如何保证高品质的WLAN网络建设

如何保证高品质的WLAN网络建设

某单位无线局域网原为802.11b/g无线网络，近期进行802.11n无线网络升级扩容后，部分楼层用户反馈出现网络使用慢、信号弱以及使用过程中容易出现掉线的问题。为了解决使用中存在的问题，H3C WLAN网络优化小组赶赴现场。经过前期调查、分析后，我们调整优化了工程安装和全网配置，解决了用户反馈的问题，并优化了无线网络性能及可用性，提升了用户体验。在此，特别与大家分享下此次WLAN网络优化的交付过程。

 

1         优化需求分析

使用Airmagnet WiFi及Spectrum无线分析仪器勘测现场环境，结合H3C WLAN网优实施流程及经验，我们发现客户反馈的问题实际可归纳到以下几个原因：

n       AP点位部署不当，信道规划不合理，射频发射功率分布不均匀，造成AP间可见性过高，同信道干扰严重。该单位楼层AP部署在走廊内辐射两旁房间,根据现场测试结果发现该单位楼宇建筑结构比较特殊，射频信号上下层穿透力大于同楼层的信号穿透性，造成干扰；

n       存在干扰源，影响信号传输质量。在该单位的射频环境中，存在非法无线AP、非法adhoc PC、固定2.4GHz频率的信号源等干扰源；

n       虚拟SSID过多，造成管理报文空口占用率高，设备参数存在调优余地。Beacon帧发送间隔过高、Broadcast-Probe Reply未关闭、负载分担功能未启用、用户二层隔离及限速也未规划。

根据所做的分析，我们将总结的问题纳入优化实施流程，应用系统化的优化过程，将其逐个解决。

2         优化实施

WLAN网络优化一般分为两个方面，一为工程安装优化，以解决信号盲点、信号干扰等问题，二为软件方面的优化，多为对全网信道、功率更精确的调整，系统外部射频环境的排查及用户行为规则上的优化调整。

根据之前的需求分析，我们决定从以下几个方面进行网络优化，具体优化举措如下：

信道优化——解决AP可见性问题

该单位大楼的楼层AP分布较为规律，少数楼层部署3个AP，大多楼层部署4个AP，覆盖整栋大楼。此时1、6、11信道部署时会在同楼层或者邻层出现相同信道，而该单位楼宇在垂直方向信号穿透性较强，因此容易出现邻层同信道干扰。同时11N射频信号采用了MIMO-OFDM技术对各种障碍物对信号的反射、折射、衍射、漫反射等影响，使AP之间信号感知能力增强，加重了干扰的影响。以下是通过仪器测试的同频干扰、邻频干扰的情况，可看出存在一定的同频干扰（CCI为同频干扰，ACI为邻频干扰）：

同信道AP可见数量过多，对性能会有较大影响。我们决定通过调整信道分布模式的方式优化。现场勘测得知，信号隔离度最高的方位为同楼层对角，隔层对角，因此可将产生干扰的同信道AP部署在同层对角或隔层对角的位置，以此保证AP间的低可见度。制定优化方案如下（篇幅所限未完整列出）：

楼层/AP

AP1

AP2

AP3

AP4

第10层

11

6

1

11

第11层

1

11

11

6

第12层

11

6

1

11

其中相同编号的AP部署于相同方向的四个角落，AP1到AP4以顺时针方式编号，西北角的AP编号为AP1，东北角的AP编号为AP4。

功率调整——解决AP可见性问题

根据勘测，该单位各楼层AP功率强度分布不均，造成各楼层AP有的信号很强，连楼下的或楼上的终端都选择关联上来，有的AP信号很弱，附近的终端并不选择关联此AP，而是选择更远的AP，造成这些非最优选择的终端传输速率和质量下降。经过研究，我们将AP的功率统一规划调整，之后不仅信号覆盖满足需求，也降低了楼层间AP可见性，使得终端选择连接最优AP。

客户端使用位置——解决信号覆盖问题

在测试过程中发现很多11G终端是PCI台式机无线网卡，且台式机大部分放在地上，天线也紧贴在铁皮机箱外，这样会造成接受信号较弱且会造成信号质量降低；建议此类客户端放置在桌面上或者窗台上。

外部环境干扰——解决信号覆盖问题

在测试过程中发现该单位射频环境中，不仅存在非法无线AP、非法adhoc PC等WLAN设备，还有频点2.4GHz不断在多个信道跳变的不明信号源设备。以下是用AirMagnet Spectrum Analyzer频谱测试仪发现的2个干扰设备：

上图中的2个干扰信源信号强度达到-40dBm，在3-9信道达到了20%的占用，造成了同频及邻频干扰，影响信号传输质量。

这些信号源会对大楼无线网络造成一定的同频干扰，建议将其排除关闭。

用802.11参数调优——解决空口占用率高问题

在该单位的网络环境里，Beacon帧发送间隔使用默认值100ms，观察配置，现网使用了多个虚拟SSID（多达4~7个），这些SSID的下发不仅需要占用资源，而且每个SSID相当于一个虚拟AP，会快速发送Beacon广播帧，占用大量的带宽和资源。因此我们建议将SSID数量减少至2个，会明显降低空口占用率，减少空间帧的碰撞，提高传输效率和信号质量。另外，我们优化了Beacon帧发送间隔，将其调整为200ms，降低发送速率，减少了空口占用率。

可调参数还包括RTS/CTS门限以及分片门限值，主要用以提升隐藏节点较多、干扰严重环境的传输效率，此次优化不需调整。

用户限速建议——解决传输性能问题

由CSMA/CA访问控制方法决定，同信道下的各个终端分享带宽。单用户使用P2P、BT、电驴等下载软件下载会占用过多共享带宽，使其他用户会出现上网慢、PING 包延时大等情况。用户限速功能的使用，可以有效控制每用户速率。避免因P2P业务大流量、小包文过多造成占用无线资源过多，影响其他用户正常接入使用。我们根据实际观测的结果，建议采用静态线速方式，每个终端分配最高带宽1Kb。

用户隔离优化——解决传输性能问题

用户间隔离功能可以减少广播报文和用户间流量对网络的影响，同时还可以避免一些ARP攻击的发生，使无线网络使用起来稳定安全。建议配置二层隔离命令，关闭二层互通，对于需要二层访问的用户（如共享打印机）可以配置不进行隔离，如此既保证了网络性能和安全性，也保证了应用。

终端切换优化——解决传输性能问题

该单位无线用户比较集中某些楼层，因此会出现部分AP上用户较多，部分AP基本上是空载状态，这样不利于网络的应用、维护及设备的合理利用，因此我们决定开启负载均衡特性。开启负载均衡后，可以看到终端在AP上合理分布。

 

3         优化方案总结

AP可见性

优化后信道分布并调整功率后，同信道AP可见性降低，同信道干扰降低，确保工作站连接最邻近AP，优化了无线工作站用户的体验。但未知干扰信源需要在现场排查，可能不在大楼内而是在相邻建筑内。另外，AP点位需要调整，确保更优的隔离效果。

信号覆盖

优化后，楼内覆盖信号强度能达到-75dBm以上的标准，覆盖地区人数大部分集中区域信号强度在-45dBm到-65dBm之间。将干扰源排除后，可减少噪声和同频干扰，提高信号覆盖质量。

空口占用率

调整包括Beacon帧发送间隔，Broadcast-Probe Reply等参数后，可观测到优化后空口占用率明显降低，优化前多为20%-40%，优化后观测占用率为3%，低于10%的标准。

传输性能

优化AP负荷模式，启用了AP负载分担，优化后，用户接入点均匀分布，各AP负载分配合理。ping用户网关延时、丢包率都在合理范围之内，流量速率正常：