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    村通工程中AP及其下关联CPE的部署解析

    文/张利兵

    在WiFi网络室外覆盖的综合应用方案中,CPE解决方案以其在信号延伸覆盖和建设经济性方面的突出优势受到青睐,成为当下无线宽带室外覆盖的一种选择方式,特别是在村通工程建设中,这种方案能更好的解决此类场景下接入用户分散、信号入室衰减大以及信号上下行不匹配的现实问题。本篇将详细阐述村通工程中无线AP和CPE的部署细节。

    一、部署方案确定及资源准备

    项目实施不仅要从技术上做好设计和资源准备,而且要做好交付规划,保障交付资源到位。CPE解决方案的部署也是按照这个思路进行,先进行组网的合理性设计,确定细节,然后进行各类网络资源落地,最后在各类交付资源到位的情况下高效付诸实施。

    无线AP+AC组网细节确定

    CPE解决方案中,CPE也同其他终端设备在本质上是一致的,是作为客户端(STA)角色存在的,而网络部分则是要进行AC+AP的组网设计。

    1、确定AP采用二层注册还是三层注册,不管是二层注册还是三层注册都可以;确定AC的拓扑位置,可以旁挂于BAS,也可以旁挂汇聚交换机,还可以旁挂核心层设备;确定AP和STA的DHCP Server的位置,可以采用独立的服务器做DHCP Server,也可以采用交换机做Server;确定AC是否做备份以及备份方式,可以选择AC 1+1热备,N+1备份等方式。

    2、确定AP和AC间数据的转发方式,可以根据需要选择采用集中转发和本地转发。集中转发模式中数据流和控制流都要通过CAPWAP隧道和AC建立关联,所有本地数据交换也都要上送AC中转;本地转发模式中数据流和控制流分离,本地STA间的互访数据不需走隧道到AC绕行,直接在AP本地交互或者出AP转成802.3有线报文去往别处。本地转发目前不仅支持基于VLAN和SSID进行功能实现,而且可以基于流的策略进行本地转发,可以实现更精细化的报文转发方式选择。在确定数据转发模式的同时,还要确定采用的认证方式和无线空口安全模式。无线可以选择采用开放不加密,一般运营商都具有这样的SSID,也可以采用无线空口加密,目前移动的无感知认证中的EAP-PEAP方式就是这种情况。考虑到终端是CPE,一般选择的SSID为空口开放不加密。在认证方式中,运营商目前存在多种方式,Portal认证、802.1X认证和PPPoe认证方式。在确定采用哪种认证方式后,就要选择认证点设备,而不同的认证根据对于是本地转发还是集中转发的适应方式是不一样的,比如某SSID采用Portal认证,认证点如果选择在AC上,对于采用本地转发的组网,在设计上就不方便适应,这是由于数据不走隧道过AC而无法触发Portal。这种组网的逻辑关系要提前设计妥当。

    网络类资源如IP地址、VLAN、SSID等设计落地

    和其他解决方案一样,在网络资源类的规划和设计都是必不可少的一环。除了规划常规的设备管理VLAN/IP和用户的VLAN/IP外,无线特征类信息也应一并考虑到,如无线SSID的数量、名称以及和AP、热点的对应关系,无线频率采用2.4G、5G以及双频选择,信道选择等。

    目前主流的CPE采用2.4G无线接入,而在需要扩容的解决方案中,由于2.4G频段中只有3个可以重复使用的非交叉信道,所以一般会在原有2.4G信号范围内进行5G信号的覆盖,一是可以满足5G频段的CPE的扩容接入,二是可以和远端的AP进行5G信号的桥接,作为远端信号扩充覆盖AP的回传链路。

    工程界面资源和交付资源如人力、时间等规划落地

    CPE解决方案的有两个工程特点,一是AP进行室外覆盖,二是终端采用的CPE也需要进行室外安装,所以在项目部署真正开始前,需要进行这两方面的工程界面资源准备和确认工作。首先需要确认室外AP的安装位置、接地条件、走线条件,并确保抱杆、安装工具、设备、辅材等到位,没有准备就绪的及时补齐,否则会影响施工进度。另外,CPE这端的工程界面也同样要确保各种资源到位,很多情况下是需要沟通和交流的确认,比如CPE安装到什么位置,抱杆如何获取,如何走线等等,这部分工作离不开局方的协助和配合。

    项目实施落地需要相关交付资源到位,这部分工作可通过项目组的形式来保障。CPE解决方案涉及的工程交付量不小,所以在项目前期做好人力和投入时间的规划和准备可以有效的保障项目的有序推进。

    二、AP工程安装、配置和调测

    AP设备工程安装及注意事项

    室外AP的可以参考对应的设备安装手册指导,实际操作中需要在走线规范、接地规范、供电、抱杆加固等方面多加注意。

    AP的安装属于常规安装,比较好操作。而天线的安装受制于不同天线的体积和固定方式不同而有差别,一要注意天线的固定装置口径,如果这个口径小于抱杆(一般为圆柱体抱杆)直径则天线就无法装到抱杆上,所以要在定制抱杆时确认抱杆的直径小于天线和AP的固定装置口径;二要注意天线和AP的馈线连接方式,特别对于11N室外AP中外置射频接口是3个的情况,需要按照要求的方式进行对应连接,必要时请在项目前期向相关人员进行技术确认。

    除了AP采用制作抱杆安装外,很多情况下会利用已有的基站环境进行设备安装固定,尤其对于运营商来说经济性较高,可以共用已有站点的一些工程资源。这里需要注意一点,在这类基站点进行AP安装时,不同AP之间的空间位置要具有一定距离,一般要求水平或者垂直都在4到6米开外,以避免造成信号接收饱和,影响信号感知和吞吐量。同时,对于某些3/4G站设备天线,AP的天线也要离开这些设备天线一段距离,避免造成相互干扰。

    AP设备上电配置。

    室外AP受电一般采用PoE方式,使用专用的PoE供电模块,这种设计既能够满足室外AP的供电功率,又能够满足室外安装环境下对于交换机端口防雷的需求。设备上电后,就可以进行相关的环节的配置了。

    1、AP上电后首先进行注册操作配置

    AP注册需要预先配置好DHCP Server和AC上关于AP的信息(mac/serial-id),建议这部分工作在设备到货后就进行预先配置,即不要等AP安装并上电后再去配置AC和DHCP Server,而是当AP和AC到货后还未去现场安装前就进行注册配置操作,这样既可以保证AP注册有效性,又可以防止不必要的现场操作。

    2、基本的服务模板、信道、加密等配置

    当所有AP都已经完全可以注册上后,再进行基本的无线服务能力配置。配置服务模板service-template、Channel、max-power等。配置好后进行基本的信号查看和接入测试,验证是否正常。如果不正常及时找出原因,并寻求解决方案。

    3、完善相关配置项

    剩下的根据方案设计进行IP地址、VLAN、命名、认证方式、AC主备等以及路由对接、链路属性、可靠性设计等方面的配置落地。

    工程界面检查及AP基本功能调测

    AP侧的工程实施需要边实施边进行基本功能调测,以保证及时发现问题和保证质量,在基本完成以站点的工程安装和设备调测后,可以进行及时的工程界面合规性检查和基本功能验证测试。

    • 工程界面合规性检查及返工通报

    AP施工需要及时跟进合规性检查,就像其他工程领域一样,即使没有监理的角色,也是要有监理的职责落地,这样可以保证工程质量,避免项目后期返工带来的高额成本。当然,对于不符合要求的工程界面要及时提出,以正式的沟通方式与各方交涉,需要整改和返工的及时进行,保证项目实施质量。

    • AP设备基本功能调测及故障排查和返修

    AP和AC完成功能配置后,需要进行基本的功能测试验证,以保证AP这一侧的部署符合要求,这时候可以采用笔记本或者手机终端进行基本验证。

    基本功能验证包括进行信号的检测、接入有效性测试、覆盖范围的初测以及带宽、延时、认证方式、属性等方面的测试核准。如果发现问题及时排查,涉及设备故障的及时更换和返修,涉及链路问题的及时协调整改,一边实施一边将问题闭环。

    三、CPE安装和调测

    CPE需要安装到用户位置处,一般对于村通工程来说,就农户家里或者附近。目前主流采用WB512X,内置大功率天线,整体工艺设计充分适应室外环境,防水防尘。

    CPE设备工程安装及注意事项

    CPE支持抱杆安装和壁挂安装两种安装方式,以适应不同的场景环境需求。在村通工程中,由于住户分散且建筑物一般较为低矮,抱杆安装比较常用。而对于其他CPE应用场景下,如小区覆盖,多层建筑覆盖等可以考虑采用壁挂安装方式。

    CPE的安装附件支持安装角度的上下调节。在实际安装过程,WB521X需要朝向基站AP,尽量使得内置天线的信号主波瓣与AP的天线信号主波瓣最大程度交叠,这种情况下除了可以调整AP的天线倾角外,也可以调整WB521X,使二者达到最佳接触角度,从而确保信号质量。

    在进行CPE安装操作过程中,需要注意一些事项。1、安装前先给CPE上电,检查电源指示灯和以太网指示灯状态,确定CPE可以正常工作后再安装; 2、抱杠安装必须牢靠,避免外界影响出现抱杠晃动或者抱杠歪斜; 3、单个抱杆上不宜安装多个CPE,以免造成干扰;4、 网线进入POE供电模块之前要有防水弯,避免水沿网线进行POE模块导致烧毁等事故;5、与高压电线保持安全距离;5、高空作业时必须系好安全带,严禁在雷雨大风天进行高空作业。

    CPE设备上电配置及基本功能调测

    CPE上电后,采用边配置边调测的方法。CPE一般以WEB页面登录管理,登录进去后配置所要关联的SSID,然后进行关联测试,确保CPE的运行状态正常和符合要求,最后进行参数优化配置。

    配置过程中注意,如果SSID采用隐藏模式,CPE端需要手工输入SSID才能发现并关联上。同时在关联测试时注意接收AP的信号,如果RSSI小于30,建议进行天线和相关硬件调整,比如调整CPE安装高度、上倾角度以及检查线缆连接等操作,确保RSSI值在30以上,否则会影响业务体验。

    在设备配置和调测过程中,需要多关注CPE指示灯的变化,可以非常直观的进行效果呈现和指导问题排查。

    四、AP和CPE两端联调及现场问题处理

    以CPE端为位置源进行无线交互调测和问题排查

    当AP下某个CPE出现问题时,当以该CPE为视角进行接入测试和问题排查。如果搜索不到信号,可以检查CPE配置、供电以及设备运行状态。如果能够关联,再进行信号阈值的检查,看RSSI是否符合要求,如果不达标则进行相关调整。如果某账号在一个CPE下可以用,而在另外CPE下无法使用,可能是BAS上配置的绑定特性决定的,这属于正常规范性配置。如果CPE管理账号忘记了,可以按住CPE面板上的Reset按钮5秒以上就可以恢复缺省配置。

    以AP端为位置源进行交互性调测和问题排查

    当某个AP下所有的CPE都出现类同性问题时,一般可以推断是AP侧出现了问题,这时以AP为视角进行问题的测试和排查。分析该AP下CPE的问题现象,如果都出现搜索不到信号,则可能是AP没有发射信号,这个可以采用其他终端对比测试,可能原因是AP天线角度问题、馈线连接问题、配置问题、天线和信号频段不匹配问题等,逐一进行排除和确认。如果AP下CPE接收的信号都比较弱,这种情况下首先确认AP和CPE间的距离是否适宜,然后勘察AP和CPE之间是否有障碍物阻挡,以及检查AP和天线之间的馈线连接和天线角度。如果AP下CPE终端的使用感知较差,比如丢包严重,网速较慢,这种情况需要综合分析,排查信号状况、有线链路状况、空口干扰状况、隐藏节点严重状况等方面,找到解决方案。

    交付备忘录及相关报告

    现场部署及问题排查的过程需要在完成时以报告形式进行呈现,这是常规性工程流程的要求,在CPE解决方案部署落地的过程中也不例外,不过项目实施过程中不可预见、不可立即确认和不能立即找到解决方案的情况时有发生,也属于正常现象,需要注意的是最好能够及时做好备忘录,记录事件并保持跟踪,直至事件闭环,这样才能保证问题不被遗漏。

    村通工程中CPE解决方案的落地是实现无线宽带在乡村场景下规模部署的一个很好实践,而此解决方案能否真正在农村大地“扎根”,则需要每个项目能够扎实的交付,认真的保证各个环节达到高品质,这样反过来才能做实方案,形成品牌认知效应。

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