09-H3C 无线分场景部署方案
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根据工勘部署的经验推荐值,推荐室内覆盖场景部署AP的覆盖半径为20米,单5G并发接入用户数为30个,单2.4G并发接入用户数为15个。
基于AP性能考虑,根据AP的覆盖范围和终端接入用户数的多少对室内覆盖场景进行分类,可以分为以下四种场景:
· 覆盖半径小、接入终端数少的低密度用户场景。此类场景一般包括小会议室、酒吧、咖啡馆和居民家庭等。由此类单体场景构成的综合场景还包括学生宿舍、医院病房等。
· 覆盖半径小、接入终端数多的高密度用户场景。此类场景一般包括开放式办公区域、大型阶梯教室、大中型会议室、大型报告厅和大型会场等。
· 覆盖半径大、接入终端数少的低密度用户场景。此类场景用户物理位置较为分散,部署空间较独立且彼此隔离,空间内用户数量较少;一般包括酒店客房、银行营业厅、村舍类民宅、农家乐和KTV包厢等。
· 覆盖半径大、接入终端数多的高密度用户场景。此类场景一般包括机场、体育场馆、火车站候车大厅和热门景区等;
基于典型应用场景考虑,结合AP覆盖和终端接入情况,可以分为以下四种场景:
· 学校无线应用场景:包括学生宿舍区场景和教学区场景。
· 综合性办公区场景:包括开放性办公区、报告厅、大中型会议室等场景。
· 大型会场高密接入场景:包括大型会议报告厅、会场、体育馆、机场、火车站等AP和终端都比较密集的场景。
· 无线医疗场景。
无线校园网建设已经逐渐成为教育信息化发展的主流趋势,校园网的网络建设方都有对校园进行WLAN信号覆盖的需求。该需求又可以具体细分为对学生宿舍区和教学区进行WLAN信号覆盖这两种情况。
· 学生宿舍场景一般用户数比较固定,带宽需求明显,大包业务比例高,上网时间规律性强,无线终端类型(手机、电脑、PAD等)差异性较大。
· 教学区场景包括普通教室、教职工办公区、大型阶梯教室、图书馆、体育馆等开放式场景。这些场景一般用户较集中,无线终端并发连接需求量大,AP同频干扰比较明显。
因此,对于不同的应用场景,无线工勘的注意事项和优化手段也是不一样的。
学校覆盖场景中,主要覆盖功能区有办公楼、教室、学生宿舍、图书馆以及室外区域,各功能区域用户密度、网络使用频率、建筑格局以及带宽需求等都不尽相同,所以要做好客户需求调研和功能区域覆盖需求分析。
一般来说,可参考如下建议,根据实际情况灵活调整:
(1) 办公楼用户主要为教师和教研室的硕博研究生。办公楼用户分布较分散,密度不大,工作时间较固定,网络使用时间较集中,以邮件和上网业务为主。办公楼一般格局开阔,墙体较厚,并多有文件柜等金属物体,在现场勘查时需要特别注意。WLAN覆盖主要侧重于带宽保证,AP数量要充足,选点要合理。
(2) 教室、图书馆用户主要为学生和教师。无线终端并发连接需求相对较大。教室、图书馆场景存在墙体、书架等障碍,需要考虑AP信号延伸入室内进行WLAN覆盖,保证目标区域内的良好信号感知。
(3) 宿舍用户主要为学生,同时宿舍场景也是学校应用场景中的焦点和难点,不仅仅是因为宿舍是无线网络应用集中的区域,更是价值产生区域,而且越来越多的学生消费行为和网络使用行为都集中发生在宿舍。宿舍的WLAN覆盖需要综合考虑用户带宽和信号强度两方面,后续重点讨论此场景的WLAN覆盖方案。
(4) 用户在室外区域使用WLAN网络的频率随着智能终端的普及也逐渐增加了,所以除了保障一定的覆盖信号强度外,在接入用户密度上也需要适当提高,即降低单AP室外覆盖区域的面积,提高AP数量。
学生宿舍场景属于覆盖半径小,接入终端数少的典型场景。学生宿舍房间的大小、格局、墙体厚度都比较一致,属于多个简单场景的复合体。部署方案需要结合每房间用户数和单体墙壁信号衰减的实际情况,既要满足用户的覆盖和带宽需求,又要兼顾投资的经济性。因此,在学生宿舍场景下,推荐使用Wi-Fi信号覆盖作为宿舍区网络覆盖的辅助手段,提供有线接入外的增值移动无线接入。
· 学生宿舍区WLAN覆盖规划需要在同一楼层区域内进行,针对单楼层的用户需求进行规划。
· 建筑物内的不同楼层应该分别独立考虑WLAN覆盖设计方案。
对进行学生宿舍区进行WLAN覆盖勘测设计时,需要关注以下问题:
(1) 需要保证AP与无线终端之间WLAN信号的有效交互,保证覆盖所需的各个信号参数满足要求。
(2) 需要满足接入用户的有效带宽,最大化保障用户业务所需带宽。
(3) 在室内规划设计时,除了考量环境格局因素外,还要关注用户的业务形态、使用习惯和特定需求等方面,将这些业务特质反映在设计的细微之处。
对于教职工办公区、普通教室报告厅、大型阶梯教室可以按照常规的中小型室内覆盖场景来进行工勘,根据覆盖区的大小和用户接入数,推荐室内安装1至数个放装款型AP。
对于图书馆、体育馆等开阔型场景,可以参考《H3C ComwareV7无线高密部署指导》进行无线工勘部署。
教室覆盖又分为单AP教室覆盖和多AP重叠教室覆盖两种主要场景。
(1) 单AP教室覆盖
学校教学楼的承重墙、隔断墙、房门等普遍较厚,为钢混结构,对WLAN信号的衰减较大,所以需要尽可能的在教室内安装和部署AP。
根据具体环境的不同,可以采用壁挂方式将AP安装在主讲台后的墙壁上,或者将AP的吸顶天线安装到天花板上。一般来说,由于多数普通教室没有天花板,故在教室内安装AP时,多采用壁挂的方式,无线信号可以穿透普通教室1层隔离墙完成覆盖。
同时,在重点覆盖的教室等区域可安装提示牌,如“此区域有Wi-Fi信号”,以引导有需求的学生到此区域使用无线网络。
图1-1 单AP教室覆盖示意图
(2) 多AP重叠教室覆盖
对于大型的阶梯教室,考虑到并发接入的用户数量较多,一般会安装多个AP。因为此类教室基本上没有可以安装吸顶天线的依附物,AP也多采用壁挂方式安装。在部署时要考虑AP间信道的划分,以避免同频干扰。同时也要注意各AP的安装位置之间需要保持一定的间隔距离。
如图1-2所示,两个AP安装在阶梯教室前方的主讲台两侧,第三个AP安装在教室后方的墙壁上,此时的信道部署可以参考如下方案:
¡ 如果使用2.4G信道,AP 1、AP 2和AP 3可以分别采用信道1、6、11;
¡ 如果使用5G信道的20M模式,AP 1、AP 2和AP 3可以采用低频段与高频段混合使用,例如:信道149、153、157,36、48、149或者36、149、165等;
¡ 如果使用5G信道的40M模式,AP 1、AP 2和AP 3可以分别采用信道36/40、44/48、149/153、157/161中的任意三种。
图1-2 多AP重叠教室覆盖示意图
学生宿舍覆盖主推终结者方案入室覆盖。
如图1-3所示,当每个宿舍内的无线终端数量较多时,考虑到需要确保并发用户的有效带宽和上网体验,建议在宿舍内直接安装无线终结单元,提高无线网络的整体接入能力。部署时需要关注各无线终结单元的相邻信道不交叠并进行适当的功率调整,减少各无线终结单元间的相互干扰。
室外场所主要是指操场、草坪、学生活动区等,此类区域用户相对较少,流量较小,部署实施时需要严格保证室外设备安装的规范性,以保证覆盖效果。
校园室外区域覆盖通常采用在垂直方向上主波瓣角度较大的定向板状天线,在楼顶、墙面安装时,通过调整天线安装的角度(一般是下倾角)进行覆盖,此时天线主波瓣方向上的覆盖直线距离需要达到150米~300米,同时需要避免大树等障碍物的遮挡。
校园室外覆盖勘测需要和客户确定好电源、数据线、地线的连接方式以及抱杆、避雷设施的安装方式等,一定要严格遵守室外设备的安装规范,以保证无线覆盖的效果。
对于极个别过于厚重的建筑物,可以考虑从对端建筑物进行室外无线覆盖来补充和改善本楼的无线覆盖效果,以提升本楼用户在窗台附近的上网感受。
图1-4 室外场所覆盖示意图
在学校无线应用场景下,根据需要进行WLAN覆盖的目标区域不同,推荐使用不同类型的AP,具体请参见表1-1。
表1-1 校园WLAN覆盖场景下的产品推荐选型
场景 |
特点 |
推荐AP |
部署策略 |
学生宿舍场景 |
房间多、布局规整、墙体较厚,每个房间无线终端数基本固定 |
面板AP WTU |
需要综合考虑用户带宽和信号强度两个维度:每个房间部署1台面板AP或每2个房间部署1台WTU 尽量避免AP都部署在走廊,最好是入室部署,充分利用墙体对无线信号的隔离,尽可能减小AP之间的可见度,减少AP间的互相干扰,提高无线网络的整体性能 如果使用WTU,则宿舍房间墙体厚度不能超过25cm |
教学区教职员工办公区 |
格局开阔,墙体较厚,并多有文件柜等金属物体,用户分布较分散,密度不大,以邮件和上网业务为主 |
面板AP 放装AP |
覆盖主要侧重于带宽保证,AP数量要充足,选点要合理 |
普通教室 |
存在墙体等障碍,学生手机、Pad、笔记本等无线终端较多,教室的无线接入需求较大 |
放装AP |
考虑进行AP室内覆盖,保证目标区域内的良好信号感知 |
图书馆、体育馆、食堂等区域 |
区域开阔、用户集中 |
双频或者三频的放装AP |
参考办公场景或者高密会议场景 |
室外场所 |
用户使用频率呈上升趋势 |
室外款型AP |
在信号覆盖强度和用户接入密度上需要予以保证,即降低单AP室外覆盖区域,提高AP数量 |
学校场景中,学生宿舍的无线业务需求通常为浏览网页、播放视频、游戏等,带宽和实时性要求都比较高。园区整网无线用户数通常为数千至数万个不等,用户集中、终端并发上网需求量大,上网时间规律性强、带宽要求高,建议尽量采用本地转发的组网方式,以减轻AC的转发压力。如果是集中转发组网,建议高端无线控制器开启硬件转发模式,可以显著提高无线用户流量的转发效率。
无线控制器推荐采用双链路备份或者IRF双机备份方式,WX3500H及以上的中高端设备支持AP License共享功能。
有线接入设备(BAS,broadband access server,宽带接入服务器)必须采取严格的基于用户帐户限流措施,无线设备可以按照实际情况考虑开启H3C特有的智能流量控制和用户隔离功能,并根据具体使用场景、频宽要求、AP类型来人工限制接入用户数与实际网络情况相匹配。
对于学校场景的无线用户认证方式推荐使用PSK加密、802.1X认证或Portal认证等方式。
如果园区部署了多台AC,要实现AC间的无缝漫游,建议在AC上开启Portal无感知认证功能,且使用静态分配VLAN方式(client vlan-alloc dynamic)来给终端分配VLAN,保证终端VLAN不变从而达到终端IP不变的效果,这样终端在跨AC漫游时,就不需要重新进行Portal认证了。
无线网络优化操作方式分为三类:
· 必选项:无线网络应用时必须严格按照必选项的规范要求执行。
· 强烈推荐项:在客户无明确要求且不影响客户使用情况下,建议部署。特别是在无线网络应用效果欠佳的情况下,请首先使用强烈推荐项进行网络优化。
· 推荐项:在客户无明确要求且不影响客户使用情况下,可以采用,同时需要观察效果。
具体可以参考《V7无线产品通用优化操作规范说明》进行优化。
所有优化都需要首先满足信号覆盖强度的要求。对于笔记本电脑来说,目标覆盖区域的信号强度不能低于-70dBm;对于智能终端来说,目标覆盖区域的信号强度不能低于-65dBm。信号强度既可以通过inssider等扫描软件来精确判断,也可以通过信号格数来粗略的判断,五格为满格,当实际信号强度大于等于三格时等价于信号强度大于-70dbm,所以终端的信号强度必须要大于等于三格。同时需要保证AP收到的终端信号的RSSI值不低于25。
在AC上通过display wlan client mac-address mac-address verbose命令查看收到的终端信号强度,其中需要关注终端RSSI值。
无线信号的空间传播是三维的,因此在站点勘测时要关注空间环境的格局状况,同时设计方案要考虑到信号在空间上的传播,尽量降低信号在三维空间上的可见性。在降低信号三维空间可见性方面,可以从控制信号在楼层之间的泄漏入手,在部署位置时尽量降低楼层间信号的无序分布。
完成信道规划就相当于完成了多个虚拟WLAN网络的构建。在实际的安装部署中,为了保证信号覆盖的质量,必须部署相应数量的AP,造成AP的覆盖范围出现重叠,AP之间互相可见。如果所有的AP都工作在相同信道,这些AP只能共享一个信道的频率资源,造成整个WLAN网络性能较低。WLAN协议本身提供了一些不重叠的物理信道,可以构建多个虚拟的独立的WLAN网络,各个网络独立使用一个信道的带宽,例如使用2.4G频段时可以使用1、6、11三个非重叠信道构建WLAN网络。
为了避免邻频干扰,信道规划调整需要考虑三维空间的信号覆盖情况,无论是水平方向还是垂直方向都要做到无线的蜂窝式覆盖,尽最大可能避免同楼层和上下楼层间的同频干扰。AP射频手动划分信道,尽可能减小AP之间的同频干扰。
推荐802.11ac网络在实际部署时,5G频段建议采用20MHz或40MHZ模式进行覆盖,以加强信道隔离与复用,提升WLAN网络整体性能。
缺省情况下,802.11ac射频模式的带宽模式为80MHz。可以在设备上通过channel band-width命令配置带宽模式。
AP发射功率的调整需要逐个关注每个虚拟WLAN网络。AP默认以最大功率发送,但是在一些场合,如果AP以最大的功率发送会造成同频干扰,导致信道频谱资源不能复用。通过适当降低同一信道AP的发射功率,降低这些AP之间的可见度,加强相同信道频谱资源的复用,提高WLAN网络的整体性能。
由于无线终端本身会实时关注周围AP信号强度,如果开启动态功率调整功能,可能会导致终端无端漫游,使用效果变差,因此不建议开启动态功率调整功能。
WLAN网络理论上就是一个二层的接入网络,而这个二层网络通常都是直连到现有的有线网络中。所以在构建WLAN网络的时候,在条件允许的条件下,一定要单独为无线业务创建独立的VLAN,而不要和有线网络使用相同的VLAN,这样即可以避免大量的广播/组播报文对无线网络的影响,又可以一定程度上避免不必要的攻击或者病毒传播。
同一VLAN内,来自无线客户端的广播、组播报文会向所有放通该VLAN的AP上广播,而且在空间介质中广播报文通常使用最低速率进行发送。因此,当广播报文比较多时,会占用较多的空口资源,在一定程度上影响到整个WLAN网络的用户体验。
无线用户VLAN内二层隔离可以在AC上控制无线用户只能访问网关设备,而不能互相访问。同时,推荐通过全局配置undo user-isolation permit-broadcast命令禁止有线用户(user-isolation vlan permit-mac命令配置的允许的MAC地址除外)发送广播、组播报文给无线用户,无线用户到有线用户的广播、组播报文不受限制。这样可以大量减少整个WLAN网络的广播流量,提高WLAN网络的整体性能。
· 当网络中存在VRRP网关时,在配置user-isolation vlan permit-mac时需要放通虚实MAC。
· 当转发方式选择本地转发时,无线用户VLAN内二层隔离的相关配置要下发到AP或无线终结者设备上。
· 建议AC上与交换机连通的有线口和交换机上与AC连通的有线口都只放通必要的VLAN,禁止配置permit vlan all。
为了实现端口间的二层隔离,可以将不同的端口加入不同的VLAN,但VLAN资源有限。采用端口隔离特性,用户只需要将端口加入到隔离组中,就可以实现隔离组内端口之间二层隔离,而不需要关心这些端口所属VLAN,从而节省VLAN资源。
WLAN网络支持使用速率集进行报文发送(例如802.11g协议中支持1、2、5.5、11、6、9、12、18、24、36、48、54Mbps速率),而实际的无线终端或者AP在发送报文时会动态的在这个速率集中选择一个速率进行发送。通常提到的802.11g可以达到的速率主要是指同一个空口信道的所有无线报文都采用54Mbps的速率进行发送的情况下的速率。而实际上大量的广播报文和无线的管理报文都使用最低速率1Mbps进行发送,所以会消耗一定的空口资源。在无线网络中,当信号传输的距离不是问题的情况下,建议将1、2、5.5、6和9Mbps速率禁用,这样整体上减少广播报文和管理报文对空口资源的占用。
对于信号强度比较弱的终端,或者距离比较远的终端,禁止WLAN低速率应用后可能会出现丢包现象。但是正常的室内覆盖,信号强度是可以保证的,所以要求在室内覆盖情况下此功能为必选项。
当部分无线终端能搜索到无线服务信号却无法关联时,可以考率先恢复为缺省射频速率。例如:对于802.11b来说缺省情况下,802.11b的支持速率为5.5Mbps和11Mbps。如果配置禁用802.11b的5.5Mbps和11Mbps速率后将会导致802.11b无线终端被禁止接入,此时配置恢复缺省射频速率即可解决。
WLAN网络中,每个AP提供的带宽由接入的所有客户端共享,如果部分客户端占用过多带宽,将导致其它客户端受到影响。通过配置客户端限速功能,可以限制单个客户端对带宽的过多消耗,保证所有接入客户端均能正常使用网络业务。
由于学校应用场景中的宿舍区无线客户端对带宽要求高,且上网时间比较集中,为了避免单个客户端大量下载影响其他客户端的使用,建议通过配置client-rate-limit命令开启无线用户限速功能。
· 客户端限速功能与智能带宽保障功能不能同时启用。
· 基于无线服务模板和基于射频的客户端限速功能同时配置时,无线客户端接入相应SSID和AP射频后,最大速率取两种限速方式中的最小值。
面板型AP或无线终结单元可能由于下行口之间连接网线造成的广播风暴,或由于私设路由器导致出现DHCP地址分配问题,影响用户体验。因此,需要在面板型AP或无线终结单元的下行有线各端口间配置二层隔离,将不同的端口加入不同的VLAN中。但由于VLAN资源有限,因此建议采用端口隔离特性,用户只需要将端口加入到隔离组中,就可以实现隔离组内端口之间的二层隔离,而不必关心这些端口所属VLAN,从而节省VLAN资源。此外,建议面板型AP或无线终结单元的所有上行交换机的下行口都开启端口隔离,避免有线设备的MAC表项被打满引起不必要的泛洪转发。
当AC作为接入设备,承载Portal认证业务时,如果服务器侧没有设置用户的闲置切断功能,会导致无线终端在离开的状态下,终端认证表项仍旧长期保留在设备上,如果此时无线终端重新接入,并获取到了新的IP地址,就有可能出现冲突,导致无法认证通过;此外大量的残留表项还会消耗设备的资源,因此无特殊需求的情况下,强烈建议开启设备上用户的闲置切断功能(authorization-attribute idle-cut minutes)。且闲置时长必须小于DHCP租约时长的一半。
在WLAN网络中,空口设置明文不加密,可以减少因加密带来的密钥协商时间开销,获取最大的无线空口性能。在802.11ac网络中,如果因安全因素考虑必须设置加密,建议加密方式设置为RSN+CCMP,不推荐使用TKIP或者WEP加密方式,这两种加密方式只能协商到54Mbps,无法发挥802.11ac网络的高带宽性能,同时加密算法比较容易破解,存在安全风险。
· 故障现象
用户反映无线上网卡顿、网速慢。
· 故障排查
用户反馈无线上网卡顿、网速慢通常只是一种感性的认知,量化到具体的性能指标上就是大迟延、有丢包。业界通常认为平均迟延在100ms以上,丢包率超过3%,无线网络的应用体验就会变差。学校场景中无线上网卡顿、网速慢的原因主要有以下两种情况:
a. 用户上网时的大迟延、丢包来源于无线空口侧
建议严格按照《V7无线产品通用优化操作规范说明》进行一次详细彻底的网络优化。充分到位的网络优化通常可以解决95%以上的无线使用体验差的问题。
b. 用户上网时的大迟延、丢包来源于有线侧
大迟延丢包来自于有线侧时,则有线网络中可能存在异常的广播组播流量等。此时需要通过查看设备上接口的相关数据包统计信息来确认。做好端口隔离和基于VLAN的二层隔离,是解决有线网络异常广播组播流量最有效的办法。
如何判断大迟延和丢包来源于有线侧还是无线侧呢?
可以在AC上新建一个SSID,配置为本地转发模式,并在AP上的业务VLAN中配置一个静态IP地址,然后从无线终端侧直接Ping这个IP地址,观察迟延和丢包。如果迟延大,有丢包,说明无线侧有异常;如果迟延小,无丢包,说明有线侧有异常。
此外学校场景由于接入用户数多,常采购中高端无线控制器。高端无线控制器支持硬件转发,但是设备默认只开启了软件转发功能。在集中转发组网模式下,当整网流量比较大时,AC的CPU转发压力就会很大。此时,强烈建议AC开启硬件转发功能,可以显著提高设备的转发性能至一倍以上。
· 故障现象
个别用户认证失败。
· 故障排查
需要寻找到异常无线终端,复现现象,按照《根叔的云图》中常见用户认证失败的一般思路进行排查。常见排查手段有:终端交叉测试(确认是否有终端类型上的差别),设备上debug收集认证过程的信息,终端侧、设备侧或者服务器侧抓包分析等。
· 故障现象
整网用户认证失败。
· 故障排查
如果是开局,可能是配置不正确,需要按照配置指导反复检查配置。如果正常使用一段时间后突然整网用户认证失败,可能是设备侧和服务器侧配合问题。首先要了解一下故障出现前网络中是否做了什么变动。对于必现问题,可以按照《根叔的云图》中有关认证类的故障排查指导文档进行故障信息收集和问题定位。
综合办公区属于半径小而并发用户数多的典型场景。一般来说,综合办公区环境中有隔断、承重柱,开放区域,面积不大,终端分布比较密集。综合办公区域场景一般用户密度较大,并发行为集中,且带宽要求高,认证过程安全级别要求高,终端性能有差异,接入体验敏感,具有一定的漫游需求,这种场景下的业务特点决定了部署方案应该着重于保障用户带宽需求和提升用户接入感知。
综合办公区是室内无线接入最为普遍的场景。这种场景下主要应用自然是办公,而建筑楼体外形的千差万别也带来了内部格局的迥异,同时考虑到不同的装修材质和建筑物内部的功能格局划分,以及终端的分布密度,则在勘测部署上的设计要求务必因地制宜,总结如下:
(1) 综合办公区的场景分布比较广泛,各行各业都有自己的办公属地,除此之外就是专门用于出租办公的写字楼。办公区的无线业务需求一般以收发邮件、办公软件应用、文件拷贝、FTP以及即时通信等应用为主,相对来说,大包比例较高,流量压力大。
(2) 办公区场景的无线建设模式,根据实践情况来看,分自有建设和第三方承建。第三方一般指集成商、网络运营商以及楼宇物业所有方。不管是哪种建设方式,都要以满足最终网络使用者的需求为出发点。
(3) 综合办公区的覆盖也属于室内覆盖,内部建筑格局存在封闭、半封闭以及开放三种区域。墙体材质具有木质、玻璃、石膏板、砖墙以及混凝土的区别,因此在覆盖方式上要灵活设计,综合选择独立放装AP入室,保证信号覆盖和降低同频可见性。同时,由于办公区一般装修都比较考究,办公环境对美观要求较高,因此在勘测时务必充分考虑AP安装方式和位置,满足用户审美要求。
(4) 如果在装修初期进行勘测,除了充分评估建筑材质对信号的衰减外,更重要的是要对覆盖目标区域中的用户密度做到客观的评估,并在AP布点数量上考虑一定的余量。
(5) 办公场景下的无线接入终端,一般以笔记本、台式机、智能终端为主。目前绝大部分终端都支持双频,在选择AP款型上,建议选择双频或者三频设备。
(1) 需要实地工勘,分析现场环境,确定AP点位分布。按照点位图结合实际环境对不同场景进行无线覆盖。此类区域由于接入用户数较多,需要使用多个AP进行覆盖,且部署位置保持一定的物理隔离。AP采用双频或者三频设备,扩充频宽,缩小蜂窝,尽量降低同频干扰。
(2) 在可能的情况下,预备一些AP作为应急之用,作为用户数突增情况下的补偿手段。在部署AP前,要充分了解现场是否还存在其他民用WLAN设备或者运营商4G设备。AP部署时要尽量远离这些干扰源。如现场部署了运营商的4G“小蘑菇头”,要求两者间隔5米以上,以免距离较近互相干扰。
(3) 综合办公区场景实际勘测过程中应该充分利用隔断和承重墙体降低同频干扰,可以采用壁挂或者吸顶方式安装。大中型会议室、报告厅等四周可以采用壁挂的方式安装。如果层高不超过5米,也可以考虑采用吸顶安装。
吸顶安装时如果天花板材质为非金属材质,出于美观考虑,可以将AP部署在天花板内部;如果天花板材质为金属材质,则一定不能将AP部署在天花板内部。
如图1-5所示,大多数办公楼和写字楼的一楼在内部格局上都比较开阔,尤其是一些商务写字楼,呈现多层连通的格局。这类区域一般都设有接待前台和宾客等候休息区,属于接待功能区域。整体覆盖原则是保证目标覆盖区域信号良好,保证信号主波瓣对准目标覆盖区域,同时尽量避免三维空间信号可见。
会议室是办公区最常见的功能区,原则上建议独立覆盖,即每个会议室独立布放AP,独立考虑覆盖和容量需求。当然,对于一些会议室面积较小,且位置与办公区域相连的格局,也可以根据实际情况统一设计。
办公场所的主要功能区域中,除了人员集中办公的隔断区域外,就是领导或者重要部门人员的独立办公室了。这类办公室原则建议独立布放AP,现场根据环境格局进行灵活选择,如果办公室墙体材质为玻璃或石膏板等轻质材料,可以考虑在办公室外进行统一覆盖设计。
图1-7 重要人物办公室示意图
受制于大楼楼体外形设计,很多办公楼或写字楼内部格局走势呈现扇形或者一定弧度形状,这种环境下的勘测设计需要注意信号覆盖的充分性和连续性。考虑到弯曲格局容易造成信号盲区,在部署方式设计上建议增加面板类AP补充覆盖,首要保证目标区域的信号强度指标满足要求。
图1-8 大范围扇形格局办公区域示意图
如图1-9所示,直线型格局的办公场所一般以半封闭居多,根据现场隔断材质进行覆盖考量,同时要考虑用户密度。AP部署点选择可以遵循一定规律,均匀布放,建议多选择拐角位置或交叉区域,以保证经济性。
如图1-10所示,在一些县、市地区,很多办公建筑楼体采用了办公室单面分布的结构。这种结构的建筑造成了办公室格局的相对孤立性,加上墙体的限制,客观上限制了AP部署的经济性。综合考虑办公室内用户密度和带宽需求,建议采用面板式AP进行入室覆盖,不建议在走廊部署AP穿墙覆盖,这样容易造成楼层间信号串扰。
如图1-11所示,办公隔断基本为玻璃,整体办公面积较小,格局相当封闭。这种类型的AP布放建议采用交叉布点,既保证信号良好无盲区,又保证用户带宽需求。
在如图1-12所示位置放置AP三台,每个AP的覆盖范围见图中相应颜色虚线勾勒的范围。此交叉布点方案实现了整个空间交叠覆盖,同时满足了办公区域用户数目较多的容量需求。本例中AP信号可以采用如下信道划分方案来满足信道隔离度要求,并保证空间内的信号质量。
· 如果使用2.4G信道,AP 1、AP 2和AP 3可以分别采用信道1、6、11;
· 如果使用5G信道的20M模式,AP 1、AP 2和AP 3可以采用低频段与高频段混合使用,例如:信道36、48、149或者36、149、165等;
· 如果使用5G信道的40M模式,AP 1、AP 2和AP 3可以分别采用信道36/40、44/48、149/153、157/161中的任意三种。
综合办公区场景推荐选择面板AP、放装型双频或者三频AP。在设备选型前请详细了解现场无线终端的类型及双频支持情况。比如很多办公区的PC都是统一采购的,如果都是只支持2.4GHz频段的无线设备,就要充分考虑2.4GHz频宽有限、易受同频干扰的特点。推荐2.4GHz射频接入终端数不要超过15个,同时做好用户限速。此外,由于现在大量的无线终端都支持2.4G和5G双频接入,所以可以建议用户增加5G频段的无线网卡,这样可以最大限度的发挥出产品的5G性能,提升用户的接入体验。
在综合办公区场景中使用集中转发和本地转发组网方案均可。常见的总部采用集中转发模式,分支机构采用本地转发模式,认证服务器放置于总部。AC推荐采用1+1双链路备份或者IRF备份方式,WX3500H及以上的中高端设备支持AP License共享功能。
· 对于办公区等安全性要求比较高的场景,建议SSID都采用密文。
· 对于内部员工无线服务推荐使用MAC认证、802.1X认证或Portal认证等用户认证方式。
· 对于访客认证服务可以采用明文+Portal认证、明文+短信认证等方式。
· 对于需要单独连接打印机等哑终端的无线服务,可以配置MAC认证+隐藏SSID的方式。
无线网络优化操作方式分为三类:
· 必选项:无线网络应用时必须严格按照必选项的规范要求执行。
· 强烈推荐项:在客户无明确要求且不影响客户使用情况下,建议部署。特别是在漫游效果要求高或者在无线网络应用效果欠佳的情况下,请首先使用强烈推荐项进行网络优化。
· 推荐项:在客户无明确要求且不影响客户使用情况下,可以采用,同时需要观察效果。
具体可以参考《V7无线产品通用优化操作规范说明》,参考规范进行优化。
所有优化都需要首先满足信号覆盖强度的要求。对于笔记本电脑来说,目标覆盖区域的信号强度不能低于-70dBm;对于智能终端来说,目标覆盖区域的信号强度不能低于-65dBm。信号强度既可以通过inssider等扫描软件来精确判断,也可以通过信号格数来粗略的判断,五格为满格,当实际信号强度大于等于三格时等价于信号强度大于-70dbm,所以终端的信号强度必须要大于等于三格。同时需要保证AP收到的终端信号的RSSI值不低于25。
在AC上通过display wlan client mac-address mac-address verbose命令查看收到的终端信号强度,其中需要关注终端RSSI值。
无线信号的空间传播是三维的,因此在站点勘测时要关注空间环境的格局状况,同时设计方案要考虑到信号在空间上的传播,尽量降低信号在三维空间上的可见性。在降低信号三维空间可见性方面,可以从控制信号在楼层之间的泄漏入手,在部署位置时尽量降低楼层间信号的无序分布。
完成信道规划就相当于完成了多个虚拟WLAN网络的构建。在实际的安装部署中,为了保证信号覆盖的质量,必须部署相应数量的AP,造成AP的覆盖范围出现重叠,AP之间互相可见。如果所有的AP都工作在相同信道,这些AP只能共享一个信道的频率资源,造成整个WLAN网络性能较低。WLAN协议本身提供了一些不重叠的物理信道,可以构建多个虚拟的独立的WLAN网络,各个网络独立使用一个信道的带宽,例如使用2.4G频段时可以使用1、6、11三个非重叠信道构建WLAN网络。
为了避免邻频干扰,信道规划调整需要考虑三维空间的信号覆盖情况,无论是水平方向还是垂直方向都要做到无线的蜂窝式覆盖,尽最大可能避免同楼层和上下楼层间的同频干扰。AP射频手动划分信道,尽可能减小AP之间的同频干扰。
推荐802.11ac网络在实际部署时,5G频段建议采用20MHz或40MHZ模式进行覆盖,以加强信道隔离与复用,提升WLAN网络整体性能。
缺省情况下,802.11ac射频模式的带宽模式为80MHz。可以在设备上通过channel band-width命令配置带宽模式。
AP发射功率的调整需要逐个关注每个虚拟WLAN网络。AP默认以最大功率发送,但是在一些场合,如果AP以最大的功率发送会造成同频干扰,导致信道频谱资源不能复用。通过适当降低同一信道AP的发射功率,降低这些AP之间的可见度,加强相同信道频谱资源的复用,提高WLAN网络的整体性能。
由于无线终端本身会实时关注周围AP信号强度,如果开启动态功率调整功能,可能会导致终端无端漫游,使用效果变差,因此不建议开启动态功率调整功能。
WLAN网络理论上就是一个二层的接入网络,而这个二层网络通常都是直连到现有的有线网络中。所以在构建WLAN网络的时候,在条件允许的条件下,一定要单独为无线业务创建独立的VLAN,而不要和有线网络使用相同的VLAN,这样即可以避免大量的广播/组播报文对无线网络的影响,又可以一定程度上避免不必要的攻击或者病毒传播。
同一VLAN内,来自无线客户端的广播、组播报文会向所有放通该VLAN的AP上广播,而且在空间介质中广播报文通常使用最低速率进行发送。因此,当广播报文比较多时,会占用较多的空口资源,在一定程度上影响到整个WLAN网络的用户体验。
无线用户VLAN内二层隔离可以在AC上控制无线用户只能访问网关设备,而不能互相访问。同时,推荐通过全局配置undo user-isolation permit-broadcast命令禁止有线用户(user-isolation vlan permit-mac命令配置的允许的MAC地址除外)发送广播、组播报文给无线用户,无线用户到有线用户的广播、组播报文不受限制。这样可以大量减少整个WLAN网络的广播流量,提高WLAN网络的整体性能。
· 当网络中存在VRRP网关时,在配置user-isolation vlan permit-mac时,需要放通虚实MAC。
· 当转发方式选择本地转发时,无线用户VLAN内二层隔离的相关配置要下发到AP或无线终结者设备上。
· 建议AC上与交换机连通的有线口和交换机上与AC连通的有线口都只放通必要的VLAN,禁止配置permit vlan all。
WLAN网络支持使用速率集进行报文发送(例如802.11g协议中支持1、2、5.5、11、6、9、12、18、24、36、48、54Mbps速率),而实际的无线终端或者AP在发送报文时会动态的在这个速率集中选择一个速率进行发送。通常提到的802.11g可以达到的速率主要指所有无线报文都采用54Mbps速率进行发送的情况,且指一个空口信道的能力。而实际上大量的广播报文和无线的管理报文都使用最低速率1Mbps进行发送,所以会消耗一定的空口资源。在无线网络中,当信号传输的距离不是问题的情况下,建议将1、2、5.5、6和9Mbps速率禁用,这样整体上减少广播报文和管理报文对空口资源的占用。
对于信号强度比较弱的终端,或者距离比较远的终端,禁止WLAN低速率应用后可能会出现丢包现象。但是正常的室内覆盖,信号强度是可以保证的,所以要求在室内覆盖情况下此功能为必选项。
当部分无线终端能搜索到无线服务信号却无法关联时,可以考率先恢复为缺省射频速率。例如:对于802.11b来说缺省情况下,802.11b的支持速率为5.5Mbps和11Mbps。如果配置禁用802.11b的5.5Mbps和11Mbps速率后将会导致802.11b无线终端被禁止接入,此时配置恢复缺省射频速率即可解决。
WLAN网络中,每个AP提供的带宽由接入的所有客户端共享,如果部分客户端占用过多带宽,将导致其它客户端受到影响。通过配置客户端限速功能,可以限制单个客户端对带宽的过多消耗,保证所有接入客户端均能正常使用网络业务。
开放型办公区或者大中型会议场景一般建议限速在2Mbps~8Mbps。
· 客户端限速功能与智能带宽保障功能不能同时启用。
· 基于无线服务模板和基于射频的客户端限速功能同时配置时,无线客户端接入相应SSID和AP射频后,最大速率取两种限速方式中的最小值。
当AC作为接入设备,承载Portal认证业务时,如果服务器侧没有设置用户的闲置切断功能,会导致无线终端在离开的状态下,终端认证表项仍旧长期保留在设备上,如果此时无线终端重新接入,并获取到了新的IP地址,就有可能出现冲突,导致无法认证通过;此外大量的残留表项还会消耗设备的资源,因此无特殊需求的情况下,强烈建议开启设备上用户的闲置切断功能(authorization-attribute idle-cut minutes)。且闲置时长必须小于DHCP租约时长的一半。
在WLAN网络中,空口设置明文不加密,可以减少因加密带来的密钥协商时间开销,获取最大的无线空口性能。在802.11ac网络中,如果因安全因素考虑必须设置加密,建议加密方式设置为RSN+CCMP,不推荐使用TKIP或者WEP加密方式,这两种加密方式只能协商到54Mbps,无法发挥802.11ac网络的高带宽性能,同时加密算法比较容易破解,存在安全风险。
· 故障现象
无线用户反馈无线上网卡顿、网速慢。
· 故障排查
用户侧反馈无线上网卡顿、网速慢通常是一种感性的认知,量化到具体的性能指标上就是大迟延、有丢包。通常认为平均迟延在100ms以上,丢包率超过3%,无线体验就会变差。绝大多数局点无线上网卡顿和网速慢都是由于网络优化工作不到位导致的。通常引起无线迟延大,丢包的最主要的两个原因是无线信号弱或者AP之间同频干扰严重。
¡ 终端信号弱
首先要保证终端侧搜索到的无线信号满格。如果信号不满格,就需要考虑调整AP射频功率,或者勘察一下无线信号是否有障碍物阻挡,是否有覆盖盲区,是否需要增补AP点位等。此外也可以在终端上安装一些Wi-Fi扫描软件,量化评估终端侧的信号强度。通常我们要求PC接收到的无线信号强度不能低于-70dBm,智能终端接收到的无线信号强度不能低于-65dBm。
终端侧看到的Wi-Fi信号满格显示的是从AP侧发送到终端侧的信号强度,对于双向通信,还需要考虑终端侧回传到AP侧的信号强度。比如AP默认以最大功率20dBm发送信号,终端侧接收到的信号强度很强,但是终端由于本身网卡发射功率的限制,回传到AP侧的信号已经很弱了,通信质量自然不好。此时设备侧统计参数RSSI就是一个很好的指标。AC上可以通过display wlan client mac-address mac-address verbose命令中的RSSI数值来查看终端的回传的无线信号强度。通常终端回传的无线信号RSSI值要大于30,通信的质量才有保障,如果RSSI值低于20,无线通信的协商速率就会急剧下降至不可用。如果RSSI值不达标,就需要勘察一下无线信号传播区域是否有障碍物阻挡,是否需要增补AP点位。
¡ AP间同频干扰严重
AC上和AP上各有一条命令查看AP之间的同频干扰程度。AC上可以通过display wlan ap all命令查看具体射频口的usage(信道利用率范围)。专业运维人员可以通过远程登录到AP上,在Probe视图下通过display ar5drv x channelbusy命令查看信道繁忙程度,其中x表示射频ID。
[ap-probe] display ar5drv 2 channelbusy
ChannelBusy information
Ctl Channel: 01 Channel Band: 20M
Record Interval(s): 9
Date/Month/Year: 25/08/2019
Time(h/m/s): CtlBusy(%) TxBusy(%) RxBusy(%) ExtBusy(%)
01 14:56:58 4 1 2 0
02 14:56:49 4 1 2 0
03 14:56:40 7 2 2 0
04 14:56:31 6 1 2 0
05 14:56:22 6 1 2 0
06 14:56:13 5 1 2 0
07 14:56:04 5 1 2 0
08 14:55:55 5 1 2 0
09 14:55:46 5 1 2 0
10 14:55:37 4 2 2 0
11 14:55:28 5 2 2 0
12 14:55:19 3 1 2 0
13 14:55:10 4 2 2 0
14 14:55:01 4 1 2 0
15 14:54:52 4 1 2 0
16 14:54:43 6 2 2 0
17 14:54:34 7 1 2 0
18 14:54:25 8 2 3 0
19 14:54:16 6 1 2 0
20 14:54:07 7 1 3 0
对于2.4GHz射频,如果Rx较高(>40%),说明AP间同频干扰比较大,则需要调整AP 的部署、信道、功率等来降低同频干扰。如果CtlBusy远大于TxBusy和RxBusy之和,说明存在非WLAN干扰,需要排查干扰源。通常5GHz频段受干扰的情况比较少见,Rx多在20%以下,如果高于30%,也需要考虑同频干扰的问题。
AC上display wlan client mac-address mac-address verbose命令中有一个参数Rx/Tx Rate表示终端和AP之间的无线报文的实际发包速率。如果Rx/Tx Rate始终保持在较低速率(例如1、2、11),则该客户端所在的环境可能迟延、丢包比较严重。造成这种现象最可能的原因就是信号强度不够或者同频干扰严重,此时需要对空间使用情况进行详细分析。
· 故障现象
无线终端漫游效果不好。
· 故障排查
对于开放型办公区域通常会部署多台AP,且为了实现信号全覆盖AP部署会比较密集,因此终端在漫游时可能会长期粘连在信号比较弱的远端AP上而不会切换到信号比较强的近端AP上。WLAN网络为移动终端提供了漫游解决方案,通过在多个AP上提供一个通用的无线接入服务,解决了无线终端的漫游问题。而漫游是终端网卡的特性,网卡选择接入哪个AP,什么时间切换到其他AP都是网卡本身的行为,AP和AC无法控制。终端选择漫游的条件包括信号强度、错包率、丢包率等等,而且不同的网卡表现不尽相同。
在实际部署WLAN网络过程中,由于无线终端的运动轨迹不可预测,网卡的漫游特性也无法通过设备侧控制,所以WLAN网络的部署实施在最初的设计环节就需要考虑到漫游的存在。
如果终端漫游主动性不好,推荐使用以下两条命令来优化漫游效果。
¡ 禁止弱信号接入option client reject enable
# 开启禁止弱信号接入功能,当无线客户端信号强度低于配置的RSSI门限值时,AP将拒绝此类客户端接入。
<AC> system-view
[AC] wlan ap-group 1
[AC-wlan-ap-group-1] ap-model WA4320i-ACN
[AC-wlan-ap-group-1-ap-model-WA4320i-ACN] radio 1
[AC-wlan-ap-group-1-ap-model-WA4320i-ACN-radio-1] option client reject enable rssi 15
RSSI经验值为15~25,可以根据现场环境来设定,最终确定一个比较理想的漫游切换值。
¡ 主动触发客户端重连接option client reconnect enable
# 开启主动触发客户端重连接功能,当无线客户端信号强度持续变弱且低于配置的RSSI门限值时,AP会主动地向无线客户端发送解除认证帧报文,给无线客户端一次重新连接或者漫游的机会。
<AC> system-view
[AC] wlan ap-group 1
[AC-wlan-ap-group-1] ap-model WA4320i-ACN
[AC-wlan-ap-group-1-ap-model-WA4320i-ACN] radio 1
[AC-wlan-ap-group-1-ap-model-WA4320i-ACN-radio-1] option client reconnect enable rssi 15 interval 5
RSSI经验值为15~25,可以根据现场环境来设定,最终确定一个比较理想的漫游切换值。此RSSI值不宜配置太大,以免终端发生频繁掉线的问题,尤其在使用802.1X认证的场景。
如果是PC终端,将网卡的漫游灵敏度调整到最高也可以显著改善漫游效果。
· 故障现象
无线终端漫游时频繁丢包,上网卡顿。
· 故障排查
如果无线终端丢包厉害,但信号强度和空口质量都很好,此时就考虑是否是终端在多个AP之间频繁漫游导致丢包。AC上可以通过display wlan mobility roam-track mac-address mac-address命令查看终端的漫游记录。如果终端在频繁漫游,多半是AP射频功率太强,信号区重叠覆盖明显,终端出现频繁跳频的情况。此时需要适当降低AP射频的发射功率,减小信号重叠覆盖区域来解决。
· 故障现象
大部分终端都关联在2.4GHz频段,5GHz频段关联终端数少。
· 故障排查
在实际无线网络环境中,某些客户端只能工作在2.4GHz频段上,也有一部分客户端可以同时支持2.4GHz和5GHz频段,如果支持双频的客户端都工作在2.4GHz频段上,会导致2.4GHz频段过载,5GHz射频相对空闲。在这种情况下,可以在设备上开启频谱导航功能。频谱导航功能可以将支持双频的客户端优先接入5GHz射频,使得两个频段上的客户端数量相对均衡,从而提高整网性能。
开启频谱导航功能后,AP会对发起连接请求的客户端进行导航,将其均衡地连接至该AP的不同射频上。首先当客户端与某个AP连接时,若该客户端只支持单频2.4GHz,则频谱导航功能不生效,客户端直接关联至AP的2.4GHz射频上。若客户端支持双频,AP则会将客户端优先引导至5GHz射频上。若客户端只支持单频5GHz,则会直接关联至AP的5GHz射频上。在双频客户端关联到5GHz射频前,AP会检查5GHz射频接收到的客户端的RSSI值,若该RSSI值低于设定值,则不会将此客户端导航至5GHz射频。
如果5GHz射频上已连接的客户端数量达到门限,且5GHz射频与2.4GHz射频上连接的客户端差值达到或超过差值门限,AP会拒绝客户端接入5GHz射频,且允许新客户端接入2.4GHz射频(即不会引导双频客户端优先接入5GHz射频)。如果客户端反复向该AP的5GHz射频上发起关联请求,且AP拒绝客户端关联请求次数达到/超过设定的最大拒绝关联请求次数,那么该AP会认为此时该客户端不能连接到其它任何的AP,在这种情况下,AP上的5GHz射频也会接受该客户端的关联请求。
· 故障现象
使用802.1X认证方式的无线终端频繁掉线。
· 故障排查
802.1X是一种安全级别比较高的用户认证方式。整个认证环节接入设备会涉及到调用WMAC模块、端口安全模块、802.1X模块,AAA认证、Radius认证模块等,接入设备、终端和服务器交互的报文都很多,任何一个环节的报文交互失败都会导致802.1X用户认证失败,所以802.1X这种用户认证方式对无线网络质量要求很高。引起802.1X认证用户的频繁掉线的主要原因包括:无线信号弱或无线空口干扰严重引起的无线传输丢包。此时需要重点排查信号强度和同频干扰问题。另外终端频繁漫游也有可能导致802.1X用户掉线。在条件允许的情况下,可以替换终端,在信号强度很好,无线空口环境很干净的地方进行交叉验证测试,确定问题点。
大型会议报告厅、新闻发布厅、会场等属于覆盖半径小,并发用户数量多的典型场景。该场景大多内部中空,天花板较高,观众席位众多,无线终端和无线AP均数量多、密度高,AP信道规划困难,易产生同频干扰;功能区域基本分为主席台、观众席区域,以及一些走廊、停车场和进出口等边带区域。勘测部署设计既要关注功能区域的业务特性,又要充分考量实际建筑环境和用户分布情况,选择合适方案。
一般来说,可参考如下建议,并就实际情况灵活调整:
(1) 大型会场的Wi-Fi网络覆盖,依据不同的功能区域特点采取对应的方案。主席台一般作为重点保障区域,因为其作为关键人物聚集区在主观上是用户感知比较敏感的区域。另外,主席台有时会作为记者席,也有作为转播评论等之用,基本上是比较容易产生业务需求的区域。
(2) 大型会场的功能区域中,观众席是人数最多的区域,也是无线覆盖难度最大的区域。其难度不在于能否进行信号的充分覆盖,而在于无法充分保证在用户密度如此之大以及人数如此之多的情况下的用户体验,包括用户接入网络的体验和使用网络的体验。
(3) 大型会场内部还有大量的室内房间区域,一般作为休息和办公行政性质之用,这类功能区域可以采用常规的室内覆盖原则进行部署设计。
(4) 对于会场内和周围的边带区域,如环形走廊、进出口、停车场以及部分商铺等,可根据网络需求方的要求进行针对性部署设计。
高密接入场景下,需要重点解决好同频干扰问题。该场景下常见反馈的用户体验类问题包括信号稳定度低、无线接入成功率低、易掉线、带宽不够用等。
对大型会场的用户高密区域进行WLAN覆盖时,首要关注点是提高用户带宽,其次是满足信号覆盖。
通常大型会议等高密接入场景中无线环境存在的问题如下:
(1) 建筑空间高、内部中空、存在较多承重柱;
(2) 同频AP间的可见性强,互相退避多,导致信道重用度低;
(3) 用户密度较大,并发行为集中,且带宽要求高、人员流动大;
(4) 部分会场还存在运营商自建WLAN,对2.4G频段干扰大;
(5) 会场内的AP部署需考虑美观、安全、防盗、防水问题。
(1) 确定覆盖区域,勘测覆盖区域平面情况,包括覆盖区域的大小,明确覆盖要求,提供覆盖区域的平面图;
(2) 勘测覆盖区域障碍物的分布情况,以分析对信号的阻挡;
(3) 根据客户业务需求准确把握速率和AP数量的配比关系。无线用户所选择的速率将影响配置AP的数量以及单AP的覆盖范围,从而影响网络勘测的结果;
(4) 确定设备的供电方式、安装位置及安装方式;
(5) 了解需要接入的用户数量和带宽要求,确定现场有线网的组网情况,出口资源等;
(6) 根据组网方案和现场工勘情况,详细列出所需网络设备清单及辅料清单,明确设备型号、数量及辅料成本。
(1) 现场工勘需要关注场地内现有无线网络的部署情况,确认用户自建和运营商代建的WLAN设备是否可以关闭。
(2) 尽量降低设备安装高度,利用或制造环境条件进行物理隔离,降低干扰以提升信道容量。
(3) 主席台是场馆无线覆盖最重要的区域,此类区域虽然不是流量的最大来源,但却是对无线网络最为敏感的区域,需要优先保障。主席台区域需要单独进行AP部署规划,建议采用在区域内放置AP或者在主席台区域周围定向天线定点覆盖的方式,以保证信号覆盖充分,同时也要充分考虑用户接入数,以满足高标准带宽需求。
(4) 会展Wi-Fi服务的交付场景多为临时性无线AP部署,会场内AP常部署于座椅或桌子下方,其他区域主要以壁挂部署为主。在工勘时,需要和客户、会场工作人员确认设备的供电、走线以及部署位置、安装方式。无论设备是客户提供,还是通过借货、租赁等其他方式,都需要考虑设备安装后的安全性和防盗。
(5) 如果条件允许,建议工勘时携带一个Fat AP到现场,并使用安装了无维APP的无线终端测试信号覆盖、衰减以及查看无线空口信道状态等情况,主要关注2.4GHz的channel 1、6、11这几个常用信道情况。另外还可以通过绿洲上的“云工勘”导入待施工现场的平面图或者在云端手动绘制平面图,可对墙体材料等进行设定,通过放置不同型号的AP,最终模拟无线体验效果。
(6) 大型会场高密部署时还需要考虑人流密集区域人体对于信号的遮挡造成的影响,有条件可以通过前期的现场测试进行评估。
(7) 前期充分的工勘设计和后期设备调优,在不改变物理结构前提下,保证实施效果。
推荐选用三频AP,扩充频宽、缩小蜂窝、尽量降低同频干扰。
大型会议厅等高密接入场景无线方案设计时需要了解客户业务需求,比如增值应用、参会人数、覆盖范围、是否加密、VIP用户区分、会议天数等。根据客户需求,分析大会及与会者群体特征,结合可靠性、安全性、可管理性、扩展性初步给出相关组网建议及设备选型和出口带宽、应用软件等建议。一般情况下,用于无线覆盖的设备由客户提供或者由实施方租赁提供,在此基础上还需要很多有线设备及服务器,客户租赁的会场方有时会提供有线链路甚至设备,在进行组网规划设计时需要把以上这些情况都考虑进去。
根据接入终端数以及现场对流量控制的要求选择集中转发或是本地转发。AC推荐采用1+1双链路备份方式,WX3500H及以上的中高端AC设备支持AP License共享功能。
WLAN覆盖只是基本内容,很多时候都会承载与会议相关的增值服务,目前比较成熟的有Portal广告页面推送、APP应用下载、iMC数据采集分析等。所有的这些增值业务都需要在方案设计时经过充分的论证,确保现场增值业务的可实施性和可维护性。特别针对首次尝试应用在现网的增值业务,必须进行必要的实验局业务测试,客观严谨评估可能给网络造成的影响,避免出现影响正常WLAN接入体验的情况。
无线网络优化操作方式分为三类:
· 必选项:无线网络应用时必须严格按照必选项的规范要求执行。
· 强烈推荐项:在客户无明确要求且不影响客户使用情况下,建议部署。特别是在漫游效果要求高或者在无线网络应用效果欠佳的情况下,请首先使用强烈推荐项进行网络优化。
· 推荐项:在客户无明确要求且不影响客户使用情况下,可以采用,同时需要观察效果。
具体可以参考《V7无线产品通用优化操作规范说明》,参考规范进行优化。
所有优化都需要首先满足信号覆盖强度的要求。对于笔记本电脑来说,目标覆盖区域的信号强度不能低于-70dBm;对于智能终端来说,目标覆盖区域的信号强度不能低于-65dBm。信号强度既可以通过inssider等扫描软件来精确判断,也可以通过信号格数来粗略的判断,五格为满格,当实际信号强度大于等于三格时等价于信号强度大于-70dbm,所以终端的信号强度必须要大于等于三格。同时需要保证AP收到的终端信号的RSSI值不低于25。
在AC上通过display wlan client mac-address mac-address verbose命令查看收到的终端信号强度,其中需要关注终端RSSI值。
无线信号的空间传播是三维的,因此在站点勘测时要关注空间环境的格局状况,同时设计方案要考虑到信号在空间上的传播,尽量降低信号在三维空间上的可见性。
完成信道规划就相当于完成了多个虚拟WLAN网络的构建。在实际的安装部署中,为了保证信号覆盖的质量,必须部署相应数量的AP,造成AP的覆盖范围出现重叠,AP之间互相可见。如果所有的AP都工作在相同信道,这些AP只能共享一个信道的频率资源,造成整个WLAN网络性能较低。
为了避免邻频干扰,信道规划调整需要考虑三维空间的信号覆盖情况,无论是水平方向还是垂直方向都要做到无线的蜂窝式覆盖,尽最大可能避免同楼层和上下楼层间的同频干扰。AP射频手动划分信道,尽可能减小AP之间的同频干扰。
推荐802.11ac网络在实际部署时,5G频段建议采用20MHz或40MHZ模式进行覆盖,以加强信道隔离与复用,提升WLAN网络整体性能。
如果2.4G频段1、6、11三个信道蜂窝部署比较困难,在保证无线信号覆盖终端无问题的前提下,可以考虑关闭部分AP的2.4G射频来降低AP的可见度。
缺省情况下,802.11ac射频模式的带宽模式为80MHz。可以在设备上通过channel band-width命令配置带宽模式。
AP发射功率的调整需要逐个关注每个虚拟WLAN网络。AP默认以最大功率发送,但是在高密接入场景,如果AP以最大的功率发送会造成同频干扰,导致信道频谱资源不能复用。通过适当降低同一信道AP的发射功率,降低这些AP之间的可见度,加强相同信道频谱资源的复用,提高WLAN网络的整体性能。
由于无线终端本身会实时关注周围AP信号强度,如果开启动态功率调整功能,可能会导致终端无端漫游,使用效果变差,因此不建议开启动态功率调整功能。
WLAN网络理论上就是一个二层的接入网络,而这个二层网络通常都是直连到现有的有线网络中。所以在构建WLAN网络的时候,在条件允许的条件下,一定要单独为无线业务创建独立的VLAN,而不要和有线网络使用相同的VLAN,这样即可以避免大量的广播/组播报文对无线网络的影响,又可以一定程度上避免不必要的攻击或者病毒传播。
同一VLAN内,来自无线客户端的广播、组播报文会向所有放通该VLAN的AP上广播,而且在空间介质中广播报文通常使用最低速率进行发送。因此,当广播报文比较多时,会占用较多的空口资源,在一定程度上影响到整个WLAN网络的用户体验。
无线用户VLAN内二层隔离可以在AC上控制无线用户只能访问网关设备,而不能互相访问。用户间隔离功能可以大大减少空口广播报文和用户间流量对网络的影响,同时还可以避免一些ARP攻击的发生,使无线网络更加稳定安全。
WLAN网络中,每个AP提供的带宽由接入的所有客户端共享,如果部分客户端占用过多带宽,将导致其它客户端受到影响。通过配置客户端限速功能,可以限制单个客户端对带宽的过多消耗,保证所有接入客户端均能正常使用网络业务。
基于无线客户端的速率限制功能有两种模式:动态模式和静态模式。
· 客户端限速功能与智能带宽保障功能不能同时启用。
· 基于无线服务模板和基于射频的客户端限速功能同时配置时,无线客户端接入相应SSID和AP射频后,最大速率取两种限速方式中的最小值。
WLAN网络支持使用速率集进行报文发送(例如802.11g协议中支持1、2、5.5、11、6、9、12、18、24、36、48、54Mbps速率),而实际的无线终端或者AP在发送报文时会动态的在这个速率集中选择一个速率进行发送。通常提到的802.11g可以达到的速率主要指所有无线报文都采用54Mbps速率进行发送的情况,且指一个空口信道的能力。而实际上大量的广播报文和无线的管理报文都使用最低速率1Mbps进行发送,所以会消耗一定的空口资源。在无线网络中,当信号传输的距离不是问题的情况下,建议将1、2、5.5、6和9Mbps速率禁用,这样整体上减少广播报文和管理报文对空口资源的占用。
对于信号强度比较弱的终端,或者距离比较远的终端,禁止WLAN低速率应用后可能会出现丢包现象。但是正常的室内覆盖,信号强度是可以保证的,所以要求在室内覆盖情况下此功能为必选项
当部分无线终端能搜索到无线服务信号却无法关联时,可以考率先恢复为缺省射频速率。例如:对于802.11b来说缺省情况下,802.11b的支持速率为5.5Mbps和11Mbps。如果配置禁用802.11b的5.5Mbps和11Mbps速率后将会导致802.11b无线终端被禁止接入,此时配置恢复缺省射频速率即可解决。
在WLAN网络中5GHz频段有更丰富的频谱资源。当2.4GHz和5GHz混合组网时,5GHz频段往往没有承载足够多的无线用户。通过AP引导双频网卡优先关联5GHz频段,将提高网络的频谱使用效率,保证用户高吞吐率。由于该特性主要通过拒绝无线终端当前的链接请求,给无线终端提供5GHz更多的链接机会,有可能会出现无线终端接入网络的等待时间相对比较长的问题。
广播Probe request报文中不携带无线服务的SSID,AP收到广播报文后,将AP提供的所有服务的信息封装在Probe reponse报文中,回应给客户端。当配置了关闭广播Probe应答功能后,可以减少AP回应的Probe response报文,并使发送携带SSID的Probe request报文的客户端更容易接入无线网络,同时减小报文开销。
WLAN有两种探测机制:一种为无线终端被动的侦听Beacon帧之后,根据获取的无线网络情况,选择AP建立连接;另外一种为无线终端主动发送Probe request报文探测周围的无线网络,然后根据收到的Probe response报文获取周围的无线网络,之后选择AP建立连接。而大部分的无线终端都不会指定要链接的“无线接入服务”,这样就造成了无线终端会大量发送广播Probe request报文,造成所有的接收到该报文的AP设备都会回应Probe response报文。因此,在无线用户比较多的网络中,可能会出现一定量的Probe response报文,而且这些报文都是使用低速率进行发送的,会消耗一定的空间资源。
如果网络条件允许可以考虑关闭广播Probe应答功能,AP针对SSID为空的Probe request不进行回复,可以有效降低空口的消耗,使整个WLAN网络应用得到一定的提升。
可以通过broadcast-probe reply enable命令用来配置AP对无线客户端发送的SSID为空的Probe request进行回复。broadcast-probe reply disable命令用来关闭AP回复广播Probe request报文功能。
WLAN网络中每一个AP提供的可用带宽有限,且由接入的无线客户端共享。高密接入场景中,需要对每个AP的每个射频口的接入用户数量做出限制,以保证最佳的用户体验。一般情况下,为了保证最佳无线体验,一般建议双射频AP接入终端数不超过60,三频AP接入终端数不超过100,具体数量视无线环境和具体业务综合考虑。
在实际应用中,多个AP同时提供无线服务,并且存在移动的客户端,由于不同的客户端实现漫游存在差异,有些客户端触发漫游的RSSI值可能较低,在有较强信号AP的情况下仍然连接在信号较弱的AP上,不主动切换到信号强度较好的AP,导致性能受到影响,为了应对这种情况,可以开启漫游导航功能。
漫游的动作是由无线客户端主动决定的,是无线客户端对自身进行评判和分析后,在客户端认为适当的时机去和新的AP主动建立连接。而漫游导航则是通过对管理报文的处理,在空口产生一些变化,尝试通过改变环境来影响无线客户端进行漫游的时机。
· 故障现象
无线用户反馈无线上网卡顿、网速慢。
· 故障排查
用户侧反馈无线上网卡顿、网速慢通常是一种感性的认知,量化到具体的性能指标上就是大迟延、有丢包。通常认为平均迟延在100ms以上,丢包率超过3%,无线体验就会变差。绝大多数局点无线上网卡顿和网速慢都是由于网络优化工作不到位导致的。通常引起无线迟延大,丢包的最可能原因有以下几种。
¡ 终端信号弱
首先要保证终端侧搜索到的无线信号满格。如果信号不满格,就需要考虑调整AP射频功率,或者勘察一下无线信号是否有障碍物阻挡,是否有覆盖盲区,是否需要增补AP点位等。此外也可以在终端上安装一些Wi-Fi扫描软件,量化评估终端侧的信号强度。通常我们要求PC接收到的无线信号强度不能低于-70dBm,智能终端接收到的无线信号强度不能低于-65dBm。
终端侧看到的Wi-Fi信号满格显示的是从AP侧发送到终端侧的信号强度,对于双向通信,还需要考虑终端侧回传到AP侧的信号强度。比如AP默认以最大功率20dBm发送信号,终端侧接收到的信号强度很强,但是终端由于本身网卡发射功率的限制,回传到AP侧的信号已经很弱了,通信质量自然不好。此时设备侧统计参数RSSI就是一个很好的指标。AC上可以通过display wlan client mac-address mac-address verbose命令中的RSSI数值来查看终端的回传的无线信号强度。通常终端回传的无线信号RSSI值要大于30,通信的质量才有保障,如果RSSI值低于20,无线通信的协商速率就会急剧下降至不可用。如果RSSI值不达标,就需要勘察一下无线信号传播区域是否有障碍物阻挡,是否需要增补AP点位。
¡ AP间同频干扰严重
AC上和AP上各有一条命令查看AP之间的同频干扰程度。AC上可以通过display wlan ap all命令查看具体射频口的usage(信道利用率范围)。专业运维人员可以通过远程登录到AP上,在Probe视图下通过display ar5drv x channelbusy命令查看信道繁忙程度,其中x表示射频ID。
[ap-probe] display ar5drv 2 channelbusy
ChannelBusy information
Ctl Channel: 01 Channel Band: 20M
Record Interval(s): 9
Date/Month/Year: 25/08/2019
Time(h/m/s): CtlBusy(%) TxBusy(%) RxBusy(%) ExtBusy(%)
01 14:56:58 4 1 2 0
02 14:56:49 4 1 2 0
03 14:56:40 7 2 2 0
04 14:56:31 6 1 2 0
05 14:56:22 6 1 2 0
06 14:56:13 5 1 2 0
07 14:56:04 5 1 2 0
08 14:55:55 5 1 2 0
09 14:55:46 5 1 2 0
10 14:55:37 4 2 2 0
11 14:55:28 5 2 2 0
12 14:55:19 3 1 2 0
13 14:55:10 4 2 2 0
14 14:55:01 4 1 2 0
15 14:54:52 4 1 2 0
16 14:54:43 6 2 2 0
17 14:54:34 7 1 2 0
18 14:54:25 8 2 3 0
19 14:54:16 6 1 2 0
20 14:54:07 7 1 3 0
对于2.4GHz射频,如果Rx较高(>40%),说明AP间同频干扰比较大,则需要调整AP 的部署、信道、功率等来降低同频干扰。如果CtlBusy远大于TxBusy和RxBusy之和,说明存在非WLAN干扰,需要排查干扰源。通常5GHz频段受干扰的情况比较少见,Rx多在20%以下,如果高于30%,也需要考虑同频干扰的问题。
AC上display wlan client mac-address mac-address verbose命令中有一个参数Rx/Tx Rate表示终端和AP之间的无线报文的实际发包速率。如果Rx/Tx Rate始终保持在较低速率(例如1、2、11),则该客户端所在的环境可能迟延、丢包比较严重。造成这种现象最可能的原因就是信号强度不够或者同频干扰严重,此时需要对空间使用情况进行详细分析。
¡ AP接入终端数过多,导致空口过载
在AC上查看相应AP下2.4GHz和5GHz频段分别接入的无线终端数。如果明显2.4GHz下接入的终端多于5GHz下接入的终端,则需要开启频谱导航功能进行优化。如果AP整体接入终端数较多,则需要对AP最大接入用户数进行限制。
· 故障现象
无线终端漫游效果不好。
· 故障排查
对于开放型办公区域通常会部署多台AP,且为了实现信号全覆盖AP部署会比较密集,因此终端在漫游时可能会长期粘连在信号比较弱的远端AP上而不会切换到信号比较强的近端AP上。WLAN网络为移动终端提供了漫游解决方案,通过在多个AP上提供一个通用的无线接入服务,解决了无线终端的漫游问题。而漫游是终端网卡的特性,网卡选择接入哪个AP,什么时间切换到其他AP都是网卡本身的行为,AP和AC无法控制。终端选择漫游的条件包括信号强度、错包率、丢包率,等等,而且不同的网卡表现不尽相同。
在实际部署WLAN网络过程中,由于无线终端的运动轨迹不可预测,网卡的漫游特性也无法通过设备侧控制,所以WLAN网络的部署实施在最初的设计环节就需要考虑到漫游的存在。
如果终端漫游主动性不好,推荐使用以下两条命令来优化漫游效果。
¡ 禁止弱信号接入option client reject enable
# 开启禁止弱信号接入功能,当无线客户端信号强度低于配置的RSSI门限值时,AP将拒绝此类客户端接入。
<AC> system-view
[AC] wlan ap-group 1
[AC-wlan-ap-group-1] ap-model WA4320i-ACN
[AC-wlan-ap-group-1-ap-model-WA4320i-ACN] radio 1
[AC-wlan-ap-group-1-ap-model-WA4320i-ACN-radio-1] option client reject enable rssi 15
RSSI经验值为15~25,可以根据现场环境来设定,最终确定一个比较理想的漫游切换值。
¡ 主动触发客户端重连接option client reconnect enable
# 开启主动触发客户端重连接功能,当无线客户端信号强度持续变弱且低于配置的RSSI门限值时,AP会主动地向无线客户端发送解除认证帧报文,给无线客户端一次重新连接或者漫游的机会。
<AC> system-view
[AC] wlan ap-group 1
[AC-wlan-ap-group-1] ap-model WA4320i-ACN
[AC-wlan-ap-group-1-ap-model-WA4320i-ACN] radio 1
[AC-wlan-ap-group-1-ap-model-WA4320i-ACN-radio-1] option client reconnect enable rssi 15 interval 5
RSSI经验值为15~25,可以根据现场环境来设定,最终确定一个比较理想的漫游切换值。此RSSI值不宜配置太大,以免终端发生频繁掉线的问题,尤其在使用802.1X认证的场景。
如果是PC终端,将网卡的漫游灵敏度调整到最高也可以显著改善漫游效果。
· 故障现象
无线终端漫游时频繁丢包,上网卡顿。
· 故障排查
如果无线终端丢包厉害,但信号强度和空口质量都很好,此时就考虑是否是终端在多个AP之间频繁漫游导致丢包。AC上可以通过display wlan mobility roam-track mac-address mac-address命令查看终端的漫游记录。如果终端在频繁漫游,多半是AP射频功率太强,信号区重叠覆盖明显,终端出现频繁跳频的情况。此时需要适当降低AP射频的发射功率,减小信号重叠覆盖区域来解决。
· 故障现象
大部分终端都关联在2.4GHz频段,5GHz频段关联终端数少。
· 故障排查
在实际无线网络环境中,某些客户端只能工作在2.4GHz频段上,也有一部分客户端可以同时支持2.4GHz和5GHz频段,如果支持双频的客户端都工作在2.4GHz频段上,会导致2.4GHz频段过载,5GHz射频相对空闲。在这种情况下,可以在设备上开启频谱导航功能。频谱导航功能可以将支持双频的客户端优先接入5GHz射频,使得两个频段上的客户端数量相对均衡,从而提高整网性能。
开启频谱导航功能后,AP会对发起连接请求的客户端进行导航,将其均衡地连接至该AP的不同射频上。首先当客户端与某个AP连接时,若该客户端只支持单频2.4GHz,则频谱导航功能不生效,客户端直接关联至AP的2.4GHz射频上。若客户端支持双频,AP则会将客户端优先引导至5GHz射频上。若客户端只支持单频5GHz,则会直接关联至AP的5GHz射频上。在双频客户端关联到5GHz射频前,AP会检查5GHz射频接收到的客户端的RSSI值,若该RSSI值低于设定值,则不会将此客户端导航至5GHz射频。
如果5GHz射频上已连接的客户端数量达到门限,且5GHz射频与2.4GHz射频上连接的客户端差值达到或超过差值门限,AP会拒绝客户端接入5GHz射频,且允许新客户端接入2.4GHz射频(即不会引导双频客户端优先接入5GHz射频)。如果客户端反复向该AP的5GHz射频上发起关联请求,且AP拒绝客户端关联请求次数达到/超过设定的最大拒绝关联请求次数,那么该AP会认为此时该客户端不能连接到其它任何的AP,在这种情况下,AP上的5GHz射频也会接受该客户端的关联请求。
随着医院计算机网络的普及和医疗信息系统的完善,许多医院建立了功能强大的医疗信息管理系统,如HIS(Hospital Information System,医院信息系统)、PACS(Picture archiving and communication systems,医学影像存档与通讯系统)等。医护人员可以通过计算机接入有线网络访问这类管理系统,并实现医生查房、病人监护、药剂师配药和分发、医疗设备管理和实时监控、药品库存管理、电子病历查阅等功能。而无线网络由于具有终端可移动、接入灵活方便等特点,且近年来随着无线技术的突飞猛进,传输速率也得到质的提高,无线网络在越来越多的医院得到规模部署,使医院可以更加有效地提高医生、护士和管理人员的工作效率,协调相关部门有序工作。
对于无线医疗场景来说,可以按应用功能场景进行覆盖需求分析。
医生在病房区进行查房的过程中,往往需要随时调取患者的电子病历,并根据患者当时的具体病情随时下医嘱。
这类应用场景下医生需要通过随身携带的移动智能终端(如平板电脑、PDA等)随时查询患者的相关信息,且医生需要在病房和护士站之间频繁进行漫游,同时需要保持业务不中断。而在此区域内并发连接的无线终端数量并不多,但这类平板电脑、PDA无线终端的信号接收能力低,所以在这类区域需要真正实现无缝的连续性覆盖。
医疗设备不仅是开展医疗、教学、科研的必备条件,而且是提高医疗质量的物质基础和先决条件。无线网络提供的实时定位技术,能够对医院的医疗设备的位置进行实时跟踪,并能够根据位置来统计医疗设备的使用率,并输出统计报表;因此可以极大的提高医疗设备管理水平。
这类应用场景下,待定位管理的贵重医疗设备一般会根据需求在手术室、检查室等科室间流动,定位跟踪需要利用设备上的身份ID和无线AP之间的信息交互,所以AP部署需要注重一定的空间密度,并在设备可能的流动轨迹环境中,做到信号连续覆盖。
特殊病人群体包括:婴儿、儿童病人、精神病人、残疾病人和突发病患者,这类群体的自我管理能力比较差,需要医院给予更加完善、细致的照顾。
结合Wi-Fi技术和射频识别技术,可以实现实时位置信息查询、紧急情况告警、医院特殊重地管理、安全范围界定等,提高医院管理水平。
这类应用和医疗设备的定位跟踪区别在于,其流动性更强,且更为重要,所以如果部署这种应用,在无线覆盖上面就要实现整个医院并包含医院周围一定范围的信号连续无盲区全覆盖。在覆盖方式上,室内部署+室外覆盖相结合,密度室内厚、室外薄。
很多医疗事故都是由于输液过程出现差错而导致的,对大多数医院来说,如何有效对病人尤其是门诊病人的输液进行管理是一个难题。基于Wi-Fi技术的无线输液管理系统可以解决在门诊这样场地有限、人员流动性大的复杂环境里病人输液的难题。病人输液过程中所有的核对工作都通过护士手持带扫描功能的无线PDA来实现,取药、配药、输液等所有流程都有专业系统支持。
这类应用场景下,信号需要垂直覆盖,以防止流动拥挤的人群对终端信号的遮挡影响。终端密度不大,漫游范围有限,所以需要重点保证覆盖区域信号对终端可见性高,即信号强度要高一些。
门诊排长队、就医环境差是目前医院普遍存在的问题。无线网络部署后,医生可以通过配备的平板电脑或者PDA,将接诊或等待的患者数量信息登记传输到前台负责分诊人员的计算机上,方便分诊人员了解每个门诊医生当前的接诊情况,及时调配资源。开处方时,医生通过无线网络设备可以及时了解处方中药品的种类和数量等信息。
这类应用场景主要是漫游的需求比较强烈,手持终端会在移动中完成信息登记和调用,而且漫游的区域相对较大,所以要求信号覆盖连续无盲区,且信号对于终端可见性要高,以防止混乱的人群影响信号强度。
病房分开单个来看,都属于在单AP覆盖半径以内和用户数较少的单元,而整个病房区是多个这样简单类型的综合体。实际勘测设计时必须从宏观着眼,提供综合性覆盖方案。医院病房场景一般用户密度不大,存在不同信号系统互相干扰的隐患,带宽需求和业务强相关,对信号强度和覆盖率要求高,终端类型丰富,漫游行为需求强烈,这种场景下的业务特点决定了部署方案应该着重于保障覆盖信号的连续性和信号质量优良。
实际勘测方案具备一定的弹性,同样需要综合单房间的用户数和墙体信号衰减状况进行考量,且结合工程和产品商务进行全方位评估,在天线类型及部署方式、AP类型、AP位置等方面做出选择。
(1) 根据组网方案和现场工勘情况,详细列出所需网络设备清单及辅料清单,明确设备型号、数量及辅料成本(AP、天线、负载堵头、PoE交换机、网线等)。
(1) 现场工勘需要留意场地内现有无线网络部署情况,需要确认现场是否有运营商4G设备、其它民用WLAN设备。如果有,需要和客户确认是否可以关闭干扰源,如果不可以,安装部署时建议AP距离这些干扰设备5米以上的距离,以免距离较近互相干扰。
(2) 馈线长度建议不要超过10米。馈线长度越长,信号衰减越大,如果10米不够还需要额外增加馈线长度,需要特别关注馈线出接口的信号强度;同时要特别注意馈线不能急折,最好直径50厘米顺时针圆盘。
(3) 空置的天线接口或者射频接口必须用射频负载堵住,未堵上的天线接口或者射频接口可能导致对信号的不确定性反射和吸收,接口回波会大幅影响信号稳定。如自行采购负载堵头,堵头要求规格为负载50欧姆。
(4) 现场工程师必须核对现场的工程硬件安装情况,监督并落实安装规范。检查各接口是否已经拧紧,包括馈线与AP的射频接口、天线与馈线的接口。
(5) 施工部署的同时需要用无线终端测试目标覆盖区域的信号强度,要求手持终端的信号强度不得低于-65dBm,避免信号覆盖有问题,后期返工。
在医院的各个科室环境中,住院部的病房无线覆盖相对比较复杂,而其他室内环境的覆盖都可依据室内覆盖原则,兼顾信号有效交互性和带宽。需要注意的是,医疗行业终端漫游的需求特别突出,因此在终端漫游区域内无线信号的覆盖要求必须连续,具体原因有如下两点:
· 由于许多无线终端上的客户端和应用系统服务器端之间存在着保活的交互,或者无线终端上的客户端在链路中断时会关闭连接,所以许多应用系统在链路中断时会要求使用者重新登录系统。
· 有些无线终端在信号中断后很难恢复连接,或者恢复连接的时间比较长,超出了使用者能够忍受的极限。
因此在实际部署时,尤其要考虑到这两个因素。如果这两个因素都不存在,则少部分区域可以降低信号要求,这会使得整个覆盖区域的部署容易得多。
下面以病房区域的覆盖方案为例进行分析,而不同的方案所要聚焦的关键点是相同的,那就是将信号很好的延伸到房间内,并保证信号在房间和走廊之间空间上的连续平滑覆盖。
插座式AP可以是普通面板式AP,也可以是无线终结单元。
· 如果是新建医院网络,这种部署方式比较适合,可以在进行弱电布线时一并将AP安装到位。其外形和插座一样,不易被发现,在房间内安装后,病人主观上接受度高。
· 如果在医院网络改造,或者已建模式更改的情况下采用这种方式,需要进行有线口的修改,所以需要进行可实施性评估。
采用插座式AP部署病房区域,病房内部的信号质量会很好,但需要关注的是是否需要适当调整信号功率以减少信号泄漏。同时为了满足移动终端的漫游需求,需要在走廊上单独部署AP点,以保证病房内到走廊间的信号连续覆盖。
图1-13 插座式AP
1: 复位按键 |
2: Uplink接口(RJ-45插头) |
3: 上行Phone接口 |
4: Micro USB接口 |
5: 100M以太网接口 |
6: 下行Phone接口 |
针对无线医疗和医院无线环境的特殊性,结合X-分AP的相关部署,以WA4320i-X为例,简单介绍一下X-分方案的部署要求。
(1) 选择入室美化天线
由于黑色硬馈线信号衰减比较大,推荐使用白色软馈线。软馈线分5米、10米、13米三类(推荐馈线10米以内)。美化天线推荐在房间外的天花板上吸顶安装。如果由于馈线长度限制,只能安装在病房门口的,要注意门口墙体对信号的遮挡。
图1-14 X-分AP设备、白色软馈线和入室美化天线
(2) 病房天线部署原则
WA4320i-X可带8根可收可发的天线。根据实际环境可以实现1分4、1分5、1分6以及1分7等。
¡ 如果要求每个房间的无线终端协商到一条空间流,则每个房间入室部署1根天线。
¡ 如果要求每个房间的无线终端能协商到两条空间流,则每个房间入室需部署2根天线。
实现双频双流的房间的天线部署须满足以下要求:
· ANT1/ANT2、ANT3/ANT4、ANT5/ANT6和ANT7/ANT8这4组天线必须在同一个房间里。
· 两根天线(比如:ANT1和ANT2)布置在天花板的位置之间的距离最好在10~15厘米,这个距离最适合两条流的空间MIMO。
(3) 走廊天线部署原则
除了房间部署以外还需要预留1~2根天线部署在医院病房的走廊,防止存在信号覆盖盲区。
图1-15 走廊天线部署示意图
(4) AP和天线的部署
AP建议在楼道的天花板吸顶安装,美化天线直接从AP的8个天馈口通过白色软馈线引入病房内部署,楼道内预留1~2跟天线作无线覆盖。
¡ 对于病房入门处只有一堵墙面,且房内遮挡物较少的的房间结构,建议将天线壁挂于墙面2米高处,如下图所示。
图1-16 壁挂安装示例图
¡ 对于病房入门处存在洗手间或者储存室,且房内遮挡物较多的房间结构,为保证入门走道的信号覆盖,建议将天线吸顶安装,并且需尽量将天线安装于室内天花板的中心位置,如图1-17所示。
采用上述覆盖方式整体工程成本相对较低,不需要功分器件,减少了馈线类型,AP射频接口可通过一条长馈线直连天线,且整体解决方案上比较经济,既解决了天线入室,又降低了布线成本,还能提高用户感知。
在进行方案确定时,还需要考虑各个病房之间的墙体,需注意以下两点:
· 不能是过厚的钢筋混凝土墙,不能有金属类物品障碍物,否则影响AP的信号调整算法。
· 在某些部署场景下(如病房门口有卫生间),为了保证病房内目标覆盖区域的信号强度满足要求,可能需要采用AP入室或者天线入室的部署方式。
测试定位功能和静谧功能的时候都不能关闭智能天线,在平时用户使用的时候可以关闭智能天线。
推荐选用无线终结者和无线终结单元、面板式AP或者X-分AP。
对于X-分方案,采购设备时还需要考虑到天线选型、馈线选型、负载堵头等问题。
无线医疗场景对无线信号覆盖的连续性和信号质量要求很高。常见的应用包括病房区用户普通上网需求、无线查房需求、无线设备管理、手持终端应用等。不同的手持终端网卡特性不一样,应用也不一样,通常这些手持终端对无线信号质量和稳定性要求很高,且对无缝漫游的要求也很高。
无线医疗场景中,可以采用常规组网方式或者零漫游方案。
医务人员使用无线接入服务通常采用密文模式,其他接入服务可以采用明文或者密文接入方式。
无线网络优化操作方式分为三类:
· 必选项:无线网络应用时必须严格按照必选项的规范要求执行。
· 强烈推荐项:在客户无明确要求且不影响客户使用情况下,建议部署。特别是在漫游效果要求高或者在无线网络应用效果欠佳的情况下,请首先使用强烈推荐项进行网络优化。
· 推荐项:在客户无明确要求且不影响客户使用情况下,可以采用,同时需要观察效果。
具体可以参考《V7无线产品通用优化操作规范说明》,参考规范进行优化。
所有优化都需要首先满足信号覆盖强度的要求。无线医护的终端多为PAD、PDA等,对信号强度要求高,因此目标覆盖区域的信号覆盖强度不能低于-65dBm,同时保证AP收到的终端信号的RSSI值不低于30。
在AC上通过display wlan client mac-address mac-address verbose命令查看收到的终端信号强度,其中需要关注终端RSSI值。
方法一(微蜂窝式部署):适用于空口资源充足、干扰少、流量要求高的情况。
信道规划和功率调整将是WLAN网络的首要的、最先实施的优化方法。在实际的安装部署中,为了保证信号覆盖的质量,必须部署相应数量的AP,造成AP的覆盖范围出现重叠,AP之间互相可见。如果所有的AP都工作在相同信道,这些AP只能共享一个信道的频率资源,造成整个WLAN网络性能较低。WLAN协议本身提供了一些不重叠的物理信道,可以构建多个虚拟的独立的WLAN网络,各个网络独立使用一个信道的带宽,例如使用2.4G频段时可以使用1、6、11三个非重叠信道构建WLAN网络。同时信道规划调整需要考虑三维空间的信号覆盖情况,无论是水平方向还是垂直方向都要做到无线的蜂窝式覆盖,尽最大可能避免同楼层和上下楼层间的同频干扰。
推荐:802.11ac网络在实际部署时,5G频段建议采用20MHz或40MHz模式进行覆盖,以加强信道隔离与复用,提升WLAN网络整体性能。
缺省情况下,802.11ac射频模式的带宽模式为80MHz。可以在设备上通过channel band-width命令配置带宽模式。
方法二(同信道式部署):适用于空口干扰严重、流量要求不高的情况
在实际部署过程中,某些医院可能存在大量的无线信号(如运营商、无线监护和私设AP等),部分信道资源被严重占用,在无法去除这些干扰的情况下,可以尝试将查房系统使用的AP在一个楼层使用一个相对干净的信道。正如上文所述,这种情况同一楼层的AP之间处于竞争状态,吞吐量会下降,但是有利于漫游,能够满足小流量场景部署。
完成信道规划就相当于完成了多个虚拟WLAN网络的构建。AP发射功率的调整需要逐个关注每个虚拟WLAN网络,通过调整同一信道AP的发射功率,降低这些AP之间的可见度,加强相同信道频谱资源的复用,提高WLAN网络的整体性能。
由于无线终端本身会实时关注周围AP信号强度,如果开启动态功率调整功能,可能会导致终端无端漫游,使用效果变差,因此不建议开启动态功率调整功能。
WLAN网络理论上就是一个二层的接入网络,而这个二层网络通常都是直连到现有的有线网络中。所以在构建WLAN网络的时候,在条件允许的情况下,一定要单独为无线业务创建独立的VLAN,而不要和有线网络使用相同的VLAN,这样即可以避免大量的广播/组播报文对无线网络的影响,又可以一定程度上避免不必要的攻击或者病毒传播。
为了清晰网络规划,WLAN网络仅作为一个新增的接入网络,所有的流量和接入都可以通过现有的有线网络设备进行监管和控制。可以充分考虑由无线控制器主要完成WLAN网络的构建、无线客户端接入管理等功能,而将业务VLAN的网关统一放在无线控制器外已经存在的有线设备上,相当于在一个现有的设备上增加了一个独立的二层网络。
WLAN设备主要关注无线接入服务,对于大型的综合网络一般建议业务VLAN的网关设置在无线控制器以外的设备。
面板型AP或无线终结单元可能由于下行口之间连接网线造成的广播风暴,或由于私设路由器导致出现DHCP地址分配问题,影响用户体验。因此,需要在面板型AP或无线终结单元的下行有线各端口间配置二层隔离,将不同的端口加入不同的VLAN中。但由于VLAN资源有限,因此建议采用端口隔离特性,用户只需要将端口加入到隔离组中,就可以实现隔离组内端口之间的二层隔离,而不必关心这些端口所属VLAN,从而节省VLAN资源。此外,建议面板型AP或无线终结单元的所有上行交换机的下行口都开启端口隔离,避免有线设备的MAC表项被打满引起不必要的泛洪转发。
WLAN协议并没有提供无线终端漫游的机制,而是完全由终端自身决定什么时间漫游、如何进行漫游。无线终端漫游时选择AP的方法有两种,比较常见的,也是每种终端都支持的是监听Beacon帧的方式。这种方式需要终端在每个信道中监听一个Beacon间隔时间。部分终端在漫游过程中会发送Probe request帧,以便快速的掌握周围环境,选择最佳的AP接入点。
漫游导航功能,以检测终端信号为前提,选择性的降低AP的发射功率为终端创造更多的漫游条件,促使终端主动漫游,从而提升终端用户在移动中的应用体验。
医疗场景主要部署在住院部,使用人群分为两大类,即护士和医生。平时护士多使用手持终端,其特点是数据访问量小,移动速度快,时间紧;医生多使用手推车,其特点是数据访问量大,移动速度慢,时间充足。目前市场使用的手持终端良莠不齐,多数终端漫游质量差,而医院各科室的终端都在本科室病区内使用,基本不存在跨楼层漫游的需求。针对这一应用特点,建议采用跨楼层SSID隔离部署方式,将楼层间的SSID隔离开来,降低终端漫游的机率和次数,保障更好的终端移动漫游的使用效果。
· 采用统一SSID方式时,终端漫游时会对所用相同SSID的AP进行计算选择,这样容易在楼层间来回切换,终端移动漫游使用感知差。
· 采用SSID隔离方式时,终端漫游时只会对本楼层相同SSID的AP进行计算选择,这样大大的减少了终端选择的数量,终端移动漫游使用感知得到极大的提升。
同一VLAN内,来自无线客户端的广播、组播报文会向所有放通该VLAN的AP上广播,而且在空间介质中广播报文通常使用最低速率进行发送。因此,当广播报文比较多时,会占用较多的空口资源,在一定程度上影响到整个WLAN网络的用户体验。
无线用户VLAN内二层隔离可以在AC上控制无线用户只能访问网关设备,而不能互相访问。同时,推荐通过全局配置undo user-isolation permit-broadcast命令禁止有线用户(user-isolation vlan permit-mac命令配置的允许的MAC地址除外)发送广播、组播报文给无线用户,无线用户到有线用户的广播、组播报文不受限制。这样可以大量减少整个WLAN网络的广播流量,提高WLAN网络的整体性能。
· 当网络中存在VRRP网关时,在配置user-isolation vlan permit-mac时,需要放通虚实MAC。
· 当转发方式选择本地转发时,无线用户VLAN内二层隔离的相关配置要下发到AP或无线终结者设备上。
· 建议AC上与交换机连通的有线口和交换机上与AC连通的有线口都只放通必要的VLAN,禁止配置permit vlan all。
WLAN网络支持使用速率集进行报文发送(例如802.11g协议中支持1、2、5.5、11、6、9、12、18、24、36、48、54Mbps速率),而实际的无线终端或者AP在发送报文时会动态的在这个速率集中选择一个速率进行发送。通常提到的802.11g可以达到的速率主要指所有无线报文都采用54Mbps速率进行发送的情况,且指一个空口信道的能力。而实际上大量的广播报文和无线的管理报文都使用最低速率1Mbps进行发送,所以会消耗一定的空口资源。在无线网络中,当信号传输的距离不是问题的情况下,可以将1、2、6和9Mbps速率禁用,这样整体上减少广播报文和管理报文对空口资源的占用。
对于信号强度比较弱的终端,或者距离比较远的终端,禁止WLAN低速率应用后可能会出现丢包现象。但是正常的室内覆盖,信号强度是可以保证的,所以要求在室内覆盖情况下此功能为必选项。
当部分无线终端能搜索到无线服务信号却无法关联时,可以考率先恢复为缺省射频速率。例如:对于802.11b来说缺省情况下,802.11b的支持速率为5.5Mbps和11Mbps。如果配置禁用802.11b的5.5Mbps和11Mbps速率后将会导致802.11b无线终端被禁止接入,此时配置恢复缺省射频速率即可解决。
WLAN网络中,每个AP提供的带宽由接入的所有客户端共享,如果部分客户端占用过多带宽,将导致其它客户端受到影响。通过配置客户端限速功能,可以限制单个客户端对带宽的过多消耗,保证所有接入客户端均能正常使用网络业务。
基于无线客户端的速率限制功能有两种模式:动态模式和静态模式,其中静态模式为静态的配置每个客户端的速率,即配置的速率是同一个AP内,每个客户端的最大速率。
· 客户端限速功能与智能带宽保障功能不能同时启用。
· 基于无线服务模板和基于射频的客户端限速功能同时配置时,无线客户端接入相应SSID和AP射频后,最大速率取两种限速方式中的最小值。
在WLAN网络中,信号强度较弱的无线客户端虽然能够接入网络,但是所能够获取的网络性能和服务质量要比信号强的无线客户端要差很多。如果弱信号的无线客户端在接入到WLAN网络的同时还在大量地下载数据,就会占用较多的信道资源,最终必然对其他的无线客户端造成很大的影响。
禁止弱信号客户端接入功能,通过配置允许接入的无线客户端的最小信号强度门限值,拒绝信号强度低于指定信号强度门限值的客户端接入,避免弱信号客户端占用较多的信道资源,减少对网络中其他客户端的影响,从而提升整网的用户体验。
· 如果终端接入后信号强度发生变化低于门限,AP也不会主动踢掉终端,但是如果客户端断开后重新关联,则无法再关联成功。
· 如果客户采用5.8G技术部署无线网络,由于AP发射的5.8G信号强度相对较弱,在使用此特性时一定要先通过网络分析各个无线客户端的信号强度(RSSI)情况,然后再选择安全的参数配置。对于客户端信号强度弱的场景,也可不采用此特性,避免造成客户端无法关联。
WLAN协议规定,无线客户端漫游条件自行定义,与WLAN设备无关。一些无线终端厂商定义的漫游条件为信号强度在-80db左右触发漫游。由于部分无线终端厂商定义的触发漫游的信号强度值较低,部分应用在此信号强度下已经无法满足用户的正常使用。配置主动触发客户端重连接功能后,当无线客户端信号强度持续变弱且低于配置的门限值时,AP会主动地向无线客户端发送解除认证帧报文,给无线客户端一次重新连接或者漫游的机会。
如果客户采用5.8G技术部署无线网络,由于AP发射的5.8G信号强度相对较弱,在使用此特性时一定要先通过网络分析各个无线客户端的信号强度(RSSI)情况,然后再选择安全的参数配置。对于客户端信号强度弱的场景,也可不采用此特性,避免造成客户端无法关联。
无线终端漫游时选择AP的方式有两种。一种为无线终端被动的监听Beacon帧的方式,这种方式需要无线终端在每个信道中监听一个Beacon帧间隔时间,以选择最佳的AP进行漫游。因此在无线医疗场景应用时为了促进终端快速漫游,建议调小Beacon帧间隔。另外一种为无线终端在漫游过程中主动发送Probe request报文探测周围的无线网络,然后根据收到的Probe response报文获取周围的无线网络,选择最佳的AP进行漫游。
针对漫游特性,由于我司特有的漫游导航功能需要通过Probe帧来实现,因此在医疗行业的应用场景中建议保持AP回复广播Probe request报文功能为开启状态。
· 调小Beacon帧发送间隔
缺省情况下,射频卡radio上的每个SSID每100TU就会发送一个Beacon帧,这个报文通告WLAN网络服务,同时和无线网卡进行信息同步。无线终端在漫游过程中会对整个支持的信道进行轮询侦听,每个信道侦听时间为Beacon帧的间隔时间,为了加快终端漫游速度,考虑将Beacon帧发送的时间间隔从100TU调整到60TU,这样可以有效降底整个WLAN网络中无线终端的漫游侦听时间。
由于将Beacon帧间隔调低了,所以空口开销也会进一步增加。这种情况,建议一个radio下配置SSID的数量建议不超过2个。Beacon帧间隔通过beacon-interval命令来配置。
· 开启AP回复广播Probe request报文功能
设备上缺省开启AP回复广播Probe request功能,如果需要关闭请配置命令broadcast-probe reply disable。
在医疗行业中,不建议关闭此功能,因此无需配置broadcast-probe reply disable命令,保持设备缺省配置即可。
在WLAN网络中,空口设置明文不加密,可以减少因加密带来的密钥协商时间开销,获取最大的无线空口性能。在802.11ac网络中,如果因安全因素考虑必须设置加密,建议加密方式设置为RSN+CCMP,不推荐使用TKIP或者WEP加密方式,这两种加密方式只能协商到54Mbps,无法发挥802.11ac网络的高带宽性能,同时加密算法比较容易破解,存在安全风险。
· 故障现象
个别AP或者个别天线下无线终端信号比较弱,易掉线。
· 故障排查
首先要明确故障现象。终端距离AP多远,信号强度如何。终端信号弱是单根天线、单个AP下还是所有AP下都存在此现象。如果是单根天线下终端信号比较弱,需要检查天线的安装或者更换天线测试。如果是单个AP下终端信号比较弱,需要检查AP是否有负载未堵上,信号泄露的问题或者更换AP测试。如果是所有的AP都存在终端信号比较弱的现象,需要考虑天线选型、馈线选型、馈线长度等前期设计方案是否有问题。
· 故障现象
在无线医疗场景中,无线终端对漫游实时性,丢包率要求都很高,常见的现象是无线漫游效果不好。
· 故障排查
a. 无线医疗场景下终端漫游的需求分析
这里需要明确一个观点,漫游是一种客户端行为。漫游行为的决策和发起均是由客户端的无线网卡驱动来决定的,无论是IEEE或者Wi-Fi联盟都没有指出一个无线客户端应该什么时候、采取什么样的方式或者选择哪些接入点去进行漫游,不同的终端厂家的实现都是私有的,且存在差异。当客户端发现了更合适的AP,认为连接新的AP之后自己可以获取更好的服务质量时客户端会发起漫游;在可能需要漫游之前,客户端会通过一些方法来提高当前连接的质量而不是立刻去漫游。
医疗PDA终端在AP间的移动时存在信号衰减现象,信号衰减到一定程度必然对通信质量造成影响,设定接收信号强度指标RSSI(Received Signal Strength Indication)的最低界限阈值,如果医疗PDA终端与当前关联AP的接收信号强度指标小于此阈值,则此时必须断开连接并和新的AP点建立连接,从而实现无线业务连接不中断的目的。下面根据医疗PDA终端漫游的原理,分析一下无线医疗场景下无线网络需要提供哪些支持。
¡ 需求类别一:关注漫游的结果
对于使用PDA配合医疗APP完成扫码信息录入和病人信息查看、登记等功能的需求,其主要使用场景集中在病房病床位置,医生护士在携带PDA走动到病床附近,打开PDA终端完成病人信息的读取和相关录入工作。此时需要PDA非常及时的切换到最佳的AP上,保证PDA医疗终端使用时,网络顺畅,业务正常使用。
¡ 需求类别二:关注漫游的过程
个别医院在使用PDA完成病人信息查看,诊治信息录入、登记等功能时,还需要支持医务状态实时监控、语音通话、视讯等功能,这类实时性要求较高的功能需要终端在漫游过程中尽可能的成功和无缝漫游,保证无线业务连接持续、不中断。
b. 主流PDA漫游特性及调优分析
从现有医院主流使用的PDA“移动互联”应用测试分析看,主要业务功能和绝大多数“智慧医疗”场景需求一致,偏向医疗APP应用类,不涉及语音通话等实时性数据交互需求,即偏向于需求类别一。
¡ 移动:PDA由医护口袋随身携带,跟随医护人员在病房移动,完成病人的信息查看和诊治监护工作,该过程需要PDA在无线网络下正常无感知切换,成功接入无线网络。
¡ 互联:当医护人员走到病床附近,拿出PDA完成病人信息确认和诊治信息监护等信息查看和录入工作时,需要保证PDA在使用时信息连接不中断,网络顺畅、业务正常。
整个测试过程中,医护人员携带PDA走到病人病床附近打开并顺畅使用,此时需要PDA终端和无线网络侧配合,并根据医院病房的户型调优适配,最终保证PDA数据的移动连续和可靠性。
在工程部署安装完成后,可视测试情况,在软件上进行相应的优化。软件优化可以从无线设备侧及终端侧入手,但是现实生活中工程师往往做完设备软件调优后,忽略了对终端网卡的优化。导致即使设备侧优化完成后,个别的医疗WLAN设备体验还是不佳。下面来看看,我们应该如何做好软件相关的调优,以提升终端的WLAN体验。
c. 设备侧软件调优
本节仅介绍几种常见的针对于无线医疗终端漫游效果不佳的优化手段。
由于目前市场上终端网卡的多样性,并不是本节介绍的所有优化手段都是最适用的,实际场景下还需要根据实际测试情况对其进行一些取舍,尽量做到让用户体验最优。
¡ 漫游导航功能
WLAN协议并没有提供无线终端漫游的机制,而是完全由终端自身决定什么时间漫游、如何进行漫游。无线终端漫游时选择AP的方法有两种,比较常见的,也是每种终端都支持的是监听Beacon帧的方式。这种方式需要终端在每个信道中监听一个Beacon间隔时间。部分终端在漫游过程中会发送Probe request帧,以便快速的掌握周围环境,选择最佳的AP接入点。
漫游导航功能,以检测终端信号为前提,选择性的降低AP的发射功率为终端创造更多的漫游条件,促使终端主动漫游,从而提升终端用户在移动中的应用体验。
【命令】
在AP视图或者AP组的Radio视图下开启漫游导航的命令如下:
option roam-navigation { disable | enable rssi rssi-value { beacon-power power-value | probe-response-power power-value } }
【参数】
rssi rssi-value:漫游导航的信号参考值,取值范围为1~50,建议值为20。
beacon-power power-value:Beacon帧发射功率,取值范围为1~30,单位为dBm,建议值为10。
probe-response-power power-value:Probe response帧发射功率,取值范围为1~30,单位为dBm,建议值为10。
【描述】
option roam-navigation命令用来开启漫游导航功能。undo option roam-navigation命令用来关闭漫游导航功能。缺省情况下,漫游导航功能处于关闭状态。
¡ 主动触发客户端重关联功能
WLAN协议规定,无线客户端漫游条件自行定义,与WLAN设备无关。一些无线终端厂商定义的漫游条件为信号强度在-80db左右触发漫游。由于部分无线终端厂商定义的触发漫游的信号强度值较低,部分应用在此信号强度下已经无法满足用户的正常使用。配置主动触发客户端重连接功能后,当无线客户端信号强度持续变弱且低于配置的门限值时,AP会主动地向无线客户端发送解除认证帧报文,给无线客户端一次重新连接或者漫游的机会。
【命令】
在AP视图或者AP组的Radio视图下开启主动触发客户端重连接命令如下:
option client reconnect enable rssi rssi-value
【参数】
rssi rssi-value:无线客户端信号强度门限值,取值范围为5~100,缺省值为10,建议值为20,单位dBm。
【描述】
option client reconnect enable命令用来开启主动触发客户端重连接功能,如果无线客户端接收到信号的RSSI值小于配置的门限值,就主动触发无线客户端重关联。
undo option client reconnect命令用来恢复缺省情况。缺省情况下,主动触发客户端重连接功能处于关闭状态。
如果客户采用5.8G技术部署无线网络,由于AP发射的5.8G信号强度相对较弱,在使用此特性时一定要先通过网络分析各个Client的信号强度(RSSI)情况,然后再选择安全的参数配置。对于Client信号强度弱的场景,也可不采用此特性,避免造成客户端不断下线、关联。
¡ 关闭低速率应用
WLAN网络支持使用速率集进行报文发送(例如802.11g协议中支持1、2、5.5、11、6、9、12、18、24、36、48、54Mbps速率),而实际的无线终端或者AP在发送报文时会动态的在这个速率集中选择一个速率进行发送。通常提到的802.11g可以达到的速率主要指所有无线报文都采用54Mbps速率进行发送的情况,且指一个空口信道的能力。而实际上大量的广播报文和无线的管理报文都使用最低速率1Mbps进行发送,所以会消耗一定的空口资源。在无线网络中,当信号传输的距离不是问题的情况下,可以将1、2、6和9Mbps速率禁用,这样整体上减少广播报文和管理报文对空口资源的占用。
对于信号强度比较弱的终端,或者距离比较远的终端,禁止WLAN低速率应用后可能会出现丢包现象。但是正常的室内覆盖,信号强度是可以保证的,所以要求在室内覆盖情况下此功能为必选项。
¡ SSID隔离部署
医疗场景主要部署在住院部,使用人群分为两大类,即护士和医生。平时护士多使用手持终端,其特点是数据访问量小,移动速度快,时间紧;医生多使用手推车,其特点是数据访问量大,移动速度慢,时间充足。目前市场使用的手持终端良莠不齐,多数终端漫游质量差,而医院各科室的终端都在本科室病区内使用,基本不存在跨楼层漫游的需求。针对这一应用特点,建议采用跨楼层SSID隔离部署方式,将楼层间的SSID隔离开来,降低终端漫游的机率和次数,保障更好的终端移动漫游的使用效果。
- 采用统一SSID方式时,终端漫游时会对所用相同SSID的AP进行计算选择,这样容易在楼层间来回切换,终端移动漫游使用感知差。
- 采用SSID隔离方式时,终端漫游时只会对本楼层相同SSID的AP进行计算选择,这样大大的减少了终端选择的数量,终端移动漫游使用感知得到极大的提升。
除以之外,还可针对无线应用这一块进行相应的软件优化。详细可参见《V7无线产品通用优化操作规范说明》。
d. 终端侧软件调优
在做完设备侧软件调优之后,还需要从终端侧进行入手,对医疗终端的无线网卡进行一些设置,相信你会有一些意想不到的收获。下面就此次的医疗手持PDA为例,做一些可调的设置:
¡ 漫游切换等级设置建议设置范围为-68 ~ -70dBm;
¡ 在休眠状态下始终保持Wi-Fi连接(开启),保证终端唤醒时无线业务的顺畅;
¡ 开启Wi-Fi时尽可能节约电池用量(关闭),保证终端网卡一直处于active状态。
以HP 2570p为例,PC网卡可参照如下设置:
无线在室外场景下有无线桥接和无线覆盖两种技术模式,所以室外覆盖场景分为室外无线覆盖场景和室外无线桥接场景。
室外无线覆盖场景是典型的覆盖半径广场景。包括学校操场、空旷的野外、公园、景区、城市街道、机场、火车站、体育馆、无线视频监控等场景。
AP尽量选择室外型AP,天线选择室外定向或全向天线,根据不同的覆盖距离、覆盖范围、可安装高度以及AP间的相对位置,确定出最合适的天线类型和安装位置。同时考虑到室外的环境影响,在走线、抱杆加固、接地、防水及防雷等工程方面要充分考量,保证工程高质量高品质。
(1) 在室外覆盖规划时,首先要保证AP跟无线终端间信号的有效交互,满足覆盖是第一位的。在保证天线发射功率,终端接收信号强度满足的情况下,需要关注终端的回传信号强度。由于室外场景多以手机这类智能终端进行承载,而智能终端相比较笔记本等无线网卡终端在信号强度和信号质量方面的要求更高,所以务必在勘测时将需要覆盖的区域的信号边界值提高,一般建议在-65dBm以上。
(2) 在选择天线时,需要尽量考虑信号均匀分布的问题,对于重点区域和信号重叠覆盖区域,需要考虑调整天线方位角和下倾角。
(3) 天线安装的位置应确保天线主波束方向正对覆盖目标区域,保证良好的覆盖效果。
(4) 相同频点AP的覆盖方向需尽可能错开,以避免同频干扰。
(5) 被覆盖的区域应尽可能靠近AP的天线,被覆盖区域与AP的天线尽可能直视。
WLAN室外部署设计中,天线的类型、安装位置和高度、摆放角度等因素直接关系信号覆盖效果,可选的部署方式有如下几种。
(1) 将全向天线安装在中间位置,覆盖周围的室外空间,这种方式适用于无具体目标的泛化区域的覆盖需求;
(2) 将定向天线架在高处并保持一定的下倾角,进行室外空间的覆盖,这种方式比较常用,适于聚焦目标区域进行覆盖的需求;
(3) 通过在本楼安装定向天线对本楼对面的建筑进行覆盖,适用于对向楼体表面间进行安装天线的场景;
(4) 室外区域可以通过调整天线方向角来避免同信道主波瓣交汇形成干扰。
(1) 需要协调各方人员进行实地站点勘察和测试。
(2) 勘测主体内容与室内勘测类似,即需要进行AP位置、AP数量及类型、供电方式、天线类型、天线安装位置等主要内容的确定。
(3) 除了确定以上信息外,相关工程附件(抱杆、安装套件、电源线、套管、网线和馈线等)也需要相应匹配到位。
(4) 室外型AP在安装时一定要按照安装指导用防水胶带或者防水胶泥做好天线馈口、网线口的防水处理。
(5) 室外型AP可以选择抱杆安装、挂架安装等,请根据实际场所选择合适的安装位置和安装高度。
(6) 对于室外天线,天线与无线AP之间需要增加防雷器件,并按照安装指导做好接地等防雷措施。
(7) 定向天线要注意天线的正面朝向远端无线终端的方向;推荐全向天线安装高度5米,定向天线安装高度7~8米,天线和无线终端之间尽可能满足视距(肉眼可见,中间避开障碍)。
(1) 商业街道Wi-Fi覆盖
商业街道是Wi-Fi网络最活跃的区域。Wi-Fi网络部署不仅要结合商铺的业务模式和定制化需求,而且要考虑到信号部署的干扰问题,即商业街道上部署的Wi-Fi信号可能会受到商铺内已经部署的Wi-Fi信号的影响。
信号干扰方面的问题可以通过合理规划信道和选择物理隔离位置安装AP进行规避和削弱。除此之外,商业街道上部署AP及天线需要考虑AP的隐藏和天线的美化问题,尽量做到融入环境。
商业街道部署无线信号除了提供人们驻足访问网络的需求外,还可以进行商品推荐和引导、地理位置引导、公共服务资源查询、线上消费等业务。
(2) 公园类公共休闲区域
公园类公共休闲区域的特点是面积较大、空旷、部分地区有密集的树木、人员活动有时密集有时稀疏,所以在覆盖设计上要有所侧重,重点覆盖人员容易聚集的地方,以及可以驻足休息的地方。AP可选择在附近楼体、路灯以及运营商信号塔上安装,也可以单独制作抱杆安装。天线选择定向天线,主波瓣对准目标区域进行覆盖。
在公园类公共休闲区域部署无线不仅可以提供人们随时上网的需求,而且可以提供无线监控、公共资产定位监控等城市安全管控的价值应用。
(3) 城市干道
城市干道是城市交通主动脉,也是城市街道中最繁忙的街段。城市干道的无线部署一般可用于警察巡视、无线监控以及公交内上网等应用。
主干道上以移动车辆及车辆内人员进行无线接入的方式为主,除了普通的直接部署AP进行终端接入方式外,可以考虑采用地铁轨道交通的MLSP技术进行无线互连,虽然部署成本要高一些,但在无线链路上的稳定性上要好很多,当然MLSP链路建议还是选择5G频段作为选择频谱。
(4) 城市景区
城市景区是城市的一道亮丽名片,是一个城市魅力的点睛之处,因此游客还是比较多的。考虑到景区的美观、人文以及文物价值的影响,AP设备的安装需要尽量避免造成破坏,可进行隐藏或者美化处理后的安装,或者采用在景点外远处安装并定向覆盖。选择隐藏或者美化安装,可以考虑采用入室用的美化小天线(ANT-2503CM)。
(5) 城市桥梁高架及绕城高速
城市的交通要道除了市内主干道外,还包括桥梁、高架以及绕城高速,都是车流量较大的部分,属于城市的“动脉”环节,这些功能要道属于城市街道的外延部分,是关系城市活跃程度的关键环节。
这部分场景的无线应用集中在无线监控、ETC自动收费以及公路巡查等围绕汽车和道路的方面。在勘测时选择合适的AP安装位置以及合适的定向天线,同时注意AP的部署间距,以及工程界面的严格规范要求。
(6) 城市居民住宅街道
城市居民住宅街道是城市生活的港湾,是市民朝夕忙碌的起始点和结束点,是连接家庭和社会的最后一段。居民住宅街道一般具有延伸商业街道功能的作用,物理上分布很多商业元素的店铺,同时兼具车辆夜间停放、生活休闲、安防避难等多种功能。
这类街道的无线部署比较贴近市民具体生活,比如停车区域管理、无线监控、公共信息查询点等应用不仅能够提升城市生活的信息化水平,而且有利于提高城市反恐和引导避难等安全防控能力。
无线室外覆盖场景推荐室外款型AP,其中部分AP需要搭配外置天线使用。
· AP的选购
当用户密度较大时(如景区入口、火车站、机场、候车厅等场景)在规划AP信道方面会比较困难,同时考虑到目前支持5G的无线终端越来越多,在选择AP的模式上,强烈建议选择双频或者三频AP。
· 天线的选购
如果需要为多个无线终端提供Wi-Fi覆盖,并且这些无线终端是分布在AP的不同方向时,需要采用全向天线;如果这些无线终端集中在AP的某一个方向,建议采用定向天线;另外还要考虑天线的接头形式是否和AP匹配、天线的增益大小等是否符合需求。
· 故障现象
室外覆盖场景下,无线终端频繁掉线。
· 故障排查
室外覆盖场景导致无线终端频繁掉线最可能的原因是无线信号弱。首先从终端侧观察Wi-Fi图标有几格信号,通常要求信号格数不能少于三格。然后从设备侧查看无线终端的回传信号强度RSSI的值,通常要求RSSI值不能低于20。
如果终端侧或者设备侧显示的信号强度比较弱,可以减小终端和AP之间的距离再进行测试,如果缩短距离测试的信号强度明显增强,则考虑是否是设计的AP覆盖范围太大,或者是智能终端本身网卡功率较低,回传信号较弱,是否需要增补AP点位。空旷环境中,室外AP搭配定向天线,覆盖距离为50~100米范围(主要受限于智能终端回传信号较弱)。
在室外AP天线覆盖范围内移动,如果某些角度终端信号比较弱,有些角度终端信号比较强,那可能是天线安装角度有问题,需要不断调节天线角度测试。
无论怎么测试,终端在天线覆盖范围内信号都比较弱。则需要考虑天线安装或者选型是否有问题。
· 故障现象
室外AP频繁掉线。
· 故障排查
室外AP频繁掉线,首先查看AP掉线原因,看看AP掉线时是否重启过。
在AC上通过display wlan ap name ap-name verbose命令查看Online time和System up time是否一致,如果一致表示最近一次掉线是因为设备重启。如果不一致,表示最近一次掉线不是因为设备重启。通过Last reboot reason和Tunnel down reason查看AP重启原因和注册隧道down的原因。
[AC] display wlan ap name ap1 verbose
AP name : ap1
AP ID : 1
AP group name : default-group
State : Run
Backup type : Master
Online time : 7 days 1 hours 25 minutes 12 seconds
System uptime : 7 days 2 hours 22 minutes 12 seconds
……
Last reboot reason : User soft reboot
Last reboot reason (AP check) : The radio physical status was down
Last reboot reason (AC check) : The radio physical status was down
Latest IP address : 10.1.0.2
Current AC IP : 192.168.1.1
Tunnel down reason : Request wait timer expired
……
根据注册隧道down的原因来初步判断AP掉线原因。如果设备重启过,则需要详细排查设备重启原因。
室外AP供电方式分为PoE供电和本地供电两种方式。室外场景AP通常距离机房比较远,本地供电方式更为常见。由于室外AP多带有外置天线,设备运行对供电要求比较高。如果采用PoE供电方式,至少得保证PoE+供电。如果设备Last reboot reason是Power on,则需要考虑供电功率是否足够且稳定。
室外天线都要求做好接地处理,消除设备上的静电效应。如果接地措施没做好,也可能会导致AP有线口频繁up down,进而导致AP频繁掉线。
当有远距离通信和数据处理的需求,且由于环境因素的限制无法采用传统有线通信方式时,通常会使用无线室外桥接方式部署实施。无线桥接技术通过无线网桥连接之前彼此独立的两个局域网段,并且在它们之间提供数据传输。无线桥接网络的优点包括:
· 低成本,高性能;
· 扩展性好,并且无需铺设新的有线连接和部署更多的AP;
· 适用于地铁,公司,大型仓储,制造,码头等领域。
勘察内容涉及桥接设备和天线安装的位置、桥接点之间的距离、采用何种天线、供电方式确定、相关的附件配置等,需要综合用户的需求进行及时调整。在产品配置方面应该选用无线桥接设备,匹配适宜增益的天线,以及相关配套的专业附件。
(1) 确定无线桥接距离,是否需要购置外置天线。无线桥接点对点进行测试时,选用适于两AP点间距离的适配天线,主要关注天线的增益以及波瓣覆盖情况。勘测时,可以携带多款不同增益的天线,通过对比测试选择出最为合适的;
(2) 确定无线桥接覆盖范围是否有障碍物,无线桥接范围内是否还需要额外提供WLAN接入服务;
(3) 确定桥接AP的工作模式,是Fat AP和Fat AP桥接,Fit AP和Fit AP接还是Fat AP和Fit AP桥接。桥接两端是否存在高速移动的情况,如果有,就需要考虑桥接信号快速切换问题;
(4) 确定桥接有线侧业务流量有多大,无线室外桥接应用一般采用5G频段,所以在勘测时需要确认所在环境中没有5G频段的其他类型信号,以免互相干扰导致无法工作;
(5) 确定桥接两端AP的供电方式,确定是采用PoE供电还是本地供电。
(6) 选择高质量合适的网线或者光纤。
一定要实地工勘。勘测人员到现场进行实地勘察和测试,通过物理工具和设备进行现场AP位置选定、距离测定、天线、抱杆确定及工程附件配置等。同时可以进行5G频段使用情况的调研和干扰分析。
(1) 点对点的长距离无线桥接传输必须保证两点之间可视。无线网桥两点间建立无线链路,需要两AP点间信号主波瓣最大化重叠,这就像土木工程中“桥梁”建设,否则无法保证桥的可靠稳定性。对于距离比较远的桥接,有时候无法直视,可以采用通过AP设备上的指示灯进行角度微调,同时也可设法通过一些辅助手段协助完成,比如通过望远镜观察,通过手电筒指示,更甚者通过专业信号分析设备进行两点间对接调试;
(2) 室外型AP在安装时一定要按照安装指导做接地防雷措施,用防水胶带或者防水胶泥做好天线馈口、网线口的防水措施;
(3) 室外场景AP可以选择抱杆安装、挂架安装等,选择合适的安装位置和安装高度;
(4) 工勘时需要自带测试终端和Wi-Fi分析软件,检测现场的无线干扰情况;
桥接的工程部署质量非常重要,直接关系无线桥接长久应用的可靠性,因此在勘测时工程部署质量必须落实到位。
如果是短距离桥接,选择普通室内放装型AP或室外型AP均可。
如果是长距离桥接,推荐室外款型AP,其中部分AP需要搭配外置定向天线使用。
如果是轨道交通场景,需要购买轨道交通行业专用AP。
无线桥接通过建立AP间的无线链路实现远距离无线通信,首要的是链路的稳定性,其次是链路带宽。通过选用不同增益的天线实现不同距离的无线链路建立,原则上推荐点到点组网,不推荐点到多点模式。
如果涉及的局点较多,采用Fat AP方式建立桥接链路,会造成后期维护的难度和工作量过大,所以推荐采用Fit AP方式部署实施。
如果桥接一端的AP在移动,一端AP静止,则需要选择Fat-Fit桥接模式(类似于轨道交通应用场景)。其中静止端选择Fit AP,通过有线网络和无线控制器连接。移动端选择Fat AP,连接着交换机、服务器等有线设备。Fit AP通过桥接链路和Fat AP建立无线连接,将Fat AP有线侧数据传输到Fit AP有线侧网络。在这种场景中,由于Fat AP在不断移动,会和不同的Fit AP建立连接、断开连接,此时要格外注意Fat AP桥接链路切换的平滑性,同时要注意多个Fit AP之间的环路问题。
· 故障现象
无线室外桥接组网时,无线桥接无法建立。
· 故障排查
¡ 检查是否是配置错误。首先按照配置手册,一一对比配置,保证基本配置无问题。
¡ 检查配置,看通过mesh peer-mac-address命令配置的黑白名单列表是否有误。
¡ 调试桥接链路的建立过程
步骤一:首先确保桥接设备用作桥接的空口可以成功发送Beacon报文,并且能够成功接收到无线报文。
通过AP的隐藏命令display ar5drv 1 statistics,查看Beacon的发送以及接口的接收情况,可以连续执行几次该命令,确定RxFrameCnt和BeaconIntCnt是否在不停的增加。
如果BeaconIntCnt增加则说明本端配置基本正确,如果RxFrameCnt增加则说明本端AP有可能已经接收到对端的报文:
如果BeaconIntCnt不增加,则本端配置有问题;
如果RxFrameCnt不增加或者始终为0,则说明对端配置可能有问题或者对端天线安装或天线方向可能存在问题;
[AP-hidecmd]display ar5drv 1 statistics
Radio statistics:
Transmit statistics
TxFrameAllCnt : 130376
TxFrameAllBytes : 14294996
……………………………………………………………………………………………………
Receive statistics
RxFrameAllCnt : 372824
RxFrameCnt : 151777
RxFrameBytes : 15289882
InDiscards : 0
InputErrs : 221047
FcsErrCnt : 101
TooLongErrs : 0
UnderrunErrs : 0
OverrunErrs : 0
ReachRxTail : 0
DecryptErr : 0
DecryptCRCErrs : 0
KeyCacheMiss : 0
MichaelErrs : 0
Beacon statistics
BeaconIntCnt : 102975
BeaconBusyCnt : 1
BeaconErrCnt : 0
………………………………………………………………………………
步骤二:可以使用WLAN Mesh相关的调试开关进行定位分析。相关的调试命令debugging wlan mesh { all | error | event | frame { send | receive } [ verbose ] | fsm | ha | security | timer };
当有其它链路在运行的时候,可以考虑开启除了frame之外的其它调试开关;
步骤三:特殊方法判断设备空口信号是否正常(为了减少不必要的工作量和劳动,按照非常规操作前一定要完成步骤二、步骤一的分析)。
可以通过无线网络测试仪AirMagnet扫描到桥接信号,此时信号将被认为是AD-Hoc设备,可以通过设备的MAC地址进行判断,也可以使用AirMagnet抓包确定设备发送的报文是否正确。如果无法收到任何的报文,则说明对端配置有问题、天线连接或者天线对的方向有问题;如果能够收到对端设备的信号,可以判断信号强度是否合理;
也可以通过Omnipeek抓包工具在无法找到邻居的设备端进行抓包,确定是否能够抓到对端发送的Probe request报文和Beacon报文;
假设建立Mesh连接的两台设备为设备1和设备2,如果设备1依旧无法和和设备2建立连接,则可以将设备2的Radio接口配置一个普通的无线接入服务,然后在设备1的位置使用笔记本确定是否能够接收到设备2的无线信号(可以直接使用网卡扫描、使用无线网卡信号侦测软件Netstumbler或者无线网络测试仪Airmagnet扫描);
如果笔记本无法发现网络,说明对端配置有问题、天线连接或者天线对的方向有问题;
· 故障现象
无线桥接链路可以建立起来,但是频繁断开连接。
· 故障排查
无线桥接链路建立对链路的信号质量要求比较严格。若链路频繁断开连接,需要排查一下桥接信号的信号强度和干扰情况。
通过display wlan mesh-link来查看Mesh链路的信号强度。
<AP> display wlan mesh-link
Peer MAC RSSI BSSID Interface Link state Online time
4a1b-517d-23ff 22 6a3b-cc5a-e215 WLAN-MeshLink1 Active(an) 00h 08m 31s
如果要保证Mesh链路稳定建立,通常要求RSSI要大于20。如果RSSI一直比较低,在保证桥接距离无问题的情况下,重点排查天线角度及天线安装情况。
通过AP隐藏视图下display ar5drv 1 channelbusy命令查看桥接射频的干扰程度。
# 查看空口繁忙程度。
[ap-hidecmd]display ar5drv 1 channelbusy
ChannelBusy information
Ctl Channel: 11 Channel Band: 20M
Ext Channel:
Record Interval(s): 9
Date/Month/Year: 09/02/2017
Time(h/m/s): CtlBusy(%) TxBusy(%) RxBusy(%) ExtBusy(%)
01 13:37:39 19 2 15 0
02 13:37:30 18 2 13 0
03 13:37:22 17 2 13 0
04 13:37:13 18 2 14 0
05 13:37:04 20 2 16 0
06 13:36:54 18 2 14 0
07 13:36:45 16 2 12 0
08 13:36:36 12 2 8 0
09 13:36:27 14 2 10 0
10 13:36:18 12 2 8 0
11 13:36:09 15 2 12 0
12 13:36:00 12 2 8 0
13 13:35:51 21 2 17 0
14 13:35:42 24 1 18 0
通常2.4G频段易受干扰,所以一般推荐用5G频段建立桥接链路。5G频段的空口干扰一般都是个位数,如果配置某个信道时Rxbusy超过了20%,说明同频干扰比较明显,建议更换其他信道测试,看桥接链路能否稳定建立。
· 在实际应用中,为了避免干扰需要尽量使用5G频段做桥接应用;
· 5G射频配置桥接信道时应该避开52、56、60、64几个雷达信道;
· 在桥接过程中,为了保证传输质量需要尽量保证设备可见的RSSI大于30。
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