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如何保證高品質的WLAN網絡建設

宋斌 2011/08/15

　　隨著WLAN技術的成熟和終端的普及，各大運營商及企業(yè)網用戶都加大了對WLAN網絡建設的投入，希望打造一個高品質的WLAN網絡，以滿足終端用戶不斷上漲的業(yè)務需求。本文對保證高品質WLAN網絡穩(wěn)定運營需要考慮的因素加以總結和分析，為讀者建設高品質WLAN網絡提供參考。

　　作為一個高品質的WLAN網絡應滿足以下要求：滿意的用戶上網體驗、較低的產品故障率、易于管理和維護、持續(xù)的網絡生命周期等。而要達到這些要求，在WLAN網絡建設時需要考慮哪些因素？

　　1、高品質的產品質量

　　高品質的產品質量是WLAN網絡建設的基礎。好的WLAN產品在器件選型、可靠性設計、軟件故障率、產品性能等各個方面都應有優(yōu)異的表現。

設備器件應精選業(yè)界領先廠商芯片，單板上關鍵器件均采用工業(yè)級器件；器件主要參數（溫度、電壓、電流等）嚴格進行降額使用，有效延長器件使用壽命，保證設備長期穩(wěn)定工作。

產品工業(yè)設計中應具有自然散熱、低溫加熱、網口防雷、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、戶外、車載、變電站等）進行分級壽命設計，保證產品長期穩(wěn)定運行。

產品應具有穩(wěn)定的軟件平臺，保持較低的產品軟件故障率，確保在網設備的穩(wěn)定運行，減少因軟件問題造成的客戶網絡體驗的下降及維護工作量的增加。

產品應具有充分滿足用戶需求的產品性能，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）、無線客戶端DHCP池容量>=（AP數量*10）等。

　　2、可靠的組網方案

　　當前，WLAN網絡建設多采用無線控制器AC+FIT AP的解決方案。在AC＋FIT AP的網絡架構中，作為無線網絡的核心設備，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)務和建設需要的備份方式，以滿足不同場景的應用需求。以下列舉兩種常用的無線控制器備份方式。

AC的1+1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絡中斷時間要求較高的應用場景。但此方案備份AC數量和主AC為1：1的配置關系，同時要求主備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網絡建設的投資要求較高。

AC的N+1備份方式

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, 1臺AC同時作為多臺AC的備份設備。只要N臺AC設備（AC1或者AC2）中的任一臺出現問題，備份AC設備便開始代替該設備工作。N+1的AC備份方案更為經濟實用，可有效控制用戶投資，而且可根據實際需求，通過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）檢測網絡故障，所以當主AC發(fā)生故障后，AP完成主備倒換的時間較長。此備份方案較適合于對網絡中斷時間沒有較高要求的場景。

　　由此可知，在AC+FIT AP的組網解決方案中，通過關鍵的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，方案設計時還需要考慮WLAN網絡重要業(yè)務的備份功能，如Portal Server、DHCP Server等。這些重要業(yè)務同樣需要相關的備份機制來保證，例如無線客戶端的DHCP Server在主AC上，當AC故障后，備份AC可以同步主AC的DHCP信息，使得無線客戶端的IP地址信息不變，保證客戶的上網業(yè)務不受影響。

　　3、自主、實用的mib資源

運營商統(tǒng)一網管平臺示意圖

圖3：運營商統(tǒng)一網管平臺示意圖
　　運營商WLAN網絡建設一般采用多廠家設備、第三方網管統(tǒng)一管理方式，如圖3所示。這就對設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)；

具有較強的研發(fā)實力，能夠快速、全面地響應新的mib需求；

從運維角度出發(fā)，設備廠商應提供豐富的mib特性，能夠幫助用戶管理、分析當前網絡運行情況，例如：對報文進行分速率統(tǒng)計，有效評估低速率問題；對各種關聯、認證失敗進行細分；統(tǒng)計信道和功率的歷史信息等。

　　4、具有前瞻性的產品設計

　　為確保建設的WLAN網絡具有持續(xù)的生命周期，產品設計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見的網絡發(fā)展需求。

　　產品支持IPv6協議棧及相關特性，如DHCPv6 Server, DHCPv6 Relay等。隨著互聯網應用的不斷發(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，因此當前產品設計中必須考慮對于IPv6相關特性的支持。

　　產品支持WAPI，AC具有高速硬件加解密功能。當前運營商WLAN網絡基本采用開放的SSID+Portal認證的方式，對于空口數據并沒有采用加密方式。隨著WLAN業(yè)務高端價值的發(fā)展，數據加密也是未來網絡需要考慮的重要問題，而作為中國無線局域網安全強制性標準的WAPI必是第一選擇，因此當前產品設計需要考慮WAPI功能實現及對加解密的高速性能，以滿足在未來網絡數據安全方面的需求。

　　產品設計具有先進的綠色節(jié)能理念。例如AC可以要求指定區(qū)域的AP在指定時間開啟或者關閉某個SSID的接入服務，在無線校園網中精確控制學生上網時間；AC可以要求AP按指定時間打開或者關閉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關閉射頻。或者周一到周五打開射頻，周六、周日關閉射頻等等）；AP支持PoE供電，配套使用PoE交換機，可將供電問題納入網管；PoE交換機可支持基于時間段的PoE供電，實現能耗的精確控制。

AP定時開啟無線服務功能應用示意圖

圖4：AP定時開啟無線服務功能應用示意圖
　　5、滿足多樣覆蓋場景的天線產品

　　無線網絡的信號質量是關鍵，也是保證無線終端使用體驗的前提條件。因此，為保證信號的質量與穩(wěn)定性，對于重點業(yè)務區(qū)域的覆蓋，配套的天線產品解決方案非常重要，例如并發(fā)用戶集中的學生宿舍區(qū)（美化入室天線）、室外較遠距離覆蓋、室外超遠距離覆蓋（室外智能天線）等。

　　當前WLAN網絡建設的重點區(qū)域（如學生宿舍）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）覆蓋兩側的學生宿舍。但隨著用戶數量的增加，多個AP在走廊中同時部署時，難以控制AP之間的信號可見度，將會造成AP之間的相互影響。

學生宿舍無線覆蓋方案（1）

圖5：學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之間的信號可見度，大大減少了AP之間的相互影響，如圖6所示。

學生宿舍無線覆蓋方案（2）

圖6：學生宿舍無線覆蓋方案（2）
　　而對于這種天線入室的學生宿舍區(qū)覆蓋解決方案，重點是有適合安裝與施工的配套天線產品才能最終保住網絡覆蓋的效果。此類天線需要具有體積小、便于安裝、外觀美化等特點。例如圖7這款天線產品就很覆蓋學生宿舍區(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。

入室美化天線

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強度及網絡穩(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，一個好的WLAN網絡信號的質量是第一位的，而滿足多種覆蓋場景的天線產品又是保證信號質量必要條件。

兩種覆蓋方案效果對比示意圖

圖8：兩種覆蓋方案效果對比示意圖
　　6、全面、專業(yè)的服務解決方案

網絡生命周期示意圖

圖9：網絡生命周期示意圖
　　為保證WLAN網絡的質量，在網絡生命周期（如圖9所示）各個階段，設備廠商都應具有基于規(guī)范化服務的管理流程，向運營商提供全方位的服務解決方案。

　　比如規(guī)劃階段可提供網絡架構咨詢規(guī)劃、網絡運營支持咨詢規(guī)劃等服務；設計階段可提供室內外工勘設計、設備廠驗服務等；工程階段可提供工程實施規(guī)范指導、工程督導服務等；在運維階段，更可提供快速現場支持、快速備件先行更換、網絡巡檢服務等；在優(yōu)化階段，可提供網絡性能優(yōu)化、網絡安全優(yōu)化、網絡服務質量優(yōu)化等服務。

結束語

　　建設一個可運營、可管理的高品質WLAN網絡涉及到方方面面的問題，本文主要是從對WLAN設備廠商的要求方面加以分析與闡釋。在規(guī)劃與建設WLAN網絡時，建議從以上幾個方面綜合考量。

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