WLAN無線校園網(wǎng)的優(yōu)化與改進(jìn)

WLAN在國內(nèi)高速發(fā)展已2年有余，從最初的胖AP解決方案、熱點(diǎn)覆蓋的部署方式轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳暗闹悄芗锌刂菩徒鉀Q方案、熱點(diǎn)覆蓋和無線校園網(wǎng)齊頭并進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢。2009年開始各大運(yùn)營商都將業(yè)務(wù)發(fā)展的目光放在了校園這一特殊的公共熱點(diǎn)區(qū)域，江蘇、浙江、陜西、山東、遼寧等等省份均大規(guī)模部署了無線校園網(wǎng)，伴隨著網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)大、用戶容量的急劇增加，網(wǎng)絡(luò)干擾、覆蓋不到位、接入用戶數(shù)量超過設(shè)計(jì)值、大流量業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)QoS、上行帶寬不足等問題逐一暴露，使得網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化迫在眉睫。

大唐電信針對(duì)上述問題提出了對(duì)無線校園的一系列優(yōu)化措施。由于采用集中控制型WLAN解決方案，主要的優(yōu)化過程均通過無線交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)大量的優(yōu)化需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)展開，因此通過對(duì)無線環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和數(shù)據(jù)規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化，才能達(dá)到提升網(wǎng)絡(luò)效能的目的。

無線環(huán)境優(yōu)化

本項(xiàng)優(yōu)化措施主要針對(duì)無線干擾、覆蓋效果進(jìn)行，使各種干擾的影響可以降到較低的水平，同時(shí)提升覆蓋效果，該措施主要通過大唐電信無線交換機(jī)在無線管理方面的強(qiáng)大功能實(shí)現(xiàn)。

抗干擾優(yōu)化

針對(duì)無線干擾嚴(yán)重的情況，無線環(huán)境的優(yōu)化可以通過優(yōu)化工作信道、優(yōu)化發(fā)射功率，有效降低同頻、鄰頻干擾。

覆蓋環(huán)境優(yōu)化

校園網(wǎng)初期規(guī)劃主要考慮了薄覆蓋，針對(duì)覆蓋信號(hào)較差的區(qū)域，無線環(huán)境的優(yōu)化可以通過適當(dāng)提升AP發(fā)射功率、增加新AP的方式解決覆蓋效果不佳的問題。

網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)和 數(shù)據(jù)優(yōu)化

本項(xiàng)優(yōu)化措施主要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等方面展開，以實(shí)現(xiàn)提升網(wǎng)絡(luò)性能、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的目的。

核心網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化

該措施通過對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)所涉及的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的業(yè)務(wù)性能監(jiān)控，來判斷核心網(wǎng)是否健康，是否需要擴(kuò)容。擴(kuò)容傳輸設(shè)備上行帶寬、擴(kuò)容核心交換機(jī)與IP城域網(wǎng)帶寬等措施的實(shí)施，有效地解決了帶寬不足帶來的業(yè)務(wù)發(fā)展瓶頸。

網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)優(yōu)化

針對(duì)目前校園網(wǎng)組網(wǎng)當(dāng)中網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)規(guī)劃的不合理性諸如IP地址分配、用戶認(rèn)證等可能出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù)。

接入用戶相關(guān)數(shù)據(jù)優(yōu)化

本項(xiàng)優(yōu)化措施主要針對(duì)校園用戶業(yè)務(wù)的特殊性，通過對(duì)用戶速率、AP負(fù)載、二層隔離設(shè)置等方面數(shù)據(jù)設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，有效保證每用戶的上網(wǎng)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定性。

經(jīng)過一系列的優(yōu)化措施，無線校園網(wǎng)性能將得到進(jìn)一步的提升。

某校園網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化案例

某校園的無線校園網(wǎng)于2009年建成，共部署了600余臺(tái)AP，采用室分合路方式部署，覆蓋目標(biāo)為21棟學(xué)生公寓和2棟研究生樓，每棟樓每層部署3或4臺(tái)室內(nèi)大功率AP設(shè)備。AP與AC之間傳輸通過運(yùn)營商EPON光纖接入系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)建成的試運(yùn)行期間，運(yùn)營商和大唐電信在業(yè)務(wù)高峰期發(fā)現(xiàn)以下一些問題。

● 部分用戶可關(guān)聯(lián)上AP，但無法獲得IP地址。

● 光纖傳輸系統(tǒng)當(dāng)中的負(fù)責(zé)AP與AC傳輸?shù)腛NU發(fā)生吊死現(xiàn)象。

● 校園用戶上網(wǎng)速度慢，最低可達(dá)50kbit/s。

針對(duì)以上問題，大唐電信與運(yùn)營商經(jīng)過周密的現(xiàn)場測試、模擬、討論，分析了可能出現(xiàn)問題的幾個(gè)因素。

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)方面的因素

該學(xué)校高峰期用戶數(shù)多，部分用戶筆記本開機(jī)后雖然關(guān)聯(lián)上WLAN網(wǎng)絡(luò)（以前曾經(jīng)連接過，屬于自動(dòng)關(guān)聯(lián)），但是并未使用WLAN業(yè)務(wù)，如果IP地址租期過長，將影響DHCP地址池的利用率?？膳袛酁镮P地址占用時(shí)間過長，導(dǎo)致地址數(shù)量緊張，部分用戶無法獲得IP地址。

網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)

該學(xué)校WLAN用戶規(guī)模大，學(xué)生用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用情況復(fù)雜（基本都是玩網(wǎng)絡(luò)游戲同時(shí)還下載電影），按照目前每個(gè)用戶限速2Mbit/s的帶寬和高峰期整個(gè)附著AP用戶數(shù)量近2500個(gè)計(jì)算，無論是樓宇ONU上行帶寬還是學(xué)?？偝隹冢ㄉ闲械絆LT接口，原先只有1Gbit/s）帶寬都無法滿足需要。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)

初期規(guī)劃為每個(gè)校園熱點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)管理VLAN和一個(gè)業(yè)務(wù)VLAN，便于以后業(yè)務(wù)和用戶認(rèn)證靈活調(diào)整。但隨著WLAN網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過不斷的擴(kuò)容，目前已經(jīng)安裝部署了600多臺(tái)AP，在高峰期會(huì)形成一個(gè)龐大廣播域，廣播包將會(huì)占用有限的傳輸帶寬并引起用戶數(shù)據(jù)傳輸受阻。

針對(duì)以上問題大唐電信對(duì)該校園無線網(wǎng)制訂了3個(gè)階段的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，分別針對(duì)不同問題逐一排查解決。

第一階段：修改業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

更改DHCP SERVER的租賃期，由3小時(shí)改為1小時(shí)，使得用戶釋放的地址能更快回收，以解決地址分配在用戶上網(wǎng)高峰時(shí)段的緊缺問題。

第二階段：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)整

該校園每棟樓AP布放都超過30個(gè)，但是上行ONU都只有一個(gè)，研究生樓有90多個(gè)AP，上行由3個(gè)ONU分擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸，ONU輸出帶寬只有100Mbit/s，學(xué)生用戶數(shù)量比較多，用戶使用WLAN高峰時(shí)可以達(dá)到900多人。所以每樓棟單一ONU的帶寬瓶頸以及從接入交換機(jī)至ONU的多次轉(zhuǎn)發(fā)，在高峰數(shù)據(jù)并發(fā)時(shí)段影響用戶上網(wǎng)質(zhì)量，用戶反映上網(wǎng)速度慢。

擴(kuò)容改造ONU設(shè)備消除了高峰期二層交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的瓶頸，同時(shí)，將出口總帶寬（上行到OLT帶寬）從1Gbit/s擴(kuò)充到了2Gbit/s，大大改善了用戶的業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。

第三階段：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)調(diào)整

將原來對(duì)應(yīng)的一個(gè)業(yè)務(wù)VLAN擴(kuò)充到每棟宿舍樓對(duì)應(yīng)一個(gè)業(yè)務(wù)VLAN，確保每個(gè)VLAN下用戶不超過100個(gè)。改造后網(wǎng)絡(luò)中的廣播包得到了很好的抑制，ARP廣播包從36.5%下降到8%。以上說明，業(yè)務(wù)VLAN的細(xì)化對(duì)減少ARP廣播包起到很好的抑制作用。

通過實(shí)施ONU改造、上行帶寬擴(kuò)容VLAN數(shù)據(jù)優(yōu)化等措施，該無線校園網(wǎng)有效提高了用戶的下載速度和地址受限情況，經(jīng)過優(yōu)化前后的多次測試，下載速率明顯提高，由120kbit/s左右提高到190kbit/s。