高校WIFI6解决方案

高校无线Wi-Fi6解决方案速量高容12345无线Wi-Fi发展简介无线Wi-Fi6的新特性高校无线需求新特点高校场景化Wi-Fi6无线建设方案高校Wi-Fi6无线可视化运维目录CONTENTS无线Wi-Fi发展简介第一个Wi-Fi网络出现在20世纪90年代末期，随着人们使用移动智能终端越来越频繁，由于Wi-Fi具有带宽大、网速高、费用低的特点，已成为大部分移动终端上网的首选接入技术之一。Wi-Fi不仅用于家庭，还用于全球的企业和公共场所。无线局域网的第一个标准802.11b在1999发布，IEEE组织这数10年陆续发布802.11a\802.11g\802.11n\802.11ac\802.11ax。接下来我们来简单回顾一下Wi-Fi的相关标准。Wi-Fi协议发展历程802.11b802.11a802.11g800.11n802.11acWave1802.11acWave2802.11ax802.11b11Mbps802.11a54Mbps802.11g54Mbps802.11n600Mbps802.11acwave13.4Gbps802.11acwave26.9Gbps802.11ax9.6GbpsWIFI协议标准发展历史全新的Wi-Fi命名规则在2018年，Wi-Fi联盟采取措施使Wi-Fi标准名称更容易识别和理解。他们将已推出的802.11ax标准改为Wi-Fi6，并且还将之前发布的两个标准802.11n与802.11ac分别重命名为Wi-Fi4和Wi-Fi5Wi-Fi6Wi-Fi5Wi-Fi4Wi-Fi协议的特性对比IEEE标准802.11b802.11a802.11g802.11n802.11acWave1802.11acWave2802.11ax发布日期1999199920032009201420152019频段2.4GHz5GHz2.4GHz2.4GHz&5GHz5GHz5GHz5GHz支持带宽20MHz20MHz20MHz20/40MHz20/40/80MHz20/40/80/160MHz,80+80MHz20/40/80/160MHz,80+80MHz信道（20MHz）14个24个14个14个/24个24个24个24个最高编码方式CCK64-QAM64-QAM64-QAM256-QAM256-QAM2014-QAM最大传输速率11Mbps54Mbps54Mbps600Mbps3.4Gbps6.9Gbps9.6Gbps关键技术DSSS,CCKOFDM,64-QAMOFDM,64-QAMOFDM,64-QAM,4*4MIMOOFDM,256-QAM,DLMU-MIMOOFDM,256-QAM,DLMU-MIMOOFDMA,1024-QAM,UL/DL8*8MU-MIMO,SR,BSSColoring,NAV,TWTWi-Fi4Wi-Fi5Wi-Fi6Wi-Fi6的新特性Wi-Fi6相比起Wi-Fi4/5来说不只是速率更快了Wi-Fi6在物理帧、调制、编码、多用户并发等多方面进行了技术改进和优化Wi-Fi6的关注点不只是单设备的峰值速率Wi-Fi6更关注的是应用、用户体验和整个无线环境的优化提速•更高阶的调制方式（1024-QAM）、更多的子载波数量和更低的帧间隔开销等，通过这些技术Wi-Fi6的理论最大连接速率（160M带宽、8条空间流）从6.9bps提升到9.6Gbps高密接入•支持多用户传输技术即上下行MU-MIMO（多用户多进多出）与上下行OFDMA（正交频分多址），提升高密度部署场景下的并发能力和终端平均速率抗干扰能力•BSS着色（BSScoloring）技术，提高了无线系统的抗干扰能力节电管理•更好的节电管理技术TWT（目标唤醒时间）Wi-Fi6提速Wi-Fi理论带宽=(符号位长×码率×数据子载波数量)×(1/传输周期)×空间流数。通过更高阶的调制技术和更窄的子载波间隔，让Wi-Fi6的理论关联速率（160MHz频宽，8条空间流）从Wi-Fi5的6.9Gbps提升到9.6Gbps。•更窄的子载波间隔•Wi-Fi6对子载波间隔进行了重新设计，将子载波间隔从Wi-Fi5的312.5kHz，变成78.125kHz，即相同信道带宽带(MHz)的情况下，Wi-Fi6的子载波数量是Wi-Fi5的4倍。•1024-QAM•1024-QAM（QuadratureAmplitudeModulation，正交振幅调制。Wi-Fi5支持的最高调制是256-QAM，因此Wi-Fi5一次可以携带8个bit的数据信息，Wi-Fi6支持的最高调制是1024-QAM，Wi-Fi6一次可以携带10bit，通过使用1024-QAM，让Wi-Fi6的物理层协商速率提升了25%。Wi-Fi6高密接入Wi-Fi6使用的MU-MIMO和OFDMA技术,解决多终端接入同一Wi-Fi网络的高密场景MU-MIMO（多用户多进多出）MU-MIMO(Multi-UserMultiple-InputMultiple-Output，多用户的多进多出)Wi-Fi6在Wi-Fi5下行MU-MIMO的基础上新增上行MU-MIMO，同时也把Wi-Fi5最大支持4×4的下行MU-MIMO提升到最大支持8×8的上下行MU-MIMO，与Wi-Fi5相比，下行链路容量增加了2倍，上行链路容量增加了8倍，从而大幅提高无线接入总容量。Wi-Fi6MU-MIMO同时通信Wi-Fi5MU-MIMO依次通信OFDMA（正交频分多址）OFDMA（OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess）正交频分多址，是将无线信道划分为多个子信道（子载波），形成一个个频率资源块，用户数据承载在每个资源块上，而不是占用整个信道，实现在每个时间段内多个用户同时并行传输。Wi-Fi5的OFDM方案是按订单发车，不管货物大小，来一单发一趟，哪怕是一小件货物，也发一辆车，这就导致车厢经常是空荡荡的，效率低下，浪费了资源。Wi-Fi6的OFDMA方案则会将多个订单聚合起来，尽量让卡车满载上路，使得运输效率大大提升。Wi-Fi6抗干扰能力抗干扰能力——SpatialReuse（空间复用）SpatialReuse（空间复用），也被称作“BSS着色”（BSScoloring），通过此技术可以实现更多同步传输，即AP可以识别两个相距不远但并不相邻的AP和终端设备，能够在同一时间内实现无线并发传输而不会相互影响。简而言之，即对允许接入终端在什么时候传输数据做出更智能的决策，从而提升传输效率；同时通过空间复用技术还可以更快地识别并丢弃接收到的干扰报文，从而大幅度提升在重干扰场景下的性能。注：无线信号的干扰主要有两种：邻频干扰：相邻频段的无线电波叠加引起干扰，此干扰会导致数据损坏；同频干扰：虽然不会损坏数据，但会使竞争开销增加。为了解决CSMA/CA技术在密集AP环境中性能低下的问题，Wi-Fi6提出了一种信道空间复用技术（SpatialReuseTechnique）Wi-Fi6节电管理技术节电管理技术——TWT（目标唤醒时间）TWT允许设备协商他们什么时候和多久进行唤醒发送或接收数据，允许设备在信标传输周期的其他时间段唤醒；无线接入点可以将客户端设备分组到不同的TWT周期，从而减少唤醒后同时竞争无线介质的设备数量。TWT还增加了设备睡眠时间，在自身的TWT来临之前进入睡眠状态，从而延长电池使用寿命。未来，智慧建筑场景中的智能水表，烟感，门禁…智能工厂场景的机床、AGV、出入库扫码设备等多种类型智能设备都可接入Wi-Fi。得益于TWT，每台设备可单独建立“唤醒协议”，终端设备仅在收到自己的“唤醒”信息之后才进入工作状态，而其余时间均处于休眠状态，这使得一些需高带宽通信的物联网设备成为可能，比如智能办公设备，TWT可以节省高达7倍的电池功耗。目标唤醒时间TWT(TargetWakeupTime)，这是Wi-Fi6另一个新增的重要资源调度功能，此功能借鉴于802.11ah标准。建设高校无线网，为什么要用Wi-Fi6？日均流量高涨视频访问量大终端访问密集高校移动校园网蓬勃发展无线融入到高校师生的日常生活他们在网上很活跃日均无线流量达到707MB，居各行业之首看视频在高校等场景中视频和移动应用的流量已经超过总流量的70%手机、平板和笔记本更多高教学生笔记本持有量持续增加而且使用笔记本上网占比已达1/3以上说明BYOD的教学类应用已逐渐成为主流越来越多的学校采用高清视频和在线课程进行教育教学，智慧教室、互动教学、慕课等方式逐渐兴起，电子大屏、互动终端、移动录播等设备在智慧教室应用这不仅需要无线网络能接入更多类型的终端设备，更意味着无线网络要对不断增加的高并发、大带宽、低延时，和多业务的应用进行可靠保障高校场景化Wi-Fi6无线建设方案智慧教室、互动教学、慕课等方式应用，电子大屏、互动终端、移动录播等设备兴起。在课堂，老师采用VR/AR或高清教学视频为学生上课；在图书馆，学生使用自带笔记本观看在线课程。高速无线网络无处不在，高清体验的时代已经到来。教室无线网络建设场景特点：大开间，人员密集，人均2平方米左右业务特点：主要为教学类业务，需要通过网络访问教学资源业务趋势：智慧教室的发展，教学方式的改革朝着强互动方式发展，PAD/VR等终端应用增多，引起高带宽需求Wi-Fi6建设方式：每教室部署1台AP，3射频+Wi-Fi6，单教室峰值吞吐可达1Gbps+，承载大带宽内网教学业务，如VR或智慧教室业务。高校场景化Wi-Fi6无线建设方案图书馆无线网络建设场景特点：大开间，人员密集，主体为笔记本电脑业务特点：内网资料查阅，外网教育资源业务趋势：BYOD终端比例增多，带宽需求增大，物联网应用增多Wi-Fi6建设方式：部署3射频+Wi-Fi6AP+物联网卡，为PC提供高密度和高性能访问，为物联网设备提供局域网接入。宿舍无线网络建设场景特点：密集隔间结构，4人间~8人间业务特点：主要为娱乐业务，有明显流量潮汐，高峰业务要求大业务趋势：未来带宽需求进一步提升。当前Wi-Fi20GB/月，超过LTE4倍，2022年预计人均需求25Mbps，单宿舍要求100Mbps+Wi-Fi6建设方式：部署面板AP入室，或者采用易管理的智分入室方案，为大流量应用提供低成本、大带宽接入。办公无线网络建设场景特点：写字楼格局，人员密集度中等业务特点：多为校内局域网业务，多为PC终端，有一定保密性要求业务趋势：智能办公设备增多，如会议室投屏等Wi-Fi6建设方式：部署普通吸顶AP或面板AP，为PC提供局域网保密性内容访问，为办公设备提供局域网接入室外区域无线网络建设场景特点：室外开阔活动区，大型文体场馆业务特点：多为访问互联网的需求，终端主要是手机业务趋势：室外无线用户不会特别多，以即时通讯和娱乐为主Wi-Fi6建设方案：部署Wi-Fi，用于兼容PC等终端的低流量使用，关键区域的热点覆盖高校Wi-Fi6无线可视化运维该服务可基于用户终端、节点设备的24小时网络体验数据，跟踪、评估区域体验、用户体验，问题不用重现即可诊断分析；采用机器学习的智能算法来感知环境变化、体验变化、信号变化，为网络提供聪明的服务；以自检验的闭合系统提供可以持续服务，持续感知问题并提供优化服务。