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    无线网络高密度场景部署建议(一)

    文/宋斌

    所谓无线网络高密度场景是指在一定空间内的无线用户数量与网络流量都远超过普通无线网络覆盖的预期,例如图1所示的集中会议场景。

    wireless

    图1

    本文主要探讨在高密场景下的无线网络的部署建议与思想,并不解决任何具体场景的部署问题,希望大家在设计高密部署方案时能给予有效的帮助与指导。

    信道与AP

    在我们探讨高密部署方案之前,先来阐述清楚WLAN网络中常用的两个概念:信道与AP。

    通常我们喜欢说“一个802.11g AP的性能大概是20Mbps”。那么10个11g AP的性能是否就20×10 = 200M? 其实无论从802.11协议本身还是从性能测试角度,我们通常所讨论的AP性能是指整个环境中仅有一个AP需要向一个无线客户端发送数据,也就是只有这个AP和这个客户端使用当前的空间媒质,所以此时的AP的性能更准确地说应该是代表该信道对于此种802.11协议的最大性能支持情况。

    而在实际应用环境中充斥大量的WLAN设备,同一空间中可能有5-6个AP同时工作在一个信道。此信道中所有的WLAN设备,特别强调所有的AP设备将共同享有该信道资源,此时所有的这些AP也只能达到20M的性能,甚至由于设备的增多、竞争激烈会造成整体性能还可能低于“一个AP的性能”。

    因此,在实际的应用中,我们应该更多地考虑每个信道的整体性能,而不是单单一个AP的性能。也就是说,在网络部署时,除了AP的数量之外,应该更多地考虑当前环境中无线信号的分布、信道的划分、信道之间的隔离度及重用率等等。

    加强信道重用

    通过上面信道与性能的讨论我们得知,实际网络部署中,每个信道的性能决定了整个网络的性能,而在同一空间下相同信道会共享空口频谱资源,无益于整体性能的提升。因此,在同一空间内,只有加强信道的复用,保证同信道之间的隔离,提升频谱复用率,才能保障整个WLAN网络性能的提升。

    众所周知,802.11协议在2.4GHz 频段定义了14 个信道,从中可以选择三个相互不重叠的信道规划网络,通常使用1、6、11信道,如图2所示。

    图2

    例如,在一个空间内部署了3个AP,分别工作在1、6、11三个相互不重叠的信道,如图3所示。假定每个信道可以提供20Mbps的接入带宽,那么整个WLAN网络就可以提供20*3=60M的接入带宽。

    图3

    如果在此空间内增加一个AP,一共部署4个AP,新增AP工作在1、6、11中的任意一个信道,那么整个WLAN网络的接入带宽能否到达60+20=80M?回答这个问题就需要深刻理解上节所说的信道与AP的概念。如果新增AP的覆盖范围与同信道的AP互有重叠,如图4所示,那么实际网络的带宽必然达不到3+1=4的效果,只能是3+1<4,甚至3+1=3,因为它们共享同一信道资源所能提供的带宽。

    图4

    因此蜂窝部署方式是WLAN网络部署的基本原则,如图5所示。需要尽量隔离同信道的覆盖范围,提高同信道的重用率,才能保障WLAN网络的整体接入性能。

    图5

    在实际网络部署时,为了达到信道重用的效果,保障同信道之间的隔离非常重要,具体操作方法需根据实际的部署场景合理选择设备安装位置、调整AP发射功率、采用更加理想的天线型号等等,相关内容在后面的章节还会具体分析。

    积极引入5G资源

    相比2.4G频段,802.11在5G有更加丰富的频谱资源可供大家选择。例如在中国开放的5G频段就包含5个非重叠信道,它们分别是149、153、157、161、165信道。在高密使用场景下,通常WLAN网络所能提供的接入性能几乎饱和,甚至以无法满足用户的接入需求。因此,在高密情况下5G信道的引入显得尤为珍贵。加入11a信道的部署后,相当于增添了5个20MHz的频谱资源,将极大提升整个WLAN网络的整体接入性能。

    可见2.4G和5G双频段同时部署是解决高密场景性能瓶颈的有效途径,如图6所示,802.11g与802.11a同时部署相当于在同一空间部署了2.4G和5G两个频段的WLAN网络。

    图6

    在实际部署时,还需考虑用户终端的类型,终端是否支持5G是关键问题。好在5G频段基本上已成为当前主流终端的标配,为我们引入5G频段打开了方便之门。尽管大多数的终端将支持5G频段,但并不是所有的终端都支持5G,即使支持2.4G和5G的双频终端在连接网络中也无法保证一定能够接入5G频段。因此在实际部署双频段WLAN网络中,2.4信道的繁忙程度通常要远远高于5G信道。为了调节2.4G和5G的频谱资源的合理均衡使用,H3C特别针对高密双频部署场景开发频谱导航特性,设备将自动调整终端在2.4G和5G网络上的分布,最大程度地保障2.4G信道与5G信道的使用效率。同时目前主流的终端厂商也都在优化自己客户端及WiFi芯片,搜索WiFi信号时都默认从5G信道开始搜索,如果没有发现5G接入点才开始搜索2.4G。

    小结

    本期主要从信道资源方面详细阐述了高密部署的原则和思路,希望能对各位的有所帮助。下期我们还将继续高密场景部署建议的相关话题。

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