規(guī)則
- 不要采取在走廊部署吸頂AP去覆蓋房間,除非拿設(shè)備驗(yàn)證過(guò)。像學(xué)校宿舍這種場(chǎng)景,如果有運(yùn)營(yíng)收費(fèi)更不能放走廊。
- 任何場(chǎng)景 AP 間距不少于 8 米。同信道 AP 間距不少于 15 米。
- AP 吸頂安裝時(shí),需考慮吊頂材質(zhì),若為無(wú)機(jī)復(fù)合板、石膏板,衰減較小,可安裝于吊頂內(nèi),若為鋁制板,衰減較大,建議安裝在吸頂安裝于天花上,或用美化天線(xiàn)。
- 空曠的空間工勘時(shí),一定要考慮后期放什么東西。比如宿舍,前期是空的,但之后可能放了金屬桌子;空曠的倉(cāng)庫(kù),之后可能放了很多金屬貨架。這些都會(huì)導(dǎo)致信號(hào)覆蓋風(fēng)險(xiǎn)。
- 部署前務(wù)必先去現(xiàn)場(chǎng)工勘測(cè)試。不要“看圖說(shuō)話(huà)”。
- 室外項(xiàng)目中,為了保證使用效果,需使用定向天線(xiàn),少用全向天線(xiàn)。不確定的情況找當(dāng)?shù)乜头稍?xún)。
- 室外項(xiàng)目務(wù)必要求施工方做好防水防雷,否則容易造成故障。
審核編輯 黃宇
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