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无线网络部署.docx
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无线网络部署
无线网络部署
2009年08月12日
工程部署作为WLAN项目中的关键环节,是对前期勘测、方案设计的阶段性工作检验,工程部署质量好坏将直接影响用户的使用效果和体验。
随着网络应用方案的日趋丰富、覆盖范围的扩大,在复杂环境中部署最优的无线网络,是当前无线项目中的一大难题。
高质量的工程部署不仅可以提高设备使用效率,还可以减少后续大量的维护工作,从而提高用户的投资回报。
本文对无线工程实施过程中的各个步骤进行分步描述,对常用的无线部署场景进行分析和注意事项点评,并分享典型的工程部署案例。
无线网络部署
文/刘晓勇
WLAN网络部署实施步骤
WLAN工程部署顺序按照方案制定、项目实施、业务优化调整来进行,各步骤之间只有紧密配合才能保证高质量完成工程部署,提供高质量的WLAN网络服务。
1. 方案制定
有线网络侧方案制定:
Þ 制定承载AP数据的有线网拓扑结构
Þ 规划制定设备间VLAN及路由的部署
Þ 规划制定DHCPServer、设备IP地址部署
Þ 制定设备间特殊功能实现部署(冗余备份、负载均衡等)
无线网络侧方案制定:
Þ 制定无线侧网络拓扑结构
Þ 统一规划SSID命名规则
Þ 制定AP名字、描述命名规则
Þ 制定用户采用认证方式、计费方式
Þ 统一规划无线用户VLAN及IP地址
2. 项目实施
实施部署前:
Þ 制定工程人力资源计划及工程进度计划
Þ 完成工程部署前情况调研工作
Þ 完成实施部署前集中培训工作
实施部署中:
Þ 完成开箱验货确认设备工作
Þ AC设备安装部署工作
Þ AP设备安装部署后,安装人员需上交《AP安装信息采集表》
实施部署后:
Þ 完成设备安装验收工作
Þ 完成基本业务验收工作
Þ 完成初验文档制定工作
3. 业务优化调整
实施部署完成后需对基本业务进行测试以保证网络可用,但基本业务测试的项目比较简单无法测出网络实际真实状况,为保证后续WLAN网络可以平稳高效的运行,部署实施完成后还需对WLAN网络进行一些调整优化工作。
信号侧调整:
对覆盖区域的信号强度进行调整,保证AP与STA之间能够进行高质量的空口交互,按照实际用户位置进行AP工作信道调整,避免统一区域内存在较严重的同频干扰情况。
数据侧调整:
在AP能够提供无线侧总带宽上限时,需根据建设方提供的相应规范数据对无线用户进行空口带宽限制,以保证每用户数据带宽质量。
WLAN网络部署场景
1. 室内部署
室内部署时能否根据实际情况对方案进行合理调整是成功部署的关键所在,从前期方案设计到后期部署这段时间里部署环境可能会发生一些改变,这就需要在环境发生改变后进行合理实时部署。
室内安装部署一般采用新建/改造综合分布系统或室内独立AP放装方式进行覆盖。
已有室内分布系统的楼宇,宜改造原有系统,引入WLAN信号合路覆盖。
● WLAN结合室分系统部署
室分系统是运营商特有的部署结构方式。
运营商一般会将WLAN系统与其他移动网络系统结合进行统一覆盖,该部署方式可以充分利用运营商原有资源以降低建设成本。
表1:
运营商室分系统主要使用频率
WLAN系统与其他系统合路时,对合路使用的器件以及覆盖使用的天线都有一定的要求,要求器件支持频率满足WLAN系统与其他系统工作频段,否则WLAN系统与其他系统将无法正常工作。
图1:
典型WLAN结合室分系统覆盖结构图
WLAN与室分系统合路时会遇到用户数瓶颈问题,因此对用户数上限需要根据实际应用场景进行考虑,建议高密度接入时用户数<=15,低密度接入时用户数<=25。
由于高密度用户接入会影响AP空口转发性能,为了网络平稳高效运行,建议在高密度覆盖区域内增加AP以满足用户接入需求。
如图2所示。
图2:
扩展的WLAN结合室分系统覆盖结构图
扩容后系统接入用户数成倍增加了,但受扩容器件的制约AP的工作频段只能固定在某一频率,规模部署时需对AP天线部署位置进行通盘考虑,不但要考虑同层覆盖的部署方式还需要考虑不同楼层间部署方式。
扩容后可以在覆盖区域开启基于用户的负载均衡功能,使覆盖区域内用户能够比较合理的接入WLAN网络。
● 室内独立部署
在没有室分系统的情况下可采用AP独立部署方式。
独立部署方式又可以细分为AP独立部署与AP结合外置天线部署,两种部署方式对天线布放位置及增益都有一定要求。
独立部署时需要根据实际环境对AP工作信道及发射功率进行细致调整,尽量避免各设备间同频、邻频干扰对网络质量造成的影响。
图3:
802.11b/g工作频段划分图
如图3所示,信道、功率划分原则为:
¡ 任意相邻区域使用无频率交叉的频道,如:
1、6、11频道;
¡ 适当调整发射功率,避免跨区域同频干扰;
¡ 蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用;
信道设置时要考虑三维空间的信号干扰。
如图4所示,在1楼部署3个AP,从左到右的信道分别是1/6/11,此时在2楼部署的3个AP的信道就应该划分为6/11/1,同理3楼为11/1/6。
这样就最大可能地避免了楼层间的干扰,无论是水平面还是垂直面都做到无线的蜂窝式覆盖。
图4:
不同楼层的信道设置
● 典型AP自带天线覆盖方式
AP采用自带全向小天线对房间进行覆盖,天线布放在走廊内信号会在整个走廊范围进行覆盖。
这种覆盖方式很难控制天线覆盖范围,会导致信号经过反射、折射后对本楼层其他设备产生干扰。
但其优点是自带天线增益比较小,可以减少对不同楼层设备的干扰。
图5:
典型AP自带天线覆盖
● 典型结合外置天线覆盖方式
此种覆盖方式中,AP通过两个外置天线进行覆盖,外置天线放在房间内使AP信号能够被有效控制在覆盖范围内,减少信号泄漏对其他覆盖区域造成的影响。
图6:
典型结合外置天线覆盖
2. 室外部署
室外部署以成本低、建设速度快的优点受到用户的青睐。
使用室外部署较多的场景有室外桥接部署、室外空旷区、室外公园广场等。
在特定的场合使用室外部署方式有利于用户节省投资,打造经济、高效、稳定的WLAN网络环境,但若在不适合室外部署的场景进行室外覆盖部署则会事倍功半。
● 室外空旷区域部署
室外空旷区域覆盖需求一般多为公园、广场、景区等,这些场景一般用户数都比较少故需要单台设备覆盖的区域足够大,我们一般建议采用室外型AP与室外大增益天线配合进行部署。
案例:
广场覆盖
图7:
广场覆盖
AP及天线部署在广场边上的一个办公楼楼顶,广场区域内的在线用户数不多但有一定的使用需求,故采用室外AP加大增益天线对空旷广场进行覆盖,以满足覆盖面积足够大的需求。
同时广场与天线之间并没有大的建筑物遮挡,因此可以保证用户与AP间的有效信号交互,提供有一定保证的网络使用速率。
案例:
路边停车场及道路覆盖
图8:
路边停车场及道路覆盖
Þ 定向天线安装到路灯杆上,分别覆盖两个方向;
Þ AP安装在地面上的铁皮防盗箱内;
Þ 对道路及道路旁的停车位进行覆盖;
道路上经常会有公交车、小轿车经过,天线部署位置的高度需尽量高过车辆,以避免由于来回车辆经过而导致AP与用户间发生信号中断的现象。
实施这种部署方式时需注意两台设备之间的距离,建议在一定程度上减少相互间的覆盖重叠区域,从而为特殊用户群(城管停车收费员、交警)提供有质量的WLAN网络服务。
● 室外覆盖室内部署
该方式应用较多的场景有生活小区、学院宿舍等,部署时需注意以下几点:
Ø 天线与用户间要尽量可见,避免中间存在一些大型建筑物和植物的遮挡,茂密的树木对信号衰减的影响尤为明显;
Ø 由于信号反射折射的特性,楼高超过8层一般不建议室外覆盖室内;
Ø 同一幢楼进行室外覆盖时建议部署最多不超过4台AP,AP过多会造成严重的同频干扰;
案例:
宿舍楼部署
图9:
在对面楼顶部署AP进行覆盖
把AP部署在楼顶向对面楼层的房间进行覆盖。
天线放在楼顶时由于角度关系楼下几层接收到的信号会偏弱一些,这种情况下把信号较弱的1-3层楼采用室内楼道户数方式进行覆盖。
图10:
AP部署在楼层中间
把AP部署在楼层中间向对面楼层的房间进行覆盖。
这种部署方式结合天线的角度可以减少覆盖盲区,两座楼互相覆盖时天线位置要错开一个房间左右,避免出现两个AP天线直对覆盖的情况。
部署案例分析
1. 信号损耗
表2是一些典型的场景、建筑材料的信号损耗估测表,根据该表数据,在项目部署实施时应避免AP与用户间存在对信号衰减大的材料或场景。
表2:
信号损耗估测表
案例:
茂密树木对信号衰减
某区域在部署实施前就已经有树林存在。
当WLAN使用约1年之后,树木变得枝叶茂盛且长高了很多,遮挡了覆盖进来的WLAN信号,使原本稳定的WLAN网络变得几乎不可用,后来通过将室外部署方式更改为室内部署才得以解决。
因此,在进行网络部署时对周边的环境查看等工作绝不能掉以轻心,否则后续麻烦会接踵而来。
2. 干扰影响
因部署方式不当而造成的同频干扰和邻频干扰对整个网络的影响会非常严重。
案例:
同频干扰严重
图12为某学校宿舍区的覆盖平面图,使用室外覆盖室内的方式进行部署。
在部署完毕后大部分学生在使用过程中反馈信号时好时坏、上网速度慢等问题。
经过现场定位发现这个区域存在大量的同频干扰信号,且一幢宿舍楼由6台AP进行覆盖。
WLAN信号在楼宇间反射、折射严重,无法为用户提供稳定的WLAN网络。
图11:
某学生宿舍区的覆盖平面图信道干扰情况
更改部署方式后,将一幢楼覆盖的AP数量减少到4台(如图13所示,),节余的AP转移部署对室内盲区进行覆盖,这样在减少室外同频干扰的同时又可减少室内覆盖盲区,同一区域内收到的信号大大减少,网络稳定性与速率也得到一定幅度的提升。
图12:
部署方式修改后的效果图
总结
目前国内WLAN网络开始规模建设并逐步向使用阶段过渡,WLAN网络一旦进入使用阶段后其网络性能将受到严格的考验。
目前802.11协议对于多用户接入并没有提供完善的解决方案,因此若要保证使用阶段WLAN网络的性能与质量,我们必须对WLAN项目建设部署的每个环节进行严格的控制。
WLAN部署阶段是整个项目的中间核心环节,若在部署过程中没有对项目进行有效的掌控就会导致后续WLAN网络质量无法得到保证。
可以说,WLAN网络部署实施过程中工作的细致程度将直接影响WLAN网络的质量。
】
H3C全国办事机构无线网络部署
2009年08月12日
文/夏宝亮
H3C公司建设无线网络,需要覆盖国内31个省市的分支机构,并要满足以下几个方面需求:
● H3C公司内部员工的移动办公需求
员工以无线方式接入公司内部网络,要求无线网络提供安全接入,并同有线网络接入实现账号统一,并且支持在办公区、会议室、培训室、会客厅、休息区以及展厅等区域的无缝漫游。
● 合作伙伴无线VPN的接入需求
合作伙伴在H3C公司内部洽谈业务时,需通过无线网络以VPN的方式访问合作伙伴网络。
● 公司访客的无线Internet接入需求
客户到H3C公司参观、学习期间,在休息区、会客厅、餐厅以及会议室等区域需通过无线网络接入Internet。
● WiFi语音实验网需求
满足WiFi语音业务的开展,以及WiFi语音实验的要求。
● 与公司原有线接入网络融合,实现一体化用户接入及网络管理。
无线网络建设技术选择与产品模式
1.技术选择
目前,IEEE802.11a、802.11b和802.11g作为比较成熟的标准已经在企业中获得广泛的应用,支持802.11a/b/g的产品和终端类型也比较丰富。
IEEE802.11n作为WLAN的下一代标准,具有高带宽、高性能和高稳定性等优点,但目前它还没有正式标准化,其最新的版本为Draft2.0。
802.11a、11b、11g和11n的技术特点对比如表1所示。
表1802.11a/b/g/n技术特点对比
综合802.11各种技术的特点,在H3C大型分支机构(如北京)采用802.11n技术进行组网,可满足高密度覆盖的需求,在其他小型分支机构采用802.11g的技术进行组网,这样即能满足无线网络覆盖需求又能节约整体的建网成本。
2.组网模式选择
H3C企业内部接入用户多,覆盖分支广,若采用传统的FATAP(即“胖”AP)的组网形态,存在各AP之间不能协调工作、射频干扰无法调节、无线用户无法进行三层漫游等问题。
并且每一台AP需要单独配置,在大规模组网中管理会十分复杂。
因此,H3C选择无线交换机和FITAP(即“瘦”AP)组网架构,由无线控制器(AC)及无线接入点(FITAP)构成。
FITAP组网架构对传统WLAN设备的功能做了重新划分,将密集型的无线网络和安全处理功能转移到WLAN交换机集中实现,同时加入许多重要的新功能,诸如无线网管、AP之间自适应、无线安全RF监测、无缝漫游以及QoS,使得无线局域网的网络性能、网络管理和安全管理能力得以大幅提高。
但是,引入无线网络后,如何与有线网络统一,如何在整个企业网络范围内实现用户管理及认证、服务质量控制和安全策略实施等功能,成为了新的难题。
否则,整网的安全性会降低,网络管理更复杂,并且维护成本也比预期高。
H3C无线网络建设采用有线、无线一体化的组网策略,把AC功能集成到交换机或路由器平台之中,通过提供覆盖整个企业的设备管理、资源管理、安全策略、服务质量保证,构筑统一的、端到端的网络环境。
并实现有线、无线用户一体化接入,有线设备和无线设备一体化管理。
这样既降低了网络管理和维护的复杂度,又方便无线网络和有线网络实现有效的联动,便于后期开展无线语音、无线定位等增值业务。
有效保证应用、保护投资、降低部署的复杂性、减少管理维护工作量,从而降低总体拥有成本(TCO)。
无线网络建设方案分析
1. 方案部署
整个无线网络采用2台WX6103无线控制器实现冗余备份,并对无线用户的认证和权限进行区分;在接入层采用数百个无线AP,覆盖区域包括H3C公司杭州总部以及全国31个分支机构,整体的逻辑拓扑图如图1所示。
图1H3C无线网络逻辑拓扑图
如图1所示,H3C无线网络在接入层采用了802.11n和802.11g混合组网的策略:
大型分支机构采用802.11n的设备组网,中小型分支机构采用802.11g的设备进行无线接入。
这样既能满足大型分支机构高密度覆盖的要求,又能充分利用网络资源;
在接入侧针对不同的用户群开启各自专用的SSID,对访客、合作伙伴、内部员工以及语音等不同的数据流进行隔离,避免产生互相干扰。
无线用户的认证、权限区分以及对AP的集中管理均在WX6103无线控制器上面实现,2台WX6103实现1+1热备,切换时间可以达到50ms,满足WiFi语音的QoS需求。
同时WX6103将AP的故障信息通过SNMPTrap的方式统一报告给iMC智能管理中心。
2. 方案特点
● 有线、无线网络一体化管理
传统的企业网络管理方式大多数采用有线和无线两套网管平台,这种管理方式不但给企业网络管理人员的管理工作带来极大的困难,更重要的是这会导致有线用户和无线用户无法统一管理、漫游困难等问题。
割裂的管理方式已经成为企业无线网络发展的桎梏。
图2传统管理方式
H3CiMC智能管理中心可以实现无线网络与有线网络的统一管理。
通过iMC管理平台,管理人员不但可以查看移动终端的信息,包括MAC地址、信号强度、发射速率集、RSSI、SSID、使用信道、所在AC设备、所在AP设备等,还能查看各移动终端的全部漫游记录,以随时了解接入用户的情况,并对其接入轨迹进行审计。
此外,iMC提供服务策略和Radio(无线射频)策略的管理,通过模板的方式对设备进行批量管理,使管理员快速完成网络配置。
策略模板除手工添加外,还提供从文件导入和设备导入功能,管理员既可以从系统导出或导入模板,也可从某一标准配置设备上导入配置形成模板,下发到其它设备上,完成策略的批量克隆功能,极大地减少管理员的维护工作量,降低维护成本。
H3C公司各个分支机构的AP数量加起来近数百台,每个AP可以接入几十个无线用户。
面对庞大的无线网络,如何有效地加以管理,保证整个无线网络的持续正常工作,是一项非常复杂的工作。
H3C采用FITAP集中式管理的架构可以简化对AP的管理,可以实现AP的零配置。
当AP通过网线接入网络后能够自动获取IP地址,然后会自动发起连接AC的请求,一旦AP成功注册到AC之后将会自动下载软件版本以及配置文件。
无线用户的数据信息将会通过一条CAPWAP隧道传送到AC,由AC对用户权限(包括认证方式、VLAN、QoS、防火墙策略等)进行集中控制。
接入层的数百台AP相当于AC的逻辑端口,AC可以通过SNMP连接网管中心。
整个管理架构如图3所示。
图3FITAP集中式管理
● 一体化的安全接入策略
H3C一体化无线网络解决方案在遵循IEEE802.11i协议和国家WAPI标准的基础上,创新性的提出了分层的安全体系架构理念,将WLAN的安全从单一的物理层安全延伸到了物理层安全、用户接入安全、网络层安全、设备安全、安全管理等多个层面上,使用户在使用WLAN网络时能够像使用有线网络一样安全、可靠。
同时,AC可以对不同的用户群的SSID采取不同的加密、认证方式。
内部员工采用Portal认证方式,在无线用户和AP之间采用PSK的方式加密。
同时,为了确保客户端的桌面安全,无线接入和有线接入统一采用H3CEAD(终端准入控制)的接入方式,EAD智能接入客户端iNode内置Portal认证方式。
访客以及合作伙伴采用Portal认证方式,无线用户和AP之间采用明文的方式,用户数据的安全由上层协议保证,这样既满足访客简单接入要求,同时又能保障访客的接入安全。
语音SSID则采用MAC地址的认证方式,满足WiFi手机的认证要求。
● WiFi语音业务开展
WiFi语音网络继承了VoIP为企业节省话费的优点。
H3C在建设无线网络之初就考虑到语音业务的开展,并在建设时采用无线信号区域覆盖重叠原则。
与数据业务相比,WiFi语音部署对无线网络的要求相对较高。
由于WiFi语音终端一般在贴近人体处使用,需要考虑人体对无线电波的吸收,信号强度一般要高于-65dbm。
同时,由于WiFi手机在通话过程中会随处移动,任何盲区的存在都会导致通话中断或掉线,因此AP之间的信号需要保留重叠覆盖区域。
H3CWiFi语音网络验证了无线、语音产品混合组网能力,并和业界的部分主流WiFi语音终端做了互通测试,为WiFi网络开展语音业务积累了丰富的经验。
● 灵活的数据转发策略
传统的FITAP组网架构都是基于集中式转发的,即以无线方式接入的所有的用户数据都要集中送到AC进行集中式转发。
对于小规模或者局域网网的组网来说这种方式可以由AC对数据流进行集中处理、区分;但对于大规模的网络尤其是跨广域网的组网模式,集中式转发往往会造成数据转发效率下降、占用大量的广域网带宽资源。
H3C公司的无线网络遍布国内31个分支机构,AC集中部署在位于杭州的公司总部,并采用基于SSID和AP的转发策略:
即分支机构的用户数据在认证通过之后不必经过AC,直接在分支机构的路由器上进行快速本地转发,而杭州内部的无线网络则采用集中式转发,很大程度上提高了用户数据报文的转发效率。
总结
H3C公司的无线网络基于FITAP的组网架构,采用灵活的数据转发策略对中国31个分支机构的无线网络进行统一管理,并且将无线网络与有线网络充分融合,采用统一的网络管理平台,统一的有线、无线接入方式,使H3C公司员工可以在有线和无线网络之间无缝切换,同时满足访客、合作伙伴以及WiFi语音等业务的开展。
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