H3C WLAN高密度接入解决方案
遵循 802.11 协议标准的 WLAN 技术同其它无线技术一样,都是通过空间大气介质进行传播,所以在给用户带来方便的同时,其无线传输的一些缺点也显现无遗。比如,在信号部署良好,用户较少的场所,无线用户的体验可能与有线用户类似。但在用户较多的高密场所,在使用高峰时间段,常常会出现速率慢、易掉线的现象。为此,H3C创新地提出基于WLAN的高密度接入解决方案,用以提升网络的整体性能,改善用户体验。 面临的困难
总体来看,WLAN数据传输的性能与许多因素相关,包括:
环境中存在的蓝牙、微波炉等同样工作在ISM频段的非WLAN设备,会对WLAN通讯造成很大的干扰,WLAN性能也将急剧降低。因此,在WLAN环境中,需要首先排除这些干扰,至少保证周边不存在长时间的与WLAN同时工作的类似设备。
发电机集电环
WLAN无线设备间同频/邻频干扰:
由于WLAN传输采用的是CSMA/CA通讯机制,同频设备如果可见,通讯实体间会互相退让,因此,如果同频设备互相之间可见性太强,会使得多个设备共享同样的容量,整体信道容量大打折扣。邻频设备太多信号太强时,会导致整体的噪声变高,对通讯性能也会产生影响。
终端处的信号强度:
信号强度是保证用户获得良好体验的一个基本条件。信号强度太差,会导致用户只能使用低速率报文通讯,同时丢包、重传也会增加,空口的整体性能会被大大拉低。当然,信号强度只是一个基本条件,在周边干扰比较大的情况下,既使信号强度很强,也不会获得很
高的空口性能。
终端并发数:
单用户下,由于没有竞争,空口(空间传输接口)可以达到最大性能。用户数增多后,由于竞争信道的消耗增加,空口总的性能会下降。
应用(影响报文大小比例等)与工作速率:
报文大小和工作速率对空口性能影响非常大。比如,对于11g,如果发送报文都是1500字节的大包,且都用54M发送,则理想情况下,空口性能可达deepbit29Mbps左右。同样速率,如果发送报文都是100字节以下的报文,则空口性能将会降到3~4M。同样报文大小(即1500字节),如果发送速率是1M,则空口性能将会下降到1M左右。因此,用户应用所导致的报文大小分布比例不同,在具体环境下所使用的工作速率不同,空口的性能差异很大。目前,一般上网应用涉及的小报文比例为40%~70%,对11g来说,理想54M速率情况下,综合空口性能大约在7~14M左右。
终端网卡差异:
用户终端所使用的网卡所属厂家是多种多样的,个别质量较差的低端网卡或老网卡,会使用户连接状况较差,同时影响整体的空口性能。
为了解决以上的问题,在实际应用中,首先要对现场环境进行仔细的工勘,并参考用户数目、用户应用等情况,确定合适的边坡滑模施工AP与天线的类型、数目和位置,明确每个AP的目标覆盖范围。在此基础上,需要通过调整部分参数和实施一定的控制策略,以便将WLAN空间传输性能优化到最佳水平。以下将对相关的优化技术进行说明。
解决之道
功率调整
传统的射频功率控制一般缺省将发射功率设置为最大值,单纯地追求信号覆盖范围。对于高密场所,每个烫发杠子AP设备既是服务的提供者,同时也是整个射频环境的影响者,功率过大可能导致对其他无线设备造成不必要的干扰。因此,可通过手工或自动调整方式选择一个能平衡覆盖范围和系统容量的最佳功率。
功率调整可以手工进行,也可以自动调整。虽然调整方式不同,但两者的调整目标是一样
的,即通过调整功率,使得每个AP在自身的目标覆盖内保证有比较强的信号,最好不弱于-75dB,但在目标覆盖范围之外信号很弱。
如果受环境条件限制,即使输出功率已经是最大值,但目标覆盖范围内仍有比较大的区域的信号较差,此时说明部署方式不是很合理,比如目标覆盖范围太大、天线放置位置不合适等等。这种情况下,需要优先考虑优化部署方式。
信道划分
由于2.4G频段只有3个非重叠信道(即相互之间几乎没有干扰的信道),5.8G频段我国也只有5个非重叠信道(有些国家放开了更多频段,多达24个),因此无线局域网信道资源非常稀缺。通过相邻uiccAP使用不同的信道能达到一定规避干扰的目的,但需要根据建筑特点,特别是在高密度部署的情况下,灵活调整部署方式,确保在较大范围内设备之间不可见,将设备间的彼此干扰降到最低。
负载均衡
某些时候,相邻AP之间会出现用户负载极不均衡的现象,比如,相邻的2个AP,1个吸附2
蓝牙定位系统0个用户,另1个仅吸附3个用户。可以考虑根据用户配置,进行AP间的负载均衡,将部分用户合理的引导到负担轻的AP上。H3C的智能负载均衡技术,实现了对无线用户的实时跟踪,能够动态地准确地发现负载均衡组,结合高负载AP自动隐藏技术,既有效了实现了无线用户的负载均衡,又保证了用户的快速接入,同时还可以进行信道、频段之间的用户分担。
过滤干扰
在采取降低功率和信道隔离的措施后,仍然可能看到稍远处其他多个同频WLAN设备的弱信号,因此,在高密场所WLAN干扰信号比较多的情况下,需要开启设备的高密工作模式,让设备主动过滤干扰信号,减少干扰信号对本设备通讯性能的影响。
试验表明H3C独有的该项技术十分有效。如下图所示,11g模式下,当AP1与AP2的信道部署在非重叠的不同信道时,同时从AP1和AP2打下行流,可以获得约40M左右的吞吐。当两个AP部署在同一个信道时,缺省情况下,获得20M左右的吞吐,即只相当于1个信道的容量。当开启设备的高密模式后,进行优化后,可以获得30M左右的吞吐量,即提升50%。
速率保优
无线AP与station之间的速率是动态调整的。使用高速率发送报文对环境要求比较高,在信噪比较好的情况下才能保证正确接收。低速率发送的报文对环境要求相对低些,即使存在一些干扰使得到达的信号产生一定变形,在容忍度内仍然能正确接收。因此,WLAN设备会提供专门的速率调整算法,以根据情况,动态的调整发送速率。
在高密场所WLAN自身干扰信号比较多的情况下,一般的速率调整算法适应性会比较差,常常会使得工作速率偏低,从而使得设备性能也整体降下来。因此,针对WLAN干扰较多的高密环境,H3C专门提供了适应该环境的速率调整算法,使得发送速率保持在一个最优的水平。
双频高密度接入(802.11n)
通过双频(2.4G/5G)的同时接入,以扩大AP实际承载终端数,并有效扩大可用信道数量,逐渐成为无线学校、无线医疗等场景愿意并希望采用的WLAN室内覆盖方法。在802.11n技术已成为标准的当下,天然具备的高速率接入优势和2.4G/5G平滑兼容的能力,使得越来越多的用户把802.11n无线网络的部署作为高密度场景的首选方案。H3C创新性地提出了基于802.11n技术的双频高密度解决方案,简要说明如下:
高性能模式:
►应用场景:对网络性能要求较高的区域
►开启11n-only(2.4G/5G)功能, 只允许11n模式的终端接入。同时,通过双频的承载,有效地增大了AP覆盖区内的接入终端数。
混合模式:
►应用场景:已有b/g无线网络的情况下,要升级为11n网络,需要考虑兼容原有a/b/g用户
►在11n与11b/g混用的网络中,建议使用双频11n AP,其中2.4G频段提供给老的b/g用户
作接入,保证兼容性;5.8G频段提供给 有高带宽需求的用户接入,体现11n的高速带宽性能
►原有b/g网络可通过双频AP平滑过渡到11n