2025年华为园区网络Wi-Fi 7零漫游技术白皮书-华为

华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书摘要华为医疗Wi-Fi7零漫游解决方案是面向智慧医疗网络无线化趋势而设计，为解决医疗系统中漫游丢包卡顿问题而设计的一种创新方案，实现全院移动零漫游，打造业务零中断医疗辅助网。本文将介绍华为新一代医疗零漫游技术的产生背景、实现原理、典型组网应用。版权所有©华为技术有限公司ii华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司iii 41.1现状和问题 41.2技术方案 41.2.1零漫游AP架构 41.2.2ASFN零漫游技术 51.3客户价值 6 72.1虚拟AP技术 72.2零漫游切换技术 82.3内外网物理隔离技术 2.4丰富的物联拓展 2.5多种部署方式 2.6智能运维 133.1场景 3.2组网部署 17华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司4 1.1现状和问题“无线医疗”成为近两年医疗行业最关注的信息化技术和手段。目前大部分三甲医院已经建立了比较完备的医疗信息系统（如HIS、PACS等医护人员可以通过有线网络来访问、修改、输入患者信息、诊断报告和治疗方案。但有线网络存在信息点固定的局限性，也制约了系统发挥更大的作用，因此使用Wi-Fi承载的无线医疗正在快速发展。由于医疗生态自身的一些特点，如应用软件系统鲁棒性差，无线终端老旧等特点，其对WIFI网络漫游性能有非常苛刻的要求。医院方面希望Wi-Fi网络能够提供一种既能屏蔽终端差异，又能保证尽可能少丢包、甚至不丢包的漫游性能，来保证手持终端进行病房巡视（包括输液核对，药物核对，输液巡视，生命体征录入等业务操作）时，业务不中断。基于分布式Wi-Fi架构，华为推出了增强同频网（ASFN，AdvancedSameFrequencynetwork）漫游方案：在分布式Wi-Fi架构下，不同的AP使用相同的信道组网，终端在移动过程中，当前关联AP可以实时感知不同AP接收该终端的RSSI，当前关联AP发现更好的邻居AP可以为该终端服务时，会通过“接力棒”的方式实现AP间漫游。相对于传统的由终端触发的主动漫游技术而言，这种方案具有漫游终端无感知，切换丢包少等显著优点，非常适合于医疗这种对移动漫游的平滑性有较高要求的场景。1.2.1零漫游AP架构一台零漫游AP支持通过馈线拉远8个AU，部署到多个房间。终端在AU间移动时始终关联在同一台AP下，无须切换信道，不发生漫游，因此从根源上解决了漫游切换时间带来的丢包和业务中断问题。华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司5图1-1Wi-Fi7零漫游结构1.2.2ASFN零漫游技术零漫游ASFN技术，将多AP的BSSID设置为一样，合并为虚拟“大AP”，通过时间同步技术，实现虚拟“大AP”的beacon帧合并发送。在多个物理AP中，针对每个终端存在唯一一个服务AP和多个监听AP，终端在移动过程中，服务AP实时计算是否存在更好的服务AP，若是存在则触发服务AP的交接，在漫游的过程中无需关联流程，终端不感知漫游过程，对终端而言真正的做到了零漫游。图1-2Wi-Fi7零漫游技术方案示意图华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司6广覆盖零漫游：全院一个信号，一台AP覆盖8房间支持无限扩展，全院终端移动零丢包。房间级定位：创新IoTAU物联方案，实现房间级定位效果，更精准的资产管理与人员追踪。三网物理隔离：内网/外网/物联网三网物理隔离，更好的保障数据安全。华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司72.1虚拟AP技术所有零漫游AP虚拟成一个AP，全网所有终端感知到一个AP（同一信道/同一SSID/同一链路层MAC(也即BSSID)全院无限扩展。多个零漫游AP的信道、SSID和BSSID都设置为一样，这样网络中的零漫游AP就虚拟成一个AP，从而实现零漫游效果。图2-1虚拟BSSID示意图将多个零漫游AP虚拟成一个AP的关键是控制全部AP同时（误差不超过200ns）发送相同的信标帧，终端侧只感知到一个AP在发送信标帧，其关键技术是AP间的时间同步，时间同步技术是基于时间同步帧的发送和接收实现。以两AP为例，若AP1是授时AP(以本AP系统时间作为基线，并通知其他AP)，AP2是被授时AP，则AP1记录时间同步帧SN1的发送时刻tN1，AP2记录接收到时间同步帧SN1的接收时刻tN1，当AP1发送时间同步帧SN2时，将上一帧SN1的发送时刻tN1在帧SN2内携带，此时AP2接收到SN2时便得知SN1的发送时刻tN1，此时AP2便可以计算与授时AP1的系统时间差值diff=tN1一tN1，通过该diff值修正AP2的系统时间，则能够实现AP1与AP2的时间同步。华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司8图2-2时间同步原理零漫游Wi-Fi内的所有AP组成虚拟“大AP”之后，所有AP通过芯片的定时发送技术和时间同步结果实现所有AP定时同步发送beacon的功能。如图所示，AP1定时宣告beacon的发送时刻、报文内容，通过该方式实现各AP同时发送beacon且发送的beacon内容完全一致。AP1将宣告消息发出之后，根据发送的消息内容设置AP1的beacon发送时刻、beacon发送内容，其余AP收到AP1的指示内容之后，开始根据指示时间和时间同步结果计算得到相对于Ap1的发送时刻此时本AP的beacon发送时刻，同时将beacon的内容设置为和AP1的beacon内容完全一致。当预定时间到达时，AP1和其余AP同时同步的将beacon内容发送至空口，此时对于终端而言就实现了只感知虚拟“大AP”的beacon，从而实现了虚拟AP的组网。图2-3beacon同步发送流程原理2.2零漫游切换技术在传统WLAN网络中，组成无线网络的每个物理AP对应不同的BSSID，终端根据信号强度选择合适的AP进行漫游，漫游过程因为需要在不同的BSSID间切换，终端需要断开与原关联AP的物理链路，再向新的AP发起重关联请求，重新协商密钥与数据聚合窗口信息，该流程不可避免的会产生业务中断，而同频组网内的各个AP均发送相同的BSSID，发送相同BSSID的AP组成一个大型小区，AP间通过软切换的方式实现终端侧的零漫游的效果。华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司9如图所示，在不改变传统网络部署方案的前提下，设置覆盖范围内的所有AP发送携带相同BSSID的Beacon报文，终端侧只能接收到相同BSSID的Beacon报文，认为网络只存在一个逻辑上的大AP，该AP可以完成全部区域覆盖，终端的实际业务仍然根据其实际位置由距离最近的物理AP承载。图2-4零漫游切换示意图在ASFN同频组网中各AP利用同频优势可以实时监控终端的上行报文信号强度，终端真实接入AP通过实时收集邻居AP反馈的信号强度测量结果，可以及时的为终端选择目标AP进行相应的软件切换处理，从而保证终端在移动过程中始终接入最近的AP，保障最佳的上下行业务体验。终端切换接入AP的过程需要由网络侧完成软件切换，软件切换的过程由网络侧设备（AC、AP）负责将终端漫游前接入AP中上下文信息(用户表项、密钥、聚合窗口等)准确转移到新的接入AP中，转移完成后终端数据报文将由新接入的AP负责完成接收和发送，软切换过程终端无感知，终端链路始终保持连接，最终实现零漫游效果。华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司10图2-5物理隔离示意图针对医疗场景内外网强隔离的需求，以往方案要么是使用多个VAP实现逻辑隔离，要么是使用多个AP独立组网，但也带来了问题：逻辑隔离本质上还是内外网共用一个AP，一方面无法完全避免借由外网攻击内网的可能，另一方面也存在外网故障导致内网也不可用的问题；而多AP独立组网不仅布设成本高昂，现场施工也异常复杂，导致维护极其困难。华为带来的新一代零漫游方案，零漫游AP使用双CPU系统技术与双PoE供电技术，实现一个AP包含内网和外网两个独立AP，拥有不同的名称，不同的MAC，两个系统可独立运行，互不影响，内网或外网AP断电或其他故障，不会导致另一个AP服务也不可用；内外网5G射频分别使用不同的信道，避免空口互相干扰，性能提升4倍以上。2.4丰富的物联拓展零漫游AP支持多种物联拓展方式，包括独立物联基站、物联插卡与IoTAU方式。华为联合生态伙伴推出IoTAU技术，将IoT基站集成到AU中，实现一个AU同时具备Wi-Fi信号与IoT信号，无需额外部署独立的IoT基站，简化了客户网络部署复杂度。物联平台通过记录每个IoTAU对应的房间号，同时能够获取到每一个IoT终端与IoTAU的配对关系（通过MAC地址配对从而得知IoT终端所在的房间，实现房间级定位，能够更准确的查看资产位置与追踪人员轨迹。华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司11图2-7房间级定位示意图零漫游AP支持PoEout方式外接独立物联网基站，支持Sub1G或2.4G基站，其中Sub1G基站支持内置天线，2.4G基站支持内置天线与馈线两种方式。图2-8独立物联基站部署示意图零漫游AP支持IoT插卡，同时支持插卡自带天线或者通过馈线（只支持2.4G）将信号到每个房间。一个AP最大支持2个IoT插卡。图2-9物联插卡部署示意图2.5多种部署方式支持以太、全光多种部署方式，最大化利旧客户现网部署。图2-10以太网部署示意图华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司12图2-11光电混合部署示意图图2-12全光部署示意图2.6智能运维所有AP的下的AU状态、IoT在位状态全局可视，快速实现故障定位，且单个AP下的AU状态清晰可见，可快速定位具体哪个房间的AU出问题。图2-13AU状态查询示意图华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司133典型组网应用3.1场景3.1.1医疗场景Wi-Fi7零漫游医疗的典型使用场景包括：病房、走廊、护士站等，其特点如下：空间：功能区较多，不同功能区墙体结构差异大，多为普通层高场景，特殊区域层高可能超4m。漫游：医护人员在移动过程中需要保证业务不中断，不会造成信息丢失以及影响医护人员的工作体验。组网：医院无线网络通常区分内外网，内网主要供医务人员使用，医护外网供医务人员的私人手机访问外网，患者外网供来院病人和家属使用。图3-1Wi-Fi7零漫游医疗典型场景3.1.2仓储场景场景包括了高货架区域、矮货架区域、AGV、立体库区域等，该场景典型特征有带宽需求低、漫游多、丢包敏感。空间：仓库层高一般较高，部分高度超过10米。货架高度不等，按高度分为高货架区与矮货架区漫游：仓库内AGV小车移动性强，漫游次数较多，对漫游的丢包和时延敏感遮挡：仓库的遮挡比较多，主要遮挡来自货架以及货架上的货物，这些都会对信号形成一定的阻挡华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司14图3-2Wi-Fi7零漫游仓储场景3.2组网部署Wi-Fi7零漫游推荐仅部署在有零漫游需求的区域（比如：病房区域，护士站区域其他区域推荐使用传统AP进行覆盖。图3-3Wi-Fi7零漫游医疗典型场景l纯内网场景：零漫游AP的两个AP都用于内网业务，其中一个用于处理零漫游业务，例如PDA之类对漫游较为敏感的；另一个用于处理高容量业务，例如手机、笔记本等。该场景下AP支持单上行与双上行两种部署模式，其中单上行模式部署更为简单，只需连一根网线到交换机；双上行模式则更强调可靠性，两个AP互不影响，但需要两根网线连接交换机。版权所有©华为技术有限公司15图3-4双内网场景l内网+医生护士外网：零漫游AP的内外网AP分别用于内外网业务，此场景下提供三种组网方式，一是完全的物理隔离模式，内外网AP分别通过独立的上行链路连接独立的内外网交换机。第二、三种方式针对内外网逻辑隔离（通过VLAN等区分）场景，使用单上行或双上行部署图3-5内网+医生护士外网场景l内网+医生患者外网：与内网+医生护士外网网络拓扑相同，区别在于本场景接入终端数较多，干扰较大，因此建议外网使用40M部署。l物联拓展场景：纯内网场景和内网+外网场景均支持扩展物联网，在原组网的基础上通过IoT插卡、外接IoT基站或使用IoTAU的形式进行扩展。其中，IoT基站的上行流量可以通过AP上的IoTWLAN口转发，也可以通过内网上行口或外网上行口转发。华为园区网络Wi-Fi7零漫游技术白皮书版权所有©华为技术有限公司