如何保證高品質(zhì)的WLAN網(wǎng)絡(luò )建設
宋斌 2011/08/15
隨著(zhù)WLAN技術(shù)的成熟和終端的普及，各大運營(yíng)商及企業(yè)網(wǎng)用戶(hù)都加大了對WLAN網(wǎng)絡(luò )建設的投入，希望打造一個(gè)高品質(zhì)的WLAN網(wǎng)絡(luò )，以滿(mǎn)足終端用戶(hù)不斷上漲的業(yè)務(wù)需求。本文對保證高品質(zhì)WLAN網(wǎng)絡(luò )穩定運營(yíng)需要考慮的因素加以總結和分析，為讀者建設高品質(zhì)WLAN網(wǎng)絡(luò )提供參考。
作為一個(gè)高品質(zhì)的WLAN網(wǎng)絡(luò )應滿(mǎn)足以下要求：滿(mǎn)意的用戶(hù)上網(wǎng)體驗、較低的產(chǎn)品故障率、易于管理和維護、持續的網(wǎng)絡(luò )生命周期等。而要達到這些要求，在WLAN網(wǎng)絡(luò )建設時(shí)需要考慮哪些因素？
1、高品質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量
高品質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量是WLAN網(wǎng)絡(luò )建設的基礎。好的WLAN產(chǎn)品在器件選型、可靠性設計、軟件故障率、產(chǎn)品性能等各個(gè)方面都應有優(yōu)異的表現。
- 設備器件應精選業(yè)界領(lǐng)先廠(chǎng)商芯片，單板上關(guān)鍵器件均采用工業(yè)級器件；器件主要參數（溫度、電壓、電流等）嚴格進(jìn)行降額使用，有效延長(cháng)器件使用壽命，保證設備長(cháng)期穩定工作。
- 產(chǎn)品工業(yè)設計中應具有自然散熱、低溫加熱、網(wǎng)口防雷、天饋防雷、電源防雷等嚴格指標要求，在不同應用環(huán)境（室內、戶(hù)外、車(chē)載、變電站等）進(jìn)行分級壽命設計，保證產(chǎn)品長(cháng)期穩定運行。
- 產(chǎn)品應具有穩定的軟件平臺，保持較低的產(chǎn)品軟件故障率，確保在網(wǎng)設備的穩定運行，減少因軟件問(wèn)題造成的客戶(hù)網(wǎng)絡(luò )體驗的下降及維護工作量的增加。
- 產(chǎn)品應具有充分滿(mǎn)足用戶(hù)需求的產(chǎn)品性能，例如大容量AC的數據交換能力>=（每AP帶寬*最大管理AP數量）、每AP的預留帶寬（15M）、 無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端DHCP池容量>=（AP數量*10）等。
2、可靠的組網(wǎng)方案
當前，WLAN網(wǎng)絡(luò )建設多采用無(wú)線(xiàn)控制器AC+FIT AP的解決方案。在A(yíng)C＋FIT AP的網(wǎng)絡(luò )架構中，作為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的核心設備，AC的可靠性顯得尤為重要，因此，AC的備份必不可少。這就要求AC能夠支持符合多種業(yè)務(wù)和建設需要的備份方式，以滿(mǎn)足不同場(chǎng)景的應用需求。以下列舉兩種常用的無(wú)線(xiàn)控制器備份方式。
圖1：AC 1+1備份方式示意圖
如圖1所示，在A(yíng)C的1+1備份方案中, 雙AC同時(shí)與AP建立隧道，當主AC DOWN掉后，備份AC可以在毫秒級（例如100ms）內完成檢測，并完成AP的主備倒換。1+1的備份方案適用于對網(wǎng)絡(luò )中斷時(shí)間要求較高的應用場(chǎng)景。但此方案備份AC數量和主AC為1：1的配置關(guān)系，同時(shí)要求主備AC之間的心跳檢測鏈路有極高的可靠性，因此對大規模WLAN網(wǎng)絡(luò )建設的投資要求較高。
圖2：AC N+1備份方式示意圖
如圖2所示，在A(yíng)C的N+1備份方案時(shí), 1臺AC同時(shí)作為多臺AC的備份設備。只要N臺AC設備（AC1或者AC2）中的任一臺出現問(wèn)題，備份AC設備便開(kāi)始代替該設備工作。N+1的AC備份方案更為經(jīng)濟實(shí)用，可有效控制用戶(hù)投資，而且可根據實(shí)際需求，通過(guò)調整配置參數靈活組合成N+M備份方案。但由于N+1備份方案依靠AP與AC之間的心跳機制（秒級的心跳機制）檢測網(wǎng)絡(luò )故障，所以當主AC發(fā)生故障后，AP完成主備倒換的時(shí)間較長(cháng)。此備份方案較適合于對網(wǎng)絡(luò )中斷時(shí)間沒(méi)有較高要求的場(chǎng)景。
由此可知，在A(yíng)C+FIT AP的組網(wǎng)解決方案中，通過(guò)關(guān)鍵的AC備份方式，解決FIT AP的主備保障問(wèn)題尤為重要。而無(wú)論何種AC備份方式，方案設計時(shí)還需要考慮WLAN網(wǎng)絡(luò )重要業(yè)務(wù)的備份功能，如Portal Server、DHCP Server等。這些重要業(yè)務(wù)同樣需要相關(guān)的備份機制來(lái)保證，例如無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端的DHCP Server在主AC上，當AC故障后，備份AC可以同步主AC的DHCP信息，使得無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端的IP地址信息不變，保證客戶(hù)的上網(wǎng)業(yè)務(wù)不受影響。
3、自主、實(shí)用的mib資源
圖3：運營(yíng)商統一網(wǎng)管平臺示意圖
運營(yíng)商WLAN網(wǎng)絡(luò )建設一般采用多廠(chǎng)家設備、第三方網(wǎng)管統一管理方式，如圖3所示。這就對設備廠(chǎng)商提出以下要求
- 具有自主、開(kāi)放的mib資源，并支持定制mib需求的開(kāi)發(fā)；
- 具有較強的研發(fā)實(shí)力，能夠快速、全面地響應新的mib需求；
- 從運維角度出發(fā)，設備廠(chǎng)商應提供豐富的mib特性，能夠幫助用戶(hù)管理、分析當前網(wǎng)絡(luò )運行情況，例如：對報文進(jìn)行分速率統計，有效評估低速率問(wèn)題；對各種關(guān)聯(lián)、認證失敗進(jìn)行細分；統計信道和功率的歷史信息等。
4、具有前瞻性的產(chǎn)品設計
為確保建設的WLAN網(wǎng)絡(luò )具有持續的生命周期，產(chǎn)品設計理念與功能特性就必須具有一定的前瞻性，滿(mǎn)足未來(lái)幾年甚至十幾年中可預見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展需求。
產(chǎn)品支持IPv6協(xié)議棧及相關(guān)特性，如DHCPv6 Server, DHCPv6 Relay等。隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)應用的不斷發(fā)展，IPv4地址資源越來(lái)越緊張，向IPv6地址的平穩過(guò)渡已是勢在必行，因此當前產(chǎn)品設計中必須考慮對于IPv6相關(guān)特性的支持。
產(chǎn)品支持WAPI，AC具有高速硬件加解密功能。當前運營(yíng)商WLAN網(wǎng)絡(luò )基本采用開(kāi)放的SSID+Portal認證的方式，對于空口數據并沒(méi)有采用加密方式。隨著(zhù)WLAN業(yè)務(wù)高端價(jià)值的發(fā)展，數據加密也是未來(lái)網(wǎng)絡(luò )需要考慮的重要問(wèn)題，而作為中國無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)安全強制性標準的WAPI必是第一選擇，因此當前產(chǎn)品設計需要考慮WAPI功能實(shí)現及對加解密的高速性能，以滿(mǎn)足在未來(lái)網(wǎng)絡(luò )數據安全方面的需求。
產(chǎn)品設計具有先進(jìn)的綠色節能理念。例如AC可以要求指定區域的AP在指定時(shí)間開(kāi)啟或者關(guān)閉某個(gè)SSID的接入服務(wù)，在無(wú)線(xiàn)校園網(wǎng)中精確控制學(xué)生上網(wǎng)時(shí)間；AC可以要求AP按指定時(shí)間打開(kāi)或者關(guān)閉AP射頻以節約能耗，降低輻射。（如圖4所示：每天上午8：00-18：00打開(kāi)AP射頻，18：01-7：59關(guān)閉射頻。或者周一到周五打開(kāi)射頻，周六、周日關(guān)閉射頻等等）；AP支持PoE供電，配套使用PoE交換機，可將供電問(wèn)題納入網(wǎng)管；PoE交換機可支持基于時(shí)間段的PoE供電，實(shí)現能耗的精確控制。
圖4：AP定時(shí)開(kāi)啟無(wú)線(xiàn)服務(wù)功能應用示意圖
5、滿(mǎn)足多樣覆蓋場(chǎng)景的天線(xiàn)產(chǎn)品
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的信號質(zhì)量是關(guān)鍵，也是保證無(wú)線(xiàn)終端使用體驗的前提條件。因此，為保證信號的質(zhì)量與穩定性，對于重點(diǎn)業(yè)務(wù)區域的覆蓋，配套的天線(xiàn)產(chǎn)品解決方案非常重要，例如并發(fā)用戶(hù)集中的學(xué)生宿舍區（美化入室天線(xiàn)）、室外較遠距離覆蓋、室外超遠距離覆蓋（室外智能天線(xiàn)）等。
當前WLAN網(wǎng)絡(luò )建設的重點(diǎn)區域（如學(xué)生宿舍）多采用如圖5所示部署方式，在走廊中安裝AP（一般采用自帶全向天線(xiàn)或吸頂天線(xiàn)）覆蓋兩側的學(xué)生宿舍。但隨著(zhù)用戶(hù)數量的增加，多個(gè)AP在走廊中同時(shí)部署時(shí)，難以控制AP之間的信號可見(jiàn)度，將會(huì )造成AP之間的相互影響。
圖5：學(xué)生宿舍無(wú)線(xiàn)覆蓋方案（1）
針對以上情況，建議采用AP+功分器的方式，可以將天線(xiàn)部署在學(xué)生宿舍中，一方面可以加強終端與AP之間的信號交互，另一方面又可以利用宿舍與宿舍之間的墻壁有效地降低AP之間的信號可見(jiàn)度，大大減少了AP之間的相互影響，如圖6所示。
圖6：學(xué)生宿舍無(wú)線(xiàn)覆蓋方案（2）
而對于這種天線(xiàn)入室的學(xué)生宿舍區覆蓋解決方案，重點(diǎn)是有適合安裝與施工的配套天線(xiàn)產(chǎn)品才能最終保住網(wǎng)絡(luò )覆蓋的效果。此類(lèi)天線(xiàn)需要具有體積小、便于安裝、外觀(guān)美化等特點(diǎn)。例如圖7這款天線(xiàn)產(chǎn)品就很覆蓋學(xué)生宿舍區域天線(xiàn)入室解決方案的要求，尺寸只有2.87×4.91cm大小，增益為3dBi。
圖7：入室美化天線(xiàn)
以下是采用此款天線(xiàn)的天線(xiàn)入室解決方案與傳統走廊安裝自帶天線(xiàn)的測試效果對比，顯然天線(xiàn)入室解決方案無(wú)論在信號強度及網(wǎng)絡(luò )穩定性方面都更勝一籌，如圖8所示，在天線(xiàn)入室解決方案中，室內信號強度為-60dBm左右，比原信號強度-70dBm高出10dB；ping包丟包率為0%，也較原方案的5%有很大提升。由此可見(jiàn)，一個(gè)好的WLAN網(wǎng)絡(luò )信號的質(zhì)量是第一位的，而滿(mǎn)足多種覆蓋場(chǎng)景的天線(xiàn)產(chǎn)品又是保證信號質(zhì)量必要條件。
圖8：兩種覆蓋方案效果對比示意圖
6、全面、專(zhuān)業(yè)的服務(wù)解決方案
圖9：網(wǎng)絡(luò )生命周期示意圖
為保證WLAN網(wǎng)絡(luò )的質(zhì)量，在網(wǎng)絡(luò )生命周期（如圖9所示）各個(gè)階段，設備廠(chǎng)商都應具有基于規范化服務(wù)的管理流程，向運營(yíng)商提供全方位的服務(wù)解決方案。
比如規劃階段可提供網(wǎng)絡(luò )架構咨詢(xún)規劃、網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)支持咨詢(xún)規劃等服務(wù)；設計階段可提供室內外工勘設計、設備廠(chǎng)驗服務(wù)等；工程階段可提供工程實(shí)施規范指導、工程督導服務(wù)等；在運維階段，更可提供快速現場(chǎng)支持、快速備件先行更換、網(wǎng)絡(luò )巡檢服務(wù)等；在優(yōu)化階段，可提供網(wǎng)絡(luò )性能優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò )安全優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量?jì)?yōu)化等服務(wù)。
結束語(yǔ)
建設一個(gè)可運營(yíng)、可管理的高品質(zhì)WLAN網(wǎng)絡(luò )涉及到方方面面的問(wèn)題，本文主要是從對WLAN設備廠(chǎng)商的要求方面加以分析與闡釋。在規劃與建設WLAN網(wǎng)絡(luò )時(shí)，建議從以上幾個(gè)方面綜合考量。
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