Предисловие к характеристикам: Беспроводные сети напрямую влияют на общую производительность сети. В современной сетевой среде предприятия более половины трафика данных передается по беспроводным каналам. С популяризацией технологии Интернета вещей беспроводные сети будут передавать более важный бизнес-трафик. Существует множество ключевых факторов, которые стоит учитывать при выборе беспроводных сетей в сценариях предприятия/кампуса, такие как мобильность терминала, возможности и покрытие роуминга точек доступа, полоса пропускания и пропускная способность, задержка, каналы, радиочастотные помехи и т. д. Конечно, есть также настройки сетевой безопасности, аутентификация пользователей и т. д.
Независимо от того, строите ли вы новую или модернизируете беспроводную сеть, абсолютно необходимо просмотреть и обновить ключевые знания о беспроводных сетях, прежде чем предпринимать действия. Мы начнем со следующих аспектов. Мы надеемся, что эта статья поможет вам сделать лучший выбор.
В системах беспроводной связи информацией могут быть изображения, текст, звуки и т. д. Информацию необходимо преобразовать в цифровой сигнал, удобный для схемных расчетов и обработки посредством исходного кодирования, а затем преобразовать в радиоволны посредством канального кодирования и модуляции для передачи. Среди них отправляющее устройство и принимающее устройство соединяются с помощью интерфейсов и каналов. Для проводной связи интерфейс устройства виден и подключен к видимому кабелю, а для беспроводной связи интерфейс невидим и не виден. подключен к невидимому кабелю, называемому воздушным интерфейсом (космическим интерфейсом).
Беспроводные сети можно разделить на персональные сети, локальные сети, городские сети и глобальные сети в зависимости от области их применения.
личная сеть | локальная сеть | городская сеть | глобальная сеть | |
---|---|---|---|---|
стандарты протокола | Bluetooth | IEEE802.11b,IEEE802.11a,IEEE802.11g, IEEE802.11n | IEEE 802.16,MMDS,LMDS | GSM, GPRS, CDMA, 2.5-3G-4G |
Скорость передачи | Менее 1 Мбит/с | 1Mbps~600Mbps | 22+ Mbps | 1-7Mbps-100Mbps |
Покрытие | 10m | 100~300m | Более десяти километров | десятки и сотни километров |
Сценарии применения | Точка-точка, устройство-устройство | Сети предприятий, парки, школы, гостиницы и т.д. | доступ последней мили | мобильный телефон |
Радиоволны — это электромагнитные волны (также называемые радиочастотами или радиоприемниками в повседневном использовании), генерируемые переменным током колебательного контура. Они могут передаваться и приниматься через антенны. Частотный диапазон радиоволн называется полосой частот. Все радиочастотное оборудование имеет уровень чувствительности, уровень сигнала, выше которого беспроводной терминал может правильно интерпретировать и принимать радиосигналы. Единица чувствительности – д Бм. Чем меньше значение чувствительности приема, тем лучше качество приема.
Общие диапазоны частот беспроводной связи | |
---|---|
сотовый телефон | GSM:900/1800MHz,CDMA:800MHz |
Решение 5G | Мобильная связь (2,6G 160 МГц)/3,3G 100 МГц, совместное строительство внутри помещений, China Telecom и China Unicom 3,5G 3400–3600 МГц Мобильная связь: 4800–4900 МГц, радио и телевидение 4900–5000 МГц |
ФМ | 87,5–108,0 МГц (гражданское вещание) |
70–87,5 МГц (трансляция кампуса) | |
108-160МГц (любительская радиосвязь) | |
Частота связи для рации и телевизионного звука выше 160 МГц часто фокусируется на частотах 400–470 МГц и 136–174 МГц. | |
беспроводной телефон | 45~48MHz |
беспроводная сеть | 2,4 ГГц и 5 ГГц (у Wi-Fi 7 также есть 6 ГГц) |
Bluetooth | 2.4GHz |
Антенна представляет собой преобразователь, который представляет собой компонент, используемый для передачи или приема электромагнитных волн в беспроводном оборудовании. Она может преобразовывать друг в друга направленные волны, распространяющиеся по линии передачи, и электромагнитные волны, распространяющиеся в пространстве. Антенны обычно имеют два режима покрытия сигнала: всенаправленный и направленный (как показано на рисунке ниже).
Радио одновременно посылает несколько сигналов, каждый из которых представляет собой пространственный поток. Обычно пространственный поток может быть установлен между группой передающих и приемных антенн.
MIMO относится к технологии с несколькими входами и несколькими выходами, также известной как технология с несколькими антеннами. Она использует несколько передающих и приемных антенн для обеспечения нескольких передач и нескольких приемов, что экспоненциально увеличивает пропускную способность канала. Количество пространственных потоков — это параметр, определяющий максимальную физическую скорость передачи. Мы обычно используем формат данных (AxB:C) для представления максимального количества передающих антенн (A), максимального количества приемных антенн (B) и максимального количества потоков пространственных данных (C), поддерживаемых технологией нескольких антенн. Текущие основные протоколы 802.11ac и 802.11ax предусматривают максимум 8 пространственных потоков для одной радиочастоты; большинство интеллектуальных терминалов используют радиостанции MIMO 2×2:2 или 3×3:3.
В системе MIMO несколько антенн на стороне передатчика могут отправлять сигналы независимо (введена технология формирования диаграммы направленности передачи, позволяющая сигналам передачи от нескольких антенн достигать одной и той же фазы в приемнике, тем самым увеличивая мощность сигнала), в то время как несколько антенн используются на стороне передатчика. конец приемника для приема сигналов и реорганизации исходной информации.
Потери на трассе в свободном пространстве (FSPL) относятся к уменьшению мощности сигнала из-за естественного расширения радиоволн, что является естественным свойством распространения волн. Его можно рассчитать по следующей приближенной формуле.
FSPL=32.44+(20log 10 (f))+(20log 10 (D))
FSDL = потери на трассе (д Б); f = частота (МГц); D = расстояние между антеннами (км);
В реальных условиях для оценки мы обычно используем правило 6 д Б, то есть: удвоение расстояния передачи приведет к ослаблению сигнала на 6 д Б.
Электромагнитные волны проходят через препятствия, такие как стены, автомобили и деревья, и поглощаются различными материалами, вызывая затухание сигнала. В следующей таблице суммировано влияние распространенных препятствий на беспроводные сигналы.
типичные препятствия | Толщина (мм) | Затухание сигнала 2,4G (д Б) | Затухание сигнала 5G (д Б) |
---|---|---|---|
обычная кирпичная стена | 120 | 10 | 20 |
утолщенная кирпичная стена | 240 | 15 | 25 |
конкретный | 240 | 25 | 30 |
асбест | 8 | 3 | 4 |
пенопласт | 8 | 3 | 4 |
полое дерево | 20 | 2 | 3 |
Обычная деревянная дверь | 40 | 3 | 4 |
дверь из массива дерева | 40 | 10 | 15 |
Обычное стекло | 8 | 4 | 7 |
Утолщенное стекло | 12 | 8 | 10 |
пуленепробиваемое стекло | 30 | 25 | 35 |
несущая колонна | 500 | 25 | 30 |
дверь с рольставнями | 10 | 15 | 20 |
стальная пластина | 80 | 30 | 35 |
лифт | 80 | 30 | 35 |
Когда волна сталкивается с гладким объектом, который больше самой волны, волна может двигаться в другом направлении. Когда сигналы беспроводной передачи и места приема требуют многократного отражения, прежде чем достичь их, мы можем улучшить связь, пытаясь скорректировать местоположение источника сигнала и дополнить его направленными антеннами.
Огибание радиочастотного сигнала вокруг объекта из-за локального препятствия радиочастотному сигналу. Область непосредственно за препятствием называется радиочастотной тенью. Она может стать мертвой зоной покрытия и обычно может быть устранена с помощью беспроводного сигнала другой точки доступа.
WiFi Обычно относится к основанию IEEE 802.11 стандартныйбеспроводная сеть. Слово «Wi-Fi» происходит от Wi-Fi. Создан WFA (WFA), глобальным альянсом, занимающимся продвижением и сертификацией совместимости беспроводных устройств. Проще говоря, Wi-Fi. это описаниебеспроводная сеть популярный термин для обозначения технологий, в то время как IEEE 802.11 Это технический стандарт, определяющий базовые протоколы и спецификации беспроводной связи.
Согласно отчету Wi-Fi Alliance, Wi-Fi 6 потребовалось всего 3 года, чтобы превысить 50% доли мирового рынка с момента его запуска в 2019 году, а Wi-Fi 5 потребовалось 4 года. WiFi 6 предоставляет каждому пользователю большую общую пропускную способность, общий спектр и канал и может обеспечить каждому пользователю пропускную способность в 4 раза выше, чем технология предыдущего поколения, в среде с высоким уровнем параллелизма. Его высокая пропускная способность, высокий уровень параллелизма и низкие характеристики. Низкая задержка и низкое энергопотребление закладывают основу для будущей интеллектуальной инфраструктуры.
802.11ax использует квадратурную амплитудную модуляцию 1024-QAM, и каждый бит символа передает 10 бит данных (2 ^ (10) = 1024); по сравнению с 802.11ac (который использует квадратурную амплитудную модуляцию 256-QAM, и каждый символ передает 8 битов). data). Сказал, что пропускная способность одного пространственного потока 802.11ax увеличилась на 25%. Использование модуляции 1024-QAM предъявляет более высокие требования к условиям канала.
MU-MIMO означает «многопользовательский множественный вход и множественный выход». Он позволяет одному устройству точки доступа одновременно взаимодействовать с несколькими пользователями по нескольким каналам. 802.11ax (WiFi 6) изначально был улучшен для увеличения количества. одновременных пользователей восходящей линии связи. Теоретически способен обслуживать до 8 пользователей по восходящей и нисходящей линии связи и доставлять 4 одновременных потока одному клиенту. Чтобы MU-MIMO вступил в силу, обе стороны связи должны поддерживать MU-MIMO.
OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов) дополнительно подразделяет канал на индивидуально назначаемые «блоки ресурсов», что является ключом к достижению преимуществ в производительности. Это позволяет до 30 пользователям одновременно использовать один канал, сокращая задержку, увеличивая пропускную способность и повышая эффективность.
OFDMA и MU-MIMO Технология как передовая беспроводная Дополнительные технологии в сети могут улучшить взаимодействие с пользователем в зависимости от типа обслуживаемого приложения.
Для приложений с высокой пропускной способностью, таких как потоковая передача фильмов или игр, MU-MIMO Позволяет нескольким терминалам одновременно передавать данные, создавая сеть с высокой пропускной способностью для достижения максимальной скорости для каждого клиента. Кроме того, MU-MIMO включить доступбеспроводная сетьочередь изиндивидуальныйстать многимииндивидуальный,многоиндивидуальный Доступ к устройствам можно получить одновременно, не дожидаясь。
Для приложений с низкой пропускной способностью, таких как обмен мгновенными сообщениями, электронная почта или просмотр веб-страниц, количество единиц ресурсов, выделяемых каждому клиенту, зависит от таких факторов, как размер пакета, ограничения терминального устройства и конфигурация качества обслуживания (QoS) трафика, в то время как OFDMA использует одна полоса частот может предоставлять такие услуги передачи с низким трафиком нескольким пользователям, что имеет эффект, аналогичный «совместному использованию автомобилей», и значительно улучшает использование сетевых ресурсов.
Когда терминал AP на том же соседнем канале обнаруживает, что использование ресурсов одного канала является высоким,Когда интенсивность шума превышает порог,Вам придется подождать в очереди (механизм регулировки мощности CCA).
Протокол WiFi6 использует механизм пространственного мультиплексирования и окраски для улучшения использования канала.,Сократите очереди. Его можно сравнить с виртуальным «виадуком», установленным между клиентами и точками доступа.,По разным направлениям существование пространственно делится на независимые и невзаимодействующие пути. Различные точки доступа будут окрашивать нисходящие терминалы соответственно (например, на левом рисунке ниже).,3индивидуальные точки доступа, которые являются каналом 6, окрашены отдельно),Пока ресурсы канала не заняты полностью,Данные все равно будут переданы.
TWT (целевое время пробуждения) 802.11ah «Wi-Fi HaLow» 802.11ah «Wi-Fi HaLow» Расширен за счет разработки IEEE 802.11ax. Ituse планирует механизм, чтобы сообщать клиентам, когда им просыпаться и спать, вместо того, чтобы заставлять их все время прослушивать определенный индивидуальный канал.
существовать TWT в, клиент и AP Будет согласован график, который будет состоять из периодов времени. Обычно он состоит из одного или нескольких маяков (например, минут, часов или даже дней). Когда время истекло, клиент просыпается и ждет AP Отправьте триггерный кадр и обменяйтесь данными, а затем снова войдите в спящий режим. АП Терминальное устройство самостоятельно согласует определенное время, или AP Терминалы можно сгруппировать для одновременного подключения к нескольким устройствам.
существовать Wi-Fi 6 Через год после выхода стандарта Wi-Fi 6e возникла, распространив существующие технологии на 6GHz полоса частот. Wi-Fi 6E использовать WPA3 вместо традиционного WPA2 для повышения безопасности, но все равно использовать 802.11ax, поэтому он считается WiFi 6 дополнительных усовершенствований, а не стандартов следующего поколения.
Кроме того, Wi-Fi Эволюция также включает в себя несколько нишевых проектов. Например, миллиметровая волна Wi-Fi (802.11ad/ay) Ценой чрезвычайно низкого Покрытия, поддержка до 275 Gbps номинальная скорость передачи данных. Новые интерактивные приложения и новые услуги, доступные по беспроводной сети большому количеству пользователей, например 8K. Потоковое мультимедиа, AR/VR, игры, удаленная работа, промышленный Интернет вещей, облачные вычисления и многое другое побуждают отрасль поддерживать более высокую пропускную способность беспроводной сети. сеть。
Wi-Fi 7существоватьWi-Fi 6, полоса пропускания 320 МГц, 4096-QAM, Multi-RU, многоканальная работа, расширенный MU-MIMO, совместная работа с несколькими точками доступа и другие технологии, что делает Wi-Fi 7По сравнению с Wi-Fi 6Обеспечит более высокую скорость передачи данныхи Меньшая задержка。
Этот тип оборудования точек доступа первым вошел в беспроводную сеть. рыночного типа, поскольку он может работать практически по принципу «подключи и работай» без необходимости использования дополнительного контроллера, стоимость построения сети чрезвычайно низка, и он очень подходит для небольших сценариев беспроводной сети, таких как дома, малые предприятия и офисы. . Как следует из названия, каждая автономная точка доступа может работать независимо и имеет встроенную полную логику для базовой конфигурации сети, управления потоками, аутентификации и других функций, поэтому каждая автономная точка доступа может работать независимо. AP Все они требуют отдельной ручной настройки.
Этот централизованный подход предполагает 2 беспроводные продукты, в том числе AP Беспроводная связь AP контроллер (АС). ACсуществовать играет самую важную роль в решении, AP Обеспечивает только основные радиочастоты, существуют передачи на физическом уровне. 802.11 пакеты и через беспроводную точку Протокол доступаControl и Configuration (CAPWAP) устанавливает связь с контроллером.
AC Может выполнять несколько функций, таких как контроль доступа, точка доступа. Настройка и мониторинг, пересылка пакетов, роуминг, контроль безопасности. Это работает как беспроводная мозг сети одинаковый,позволятьсуществоватьодининдивидуальныйлокальная конфигурацияи Управляйте всеминдивидуальныйбеспроводная сеть. Это делает его подходящим для людей с большим количеством точек. Крупная корпоративная сеть доступа.
Не все пакеты данных необходимо инкапсулировать и обрабатывать централизованным AC. в некоторых случаях,Пакеты могут пересылаться непосредственно на верхние уровни сети.,Но это касается только сетей второго уровня. В режиме туннельной переадресации,Пакет инкапсулируется в туннеле CAPWAP.,Затем AC пересылает его в сеть верхнего уровня. Как показано ниже,Туннель CAPWAP может быть туннелем управляющих данных.,Это также может быть туннель бизнес-данных.
Планирование VLAN в основном включает в себя два аспекта:,Сначала разделите VLAN управления и VLAN бизнеса.,Второй — сопоставить служебную VLAN и SSID по мере необходимости. Потому что это централизованное развертывание,Необходимо учитывать резервное оборудование, каналы связи и стратегии коммутации.,Убедитесь, что одна точка отказа не влияет на функциональность всей системы.,Поэтому в архитектуре AP+AC часто требуется несколько AC для поддержки друг друга. Если вы хотите реализовать роуминг точек доступа для большого количества пользователей беспроводного доступа,Это может стать огромной проблемой для сетевых инженеров.
Помимо относительно сложной конфигурации,Многие поставщики имеют свои собственные протоколы.,И существующие постоянно меняют эти протоколы в своих продуктах для улучшения связи. Вообще говоря, продукты разных поставщиков не могут общаться и взаимодействовать.
Первоначально разработанные для военного применения, беспроводные ячеистые сети представляют собой архитектуру, состоящую из радиоустройств, которые не нужно подключать к проводным портам. Каждое устройство в беспроводной ячеистой сети работает как маршрутизатор, где отдельные узлы не только усиливают сигнал, но также рассчитывают топологию сети и маршрутизируют его, разделяя передачу данных на большие расстояния на несколько коротких прыжков. После настройки информации главного узла конфигурация будет автоматически синхронизирована с другими узлами во всей сети.
Ячеистая сеть особенно полезна, когда прокладка проводов затруднена или невозможна.,Например, временные внутренние и открытые площадки, старые исторические здания и т. д. В настоящее время многие производители предоставляют решения Mesh-сетей для предприятий и домашних хозяйств.,ноодин В общем, беспроводной Mesh AP Не совместим с несколькими поставщиками.
существуют При проектировании беспроводной Mesh-сети для небольшой территории нам может потребоваться добавить только одну или две индивидуальные Mesh-сети. Точка доступа подключена к проводной сети. Если диапазон расширяется, нам все равно необходимо подключить несколько Mesh. AP Подключитесь к проводной сети, чтобы обеспечить ее доступность. Развертывание сетки AP При использовании количество, расстояние передачи и расположение источника питания следует учитывать комплексно, и их следует размещать ближе, чтобы получить лучший сигнал, поэтому необходимо чаще. AP Чтобы охватить данную площадь, затраты возрастают (даже сводя на нет другие виды экономии).
Стоит отметить, что самой большой проблемой этого сетевого метода является потеря пропускной способности. Поскольку беспроводная ячеистая сеть будет занимать половину полосы пропускания (а также потеря самой беспроводной передачи), пропускная способность точки доступа после ретрансляции обычно падает примерно на 50%.
Облачные сети уже давно начали использовать архитектуру распределенных шлюзов.,Разверните шлюзы ближе к уровню доступа/границы конечных точек. Эта архитектура имеет значительные преимущества в пути пересылки, эксплуатации и обслуживании сети, пространстве ввода таблицы, безопасности и т. д.,Это также дает хорошую идею для инноваций корпоративных сетей.
существовать Такой IP Fabric Распределенный шлюз означает, что все подсети хранятся на каждом индивидуальном коммутаторе доступа и автоматически синхронизируют конечные точки всей сети. IP/MAC и Политика безопасности. Таким образом, каждый коммутатор доступа используется полностью, а вся пересылка/роуминг трафика между подсетями обрабатывается ближайшим коммутатором без необходимости преодолевать длинный путь к централизованному AC。
Конструкция этой новой беспроводной локальной сети также основана на технологии облачных сетей.,По сравнению с описанным выше «распределенным шлюзом» его самым большим преимуществом является отсутствие необходимости изменять существующую архитектуру проводной сети.,Для доступа к основному коммутатору в качестве централизованного шлюза необходимо развернуть только один программируемый коммутатор.,Затем замените старую точку доступа новой, и все готово. Обновление сети.
Каждый шлюзовой коммутатор имеет 3.2Tbps Пропускная способность, простая поддержка 10K+ точка доступа 100K+ беспроводной терминал. точка доступапроходить VXLAN Туннельная и шлюзовая связь, точка доступабеги дальшемногоиндивидуальный VTEP для достижения сетевой изоляции. Кроме того, точка Доступ может быть аппаратным обеспечением «белого ящика», полностью основанным на технологии с открытым исходным кодом и по сравнению с CAPWAP, VXLAN. Технология также более открыта и стандартизирована.
Что касается беспроводного кондиционера, в обычном понимании, существует беспроводная облачная система нового поколения. существующего больше не существует в сети, заменено на использование Cloud Native контроллера (Cloud SDK) для равномерного управления беспроводной кабелем в парке устройство и предоставить конфигурацию — его можно интегрировать и развернуть на существующем шлюзовом коммутаторе или других локальных устройствах, или его можно гибко развернуть в существующем облаке, начиная с сотового устройства. Телефон, доступ к компьютерам можно получить через зашифрованные доменные имена в любое время и в любом месте.
Производительность чипа: при одинаковой скорости беспроводной связи, если это другой уровень чипа, количество одновременных пользователей будет другим.
РФ:
Модель пользовательского трафика. Различный пользовательский трафик также напрямую влияет на количество пользователей, которые могут работать одновременно.
Например, в офисном сценарии 4 млн на человека.,Рекомендуемое количество людей составляет 30 человек, 1 миллион на человека в сценариях общедоступного Интернета;,Рекомендуемое количество человек существуют 60-100 человек.
При оценке пропускной способности вы можете сделать нечеткое обобщение на основе количества людей (особенно подходит для сценариев с высокой плотностью трафика).,Если требуется одновременный доступ 1000 человек,Фактическое количество людей, подключенных одновременно, составляет 600; 600 человек, подключенных к сети, не являются терминалами одновременно.,В общей сложности свидания обходятся примерно в 200 долларов.
Количество одновременных пользователей = предполагаемое количество пользователей * коэффициент одновременности
На основе анализа количества пользователей и спроса на скорость для одного пользователя можно получить общую потребность в полосе пропускания:
Общая пропускная способность = количество одновременных пользователей * тариф для одного пользователя
Следующая таблица предназначена только для справки (справка по тарифам для одного пользователя).
Часть этой статьи взята из общедоступных источников в Интернете.,Только для справки читателям,Если есть какие-либо ошибки, упущения или недоразумения,Пожалуйста, простите меня и поправьте.
сосредоточиться на официальном аккаунте vx «Астерфузия», чтобы узнать больше о технологиях и последних новостях о продуктах.