敏捷分布式WiFi技术研究及应用

令晓静

【摘要】    随着移动互联网的快速发展，WiFi技术得到了广泛的应用，酒店、宿舍、医院等房间密度大、墙体结构复杂的应用场景普遍存在信号较差的问题，敏捷分布式WiFi技术采用AC+中心AP+远端单元的全新架构，用有线代替无线穿过墙体，将远端单元直接部署在房间内，实现高速率无线信号全覆盖。

【关键词】    敏捷分布式WiFi    中心AP    远端单元

引言：

近年来，WiFi作为无线局域网的一种主流形式得到的广泛的应用，它采用射频技术将一个区域的多个支持无线协议的设备连接起来，不需要实体网线的连接，在网络组建、设备接入和数据通信等方面有天然的灵活性和移动性。WiFi是一种中心站点组织形式的无线局域网，中心站点由AP提供。

随着移动互联网的快速发展，智能手机快速普及，WiFi无线网络迅速融入当代人的主流生活，逐渐成为人们工作、学习、生活的基本需求之一。国内外厂商纷纷发布了种类繁多的AP接入热点，应对不同应用场景的WIFI覆盖。但在实际应用中，对于酒店客房、学生公寓、医院病房这类房间密度大、墙体环境复杂的应用场景，WiFi覆盖一直是一个不小的难题。

一、几种房间密集型WiFi解决方案

对于酒店式公寓等密集房间型应用场景，为了解决每个独立的房间的覆盖，曾经出现几种不同的方案，从放装覆盖到室分覆盖，再到“智分”覆盖和面板覆盖，每种都有一些自身的问题。

1.1 放装式AP

放装式AP吸顶安装在走廊的天花板，对两侧的房间进行覆盖，信号穿墙之后到达房间内已经严重衰减，信号覆盖不均匀，常常会出现下载速率慢、网络延迟大，甚至经常断线等问题，用户体验感较差，随着放装AP数量的增多，设备管理复杂度持续提升。

1.2 室内分部式AP

室内分布式AP使用射频馈线将天线拉远，让天线直接入室的方式绕过了墙体对无线信号的衰减问题，信号质量有所改善，但射频馈线也信号衰减问题。天线馈线系统新建成本高，安装部署麻烦，出现故障检测原因及其复杂，维护管理麻烦。

1.3智能分布式AP

智能分布式AP对室内分布式AP进行改良，采用超柔馈线替代射频馈线，并且将合路器、耦合器集成到AP里面，减少了部署难度，但在部署的时候还是需要对墙体进行钻孔，而且对于信号在馈线中传输存在严重衰减的问题仍然存在。

1.4 面板式AP

面板式AP部署在室内，信号无需穿墙，大大减少了工程施工部署的成本，86盒安装施工便利，对已有入室网线不破坏原有装修环境和建筑结构，覆盖效果好。随着房间数量的增大，所需AP的数量太多，管理难度增大，且每台AP都需要占用相应的License，成本高。

二、敏捷分布式WiFi技术

敏捷分布式WiFi用较低的成本就可以解决密集型小房间网络覆盖及性能问题，提升无线网络覆盖性能和用户业务体验，简化设备管理和配置，为客户打造高性能、优覆盖且易管理的精品网络。这种方案与放装方案、室分方案以及“智分”方案相比有覆盖和容量上的优势，与面板覆盖方式相比也有管理节点少，License 需求少和组网规模更有保障的优势。

2.1系统架构

敏捷分布式 WiFi 对传统 AC+AP 的架构进行创新，传统AP一分为二，形成AC+中心AP+远端单元的三级分布式架构。三层架构下引入的中心 AP 是一个关键的角色，提升了整体的网络能力。向上，中心 AP 帮助 AC 处理了部分业务，分流了对 AC 业务处理需求，分担了 AC 的负载;向下，传统 AP 的转发、频谱分析和统计数据采集等功能上移到了中心 AP，RU 仅承担射频的处理，释放了 RU 的处理能力。通过AC集中管理和控制多个中心AP，每个中心AP统一管理远端单元，集中处理业务转发，负责漫游切换、负载均衡、频谱分析、关联控制等功能，RRU只负责空口管理和射频控制，这种分布式的架构进一步提升了无线接入能力，为用户带来更优的体验。

2.2 敏捷分布式WiFi特点

对于酒店客房、学生宿舍和医院病房等房间密度大、墙体环境复杂的应用场景，采用敏捷分布式WiFi组网架构来部署网络满足此类需求。敏捷分布式WiFi具有如下特点：

第一，中心AP和远端单元之间通过网线入室部署，信號无穿墙衰减与馈线损耗，实现室内无死角覆盖，提升无线接入性能;

第二，RU通过网线入室部署，支持86盒、吸顶或挂墙等多种安装方式，无需破坏的建筑原有结构，安装部署方便;

第三，AC只需要完成对中心AP的管理，RU免管理，中心AP的配置可自动下发到所有的RU简化管理，降低了网络维护工作量;

第四，远端单元不占用AC License，只需管理少量中心AP，节约License管理费用;

第五，相比传统的分布式 AP，突破 15 米的馈线长度，使用网线替代馈线，中心 AP和远端单元之间的连线可长达 100 米，实现超远距离的网络覆盖;

第六，中心AP集中管理远端单元，并行转发业务流量，远端单元仅处理无线信号，分层的设计使组网结构更加清晰，优化了整体无线转发能力。

三、敏捷分布式WiFi典型应用

敏捷分布式WiFi适用于学校、酒店、医院以及办公会议室等房间密度大、墙体结构复杂的场景，使用网线穿墙走线无压力，将远端单元装入每个房间，轻松实现无线信号全覆盖。

3.1系统组网

敏捷分布式 WiFi 由AC、中心AP和RU组成，如1-2所示，RU 本质就是一个从传统 AP 上剥离出来拉远的射频模块，通过网线直接连接到中心 AP 或者通过 PoE 交换机，PoE交换机再连接RU，扩展中心AP下管理的RU数目。中心 AP 本身不具备射频模块，需要和 RU 共同部署以完成终端接入等功能。中心 AP 统一管理远端单元，集中处理业务转发，远端单元则独立处理射频信号，这种分布式的架构进一步提升了无线接入能力，为用户带来更优的体验。中心 AP 和远端单元均支持零配置上线，可实时管理和维护，相较于传统的分布式 AP 方案，AC 仅管理少量的中心 AP，即可部署海量的远端单元，提升了整体性能的同时，降低了网络部署成本。

3.2 部署方案

本次采用华为敏捷分布式WiFi解决方案，AC采用AC6605，中心AP 采用AD9431DN-24X，远端单元采用R250D，PoE交换机采用S5735-L8P4X-A1。中心AP-AD9430DN-24可直连管理24个远端单元，通过交换机扩展最大管理48个远端单元，中心AP可以部署在机房、弱电井和走廊，用有线代替无线穿过墙体，将远端单元直接安装到房间内，独享优质的无线接入服务。远端单元R250D内置 IEEE802.11a/b/g/n/ac/ac wave2 无线模块，支持 2.4G 和 5G 双频接入，可以通过网线直连中心 AP 部署到室内，实现入室信号无死角覆盖。

3.2.1  AC

AC 部署了 AP 管理，用户管理等 WLAN 组件相关的业务，作为业务网关时的功能和业务转发相关的功能。

3.2.2中心AP

中心 AP 保留了原来 AC+AP 架构中 AP 部署的 QoS，ACL 等宽带业务相关的功能和业务转发相关的功能的功能（除了射频部分），并增加了部分 AC 的功能和对 RU 的管理功能。中心AP其与 AC 之间的通信仍然通过 CAPWAP 隧道进行，与 RU 之间的通信也是通过CAPWAP 隧道进行。

3.2.3 远端单元RU

RU 本质就是一个从传统 AP 上剥离出来拉远的射频模块，只负责与 802.11 相关的空口报文的处理，其通过 CAPWAP 隧道与中心 AP 进行通信。不同 RU 之间是独立的射频，不存在共享射频的问题。

四、结束语

敏捷分布式WiFi案创新性地将传统AP分离為中心AP+RU架构，实现了对传统AP的减负，RU只需处理无线信号和数据，而管理和控制处理均由中心AP完成，从架构层面优化无线性能。对于酒店客房、学生宿舍和医院病房等房间密度大、墙体环境复杂的场景，很好地解决了信号入室难的问题，既实现了良好覆盖，又无需付出大量改造成本，同时管理又很简单，真正做到了高性能、低成本和易管理。

参考文献

[1]酒店无线覆盖 “神器”——华为敏捷分布式Wi-Fi方案.http：//biz.ifeng.com/huanan/detail_2016_07/01/4801503_0.shtml

[2] 裴昶华.WiFi时延的测量和优化[D].清华大学博士论文，2017.