如何保證高品質(zhì)的WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
宋斌 2011/08/15
隨著WLAN技術(shù)的成熟和終端的普及，各大運(yùn)營商及企業(yè)網(wǎng)用戶都加大了對WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投入，希望打造一個(gè)高品質(zhì)的WLAN網(wǎng)絡(luò)，以滿足終端用戶不斷上漲的業(yè)務(wù)需求。本文對保證高品質(zhì)WLAN網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)營需要考慮的因素加以總結(jié)和分析，為讀者建設(shè)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(yīng)滿足以下要求：滿意的用戶上網(wǎng)體驗(yàn)、較低的產(chǎn)品故障率、易于管理和維護(hù)、持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)生命周期等。而要達(dá)到這些要求，在WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(shè)的基礎(chǔ)。好的WLAN產(chǎn)品在器件選型、可靠性設(shè)計(jì)、軟件故障率、產(chǎn)品性能等各個(gè)方面都應(yīng)有優(yōu)異的表現(xiàn)。
- 設(shè)備器件應(yīng)精選業(yè)界領(lǐng)先廠商芯片，單板上關(guān)鍵器件均采用工業(yè)級(jí)器件；器件主要參數(shù)（溫度、電壓、電流等）嚴(yán)格進(jìn)行降額使用，有效延長器件使用壽命，保證設(shè)備長期穩(wěn)定工作。
- 產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)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(yán)格指標(biāo)要求，在不同應(yīng)用環(huán)境（室內(nèi)、戶外、車載、變電站等）進(jìn)行分級(jí)壽命設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品長期穩(wěn)定運(yùn)行。
- 產(chǎn)品應(yīng)具有穩(wěn)定的軟件平臺(tái)，保持較低的產(chǎn)品軟件故障率，確保在網(wǎng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，減少因軟件問題造成的客戶網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的下降及維護(hù)工作量的增加。
- 產(chǎn)品應(yīng)具有充分滿足用戶需求的產(chǎn)品性能，例如大容量AC的數(shù)據(jù)交換能力>=（每AP帶寬*最大管理AP數(shù)量）、每AP的預(yù)留帶寬（15M）、 無線客戶端DHCP池容量>=（AP數(shù)量*10）等。
2、可靠的組網(wǎng)方案
當(dāng)前，WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)多采用無線控制器AC+FIT AP的解決方案。在AC＋FIT AP的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，作為無線網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)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(shè)需要的備份方式，以滿足不同場景的應(yīng)用需求。以下列舉兩種常用的無線控制器備份方式。
圖1：AC 1+1備份方式示意圖
如圖1所示，在AC的1+1備份方案中, 雙AC同時(shí)與AP建立隧道，當(dāng)主AC DOWN掉后，備份AC可以在毫秒級(jí)（例如100ms）內(nèi)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(yīng)用場景。但此方案備份AC數(shù)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(guī)模WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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AC的N+1備份方案時(shí), 1臺(tái)AC同時(shí)作為多臺(tái)AC的備份設(shè)備。只要N臺(tái)AC設(shè)備（AC1或者AC2）中的任一臺(tái)出現(xiàn)問題，備份AC設(shè)備便開始代替該設(shè)備工作。N+1的AC備份方案更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可有效控制用戶投資，而且可根據(jù)實(shí)際需求，通過調(diào)整配置參數(shù)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(jī)制（秒級(jí)的心跳機(jī)制）檢測網(wǎng)絡(luò)故障，所以當(dāng)主AC發(fā)生故障后，AP完成主備倒換的時(shí)間較長。此備份方案較適合于對網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)間沒有較高要求的場景。
由此可知，在AC+FIT AP的組網(wǎng)解決方案中，通過關(guān)鍵的AC備份方式，解決FIT AP的主備保障問題尤為重要。而無論何種AC備份方式，方案設(shè)計(jì)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(jī)制來保證，例如無線客戶端的DHCP Server在主AC上，當(dāng)AC故障后，備份AC可以同步主AC的DHCP信息，使得無線客戶端的IP地址信息不變，保證客戶的上網(wǎng)業(yè)務(wù)不受影響。
3、自主、實(shí)用的mib資源
圖3：運(yùn)營商統(tǒng)一網(wǎng)管平臺(tái)示意圖
運(yùn)營商WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一般采用多廠家設(shè)備、第三方網(wǎng)管統(tǒng)一管理方式，如圖3所示。這就對設(shè)備廠商提出以下要求
- 具有自主、開放的mib資源，并支持定制mib需求的開發(fā)；
- 具有較強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力，能夠快速、全面地響應(yīng)新的mib需求；
- 從運(yùn)維角度出發(fā)，設(shè)備廠商應(yīng)提供豐富的mib特性，能夠幫助用戶管理、分析當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，例如：對報(bào)文進(jìn)行分速率統(tǒng)計(jì)，有效評估低速率問題；對各種關(guān)聯(lián)、認(rèn)證失敗進(jìn)行細(xì)分；統(tǒng)計(jì)信道和功率的歷史信息等。
4、具有前瞻性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)
為確保建設(shè)的WLAN網(wǎng)絡(luò)具有持續(xù)的生命周期，產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念與功能特性就必須具有一定的前瞻性，滿足未來幾年甚至十幾年中可預(yù)見的網(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。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷發(fā)展，IPv4地址資源越來越緊張，向IPv6地址的平穩(wěn)過渡已是勢在必行，因此當(dāng)前產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(dāng)前運(yùn)營商WLAN網(wǎng)絡(luò)基本采用開放的SSID+Portal認(rèn)證的方式，對于空口數(shù)據(jù)并沒有采用加密方式。隨著WLAN業(yè)務(wù)高端價(jià)值的發(fā)展，數(shù)據(jù)加密也是未來網(wǎng)絡(luò)需要考慮的重要問題，而作為中國無線局域網(wǎng)安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的WAPI必是第一選擇，因此當(dāng)前產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要考慮WAPI功能實(shí)現(xiàn)及對加解密的高速性能，以滿足在未來網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全方面的需求。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有先進(jìn)的綠色節(jié)能理念。例如AC可以要求指定區(qū)域的AP在指定時(shí)間開啟或者關(guān)閉某個(gè)SSID的接入服務(wù)，在無線校園網(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)間打開或者關(guān)閉AP射頻以節(jié)約能耗，降低輻射。（如圖4所示：每天上午8：00-18：00打開AP射頻，18：01-7：59關(guān)閉射頻。或者周一到周五打開射頻，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(jī)，可將供電問題納入網(wǎng)管；PoE交換機(jī)可支持基于時(shí)間段的PoE供電，實(shí)現(xiàn)能耗的精確控制。
圖4：AP定時(shí)開啟無線服務(wù)功能應(yīng)用示意圖
5、滿足多樣覆蓋場景的天線產(chǎn)品
無線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)質(zhì)量是關(guān)鍵，也是保證無線終端使用體驗(yàn)的前提條件。因此，為保證信號(hào)的質(zhì)量與穩(wěn)定性，對于重點(diǎn)業(yè)務(wù)區(qū)域的覆蓋，配套的天線產(chǎn)品解決方案非常重要，例如并發(fā)用戶集中的學(xué)生宿舍區(qū)（美化入室天線）、室外較遠(yuǎn)距離覆蓋、室外超遠(yuǎn)距離覆蓋（室外智能天線）等。
當(dāng)前WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)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或吸頂天線）覆蓋兩側(cè)的學(xué)生宿舍。但隨著用戶數(shù)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(hào)可見度，將會(huì)造成AP之間的相互影響。
圖5：學(xué)生宿舍無線覆蓋方案（1）
針對以上情況，建議采用AP+功分器的方式，可以將天線部署在學(xué)生宿舍中，一方面可以加強(qiáng)終端與AP之間的信號(hào)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(hào)可見度，大大減少了AP之間的相互影響，如圖6所示。
圖6：學(xué)生宿舍無線覆蓋方案（2）
而對于這種天線入室的學(xué)生宿舍區(qū)覆蓋解決方案，重點(diǎn)是有適合安裝與施工的配套天線產(chǎn)品才能最終保住網(wǎng)絡(luò)覆蓋的效果。此類天線需要具有體積小、便于安裝、外觀美化等特點(diǎn)。例如圖7這款天線產(chǎn)品就很覆蓋學(xué)生宿舍區(qū)域天線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
以下是采用此款天線的天線入室解決方案與傳統(tǒng)走廊安裝自帶天線的測試效果對比，顯然天線入室解決方案無論在信號(hào)強(qiáng)度及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性方面都更勝一籌，如圖8所示，在天線入室解決方案中，室內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度為-60dBm左右，比原信號(hào)強(qiáng)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，一個(gè)好的WLAN網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的質(zhì)量是第一位的，而滿足多種覆蓋場景的天線產(chǎn)品又是保證信號(hào)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(shè)備廠商都應(yīng)具有基于規(guī)范化服務(wù)的管理流程，向運(yùn)營商提供全方位的服務(wù)解決方案。
比如規(guī)劃階段可提供網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)咨詢規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營支持咨詢規(guī)劃等服務(wù)；設(shè)計(jì)階段可提供室內(nèi)外工勘設(shè)計(jì)、設(shè)備廠驗(yàn)服務(wù)等；工程階段可提供工程實(shí)施規(guī)范指導(dǎo)、工程督導(dǎo)服務(wù)等；在運(yùn)維階段，更可提供快速現(xiàn)場支持、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)量優(yōu)化等服務(wù)。
結(jié)束語
建設(shè)一個(gè)可運(yùn)營、可管理的高品質(zhì)WLAN網(wǎng)絡(luò)涉及到方方面面的問題，本文主要是從對WLAN設(shè)備廠商的要求方面加以分析與闡釋。在規(guī)劃與建設(shè)WLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，建議從以上幾個(gè)方面綜合考量。
CTI論壇編輯
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