大型發布會現場的 Wi-Fi 應該如何搭建(密集人群部署wifi抗干擾)?


原文連接:

http://www.zhihu.com/question/20890194

 

WiFi網絡的部署要遠遠比一般人想象的復雜,不是說放上幾十個AP帶寬就自動增加幾十倍,恰恰相反,簡單放幾十個AP帶寬會由於AP之間的競爭而迅速使帶寬下降為幾乎不可用。實際上這個問題完全可以寫一本書了,此處只有掛一漏萬,簡明扼要地講個大概。對於大型活動做WiFi的規划,要按照這幾步來做:

  • 情況調查:首先從主辦方取得場地大小和人數、分布,包括場地地圖。對於網絡的規模和部署有個大概的估計。一般來講要為每個人規划至少1個客戶端設備,以往經驗值可以按0.5個客戶端來規划,由於智能手機和平板的普及,未來估計要往1.5~2個客戶端靠攏了。手機和筆記本或者平板電腦有可能同時在上網。
  • 帶寬估計:發布會要保證參與者能正常使用比較輕量級的互聯網應用,最基本每個設備要分配500kbps的可用帶寬。在這個基礎上要考慮大型活動的特點。如果是新聞發布會,那么會有很多人上傳視頻,帶寬分配需要重新考慮,每個人至少有一個設備應保證1Mbps帶寬。如果是小組討論會,那么帶寬需求就會小得多。下圖是一些典型應用通常需要的帶寬。
  • 根據如上兩點可以算出每個區域的帶寬需求,下一步就是AP規划。雖然11g號稱54Mbps帶寬,實際可用的最多只有25Mbps,也就是說最多能保證50個設備同時瀏覽網頁(在這個情況下由於客戶端相互競爭,用戶體驗已經非常糟糕了,一般打個對折)。11n對於大部分手機只能保證35Mbps,對於筆記本電腦等支持MIMO的可以保證到70Mbps甚至更高。按照這個原則相應地在圖上標出每個AP應該覆蓋的區域。為了保證通信質量,為了保證比較好的體驗,實際上應該控制每個AP接入的設備不超過剛才計算出的數目的一半。
  • 下一步就是分配信道。由於國內只能用2.4GHz的頻段,這個頻段雖然號稱有11個信道(有的國家有13個),實際上只有1,6,11三個互相不重疊的信道可以用。把這三個信道盡可能互不重疊地在上圖中覆蓋起來(見上圖)。有時候如果無法做到不重疊地覆蓋,那么還要考慮用扇區天線把覆蓋區域細分成幾個扇區。
  • 信道分配完成后就要實地部署無線網絡了(實際上在上述理論工作之前就應該做實地勘探,考慮牆壁和各種反射物的影響,此處為了簡化略去)。部署時應該考慮用高增益天線,但是降低每個AP的發射功率,讓其覆蓋區域基本與規划的區域吻合。注意這里功率不是越大越好,應該讓每個AP只覆蓋規划好的區域,別越俎代庖。部署時可能需要用一些現場測量工具對於部署的效果進行評價,防止由於多徑干擾出現死角。下圖就是用11g部署和11n網絡部署后整片區域的差異。紅色區域表示覆蓋不理想的情況,可以看出11n網絡對於多徑干擾抑制非常好。再過幾年盡量就不要考慮兼容問題,部署時不要開啟11g模式了。目前看起來還是需要通過11g接入點自身功率和天線調整,甚至增加額外接入點來彌補。
  • 有線網絡規划部署:每個11g的AP應該接入至少百兆上行口,11n的AP應該接入千兆上行口。最后出口也要保證足夠上下行帶寬,上行傳現場資料,下行供大家無聊或者需要查相關資料用,也要按上面第二步計算的總結果的按一定比例保留(取決於活動性質)。若是國內還要考慮多個運營商的出口。
  • SSID的分配:實際上除了少數情況用戶實現已經分配好座位,大部分情況沒有辦法把用戶固定在某個AP上,所以更常見的做法是所有AP設置同一個SSID。這里實際上涉及到瘦AP和AP控制器的管理問題,由於各家方案都不相同,就不細數了。
  • 用戶認證和帶寬控制:為了防止惡意蹭網,最好能對用戶做基本的認證,比如憑入場券領取賬號名和密碼。同時對於每個賬號要限制帶寬使用,這也會涉及到用戶認證和帶寬管理,通常需要額外的服務器來處理。
  • 拒絕弱信號客戶端接入:謝謝@魏冰然和@曹夢迪,通過和他們互動我覺得這點也非常重要,所以單獨補充一下。通過AP測量到的客戶端信號強度給客戶端分配合適的AP,如果某個AP能接收到客戶端信號,但是強度太弱不足以支持某個門限速率,就拒絕客戶端從這個AP的接入,防止這個豬一樣的隊友占有過多帶寬(他傳1bit時間你能傳54bit!),用最低速率把整個AP性能拉低。

至此一個較簡單的WiFi網絡才部署完畢。你給的鏈接找不到原文,我只能根據新聞說有3000人到場,猜測主辦方低估了參會者帶寬需求,原因無非是

  • AP數目不足(應該100個左右,至少50個)
  • AP規划不合理(太多包碰撞)
  • 或者AP崩潰(每個AP接入用戶太多)
  • 或者AP控制器崩潰(無法同時響應這么多AP接入/斷開請求)
  • 或者認證服務器崩潰(無法同時認證這么多用戶)
  • 或者出口帶寬太窄(按我的估計需要至少300MB上行,300MB下行)
  • 管理混亂(沒有控制每個客戶端設備流量)。

實際上這個發布會遠不是最有挑戰的無線接入,真正有挑戰的是這個:Super Bowl plans to handle 30,000 Wi-Fi users at once
超級碗的主辦方需要對付73208個用戶,安排了700多個個接入點,能夠同時支持30000個連接(比例低一點兒,這么熱烈的比賽,用戶花在看手機上的時間應該比新聞發布會少得多)。

美國人的課堂也很可怕,清一水的蘋果筆記本,還不包括他們包包里的平板和手機!!!!!(存疑,@胡渣-大叔說是WWDC大會的照片)

 


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