目前,國內(nèi)三大運營商正在大規(guī)模建設和擴充WLAN網(wǎng)絡,WLAN已成為繼3G之后運營商新一輪網(wǎng)絡大戰(zhàn)的焦點。低成本、高帶寬的WLAN網(wǎng)絡對分流3G網(wǎng)絡壓力和補充固網(wǎng)寬帶的作用已受到被運營商的認可。
中國目前的高校數(shù)量超過3000所,加上為數(shù)眾多的職業(yè)院校,使得校園成為WLAN目前應用較好的場景之一。校園具有人員相對固定、帶寬要求高、網(wǎng)絡并發(fā)概率高等特點,而且學生愿意嘗試新技術追隨新潮流,對WLAN網(wǎng)絡的促進和推廣作用明顯。
基于校園場景的特點,在校園WLAN網(wǎng)絡中需要注意網(wǎng)絡規(guī)劃,同時引入802.11n、PON+WLAN解決方案、雙SSID及室內(nèi)偽裝天線等關鍵新技術方案,為打造優(yōu)質的校園WLAN網(wǎng)絡奠定堅實的基礎。
網(wǎng)絡規(guī)劃
在前期的校園WLAN網(wǎng)絡建設過程中,由于技術積累和工程經(jīng)驗的不足,網(wǎng)絡的建設常常缺乏良好的規(guī)劃,導致網(wǎng)絡出現(xiàn)了各種各樣的問題,常見的主要問題包括客戶端搜索不到信號、無法關聯(lián)SSID、網(wǎng)速慢等。
WLAN網(wǎng)絡規(guī)劃是否合理直接影響到WLAN用戶的體驗,合理的網(wǎng)絡規(guī)劃應考慮到以下幾個方面:用戶容量、網(wǎng)絡上層總帶寬、多業(yè)務VLAN的劃分、DHCP地址池容量等。
· 上層網(wǎng)絡規(guī)劃
上層網(wǎng)絡是WLAN網(wǎng)絡的基礎。沒有上層網(wǎng)絡的保障,位于接入網(wǎng)的WLAN網(wǎng)絡,即使建設得再好,也只能是白白浪費資源。因此必須保證上層網(wǎng)絡的健壯性,尤其在校園WLAN網(wǎng)絡環(huán)境中,用戶對網(wǎng)絡的需求高且并發(fā)率高,一旦網(wǎng)絡癱瘓,影響的用戶數(shù)多。在校園WLAN網(wǎng)絡建設中,建議采取雙出口模式,在關鍵路徑設置冗余,同時設置多業(yè)務VLAN用以隔離用戶流量并開啟抑制廣播風暴,防止網(wǎng)絡擁塞。上層網(wǎng)絡至少應為WLAN接入網(wǎng)提供出口帶寬為1.2倍的高峰期最大用戶數(shù)與每戶限制帶寬的乘積,即:1.2 x (L x B),其中L為高峰期最大用戶數(shù),B為運營商為每用戶限制的帶寬。
· 用戶容量規(guī)劃
在規(guī)劃用戶容量時,應充分考慮覆蓋區(qū)域的用戶數(shù)量、并發(fā)率等因素,由此來決定部署的AP數(shù)量和位置。
校園場景中宿舍和教室等場所,是用戶上網(wǎng)最集中的地方,需重點考慮用戶容量和帶寬。由于校園用戶對帶寬要求比較高,建議在校園場景中每AP規(guī)劃的并發(fā)用戶最大不超過15個,在用戶密集的宿舍和教室應提高AP布放的密度以增加用戶容量保證每用戶的帶寬。
· 無線鏈路規(guī)劃
由于WLAN網(wǎng)絡采用無線接入的方式,其無線鏈路的預算顯得尤為重要。
WLAN發(fā)射機的輸出功率Pt,發(fā)射天線增益Gt,空間路徑損耗Lo,其他損耗Ld,則接收機處信號場強可表示為P:
P=Pt+Gt-Lo-Ld
自由空間傳播模型定義的路徑損耗可用以下公式表示
Lo(db)=92.4+20log(d)+20log(f)
其中d為傳輸距離,單位為Km;f為工作頻率,單位為GHz。
WLAN信號的2.4GHz電波經(jīng)過各種材質的穿透損耗的經(jīng)驗值見下表:
在衡量墻壁等對于WLAN信號的穿透損耗時,需考慮WLAN信號的入射角度。
在實際WLAN網(wǎng)絡部署中,還需考慮天線饋頭、室分合路器、避雷器等器件對信號衰減的影響。在實際WLAN覆蓋工程中,要求覆蓋區(qū)域邊緣信號場強不低于-75dB。需要特別注意的是,WLAN網(wǎng)絡為反向覆蓋受限,用戶終端的RF發(fā)射功率最小,WLAN網(wǎng)絡的覆蓋范圍和效果往往受限于用戶終端。在進行WLAN網(wǎng)絡的無線側規(guī)劃時,應綜合考慮上下行鏈路預算。
· 無線信道規(guī)劃
WLAN網(wǎng)絡2.4GHz頻段在我國一共有13個信道,這13個信道是有部分重疊的。為了實現(xiàn)AP的有效覆蓋,同時避免信道間的相互干擾,在信道的分配時可以引進蜂窩覆蓋的原理,進行信道的分配,同一區(qū)域內(nèi)所選的頻率應該至少間隔25MHz,我們可以同時使用3個不重疊信道(如信道1、6、11),實現(xiàn)蜂窩式覆蓋。
關鍵新技術方案
· 802.11n
傳統(tǒng)的802.11b理論速率只有11Mbps,802.11a/g也只有54Mbps,已經(jīng)逐漸不能滿足用戶高流量、高質量的帶寬需求。2009年9月11日,IEEE標準委員會正式批準發(fā)布了802.11n標準。802.11n由于采用了MIMO、信道捆綁等多項核心技術,在速率提升上有了質的飛躍,物理層速率最高可達600Mbps,全面提升了用戶體驗,滿足用戶高清視頻、高速游戲等高帶寬業(yè)務需求。802.11n引入了MRC等智能天線技術,改善用戶接收效果,在增大覆蓋范圍的同時減小了其他信號造成的干擾,大大提升WLAN網(wǎng)絡的無線性能。另外,802.11n設備可支持2.4GHz和5GHz(國內(nèi)為5.8GHz)兩個頻段,通過在兩個頻段上混合部署,可有效降低設備間的信道干擾現(xiàn)象。同時,802.11n全面向下兼容傳統(tǒng)的802.11a/b/g,可實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡向802.11n的平滑升級。
終端方面,截止2010年底,全球已有1800多種采用802.11n技術的設備獲得Wi-Fi聯(lián)盟產(chǎn)品認證。2010年出廠的多數(shù)Wi-Fi產(chǎn)品采用了802.11n技術,802.11n產(chǎn)品出貨超過4.5億部,預計到2012年有望超過10億部,占Wi-Fi產(chǎn)品總數(shù)的86%。由此可見,WLAN無線網(wǎng)絡即將全面進入11n時代。
所以,為解決當前校園WLAN網(wǎng)絡用戶帶寬不足,用戶容量有限,覆蓋效果不佳的矛盾,必須引入802.11n AP以提供用戶體驗更好的WLAN網(wǎng)絡。
PON+WLAN解決方案
當前校園WLAN網(wǎng)絡中,熱點接入帶寬不足已成為制約校園WLAN網(wǎng)絡發(fā)展和用戶體驗的關鍵因素。為解決熱點覆蓋接入帶寬瓶頸和室內(nèi)WLAN部署時“插頭夠不到”,“電源找不著”等AP供電問題,應采用PON+WLAN方案結合PoE以太網(wǎng)供電技術。在一些AP部署位置較遠、有線資源難以到達的區(qū)域,可采用低端口ONU設備,通過光纖延伸有線網(wǎng)絡的傳輸距離,實現(xiàn)ONU+AP、ONU為AP供電并提供上行鏈路的部署。尤其是在802.11n模式的AP設備開始逐步部署,PON+WLAN方案能更好地切合這一趨勢,通過千兆以太網(wǎng)接口和千兆PoE供電,滿足802.11n AP數(shù)百兆的高帶寬承載要求。
雙SSID方案
不少高校都希望WLAN網(wǎng)絡能夠為校園內(nèi)網(wǎng)提供一張單獨的網(wǎng),用于校園網(wǎng)內(nèi)部的信息化建設。所以在組網(wǎng)設計上,結合客戶需求,應采用雙SSID方案,實現(xiàn)運營商網(wǎng)絡與校園內(nèi)網(wǎng)在同一套WLAN網(wǎng)絡上的要求。組網(wǎng)如下圖所示:
在該方案中,AP劃分兩個SSID,其中一個SSID1為×××_EDU,另外一個SSID2為運營商網(wǎng)絡名。其中,SSID1工作在本地轉發(fā)模式,設置單獨的VLAN1,接入SSID1的用戶數(shù)據(jù)通過VLAN1到達校園匯聚交換機、認證服務器;SSID2工作在集中轉發(fā)模式,用戶數(shù)據(jù)通過AP與AC之間的隧道,到達AC,然后經(jīng)AC到達運營商網(wǎng)絡。
室內(nèi)偽裝天線
室內(nèi)偽裝天線可在用戶察覺不到的情況下,將室分AP的WLAN信號引入室內(nèi)更接近用戶,降低用戶對天線的抵觸情緒和物業(yè)談判的難度。
· 室內(nèi)偽裝天線:
在實際網(wǎng)絡部署中,可根據(jù)宿舍墻體和用戶密度程度,選擇合適的AP設備數(shù)量:
示例一:適用于宿舍間墻體對信號衰減較小的情況下
示例二:適用于宿舍間墻體對信號衰減較大,用戶很密集的情況下
總結
為打造優(yōu)質的校園WLAN網(wǎng)絡,提升用戶體驗和感知,在部署校園WLAN網(wǎng)絡前,應事先做好網(wǎng)絡規(guī)劃工作,同時引入802.11n、PON+WLAN解決方案、雙SSID方案及室內(nèi)偽裝天線等關鍵新技術方案,為用戶提供穩(wěn)定、高速、優(yōu)質的WLAN網(wǎng)絡和服務,實現(xiàn)運營商、學校和用戶的共贏。