Wifi无线优化技术介绍分析.ppt
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1、前言前言频谱资源开发与共享频谱资源开发与共享5.8频段合法利用多运营商环境的共处WifiWifi优化怎么做?优化怎么做?覆盖效果的提升覆盖效果的提升干扰排查网元部署优化优化参数及配置网络的客观可控网络的客观可控AC架构逐步引入强化网管监控与数据采集能力关注关键质量指标维护架构与人员知识结构维护架构与人员知识结构802.11协议体系普及提升数据网络知识多部门协同维护完善流程制度与作业计划设备与版本投入设备与版本投入设备入网技术把关软件版本管理完善配套设施与工程质量完善配套设施与工程质量满足场景供电需求提升传输带宽与稳定性加强数据录入准确性保证设备安装施工质量现场测信号现场测信号增加热点增加热点A
2、PAP数数更换坏更换坏APAP设备设备扩有线带宽瓶颈扩有线带宽瓶颈限制用户数限制用户数重启设备重启设备培训内容培训内容1 1、WifiWifi优化周期及准备工作优化周期及准备工作2 2、常见、常见WifiWifi无线优化方法介绍无线优化方法介绍3 3、典型问题分析、典型问题分析4 4、典型场景优化方法介绍、典型场景优化方法介绍建议的优化周期建议的优化周期优化效果评估,参照基准值验证各项指标变化值是否符合要求或在优化要求误差以内,并提出网络性能进一步提升建议。准备准备阶段阶段优化优化前评前评估阶估阶段段在网络评估开始前,可以通过网监、投诉、测评等收集现网存在问题,掌握热点网络现状及性能指标、故障
3、分布、用户感知等情况,对问题进行必要的分类,找出问题的共性点,具体工作内容:设备布放核查、网元信息核查、无线参数核查、设备隐形故障排查、用户投诉收集。优化前需要对问题区域的网络质量进行评估,利用仪表进行现场摸测采样,参照优化指标体系,对热点区域进行客观评估、归类和定级,掌握问题区域的网络整体运行状况,找出存在的主要问题,具体工作内容:流量评估、传送报文评估、用户状况评估、射频信号评估、干扰评估,然后根据场景特点及需求差异,确定待优化区域的优化项及优化目标,制定提质方案。优化优化阶段阶段无线覆盖优化、信号质量优化、AP与AC的性能优化、数据侧性能优化、STA配置优化、配套性能优化、安装布放优化。
4、后评后评估阶估阶段段优化前需要关注什么信息优化前需要关注什么信息 设备安装情况设备安装情况 热点投诉情况热点投诉情况热点类型?组网形式?用户需求状况?上联城域网部署?有线通路正常?丢包问题?带宽足够?带宽限制?多运营商吗?干扰严重吗?用户密集?单台AP接入用户过多?厂家型号?软件版本问题?设备安装符合规范?部署合理?AP带宽限制?用户感知?接入困难(包括关联、Portal时延、认证过程是否顺利)?容易掉线吗(是否跨楼层、是否移动中、是否大流量拥塞、是否无动作、用户上网方式是什么,手机或笔记本或IPAD)?整理投诉多发的时间段?上网速率是否慢(使用什么业务、是否人流密集、繁忙时间段等等)? 热点
5、覆盖情况热点覆盖情况 维护资源与配套实施维护资源与配套实施仪表分析工具?仪表使用?具备数据知识?电源配套满足?上联传输满足?网管能力?厂家支撑?优化前的准备优化前的准备 包含AP设备、天馈硬件损坏、设备中出现软件吊死、室内分布系统合路器、功分器故障、电源问题等。实际上是确认工程上标准化的一些工作,如设备的安装布放、实际上是确认工程上标准化的一些工作,如设备的安装布放、基础数据的录入等,排除因施工质量等问题而引起的网络质量基础数据的录入等,排除因施工质量等问题而引起的网络质量问题,具体建议如下:问题,具体建议如下: AP安装核查(紧固、位置合理性)、天线核查(方位角、俯仰角、增益等参数)、天馈线
6、连接核查(跳线、驻波比)、接地和防雷核查、供电方式核查(标签、POE能力)、室分设备核查(耦合、信号衰减)、AP设备传输核查(数据路由备份) 包括了网元基础信息和无线参数信息(包括网元基础信息与无线参数配置,具体网管静态数据、软件版本资料等;无线参数配置核查包括:发射功率、限速参数、用户限制数、用户隔离参数、限速参数、报文传送参数、加密认证参数、静态路由配置等各项参数配置的合理性进行核查 )培训内容培训内容1 1、WifiWifi优化周期及准备工作优化周期及准备工作2 2、常见、常见WifiWifi无线优化方法介绍无线优化方法介绍 AC部署优化 信号覆盖优化 报文优化 二层隔离ACAC部署优化
7、部署优化避免单用户流量过大造成其余用户无法使用网络情况的发生合理部署合理部署ACAC在网络中的位置可提高在网络中的位置可提高ACAC工作性能,工作性能,ACAC的部署可分的部署可分为旁挂和直挂两种方式,旁挂较为常用,常见优化方法如下:为旁挂和直挂两种方式,旁挂较为常用,常见优化方法如下:(1)AC集中转发:避免AC本地转发架构下出现的AP上联业务路由故障,但AP及AC管理路由正常的情况下,用户无法接入的问题(2)AC本地转发:对于校园网,建议采用本地转发,减轻上层设备压力 AP的DHCP地址池设在AC,IP地址租期问题,根据场景对租期时长进行限制,禁止不设置租期时长,确保IP地址可以回收再用用
8、户侧DHCP地址池不建议设置在AC上,建议设置在BRAS或专门的DHCP服务器上,AC仅为用户数据做透传,对AC上用户VLAN进行二层隔离,禁止二层用户间相互访问从而来避免用户信息安全问题的发生ACAC部署调整案例部署调整案例l 用户业务流量迂回次数变少l AC与BRAS间的3层隧道的数据流转发更流畅l 有利于Vlan隔离和广播报文的终结,从而减小广播域的范围。 信号覆盖优化信号覆盖优化排查邻近覆盖区域间大于-75dBm的干扰信号,排查隐藏节点对本区域的影响,需要注意不同Sta网卡接收灵敏度存在较大差异改善改善WifiWifi覆盖问题,目前主要以扩容补点、调整天馈、室分优覆盖问题,目前主要以扩
9、容补点、调整天馈、室分优化、干扰优化等手段为主,以下列举化、干扰优化等手段为主,以下列举5 5点原则供大家参考:点原则供大家参考:根据评估结果与现场配套设施,直接对信号覆盖较差热点区域增加放装型AP设备,或改用大功率AP设备 (1)改用大增益天线(2)改变原有不合理的AP部署位置(3)改用定向天线覆盖 检查无源器件(合路器、功分器、天馈)、有源器件(干路放大器)指标及布放情况,优化不达标的室分结构 报文优化报文优化 802.11协议考虑到管理报文的重要性与数量,在提高空口转发优先级基础上,使用1Mbps最小速率进行广播报文与管理报文的传输,目的是为了确保报文传输成功率,带来的问题是消耗一定得空
10、口资源 Wifi网络使用速率集进行报文发送,802.11g支持1、2、5.5、6、9、11、12、18、24、36、48、54Mbps,Sta或AP在发送报文时,根据无线空口质量,动态选择一个速率进行发送 当覆盖区域存在多台AP时,空口资源基本被低速率管理报文占用 为提高空口利用率,同时为向下兼容,建议关闭较低速率,减少广播报文和管理报文对空口资源的开销占用低速率报文优化低速率报文优化Probe Response Probe Response 报文优化报文优化Beacon Beacon 报文发送周期优化报文发送周期优化小结:在满足覆盖范围的前提下,根据热点类型、人流密集度和业务需求状况,适当关
11、闭低速率报文,提高空口带宽利用率,但注意,弱信号用户信号可见但无法接入的负面感知影响 802.11物理层考虑到干扰和冲突的影响,加入了重传机制,当重传达到最大次数,报文就会被丢弃,缺省情况下,帧长不大于RTS门限值,AP单播帧重传次数为5次 Sta主要通过两种方式与AP进行关联,一种是主动发送Probe Requset报文,待AP回复Probe Response后根据回复情况与AP进行关联,另外一种是被动侦听Beacon报文,根据Beacon报文信息与AP进行管理小结:由于主动发送Probe Requset报文占用大量空口资源,建议关闭Probe Response报文,提高空口资源使用率缺省情
12、况下,AP每100ms周期以最小速率发送一个Beacon信标报文,高优先级通告Wifi网络服务,同时与Sta同步,缩短Beacon发送间隔,有助于提高漫游效率,但会耗费较多无线频带资源延长Beacon发送问隔,取消对某些无效管理帧的回应,有助于提高节点能量和减少管理报文对有效带宽的影响小结:建议根据实际情况,将Beacon发送间隔由100ms调整到160ms,降低空口消耗。 APAP二层隔离二层隔离 在Wifi无线网络中,单播报文、广播报文、组播报文使用最低速率发送报文,当较多低速报文传送时,将消耗较多的信道空间带宽,从而影响整个网络性能和应用。 在AP上对单播报文、广播报文、组播报文进行隔离
13、,可避免大量低速报文的影响,减少广播报文和用户间流量对网络的影响,避免不必要的攻击,用户隔离功能在FAT AP上是默认使能的,在FIT AP上需要手动开启 随着Wifi网络大型化,使用多个AC构建一个超大型的Wifi网络,理论上,整个网络是一个超大的二层网络。为避免过大的二层网络,需要在构建Wifi网络时对业务VLAN进行详细规划,按照AP安装的区域进行业务VLAN的划分,避免同一VLAN内AP和Sta数量过多,减少广播/组播报文的影响范围,实际减少了Wifi信道中的总的广播/组播报文数量,在一定程度上提高整个Wifi网络的性能和体验感受。 为了便于管理和维护,一般以热点为单位,即一个热点一个
14、VLAN,同时在AC上进行二层隔离,不仅可缩小二层广播报文的影响,还可以根据VLAN进行灵活的策略管理 建议配置二层隔离命令,关闭二层互通,尤其关闭学生使用AP连接局域网使用网络(如网络游戏),如此既保证了网络性能和安全性,也保证了应用。 培训内容培训内容1 1、WifiWifi优化周期及准备工作优化周期及准备工作2 2、常见、常见WifiWifi无线优化方法介绍无线优化方法介绍3 3、典型问题分析、典型问题分析 干扰问题 信号不稳定问题 接入困难问题 获取IP地址困难问题 上网慢问题 易掉线问题干扰问题(背景与思路)干扰问题(背景与思路) 随着各大运营商大力推进随着各大运营商大力推进Wifi
15、Wifi网络部署建设,热点设备的大量投入,在网络部署建设,热点设备的大量投入,在WifiWifi网络频谱资源紧缺的情况下,由于信号间的相互影响,造成网络质量下网络频谱资源紧缺的情况下,由于信号间的相互影响,造成网络质量下降、用户体验恶化的问题日趋严重,多见于多运营商部署降、用户体验恶化的问题日趋严重,多见于多运营商部署WIFIWIFI网络的环境网络的环境 针对网络频谱资源短缺的情况,要避免频率干扰问题,应从网络建设规针对网络频谱资源短缺的情况,要避免频率干扰问题,应从网络建设规划阶段开始,共同通过协商尽量避免使用同一频点或相邻频点划阶段开始,共同通过协商尽量避免使用同一频点或相邻频点 对于已建
16、网络,需要明确网络覆盖目标、应用背景,分析用户对象群及对于已建网络,需要明确网络覆盖目标、应用背景,分析用户对象群及数量、业务特征等,获得现场环境参数、传输及数量、业务特征等,获得现场环境参数、传输及APAP数量等资源情况;综合数量等资源情况;综合考虑干扰分析结果,根据干扰优化原则,尽量规避频率干扰,力求将干扰考虑干扰分析结果,根据干扰优化原则,尽量规避频率干扰,力求将干扰降到最小降到最小 若频点始终无法合理规划,需重新调整若频点始终无法合理规划,需重新调整APAP的安装位置、数量、功率,在的安装位置、数量、功率,在此基础上制定合理的优化方案。此基础上制定合理的优化方案。 干扰问题(本质)干扰
17、问题(本质) 由于信道共享引起的信道竞争,STA通过CSMA/CA机制检测信道信号强度、信号质量或NAV,在信道空闲时才发送数据,因此每台AP的通信概率基本相当,约等于单AP占用信道时的1/N(N等于共享信道的AP数),因此,信道竞争是引起每AP吞吐量下降的主要原因。影响分析如下: 在多台AP、STA共享信道情况下,无线信道的信号碰撞进一步加剧,导致信号被破坏,即所谓的解调失败,STA通过回退机制重新竞争,结果空口数据总的平均传输时延就会增加,最终导致每个AP设备的吞吐量下降 在多台AP或多台STA同时接入时,会导致底噪抬升,信号质量恶化,吞吐量明显下降,实验结果:以30台STA同时接入网络,
18、信道吞吐率仅为12%至15%,1Mbps速率平均占比达85%以上 通常网络出现干扰,会表现为用户上网很慢,下载速率低;甚至出现掉线,需重新认证的情况。从频谱图我们可以看到AP的工作频谱波形顶部由平坦变尖,或者底噪抬升的情况出现。单个信道转发能力有限,多台AP使用相同信道并互相可见情况下,由于总的空口能力也最多22M左右,当空口转发能力饱和时,部分AP就会出现丢包。干扰问题(内部干扰)干扰问题(内部干扰) 当收到多个同频或邻频AP的信号强度均大于-75dBm,认为存在明显干扰 相邻覆盖区内同频AP间相互收到对方AP信号强度小于85dBm,认为AP间无干扰或干扰极小分析及判断分析及判断内部干扰分为
19、同频干扰、邻频干扰、带外信号泄露三类。内部干扰分为同频干扰、邻频干扰、带外信号泄露三类。干扰问题(内部干扰)干扰问题(内部干扰)常见优化措施常见优化措施规划时避免选已采用的信道,不建议采用邻频方式组网,尽量协商错开频点部署 覆盖区内存在多套覆盖系统,应综合考虑楼层横向和纵向覆盖来规划频点,尽量避免在垂直与水平面与它网同频信号交汇 建议不超过3个同频AP进行组网,且每台AP上行吞吐量建议大于4M接入带宽对高业务量区域,根据AP和用户情况,启用5.8GHz频段关闭AP自动频率调整、自动功率控制开关优先考虑接入室内系统,减少频点占用,建议采取信道复用技术分配信道频点频点调整调整排查由于自身覆盖带来信
20、号泄露问题,充分利用墙体等天然阻隔,减少信号外泄室外区域采用调整天线方向角,避免天线主瓣对准干扰源 满足目标区覆盖前提下,采用降低功率或定向天线,减少同频邻频重叠覆盖区域增大天线间离、调整方向角,使用定向天线提高接收增益、减少与它网干扰功率功率控制控制调整调整参数参数打开CTS/RTS协议参数,减少隐藏节点的影响同信道下多ssid,Beacon信号较多且并发用户多,建议适当调大Beacon发送间隔干扰问题(外部干扰)干扰问题(外部干扰)外部干扰分析外部干扰分析 2.4GHz 802.11 Wifi网络属于ISM频带,存在多种类型设备,如微波炉、无绳电话、蓝牙设备、无线摄像机、户外微波链路、无线
21、游戏控制器、Zigbee、荧光灯等等,对于Wifi网络,这些设备信号均属于外部干扰源 2.4GHz非802.11干扰源信号,网卡或AP设备不能识别,一般不会和WiFi设备协作,容易产生速率补偿等二次效应,导致匹配更低速率集,使网络吞吐量、信道利用率、系统性能严重下降窄带连续波干扰信号微波炉干扰信号蓝牙干扰信号外部干扰优化原则与常用方法外部干扰优化原则与常用方法 对于外部干扰,如蓝牙、无绳电话灯跳频设备,只能选取避开的办法,使用时远离干扰源(经验值:距离微波炉4米以上、距离蓝牙设备10米以上,可以维持Wifi正常通信) 对于高业务量区域,也可根据AP、用户终端情况使用5.8GHz频段,以达到减少
22、干扰的目的。 信号不稳定问题信号不稳定问题APAP功率规划不合理是造成用户信号不稳定的重要原因功率规划不合理是造成用户信号不稳定的重要原因问题问题表象表象信号时高时低,甚至关联不上,无法上网获取IP地址困难异常断网问题问题成因成因工程:施工质量差,天线连接紧固程度不足终端:客户端驱动程序版本过老空口:干扰严重、处于覆盖边缘设备:AP硬件故障、供电不稳定、传输线路不稳定优化优化措施措施工程:紧固AP馈线连接终端:升级客户端驱动程序空口:统一规划覆盖区内多台AP信号功率,满足信号覆盖需求,降低区外AP可见度设备:替换AP、采用Poe供电方式、采用Pon上联接入链路接入困难问题(关联过程)接入困难问
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