無線網路規劃設計和部署維護之誤區與最佳實踐（7）- 實現優質的無線覆蓋並不簡單

本文轉載自微信公眾號“ 無線CCIE的那些事兒”(ID：passcciew)，作者：謝清。

實現優質的無線覆蓋並不簡單

前面講過在當今的實際部署環境中，以高容量接入為目標，無線接入點之間的距離遠遠比從前以覆蓋為目的的方式近。那麼問題就來了，既然無線接入點部署的相對密集，每個無線接入點覆蓋的區域很小，那是不是我們就不需要考慮訊號覆蓋問題了?或者說，此時覆蓋都很簡單且沒問題?

需要強調的是，在實際的部署環境中正確提供覆蓋仍然很重要，所謂無線覆蓋需要實現下面3個目標：

● 無線接入點需要為客戶端需要的位置提供合適的訊號覆蓋。

● 無線接入點必須為客戶端提供其需要的資料連線速率。

● 無線接入點必須保證受到最小的、可管理的干擾。

這三個目標看起來容易，實際上做起來要同時滿足這三個目標而實現優質的覆蓋是非常難的!

優質覆蓋是高容量規劃設計的基礎

容量用來衡量無線網路可以處理的負載。例如客戶端數量，每客戶端獲得的吞吐，可以支撐得應用。合理的優質的覆蓋是獲得高容量的前提。

儘管實現覆蓋要比實現高容量更容易些，但是並不意味著覆蓋本身容易實現，尤其是對於剛剛接觸這一領域的人員而言，實現兩者的平衡需要複雜的過程。這就像一個人舉起100斤重物比舉起200斤中午更容易些，但是舉起100斤重物這件事本身並不“容易”

那麼什麼是優質的覆蓋?

簡單來講優質的覆蓋需要實現覆蓋訊號的一致性，或者說同一蜂窩下所有客戶端需要具備一致的訊雜比。從而使得覆蓋蜂窩內所有客戶端，不論是單空間流還是多空間流，不論是膝上型電腦還是智慧終端，都可以最佳的資料連線速率連線到無線接入點。

透過站點勘察軟體可以生成無線接入點的覆蓋熱圖，從而判斷無線接入點的覆蓋一致性。在一個典型的企業環境中和典型的距離(10米)內對廠商802.11ac無線接入點進行站點勘察，可以生成無線接入點的覆蓋熱圖(如下圖所示)。顧名思義，所謂訊號熱圖是指圖中代表訊號的顏色越熱，訊號質量越好，越能夠實現更密集的調製方式且建立更高的資料連線速率。

如上圖所示，勘察進行了41次測量，在該環境中，思科無線接入點在100%(在85%的時間中實現了1300Mbps資料連線速率)的測量中實現了256-QAM的密集調製方式並建立最高的資料連線速率，而其他廠商無線接入點只實現了51%(而且只在7%的時間中實現了1300Mbps資料連線速率)的比率。

從熱圖可以看到，在思科無線接入點覆蓋範圍內，所有客戶端不論是處於何種位置，蜂窩都能提供相對一致、均勻的優質覆蓋，而其他廠商無線接入點提供的覆蓋是參差不齊、不一致的覆蓋。這就是不同產品之間實現覆蓋的明顯不同。從站點勘察得到的實際覆蓋熱圖上還可以看出，只有思科無線接入點才能在更遠的距離上為所有方向上的客戶端建立更高的資料連線速率。上述兩點就是在無線接入點形成的蜂窩中提供訊號覆蓋一致性的重要性!

也許您看了上面的描述還不太理解什麼是優質覆蓋，沒關係，讓我們來看一些實際的案例。先從測試場景開始，以往我們為了衡量廠商的產品在真實部署環境中的的表現，最常進行的模擬測試就是多客戶端匯聚吞吐測試，這一測試可以體現多客戶端進行介質競爭時無線接入點的處理能力，但是同時這個測試也體現了一個無線接入點產品的覆蓋特性。

例如，很多廠商的測試方法非常“特殊”。如下圖所示，所有客戶端都擺放在一起並且距離無線接入點很近(部署在客戶端上方)。

所有客戶端集中在無線接入點下方很小的區域內，請見下圖：

那麼為什麼這些廠商要這樣測試呢?

原因很簡單，要獲得高吞吐測試結果，所有客戶端必須以最高的資料連線速率建立和無線接入點的連線，但是802.11ac要實現最高的資料連線速率需要具備三個條件：80MHz或160MHz通道寬度、256QAM調製方式、最多的空間流(目前市場上可見到的商用客戶端最多為3空間流)。這三個條件都要求非常高的訊號強度和訊雜比才能實現，要獲得非常高的訊號強度和訊雜比的最簡單方法就是距離無線接入點越近越好，最好都放在無線接入點下方。一旦超出這個距離(一般3-5米)，客戶端將難以和無線接入點建立最高的資料連線速率從而獲得高吞吐結果。所以歸根結底，他們的問題是沒有辦法在哪怕是更遠一點的距離提供覆蓋的一致性!

思科是怎樣進行測試的?

你可以想象到在一個典型的辦公環境中，並非所有的客戶端裝置都會被排列整齊的放置。對於效能的測試應儘可能的模擬真實部署，使其儘可能的接近使用者的動態特性。我們認為多客戶端驗證測試應在真實部署場景中進行。客戶端的擺放如下圖所示。

無線接入點覆蓋蜂窩內的無線客戶端與其處於各種距離和方向角度。單純的近距離測試(例如無線客戶端就放置在無線接入點下方)或者採用單客戶端在不同距離/方向上進行測試無法真實反映無線接入點訊號覆蓋的一致性。可信的有參考性的測試應採用多客戶端同時在不同距離和所有方向上進行。

再舉個例子，優質無線覆蓋對一致性的要求並不是802.11ac才有的，早在11a/g/n時代就出現了，只不過當時需求並不像今天這樣嚴格，但是還會在一些專案中體現出來。我有一個印象很深的案例，某使用者有許多會議室(6米x10米左右大小)需要無線覆蓋，每個會議室需要接入的使用者並不多，20人(終端)左右，但是他們在無線網路上有個需求，會議室沒有投影儀，每個參會人員(包括演講者)面前都有一個iPad，主講者在講話過程中會在iPad上翻動PPT，與此同時要求參會者面前的iPad螢幕顯示的內容要同步更新。

很多廠商覺得不就是每個會議室部署一顆無線接入點，連線20個客戶端，然後將一個客戶端上的資料傳輸到其它19個客戶端上這麼簡單嗎?不要小看這樣一個簡單的需求，這個需求恰恰對覆蓋一致性提出了很高的要求，除了思科以外的其他廠商都在這上栽了跟斗。

優質的覆蓋實現起來不簡單

為一個(或一類)客戶端提供合適的覆蓋不能等同於在同樣的位置能為另一個(或一類)客戶端提供合適的覆蓋，也就是說如果某個客戶端在某地點需要無線網路為其提供54Mbps的資料連線速率，那麼在同樣位置，其它客戶端可不一定能夠實現這一資料連線速率的建立。這是因為不同的客戶端能力(接收訊號靈敏度、天線排布)不同。這也是為什麼業界有眾多的站點勘察和規劃工具，幫助我們瞭解無線網路的部署環境並對其進行視覺化，以便我們瞭解如何進行覆蓋。

環境的變化會造成覆蓋的變化，射頻訊號在傳輸過程中由於反射、衍射、吸收等效應會發生改變。在一般的辦公環境中，傢俱位置的變換、座位格局/裝修的改變，乃至溫溼度的變化都或多或少的影響覆蓋。在倉儲環境中，貨架佈局的變換，叉車對人員手持終端的遮擋等也會影響覆蓋。

客戶端的變化會造成覆蓋的變化，尤其是對於已有無線網路的使用者，原有設計是為膝上型電腦，現在新增加了智慧手機、平板電腦客戶端，他們的無線屬性和膝上型電腦大不相同，一個經驗值是智慧終端的接收訊號強度往往比膝上型電腦低10-15dB。同時新增加的客戶端不意味著就是一個“好”(連網行為、漫遊行為)客戶端。

實現優質的覆蓋需要專業射頻知識

要實現合適的覆蓋，避免可能的的亡羊補牢，你需要了解相關的專業知識，包括但是不限於：

● 射頻特性，電磁傳播特性

● 功率換算

● 資料連線速率、調製方式、編碼方式

● 介質競爭/訪問機制

● 技術名詞：SNR、RSSI、dBm等

總之：片面的強調效能而忽視覆蓋一致性以及片面的強調覆蓋距離而忽視效能一致性都是不恰當的，只有做到兼顧覆蓋一致性的同時提供高效能，才能讓您魚和熊掌兼得!

前文回顧：

（1）堅持正確的規劃設計是邁向成功部署的第一步

（2）關注關鍵效能指標（上）

（3）關注關鍵效能指標（下）

（4）5GHz頻譜最佳保障，2.4GHz頻譜盡力而為

（5）任何忽視客戶端能力的設計規劃都將部署失敗！

（6）正確認識 802.11ac 的作用

（7）實現優質的無線覆蓋並不簡單

（8）無線接入點部署位置和方法不容妥協

（9）既要紙上談兵，也要腳踏實地