WLAN网络优化流程以及标准

WLANWLAN 网络优化流程以及标准网络优化流程以及标准 一 概述概述 随着目前全国各大电信运营商对 WLAN 网络的认可以及大规模的建设 初步 已经实现了由 3G 网络 WLAN 无线上网的无线格局 但是同时随着 WLAN 的建设 也出现了一些问题 比如网速慢 频繁掉线 覆盖效果不好等等使用户无法正常使用的现象 如此一来 用户的投诉降低了 运营商的信誉程度 也给运营商带来了一定程度的业务损失 在规模应用 WLAN 的网络中 网络优化是不可缺少的步骤 作为 WLAN 设备 厂商 全面具备网络优化的技术服务能力 为客户在 WLAN 业务及运营中提供保 障是必不可少的 数数据据采采集集 无无线线环环境境测测试试 业业务务质质量量测测试试 开开始始 测测试试准准备备 测试楼宇位置信息收集 测试楼宇室内分布方案和 设计图纸获取 工具准备 AP组网拓扑图以及AP的 配置信息 优优化化调调整整 优优化化验验证证 网网络络指指标标是是否否 满满足足要要求求 NNOO Y YE ES S 文文档档归归档档 数数据据分分析析和和优优化化建建议议 覆覆盖盖 干干扰扰 业业务务质质量量 图 1 WLAN 网络优化流程图 二 优化准备二 优化准备 收集热点楼宇的信息 包括热点经纬度 楼宇高度 楼宇性质 楼层建筑面 积和覆盖区域 热点的系统方案 包括方案文本 系统原理图和天线点位图以 及 AC 组网拓扑图 AC 的配置等信息 准备测试工具以及测试软件 笔记本电脑 无线网卡 数据采集卡和测试 分析软件等 三 数据采集三 数据采集 在 WLAN 的热点区域 详细记录测试位置及测试结果 测试内容包括两个大项目 无线环境测试 业务质量测试 其中无线环境 情况测试 包括信号强度 C I 同频和邻频干扰测试 业务质量测试包括 关 联测试 认证测试 PING 测试 FTP 上传和下载测试 HTTP 测试等 3 1 无线环境测试 优化标准如表 1 项目指标基准值挑战值 场强检测 75dBm 70dBm 覆盖测试 载干比检测 24dB 27dB 同频干扰 80dBm 85dBm 无线无线 环境环境 测试测试 干扰测试 邻频干扰 70dBm 75dBm 表 1 无线环境测试标准 信号强度的测试 可以使用一些日常普通测试软件就可以实现 比如 WirelessMon 或者 inSSIDer 但是载干比和同频干扰以及邻频干扰就需要专业 的网络分析软件 比如 CDS 或者 AirWisdom WLAN 等 对于载干比和干扰测试 在业务测试达标的时候可以不予考虑 在业务测 试不达标的时候 作为另外考核标准 3 2 业务测试 优化标准如表 2 项目指标基准值挑战值 WEB 认证接入成功率测试WEB 认证接入成功率 98 99 WEB 认证接入时延测试WEB 认证接入时延 5s 3s Web 认证下线成功率Web 认证下线成功率 98 99 AP 关联成功率测试AP 关联测试成功率 95 98 网络 PING 包成功率测试网络 PING 包成功率 97 98 网络 PING 包时延测试网络 PING 包时延测试 50ms 40ms FTP 下载成功率测试FTP 下载成功率 96 98 FTP 上传成功率测试FTP 上传成功率 96 98 FTP 下载速率测试FTP 下载速率 500kbps 1000kbps FTP 上传速率FTP 上传速率 200kbps 400kbps 门户网站访问成功率测试门户网站访问成功率 95 98 业业 务务 质质 量量 测测 试试 门户网站登录测试门户网站登录平均时长 5s 4s 表 2 业务测试标准 对于业务测试 需要专业的网络分析软件来进行测试 比如我公司自主研 发的 AirWisdom WLAN 图 2 关联测试 如图 2 在软件里 可以设置需要测试的 SSID 以及测试终端的无线网卡 进行关联测试 图 3 认证和业务测试 如图 3 左边部分为认证测试 右边部分为业务测试选项 Ping 测试 ftpdownload ftp 下载 ftpupload ftp 上传 webBrowse 门户网站浏览 四 四 优化过程优化过程 首先 需要对所要优化的网络进行分析 包括设备运行信息分析 无线侧 数据分析 用户侧数据分析以及工程部署分析等 4 1 设备运行信息分析 对机房和设备硬件情况进行分析 比如机房内的温度 湿度和供电情况等 以及设备硬件的 CPU 内存 电源模块 风扇 接口等硬件设置进行分析检查 避免一些隐患引起的设备硬件故障 另外 对软件的运行情况进行分析 软件版本稳定性 软件配置文件 设 备 Log 日志 AP 及用户信息 通过对以上信息分析来确认设备是否存在软件问 题 为软件稳定运行提供保障 4 2 无线侧数据分析 信道划分及覆盖情况 包括信道分布 覆盖情况分析 对覆盖区域内的信 道划分是否合理 覆盖是否满足用户接入需求做出分析 对一些空口性能 有效利用率进行优化调整 空口性能及利用率的提高可 提高用户数据转发性能与稳定性 空口质量及干扰分析 包括丢包率分析 信道干扰分析 用户数分析 安全性分析 包括 认证安全分析 数据安全分析 通过安全性分析来检 查用户是否存在数据安全隐患 4 3 用户侧数据分析 了解用户应用类型 应用特点 对无线网络有无特殊要求 Ad hoc 网络数 量及分布情况 以及覆盖区域的隐藏节点进行查找分析 并且针对用户终端的 网卡型号 类型及特点 掌握这些信息后可对网络进行相应调整 力求 AP 与终 端网卡能够更好的配合工作 4 4 工程部署情况分析 设备是否符合安装规范 设备运行环境是否符合标准等情况 通过对设备 安装运行规范分析 来确定设备是否运行在安全可靠的环境中 AC 及 AP 设备部署分析 覆盖天线部署方式分析 结合空口及用户侧数据 分析数据来对部署方式是否符合用户需求进行分析 如若不满足需判断是否需 要提供适合的部署方案 五 五 优化思路优化思路 5 1 设计方案优化 目前 WLAN 建设包括了 2 种建设模式 AP 独立布点建设模式和 AP 与室内覆 盖系统合路或者新建分布系统的模式 AP 独立布点的方式 是在预测具有 WLAN 业务需求的区域安装 AP 直接覆盖 该区域 AP 发射功率为 100mW 覆盖范围比较小 单个 AP 的覆盖半径一般不超 过 30 米 独立部署的建设方式优点是 AP 的部署位置比较灵活 WLAN 网络容量 较高 缺点是网络工程量大 投资较高 后期维护相对复杂 AP 与室内覆盖系统合路或者新建分布系统的模式是对一些已经进行了室内 覆盖建设的区域采用 WLAN 与室内覆盖系统合路 或者对一些环境比较复杂 遮 挡物比较多的区域新建分布系统的工程建设模式 该建设模式的优点在于扩大 了 AP 覆盖区域 降低布线施工难度 方便维护 可以更加有效的利用原有的室 内覆盖系统资源 目前大部分热点使用的是共用室分系统 考虑到不同型号的天线方向和角 度是不一样的 在设备的工程安装过程中 由于天线的角度的偏差可能产生一 些盲点和同频干扰 所以适当的微调一下天线的型号或者角度可以改善信号质 量和减少同频干扰 5 2 容量设计 目前应用的 AP 主要以支持 11b g 或支持 11a b g 的 AP 为主 每个 AP 的 最大连接速率为 54Mbps 每位用户得到的速率 每 AP 最大连接速率 效率 2 用户数量 用户使用率 其中 每 AP 最大连接速率 对于 802 11g 或 802 11a 来说 每个 AP 的最大连接速率为 54Mbps 每 AP 最大连接速率 效率 为实际吞吐量 802 11g 的实际吞吐率大于 20Mbps 因此效率为 40 左右 用户数量 用户使用率为同时使用 AP 的实际用户数量 因 802 11 空口上 下行共用同一信道 在计算每用户的双向速率时 应为单向用户速率再除以 2 以保证每用户以不低于 300Kbps 的速度上网为要求 最大支持的在线用户数 20Mbps 2 0 3 Mbps 33 3 由于 WLAN AP 采用了 CSMA 冲突检测载波 侦听多路访问 协议 所以原则上一个 AP 可以接入很多用户 但如果接入用户 数目过多 信道利用率会大大下降 导致每个用户的性能下降 一般每个 AP 同 时接入用户数不高于 20 个用户为宜 所以 想要提高 WLAN 网络的容量 就要在原有的网络基础上 通过合理的 信道规划来增加 AP 数量 但是 在扩容的同时 要考虑到干扰的问题 在最大 程度上 避免来自设备本身的干扰 5 3 多 AP 情况下的信道规避 以 802 11b g 而言 理论上工作频率带宽为 83 5MHz 划分为 14 个子频道 每个子频道带宽为 22MHz 互不干扰的子信道有 3 个 如图 4 图 4 信道划分 因为在实际工程中只有 3 个可用信道 所以就要进行信道复用来进行工程 规划 如图 5 但是在有些热点中 因为考虑到容量的问题 AP 设备比较多 同时其他运营商也有 WLAN 建设的情况下 可采用 1 3 6 8 11 13 频点的 紧凑复用 在提高区域内容量的同时 尽量有效的规避信道干扰 另外需要注 意一些来自设备外部的干扰 比如近距离的微波炉或者蓝牙设备以及一些 2 4G 频段的无绳电话等 图 5 信道复用 在 WLAN 无线网络中 想要小范围内提供大容量的无线局域网 必须通过干 扰规避来提升网络的容量 干扰规避的方法有 1 充分利用天然隔断 如建筑物 墙体等 2 使用 802 11n 3 降低 AP 发射功率 4 使用扇区天线或智能天线 5 采用 多天线 小功率 的覆盖方式 5 4 低速率传输 如图 6 所示 针对用户终端进行数据传输速率的统计 出现一些终端大量 的数据传输都是在低速率下进行的 图 6 用户传输速率 无线 WLAN 网络中不是使用固定的速率发送所有的报文 而是使用一个速 率集进行报文发送 例如 11g 支持 1 2 5 5 6 9 11 12 18 24 36 48 54Mbps 实际无线网卡或者 AP 在发送报文的时候会动态的在这些速率中选择一个速率进行发送 通常提到的 11g 可以达到最高速率主要指所有的报文采用 54M 速率进行发送的情况 并且 是一个空口信道的能力 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 解决这个问题 需要从几方面来进行考虑 首先 解决干扰问题 因为一个信道的总带宽只有 22M 如果出现干扰 将会有若干个 AP 共同使用这 22M 的带宽 这样 就会降低用户的传输速率 第二 信号强度的问题 因为在信号强度比较弱的情况下 用户的协商速 度就不能达到最高速率 就会在低速率下进行数据传输 但是因为干扰规避的 原因 不能无限制的增大信号强度 所以尽量从用户终端着手 可以考虑在终 端上面添加一个增加接收增益的外置天线 第三 可以考虑将 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 5 5 用户限速 目前用户访问公网的带宽基本上已经超过了空口信道的传输能力 如果有 个别的无线用户通过 WLAN 使用网络工具下载文件 可能可以达到非常大的流 量 进而直接耗尽了当前空间媒质 造成了其他无线用户访问网络慢 ping 抖 动丢包等问题 为了大楼 WLAN 网络后续稳定运行 可以从 BAS 上对无线用户 执行限速操作 可以控制每一个用户最大使用的带宽为 512Kbps 4Mbps 这样 在一个信道空间中可以支持 10 个左右的下载操作 使用该功能可以适当的控制 突发性大流量对无线网络中的其他用户的影响 有助于网络的稳定和维护 5 6 端口隔离 WLAN 网络中存在大量广播报文 每个广播报文都会向所有的 AP 进行广播 一次 而且在空间媒质中发送广播报文的时候通常会使用最低速率发送 所以 当广播报文比较多时 会占用较多的空间带宽 从而在一定程度上影响整个网 络的应用 在 AC 上启用无线端口隔离功能 可以大量减少 WLAN 网络内部的广 播流量 该特性可以在 AC 上控制无线用户只能访问网关设备 而不能互相之间访问 这样可以大量减少了整个大楼内部的无线网络的广播流量 提高大楼 WLAN 网 络的整体性能 六 六 优化调整优化调整 根据测试结果 按照集团标准对数据进行比对分析 存在问题的地方根据 分析结果和优化建议进行相对应的优化调整 七 七 优化验证优化验证 在优化调整实施完成后 需要验证网络问题是否解决 或者网络性能是否 有改善 优化验证的过程也是首先采集网络数据 然后对采集的数据进行分析 比较优化前后网络性能指标 验证优化后的网络问题是否解决 或者网络 性能指标是否达到要求 八 八 文档归档文档归档 优化验证后 需要提交单站点优化报告 并且将相关资料归档 优化报告 中需要体现的内容有 对问题的分析 定位过程 采取的优化措施 优化前后 的指标对比 网络遗留问题或后续建设的建议等 九 总结九 总结 WLAN 网络优化不是一蹴而就的工作 必须配合日常的 WLAN 维护实现 对 于日常维护 有如下建议 1 每天统计在线的 AP 数量 对比应在线 AP 数量 查找掉线原因 2 每天统计在线的用户数量 同时取重点时段如 8 00 12 00 16 00 20 00 24 00 记录实时在线数 为进一步扩容提供依据 3 每天观察设备性能 对性能异常 如掉线率突然上升 并有