ruckus物流行業(yè)無線局域網(wǎng)技術(shù)方案v10(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 用了多次。空間復用的工作原理是將一個數(shù)據(jù)幀分割為多個數(shù)據(jù)片，然后通過多個天線的多路無線信號，并發(fā)傳輸這些數(shù)據(jù)片。而接受者則使用不同的天線，接受不同的信號，并執(zhí)行還原過程，將其恢復為原始數(shù)據(jù)流。空間復用通過提升發(fā)射者與接受者之間并發(fā)數(shù)據(jù)流的數(shù)量，從而提升吞吐量。空間復用實際上是利用了一個常見的無線現(xiàn)象，叫做“多路徑”（后文會對此進行詳細討論）。 就是一個無線信號會因為反射，經(jīng)由不同的路徑達到最終客戶端，導致客戶端因此難以確定正確的信號。，多路徑卻是被希望發(fā)生的現(xiàn)象，這樣就可以向接收端傳輸更多的數(shù)據(jù)。因此，確保信號會經(jīng)由不同的射頻路徑傳輸，對獲取更高性能而言就很重要了。空間復用的挑戰(zhàn)，但是目前絕大多數(shù)可用的芯片組和系統(tǒng)只能支持2路。或許在幾年后，會改變這一點。:空間復用和物理數(shù)據(jù)傳輸率一樣，對干擾和數(shù)據(jù)包丟失高度的敏感。在一個充滿干擾的環(huán)境以及（或者）不佳的位置下，AP和客戶端可能會傾向于選擇更少的空間數(shù)據(jù)流。這會導致物理數(shù)據(jù)傳輸率和實際吞吐量的急劇降低。正如前文所提及的那樣，空間復用依賴于多路徑傳輸（無線信號通過2條或者多條路徑到達接受者天線）和相關延遲（每個信號自發(fā)射到被接收到之間的時間間隔）。 接收端就是依據(jù)這些路徑差異來重組或者重建原始數(shù)據(jù)流的。如果在發(fā)送端和接收端之間的空間穿越路徑太過近似（或者“相互關聯(lián)”），空間復用就會失敗，發(fā)送端就必須削減空間數(shù)據(jù)流的數(shù)量，從而降低傳輸速率。因此，也是必不可少的空間復用同時也提升了空間數(shù)據(jù)流出錯的概率。因為此時穿越無線介質(zhì)的數(shù)據(jù)更多了，所以出現(xiàn)數(shù)據(jù)損傷或者數(shù)據(jù)包丟失的概率也就更大了。在這種情況下，對一個AP或者一個客戶端來說，最典型的反應就是使用較少的空間數(shù)據(jù)流，并降低數(shù)據(jù)傳輸率，以確保平穩(wěn)運行以及最小化丟包率。認識空間復用的潛力智能天線技術(shù)才是最適合空間復用的。因為通過控制信號路徑的方向和時間，智能天線陣列最小化了陣列之間的關聯(lián)性。而正是不同的天線配置之間的非關聯(lián)性，才能保證實現(xiàn)使用這些系統(tǒng)所獲取的大部分統(tǒng)計增益。通過獨立掌控或者路由每一個空間數(shù)據(jù)流通過最適宜的射頻路徑，智能天線提升了空間復用通訊可用的時間百分比，拓展了空間復用的實用性。如今， AP都使用了多根全方位天線，以發(fā)射不同的數(shù)據(jù)流。這些全方位天線幾乎是同等極化的，因此導致了多路徑的可能性被降到最低，特別是在很短的距離上。相反，智能天線陣列允許使用水平或者垂直極化的天線部件，以用于不同的空間數(shù)據(jù)流。這增加了（幾乎是確保了）正確多路徑傳輸?shù)目赡苄浴３俗畲蠡窂降姆窍嚓P性之外，智能天線陣列技術(shù)還可以排除干擾。，因為它只有3個非重復的頻道，要不是那些全方位天線的WiFi系統(tǒng)幾乎不可能做到這一點，頻道復合也不會變得如此困難。要減輕外來干擾，并防止空間數(shù)據(jù)流間彼此相互干擾，使用自適應智能天線是最適合的，因為每一個WiFi傳輸都可以被相應的特定天線獨立控制，包括對方向的控制，以及對每個數(shù)據(jù)包穿越射頻介質(zhì)的路徑控制。此外，在5GHz的無線頻譜中（），（在許多個案中高達9dBi）。其結(jié)果就是可以在更大的覆蓋范圍內(nèi)使用更多的空間數(shù)據(jù)流。40MHz頻道（頻道復合）（也就是常說的“頻道復合”）。頻道復合通過將兩個臨近的20MHz頻道復合成一個單獨的40MHz頻道，來提升帶寬。就吞吐量的提高來說，實際上比兩倍還略高一點點，因為兩個整合頻道之間的保護帶也能被去掉。 以及頻道復合沒有頻道復合的話。限制客戶端僅能使用20MHz是一種實質(zhì)上的誤導。由于絕大多數(shù)WiFi系統(tǒng)中對于射頻傳輸控制的缺乏，傳統(tǒng)經(jīng)驗告訴我們，40MHz頻道僅在5GHz波段有效，因為在那個頻譜中，有大量的非重復頻道可用。，僅僅只有3個非重復的20MHz頻道（頻道1，6和11）。將3個非重復頻道中的2個組合成一個更寬的40MHz頻道，將限制你只能使用一個單獨的非重復40MHz頻道。在5GHz波段，有23個非重復的20MHz頻道（實際數(shù)目視不同的國家規(guī)定而不同），因此使用40MHz頻道沒有任何的風險。另一個常見的誤解是認為使用40MHz頻道的話，將造成更多的干擾。雖然40MHz的運作會消耗2倍的帶寬，但是數(shù)據(jù)包卻只有一半（相對于時間），所以在干擾方面其實并無實際增加。，AP和客戶端方面是否都有足夠的智能以確認運作的正確模式，就顯得非常重要了。Smart WiFi通過其獨有的方式解決了干擾問題。Smart WiFi提升了頻道復合的幾率，40MHz的頻道都對干擾和數(shù)據(jù)包丟失極其敏感。 對指定客戶端而言，絕大多數(shù)的AP都會在發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)干擾或者數(shù)據(jù)包丟失時作出反應，降回20MHz頻道。這會導致潛在吞吐量損失一半以上。Smart WiFi提供了更大程度上的更多自由，允許AP在數(shù)千種可能天線模式以及路徑之間進行選擇。在絕大多數(shù)情況下，它都可以找到一種特定的天線組合，可以保證在干擾依舊的情況下，繼續(xù)使用40MHz頻道。雖然實際操作還要依賴于具體的不同環(huán)境，但實際情況就是，使用了Smart WiFi的頻道復合。有效吞吐量的提高除了物理速率提升，來提升有效吞吐量。幀集成幀集成將多個小數(shù)據(jù)包組合成一個大幀——系統(tǒng)開銷（Overhead）更少，有效地提高數(shù)據(jù)包效率。塊應答塊應答讓接受者可以對一組幀進行應答，而不是以前那樣對單個幀進行應答。因為延遲的響應時間，應答降低了發(fā)射時間的效率。而通過一次應答多個幀。 幀集成及塊應答的潛在益處和挑戰(zhàn)這兩個技術(shù)在約定的物理數(shù)據(jù)傳輸率上，一起引人注目的提升了實際吞吐量。這種在時間和距離上的實際吞吐量才對絕大多數(shù)用戶有意義，因為環(huán)境的改變并不總能被事先考慮到。，但是實際的UDP性能不超過大約35Mbps，而最大的TCP吞吐量則要更低得多。，在物理數(shù)據(jù)傳輸率方面的問題就更加戲劇化了。在一個沒有塊應答的300Mbps物理傳輸速率上，有效的最大UDP吞吐量不超過68Mbps。 一次應答2幀可以將潛在吞吐量提升到110Mbps；一次應答4幀可以將吞吐量提升到200Mbps，以此類推。很顯然，幀集成和塊應答技術(shù)，有多么的關鍵。毋庸置疑，幀集成和塊應答同樣也對數(shù)據(jù)包丟失和干擾極其的敏感。在一個嘈雜的環(huán)境里，絕大多數(shù)AP和客戶端都會回歸到一個侵略性較少的集成上，其結(jié)果就是較低的吞吐量。通過優(yōu)化到達每個客戶端的路徑，減輕干擾，提升距離，以及提供優(yōu)異的接受靈敏度，Smart WiFi技術(shù)可以通過提升AP和客戶端之間協(xié)商達成更具侵略性的幀集成以及塊應答方案的可能性，從而幫助實現(xiàn)并最大化MAC層增強技術(shù)的潛力。其結(jié)果就是，在距離方面獲得可靠的性能提升。向下兼容性——，。許多人擔心，面對這些老客戶端。這種想法是錯誤的。（），而對老客戶（）。嗯，很合理，但這遠不是最理想的。，而5GHz波段的空氣傳播性更低，傳輸距離也更短。這會導致需要更多的AP，整體方案的成本也會更貴。相對于可供選擇的更多可用頻道，，并沒有任何與生俱來的優(yōu)勢。這一點。Smart WiFi引入了相關技術(shù)，以解決這些潛在的問題。某些情況下，最佳方案是給予每一個客戶端（無論其屬于何種類型）同等的介質(zhì)訪問份額。 比方說，10個同時進行的客戶端，每一個都消耗十分之一的傳輸時間。對于有300Mbps物理速率的一個客戶端來說，這意味著最高30Mbps的吞吐量（忽略系統(tǒng)開銷）。而對于只有1Mbps物理速率的客戶端而言（可能是一個老客戶端，），則意味著不超過100kbps。在其他情況下，一個最佳方案可能是懲罰慢速客戶端，而給予更快的客戶端以更多的無線網(wǎng)絡訪問權(quán)。其結(jié)果就是更高的整體性能和整體應用水平。問題是，絕大多數(shù)WiFi AP都使用集成在無線芯片組中的非彈性硬件隊列，只能提供4路標準隊列，分別是語音，視頻，數(shù)據(jù)，以及其他應用。其結(jié)果就是，一個慢速的語音客戶端將消極影響網(wǎng)絡中的所有其他客戶端。Smart WiFi結(jié)合了智能天線陣列以及QoS（服務質(zhì)量控制）技術(shù)來解決這個問題。智能天線陣列允許對每一個數(shù)據(jù)包及每一個客戶端使用不同的天線陣列。與此同時，一個復雜的服務質(zhì)量控制引擎為每一個客戶端都保持4條軟件隊列。不同的客戶端之間應用一個加權(quán)的循環(huán)法則。這些技術(shù)結(jié)合在一起，可以形成不同的特定策略，保證對不同客戶端之間的傳輸時間分配可以達到最優(yōu)化效果。BeamFlex ，最終讓企業(yè)無線化觸手可及。，卻是復雜性、成本的增加以及混亂性。在生產(chǎn)商宣揚高達300Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率時，用戶的體驗卻完全不同。，例如空間復用、頻道復合、幀集成以及塊應答。要做到這一點，在射頻領域方面擁有可見性以及控制力就勢在必行，與此同時，還需要對那些能對性能造成負面影響的實時環(huán)境變化擁有自適應能力。，絕大多數(shù)都未提供能滿足需求的射頻區(qū)域控制——其結(jié)果就是不合理的系統(tǒng)性能。這些系統(tǒng)必須不斷進行一次又一次的人工調(diào)整——需要你熟知信號傳播特征以及環(huán)境條件方面的相關知識。而智能天線技術(shù)的進步，比如復雜性、可靠性，以及性能方面的問題。通過自動控制WiFi信號的路徑選擇，Smart WiFi系統(tǒng)能夠確保進行空間復用，頻道復合，幀集成以及塊應答的最大可能性。此外，通過任何時候都對WiFi信號進行最佳路徑的路由，這些Smart WiFi系統(tǒng)能夠避免和減輕所受到的干擾。其結(jié)果就是，在任何指定范圍內(nèi)，都能為用戶提供性能更好，更加可靠的無線連接。6．1．5無線局域網(wǎng)體系的變革6．2 Ruckus無線局域網(wǎng)的管理XXX的無線局域網(wǎng)是一個數(shù)量龐大的無線網(wǎng)絡，包括數(shù)以千計的無線AP，如何管理這些數(shù)量龐大的無線AP和復雜的無線應用業(yè)務，是XXX者面臨的一大難題。傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)的所有網(wǎng)絡配置都必須在AP上設定。采用無線交換機管理控制的AP解決了上述問題，但由于所有AP的業(yè)務流量都要匯聚到無線交換機，使得無線交換機成為單點故障和性能瓶頸，每個AP無線傳輸速率高達300Mbps， AP的數(shù)據(jù)都匯聚到中心的無線交換機進行處理，那么集中式無線交換機的單點故障和瓶頸效應彰顯的尤為明顯，而且將遍布各處的無線用戶的數(shù)據(jù)都匯聚到中心的無線交換機進行處理，無論是用戶的使用性能還是可擴展性都是需要慎重考慮的。對XXX來講，兼容現(xiàn)有的網(wǎng)絡和運營模式是建設任何網(wǎng)絡的優(yōu)先考慮。所以集中管理就是一個必須要支持的功能，比如部署在用戶場所的AP要求獲取當?shù)氐腎P，而部署在管理中心機房的集中網(wǎng)管系統(tǒng)可以跨網(wǎng)段對部署在各用戶場所的AP進行遠程管理。新一代的無線網(wǎng)絡管理方案既要能夠滿足當前XXX業(yè)務的集中管理需求，又能夠滿足XXX網(wǎng)絡規(guī)模和新業(yè)務不斷發(fā)展的需要。Ruckus無線公司基于TR069標準的網(wǎng)管系統(tǒng)FlexMaster是目前最適合XXX的網(wǎng)管系統(tǒng)，它使得XXX能夠方便的管理分布于不同區(qū)域、數(shù)量龐大的AP，可以在很大程度上減少的配置/管理工作，提高設備的易用性和可管理性，便于設備的快速部署和業(yè)務的迅速開展。6．2．1 集中管理 – FlexMaster和ZD1000/3000FlexMaster集中網(wǎng)管服務器安裝在網(wǎng)管中心，直接管理分布在各處的2942 AP和無線控制器ZoneDirector 1000/3000。有些地方如運營商管理的連鎖咖啡廳、連鎖零售商店、無線熱點等，由于這些場所一般安裝的2942 AP數(shù)目比較少，建議這些地點安裝的2942 AP直接歸FlexMaster集中網(wǎng)管系統(tǒng)管理，供電可采用220伏AC/DC轉(zhuǎn)換器直接供電。對于連鎖酒店、學區(qū)、中大型企業(yè)以及無線管理業(yè)務，由于這些客戶一般擁有多個場所，每個場所需要部署幾十個到成百上千個AP不等，建議在這些場所的設備間部署Ruckus無線公司的無線控制器ZoneDirector 1000/3000，統(tǒng)一管理部署在本場所的2942 AP，分布在各個場所的無線控制器ZoneDirector 1000/3000由部署在網(wǎng)管中心的FlexMaster集中管理。這樣每個場所可以通過部署在本地的ZoneDirector 1000/3000進行一些本地化的配置，如只服務于該場所的特定的SSID，ZoneDirector 1000/3000可以對部署在本場所的AP做靈活的射頻管理，如無線信道的選擇，發(fā)射功率的調(diào)整、負載均衡等，也有利于VoWLAN等語音業(yè)務的無縫漫游。FlexMaster集中網(wǎng)管系統(tǒng)提供以下基本功能：(1) AP“零”配置、即插即用在任何地點的AP加電后，能夠自動找到FlexMaster網(wǎng)管服務器，主動請求管理，從FlexMaster網(wǎng)管服務器下載配置，自動進行初始化配置。AP只需要配置IP地址和指定FlexMaster網(wǎng)管服務器的IP/URL地址，其它的配置都由AP自動完成。基本做到AP設備的“零”配置或即插即用。AP也可以通過DHCP服務器或DNS服務器自動獲得FlexMaster網(wǎng)管服務器的IP/URL地址。（2）集中配置管理配置管理由FlexMaster網(wǎng)管服務器控制發(fā)起，通過在FlexMaster網(wǎng)管服務器上按組或設備類型設置配置模板。批量對指定設備和指定設備組配置更新，也可以對單臺設備進行個性化配置和管理。(3)軟件升級管理AP可以主動請求版本更新，也可由以FlexMaster網(wǎng)管服務器強制進行版本的升級。無論是哪種方式，版本的決策都由FlexMaster網(wǎng)管服務器來控制。FlexMaster網(wǎng)管服務器可以定制升級任務，為了不影響用戶的正常上網(wǎng)，F(xiàn)lexMaster網(wǎng)管服務器一般可以指定軟件升級或配置更新安排在凌晨用戶比較少的時間段進行。(4)性能監(jiān)控和系統(tǒng)日志文件FlexMaster網(wǎng)管服務器可以實時查詢設備狀態(tài)，顯示設備信息，包括：型號, 設備名稱, MAC地址, 序列號，F(xiàn)irmware版本, 上次通信事件，組名稱等。AP可主動發(fā)送事件報告實現(xiàn)設備的實時告警，設備告警、事件、設備日志能夠通過Email發(fā)送到指定管理員帳號。FlexMaster網(wǎng)管服務器能夠查看設備log信息和存儲log文件。(5)基于加密通道的遠程管理 采用加密通道對AP進行遠程管理，管理更安全。采用基