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无线覆盖方案基本网络拓扑

日期:2016-10-25 点击:     关键词:无线覆盖方案基本网络拓扑

2016-10-25

  一、工程实施前

  1.1 确定客户的需求

  不同客户对无线网络的需求是不一样的,只有明确了客户的实际需求才能正确的去设计网络的结构和选用设备,通常主要关注的需求包括如下方面:

  1、网络规模 :总体网络规模有多大,有线、无线接入点各自有多少?对于交换机、路由器等设备的选择有什么考虑?

  2、网络应用需求 :网络是用于一般的上网还是特殊用途?上网是以看视频为主还是浏览网页为主?分析这些应用下对网络流量、延迟等方面的性能要求

  3、无线覆盖效果要求 : 是环境的 100%绝对覆盖还是大部分关键区域的覆盖?有没有什么技术指标?无线选择双频还是单频?

  4、有线网络与布线要求 : 已有的或设计中的有线布线情况是怎样的?以酒店为例,客房已经布置了网线吗?是会增加还是不会考虑在客房布置网线?此项对于后续的AP 选型很重要。

  5、建筑平面图/环境 : 根据建筑结构和平面布局,做初步的无线方案设计,以及可能存在问题的区域,为后续现场勘测做准备。

  6、供电要求: 是选择PoE 供电还是DC 供电?环境是否具备?

  7、管理功能 :是否需要做无线的认证?需要微信认证吗? 有线网络需要做怎样的管理和认证?等等

  通过上面的需求了解,我们可以根据客户的描述得到大概的网络方案、设备选择等,在满足客户需求的同时,也需要根据我们的经验去分析网络潜在的需求和可能存在的问题,比如有一定规模的网络一般都需要进行 VLAN 划分来保障有线、无线网络的稳定性,但客户缺乏这方面的专业知识,基本上不会主动考虑到这点。作为方案设计人员,在设备的选型上需要适当考虑。

  1.2 网络结构设计

  TP-LINK 商用解决方案的一般网络拓扑如上图所示,AC 旁挂在核心或者汇聚交换机上,管理整个网络中的AP,AP 零配置,统一由AC 进行管理。

  针对酒店、企业、学校、宿舍、工厂、商场、餐厅等各种场景,都有相应的解决方案。

  1.3AC/AP 设备选型

  参见无线AP、AC控制器表格页;

  1.4 现场勘查与测试

  无线的应用效果与环境的相关性非常大,所以在工程实施前,需要在实际环境进行勘测,勘测的目的包括进一步确认方案的可行性,另一方面是需要选择一些代表位置,尝试安装AP 并测试无线覆盖的效果是否符合预期。具体内容包括如下几方面:

  1.4.1 AP 安装位置规划

  吸顶AP 信号辐射方向

  吸顶AP 使用的是定向天线,其信号发射方向如图1-3 所示,实际覆盖过程中,需要根据图中的角度来确认AP 的信号是否能够覆盖到需要的区域

  AP 信号覆盖范围

  AP 在不同的安装高度,其对应的覆盖范围略有不同,假设AP 高度为H。其最佳信号覆盖半径为 R=H*tan(74°)=3.48H,如图1-4 所示。在实际覆盖过程中,不同AP 的覆盖范围最好能够有一定重叠,这样可以保证漫游效果,如图所示。


  AP 间距

  由于AP 在工作过程中,会产生一些低能量的边带噪声,这些噪声会对相邻信道照成影响,所以在实际施工过程中,两个AP 的距离安装点不能太近,AP 可视距离最好大于10m。如果中间有墙体阻挡,可以小于该距离。

  上下楼层AP 交错

  由于楼层和楼层之间的距离比较小,不同楼层间的AP 尽量错开,部署方式如图1-7,这样可以减少AP 之间的信号干扰。

  AP 墙体穿透

  墙体对无线信号的衰减会相当大,不同墙体对无线信号的衰减会不一样,在施工过程中,尽量保证AP 与无线覆盖区域之前的衰减小于20dB。

  常见阻隔物对无线信号的衰减经验值如下:

  面板式安装位置规划

  面板式及桌面式AP 天线辐射方向比较均匀,适合于安装在有隔墙的房间内部,例如酒店客房或者办公室等,建议的1 个AP 覆盖1-2 间房间,覆盖方法如下图所示:

  1.4.2 AP 覆盖效果测试

  无线信号扫描

  无线网络是否能够稳定,很大程度取决定于无线网络环境。在无线覆盖施工之前,需要对现场已有网络的繁忙情况进行评估,可以使用 软件对现场的无线信号进行扫描。现场无线信号越多(主要关注无线信号强度高于-70dBm 的信号,数字的绝对值越小表示信号越强,即-60dBm 的无线信号比-70dBm 的信号要强),最终覆盖结果可能会越差。

  如果已有无线环境不太理想,需要适当减少干扰或者避开干扰,比如将原有网络拆除、断电等,以及考虑选择5G 频段的AP 设备。

  覆盖效果评估

  工程施工前,在没有接入Internet 的情况下,可以先安装一个AP 进行测试。

  测试1:测试信号强度,在预计需要覆盖的区域,选择多个点位测试,每个点位的信号强度高于-70dBm,说明覆盖效果良好。

  测试2:进行吞吐量测试,在预计需要覆盖的区域,选择多个点位,无线笔记本电脑下行吞吐量能够在20Mbps 以上,说明覆盖效果良好。

  二、工程实施中

  2.1 AP 安装

  2.1.1. AP 安装位置

  AP 在安装的时候,尽量选择天花上没有遮挡的区域,与需要覆盖的房间的墙体保持一定距离或居中的位置,安装位置如下图所示


  上述图示中红叉位置安装的AP,会严重的影响到无线覆盖的效果,甚至出现部分位置无法正常使用无线的问题。

  2.1.2 AP 的MAC 地址与位置

  在AP 包装盒中,有一个便签,可以方便地记录AP 的MAC 地址与安装位置的对应关系,施工人员在安装过程中,将该便签取出,填写好MAC 和安装位置,然后再将便签撕下贴到记录的本子上。施工完成后,可以根据记录在AC 页面对AP 进行备注,方便后续的优化和维护。

  注意:该工作非常重要,记录好 MAC 和安装位置之后,后续在网络维护上可以非常方便。假如在维护时我们发现某个MAC 地址的AP 不能正常工作,需要找到相应位置检查AP 的线路连接和硬件,如果没有MAC 和安装位置对应表,将是非常困难的。

  2.1.3 AP 运行状态

  AP 安装好之后,观察AP 的状态指示灯,如果该灯的状态为闪烁状态,说明AP 与AC之间的通信是不通的,如果该灯的状态由闪烁变成了常亮,说明AP 与AC 之间的网络已经通了,网络物理连接已经没有问题。

  2.1.4 线路标记

  在网线布置过程中,需要对网线进行标记,标记好之后,AP 与机房中交换机的接口就非常容易对应起来,后续网络维护也会非常方便。

  三、工程实施后

  在工程实施后,一般需要对无线网络和有线网络进行优化调整,保证整个网络的稳定运行。路由器、交换机、AC 和AP 等设备的基本设置方法请参考TP-LINK 官网——服务支持栏目,搜索具体的产品型号获取帮助。下文将只介绍网络优化相关的内容。

  3.1 无线网络优化

  3.1.1 频段带宽选择

  IEEE802.11n 之后的技术在信道的选择上可以选择多个信道,使用 40MHz 或者更高的频段带宽传输数据局,但在大规模无线组网中,如果AP 与AP 之间信道冲突,很容易造成无线使用体验差,所以在选择频段带宽上,我们尽量选择20MHz,有效减少信道冲突。

  3.1.2 信道规划

  在频段带宽为20MHz 的条件下,在2.4G 频段,1、6、11 信道理论相互不会干扰;5G频段36、40、44、48、149、153、157、161、165 信道理论相互不干扰。工程完成后,配置过程需要根据AP 的安装位置,手动指定各个AP 的无线信道。



  蜂窝部署方式是WLAN 网络部署的基本原则,如图3-4 所示。需要尽量隔离同信道的覆盖范围,提高同信道的重用率

  楼宇安装信道划分方法,如图

  3.1.3 无线网络隔离

  在无线网络中,如果广播包过多,会对无线网络质量造成比较大的影响。所以如果没有特殊需求的情况下,建议将AP 下面的无线客户端进行隔离,如图

  3.1.4 AC 设置优化

  AP 负载均衡

  由于WLAN 工作原理的限制,各个无线客户端是共享带宽连接到AP 上来的。因此如果某个AP 上用户数太多,或流量太大,会影响AP 下所有用户的正常使用,甚至会造成AP因负载过大而工作不稳定。

  基于接入用户数的负载均衡,当AP 间的用户数量超过设定的阈值时,AC(仅AC1000支持) 能够动态调整用户在不同AP 间的均匀分布,防止个别AP 过载。

  弱信号客户端禁止接入与踢除

  标准的无线协议基于RTS/CTS 机制,并且带宽是共享的。所以,AP 端需要照顾到所有连接中设备的传输质量与速率。不管传得快还是传得慢, 都要等它的封包发完后才能会允许下一个客户端的通讯接入。否则会引起冲突。所以。当其中有一台速率很慢的时候。就会占用更多的时间完成封包的发送。这样。整个系统的效率就低了。

  为了杜绝这种现象,需要在无线设备上对弱信号客户端作一定的限制。TP-LINK 设备支持设置信号客户端的禁止接入和踢除的功能,设置一定的阈值,不允许弱信号客户端接入并踢除网络中现有的弱信号客户端,可以提高无线使用体验,增强无线漫游效果。

  AP 发射功率调整

  发射功率在一定程度上会影响AP 的覆盖范围,但并非所有环境下都让AP 工作在最大功率,比如当环境中障碍物非常多可能影响到无线覆盖效果的环境可以尽可能让AP 的发射功率最大;比如环境为障碍很少多密集型无线接入区域如大会议室、礼堂、宴会厅等,则需要适当降低 AP 的发射功率,减少相互之间的干扰。需根据实际环境以及安装 AP 的情况,合理调整AP 发射功率。

  3.2 有线网络优化

  3.2.1 VLAN 设置

  在无线大型组网环境中,广播报文会对无线性能造成非常严重的影响,所以在有线网络中,需要注意以下事项:

  无线网络与有线网络隔离

  在现有的有线交换机上增加1 个或者多个VLAN,隔离有线网络中的广播包,并在AC上把SSID 绑定到新增的VLAN 上,如图所示:

  无线AP 之间进行端口隔离

  可在连接AP 的交换机(需要网管交换机)上设置端口隔离功能,让无线AP 相互隔离,只能与上联口通信。

  3.2.2 DHCP 服务器设置

  无线网络具备,接入数量大、客户端流动性高的特点。网络中如果 DHCP 服务器地址租期太长,可能会产生DHCP 地址池耗尽的风险。在无线组网环境中,建议DHCP 地址租期设置为30 分钟以内,并且地址池IP 地址数量是实际接入客户端数量的3 倍左右。

  3.2.3 AC 与AP 管理网络隔离

  每个AP 需要占用一个IP 地址,如果AC 与AP 与无线客户端使用同样网段的IP 地址,在AP 比较多的情况下,则有可能造成客户端地址不足的问题,如果AP 数量大于50 个,建议AC 与AP 本身使用的IP 地址段不要与客户端上网使用的IP 地址段在同一网段。

  3.3 配置管理

  3.3.1 AP 备注

  待AC 将AP 全部发现之后,需要在AC 的管理界面中将每个AP 的位置备注到里面(位置记录信息在2.1.2 章节获得),如图3-12 所示。

  注意:该步骤非常重要。备注之后,如果AP 出现异常,可以第一时间知道该AP 的位置。

  3.3.2 配置备份

  AP 的所有配置都在AC 上完成,建议把AC 的配置保存在本地电脑上,防止AC 出现故障后需要重新配置。

  3.4 工程验收

  3.4.1 无线覆盖效果测试

  工程实施完毕后,客户可使用手机APP 软件“WiFi 分析仪”或笔记本无线信号测试软件等常用测试软件测试覆盖范围内各点位信号强度,附表为参考数值:

  吸顶式AP 空旷环境下信号强度参考值:


  通用参考级别如下:

  3.4.2 网络性能测试

  体验法

  可利用不同的无线终端(如手机),在不同的位置(包括移动过程中),分别测试浏览网页(是否可以快速加载)、看视频(是否流畅)、刷微信等体验上网效果。

  宽带测速

  在电脑上,可通过当地宽带运营商提供的测速工具/网站,测试网速;评估网速是否满足需求。

  在手机上,可安装Speedtest APP 测试宽带速度,评估网速是否满足需求。

  注意:使用无线测宽带测试,相比单机测速值可能相差较大,原因包括带宽被共享、无线设备、环境等多方面,主要是评估网速能否满足日常上网需求,而不能比较测速值与宽带值的差距。

  专业工具吞吐量测试

  可使用专业吞吐量测试工具进行吞吐量测试。按一般经验,当无线覆盖各点从有线到无线的吞吐量大于20Mbps时,无线体验效果比较好。

  3.4.3 个别位置无线体验不好的解决方法

  在测试时,我们可能会发现个别位置的无线覆盖效果不好,比如搜不到无线信号或信号微弱,很难连上,或者上网的速度慢,无法满足正常使用需求。类似情况的原因和解决方法可参考下表:

400-0806-056