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采用802.11n的主要考虑事项
从根本上说,802.11n无线通信仍受与802.11a/b/g标准相同的功率输出方面的政府规定(有效等向辐射功率,即EIRP)限制。这就意味着,如果进行对等比较,802.11n接入点发射的信号并不比传统硬件发射的信号传输得更远。虽然范围并未扩展,但802.11n实施仍可利用802.11n接入点增加的天线分极来扩大增益(diversitygains)。这样,接入点就能接收到微弱的信号并有效扩大“可见”覆盖范围,从而减少隐藏节点问题。
802.11n接入点发射信号与传统接入点发射信号的传输范围相同,因此给定RSSI的数据传输速率会成为造成802.11n和传统网络覆盖差异的关键因素。传输数据速率代表个体数据包的无线传输速度。谈到802.11n和传统网络的覆盖差异,应该注意的是802.11n在54Mpbs传输速率下的覆盖区域大于802.11a/g在54Mbps传输速率下的覆盖区域。注意到这一差别,再考虑到802.11n的范围并无实质性改进,可以基本概括出802.11n与802.11a/b/g在覆盖上的真正区别。特别要注意的是,数据传输速率越高,覆盖改进程度越大;传输速率越低,改进程度越小。此外,还应注意到,使用40MHz信道将进一步增加802.11n接入点在高数据速率下的覆盖区域,但仍不会增加802.11n设备的传输范围。
容量
由于802.11n标准的数据传输速率增加,因此802.11n接入点的容量可能大于传统接入点。但是,这种改进只有在11n客户连接至11n接入点、且位于802.11n标准的数据传输速率覆盖区域之内时才能够实现。由于网络中的传统客户有可能使总体系统性能下降,因此客户分布规划就成为实现高性能802.11n部署的关键因素。
混合网络
802.11n完全向后兼容802.11a/b/g网络及设备,这是802.11n最重要的特性之一。利用这个特性,用户能够将现有的无线网络顺利迁移至802.11n平台,但这也意味着当传统设备在网络中发射信号时,802.11n网络必须牺牲部分性能。表2列出了客户分布及其对网络性能的影响。
为减少传统客户对高性能802.11n网络的影响,必须注意到802.11n能够在2.4GHz和5GHz频带下工作的特点。由于802.11a网络使用率不高,因此5GHz频带长期以来较为空闲,可以用作新802.11n标准的理想环境。由于5GHz频带仅有少量802.11a用户,在此空间内可以较为轻松地实现“仅限n”的部署环境,且无需担心网络性能因传统客户的存在而削弱。因此我们推荐在5GHz频带部署“仅限802.11n”的高性能无线局域网。
各种客户分布情况下的802.11n网络性能
表2:802.11n网络在各种客户分布情况下的相对流量性能
11n中使用20或40MHz信道带宽的非重叠信道数量
表3:802.11n信道重叠
有线网络的目标更新
由于802.11n标准的数据速率大幅提高,无线网络有可能首次在性能上普遍超越100-BaseT网络。其结果是需要对有线网络基础设施进行适当的更新,以便在需要的情况下为吉比特以太网与802.11n接入点之间的回程连接提供支持。如果良好规划的无线网络能够实现100Mbps以上的数据速率,先进的网状网技术能够减少对无线网络的整体需求,就无需为支持吉比特以太网而对有线网络进行昂贵且毫无必要的整体升级。
11n网络迁移建议
前文主要集中论述了802.11n基本技术与网络规划中的“3C”(背景、覆盖与容量)的关系。现在我们将讨论从传统网络迁移至802.11n的三种策略,这三种策略都兼顾了“3C”原则,即Clean-Slate(彻底清除)、Rip-and-Replace(淘汰并取代)以及PhasedMigration(分阶段迁移)。
彻底清除式设计
彻底清除式网络迁移首先要移除所有已有的网络基础设施,再依照网络性能最大化的前提将新网络基础设施部署于指定地点。尽管802.11n网络的彻底清除部署成本较高,但它能够利用无线网络的优势,从头开始规划网络,充分发挥802.11n独特的质量优势。彻底清除设计是802.11n优化部署的典型,因此首先讨论这种策略。
802.11n客户和高带宽应用使用5GHz频带,可最小化网络中传统客户的负面影响。5GHz“仅限n”客户隔离策略因其出色表现而获得大量专业人士的好评。由于双频带802.11n接入点可同时支持2.4GHz和5GHz频带,同时保护“仅限n”的客户隔离,因此这种方法可用于各类迁移策略。假定大多数传统客户都在2.4GHz频带下工作,则在5GHz频带内可顺利使用40MHz信道。此外,由于802.11n客户进入了2.4GHz频带,该频带的11n客户容量大于传统客户容量,因此不会为11n网络带来很大的问题。不过,因于11n客户和传统客户共存,因此2.4GHz频带中的11n客户性能将低于5GHz频带。
此外,802.11n网络中的接入点设置还应考虑多路对MIMO系统性能的影响。接入点放置的位置应既能够最大化至接收器的NLOS(非视距)路径数量,又能够将信号路径损失降至最低。要达到这个目的,设计者应根据网络部署的环境进行设计决策。例如,如果部署网络的建筑拥有会使信号显著减弱的厚重墙壁,那么,尽管走廊部署方式对实现MIMO系统性能不利,也应将接入点部署在走廊内,因为信号不能通过非视距路径传播很远,MIMO系统也就不能有效地利用非视距链接提供的丰富多路。考虑到MIMO连接设计的复杂性,建议在部署接入点时使用网络规划与模拟工具,以减少部署所需要的计算时间。
最后,彻底清除802.11n设计能够打造出高度优化的网络,实现最大化的性能和最小化的硬件成本。除客户分布规划与接入点部署外,还应考虑无线网络的有线回程线路更新,不过并非所有802.11n部署与迁移都涉及到这个问题。从规划的角度来看,彻底清除的迁移模式可能成本最高,但这种模式也最有可能构建强大而可靠的网络,不仅能够满足当前的网络需求,还能够在未来根据需求的改变进行相应升级。
淘汰与替换迁移
淘汰与替换迁移解决方案是在现有的接入点和新的802.11n接入点之间进行一对一的替换。802.11n圈内经常就淘汰与替换迁移策略进行广泛讨论。这种策略的优势在于无需在简单的新旧替换之外增加额外的布线或安装成本。然而,淘汰与替换迁移的简单性也是一把双刃剑,因为将802.11n客户隔离至5GHz频带,可能无法为部分传统系统提供足够的覆盖。此外,传统网络设计可能与最大化MIMO系统性能的最优设计相冲突。
在802.11n网络中隔离5GHz频带所生产的问题是,为最大化2.4GHz覆盖而设计的现有网络的节点可能相距过远,无法满足5GHz部署的覆盖要求。在传输范围内将接入点覆盖区域最大化的网络设计在802.11b/g部署中非常常见。因此,进行5GHz隔离的淘汰与替换迁移方案可能一直存在这一问题,因为在同样的传输功能下,5GHz频带的信号传输距离要小于2.4GHz频带。由于第一轮802.11n硬件的范围较之原有的5GHz接入点的范围并无改进,因此,以2.4GHz最大范围为基础设计的网络就有可能在5GHz 802.11n网络中出现多个覆盖空洞。