WIDS与多点AP覆盖方案对比

昂科WLAN室内信号分布系统与多点离散式覆盖的对比
1. 目前市场上无线局域网产品有所谓“胖AP(FAT AP)”与“瘦AP(THIN AP)”之分。昂科的室
内信号分布系统与之是什么关系?昂科提供的WLAN室内信号分布系统(WIDS,WLAN Indoor Distribution System)采用哪种网络构架?
答:无线局域网从网络构架上讲,可以分为FAT AP和THIN/FIT AP两种方案;从无线信号覆盖方式上可分为多点离散式AP覆盖和室内信号分布系统两种模式。FAT AP和THIN AP是就无线网络设备构架而言,与网络覆盖方式并无直接关系。昂科WIDS兼容并支持FAT和THIN AP两种模式,客户可以根据自身情况进行选择。昂科WIDS是一种完善、稳定的无线室内分布覆盖方式,是不同于多点离散式AP覆盖的一种电信级无线覆盖技术,是对简单的多点离散式AP覆盖的改进与提高;WIDS系统不是简单的AP+分布式天线,它包含了多项昂科申请的专利技术。
2. 室内信号分布系统是主流技术吗?在国内外有哪些医院采用了这种技术?为什么“主流”网络厂
商不提供这种技术?
答:由于室内信号分布系统高稳定、易维护等等特点,它是电信级应用所广泛采用的无线覆盖技术。GSM、CDMA等蜂窝移动通信网络都大量采用室内信号分布系统。而2.5G及未来的3G则更要进一步提高
室内分布系统的应用范围。因为3G网络运行在2.1G频段,相比传统GSM及CDMA的800M-1.9G频段信号的绕射、穿透能力更弱,运营商更需要采用室内信号分布系统来提供覆盖质量。同样,工作在更高频的2.4G的WLAN需要使用室内分布技术来达到最好的无线覆盖效果。多点离散式AP覆盖具有安装地点分散,有源设备多,设备耐用性和可维护性差,带宽分布不均匀,容易引起信道干扰,AP切换时延等问题。而WLAN室内信号分布系统则由于由无源设备组成,故障率低,同一系统下带宽稳定,零AP切换等优势而被广泛采用。事实上,国内和国外的移动运营商,包括中国移动、中国电信、美国的T-Mobile等,都大量采用WLAN室内信号分布系统对建筑物进行室内覆盖。未来全球最高建筑,在建中的上海环球金融中心就采用了由美国Johnson Control公司提供的室内信号分布系统技术。
在医疗领域,昂科的WLAN室内信号分布系统已成功应用于国内50多家医院(请见附录一),受到用户的一致好评。同样,在国外WLAN室内信号分布系统技术也广泛应用于对无线网络具有高稳定性要求的行业,包括医疗行业。据不完全统计,仅在美国采用WLAN室内分布系统的医院就有近百家,远超过任何其它的无线覆盖技术(请见附录二)。
至于为什么一般企业级网络设备厂商无法提供室内信号分布系统技术,原因是多方面的,其中包括:
室内信号分布系统的核心技术是射频(Radio Frequency, RF)技术,包括多频合路、极化天线等等,而一般企业级网络设备厂商不具备这方面的技术能力;
企业级网络产品对布线、施工方面的要求比较简单,而室内信号分布系统的规划、设计和实施需要专业的无线电设备和拥有专业无线电通讯知识的技术队伍,一般的企业
级网络产品厂商无法提供这样的支持与服务;
一般的企业对无线网络的稳定性没有运营商要求得那么严格;而采用WLAN室内信号分布系统的建设成本相对要高一些。
3. 在覆盖能力方面,昂科WIDS与多点离散式AP覆盖有什么不同?WIDS是把一个AP的功率简单
分配到多个天线吗?
答:昂科的WIDS的信号覆盖全面性、均匀性与稳定性是目前任何其他覆盖技术都无法比拟的。
昂科WIDS并不是把单个AP的功率分配到多个天线,而是采用高线性度双向功率放大器对AP 信号源进行高保真线性放大,通过低损耗微波器件进行信号传输,再通过高增益分区双极化天线(水平及垂直方向)进行信号覆盖。单个天线的功率与极化方向是根据覆盖区的实际情况和需求来设计实施的,既保证区域全覆盖及高灵敏度,又控制不必要信号分布而导致的干扰与安全隐患。
针对医院复杂的病房结构(卫生间在病房靠走道一侧等),WIDS能确保病房内各个角落的信号灵敏度
和带宽,这是其它覆盖方式很难做到的。由于WIDS下每个天线的功率控制在50-100mW,超过AP的30mW,而且通过极化设计使天线发射的能量更智能化的分配,因此每个WIDS天线达到的覆盖效果与范围要优于一个AP。所以在一个典型病区,如果要达到10个WIDS天线的覆盖效果,至少要采用10个AP来做多点覆盖。但这些AP之间又会产生信道干扰,最终还是无法达到WIDS的覆盖效果。
4. 在漫游切换方面,目前AP间切换最快能达到多少时间?通过采用THIN AP + 无线交换机的构架
是否可以彻底解决切换时延与掉包等问题?在这方面WIDS方案与多点AP方案有何不同?
答:采用多点离散式AP覆盖,无线终端在移动过程中,就必然会出现在多个AP间进行切换的过程。目前,无论采用那种多AP覆盖模式,客户端在AP间的切换时延都大于50ms。这是由于切换时延主要由客户端对下一跳AP信道进行扫描所需的时间造成的。无线终端在进行AP切换时需要完成信道扫频、重关联和重认证三个过程,在这三个过程中最耗费时间的就是信道扫频的工作,因为当移动终端在进行AP切换的时候,并不知道他所要切换到的这个AP所在信道,因此移动终端需要逐个信道地扫描,该过程占了整个切换过程延时的90%。可见要使移动终端能够快速漫游,必须解决的是扫频问题。而这个过程与客户端系统密切相关,需要客户端的配合,因此单纯靠采用THIN AP+无线交换机的方案无法从根本上消除切换时延。由于现在还没有客户端与后端网络系统就如何实现快速漫游的通用协议标准,解决切换延时的最佳方案是减少切换几率。
下面是采用某厂商THIN AP+无线交换机所做的AP切换测试。如下图1所示,两个THIN AP通过无线交换机分布在两处,AP的覆盖范围互有交叉,但均不能完全覆盖全图区域。台式机在物理上与无线交换机、AP连通。无线用户手持笔记本电脑(Cisco AIR-CB21AG-E-K9无线网卡)沿A、B、
C、D四点依次移动。在这个过程中由测速软件NETIQ记录下笔记本与台式电脑之间的数据传输情
况。由于在A-B-C-D移动的过程,实际上是无线信号由弱-强-弱-切换AP的过程,通过NETIQ 软件可以很清楚的看到,随着无线信号强弱的变化数据传输速率也随之变化,而且在切换AP的过程中(即图中C和D之间),数据传输速率变化较大,最低值接近零,其中在C点和D点间有短断线丢包现象(图2),这时候通过Windows自带的工具测试可以确认是丢包了(图3)。
图1
图2
图3
因为昂科WIDS系统保证在同一套WIDS覆盖范围内的AP零切换,从而很好地解决了切换所带来的一系列包括切换时延、数据掉包在内的难题。由于在医院使用环境中,无论是现在的移动数据终端还是将来的移动语音终端,绝大部分时间都是在同一病区内移动,因此基于WIDS的无线通信会十分稳定,这对于WLAN语音来说尤其具有意义,因为AP切换时延会严重影响语音通讯质量。因为WIDS系统同样支持T
HIN AP+无线交换机构架,因此对于在不同病区楼层间的移动,WIDS 也能与其他无线交换机厂商实现同样的跨网段漫游切换。但实际上,因为WIDS采用双极化天线技术,无线信号被更好地控制在每个楼层内,大大减少了AP间切换的“乒乓效应”,因此终端
在不同楼层间切换时,采用WIDS也会比采用THIN AP+无线交换机的多AP覆盖方式达到更好的效果。
5. 在带宽方面,WIDS是否最多只能提供一个802.11g AP的54Mbps数据带宽? 同多点离散式
AP覆盖相比,哪种方式能更好地满足医院无线应用对带宽的需求?
答:首先昂科WIDS系统可以提供高达432Mbps的速率带宽,相当192Mbps的应用层带宽。根据信产部无委会针对无线局域网的频段规定,工作在2.4G的802.11g协议共有3个互不干扰的不重叠信道,而工作在5.8G的802.11a协议共有5个互不干扰的不重叠信道。采用昂科的多频合路的专利技术,可实现3个11g信道与5个11a信道同时合路运行在同一套WIDS系统之上。
所以,理论上如果需要的话,在国家现有规定的WLAN频谱资源的框架内,WIDS系统可实现8X54=432Mbps的速率带宽,也就是8x24=192Mbps左右的应用层带宽。足以满足医院在可预见的将来所要在无线网络上实现的各种应用的需求。
二、昂科WIDS系统实现的带宽是全覆盖区内的稳定带宽。WIDS采用专利的合路技术,把相互
不干扰的信道加载于覆盖全区的室内分布系统之上。因此,所有的信道都在独立运行,相互之间不存在任何干扰,不但提高的总的可用带宽,而且同时实现了不同信道间的互为备份。任何单一信道AP的故障都不会导致无线信号的全面故障。同时,不同信道之间可实现负载均衡。因此,WIDS系统是唯一真正实现了无线网络全网热备份及负载均衡的解决方案。另一方面,当任何802.11b的终端工作在802.11g的AP下时,AP及所有终端都会实际运行在带宽更低的11b模式之下。多AP覆盖无法改变这种情况。而采用多频WIDS覆盖,其中一个信道可以设置在11b模式而其它信道都设置在11g模式,既能保证不同模式终端的接入又能充分利用11g设备带来的更高带宽。
三、多AP覆盖方式所能实际实现的带宽远小于所有AP理论带宽的简单之和。这是由于多AP覆
盖所带来的干扰和AP切换这两个问题导致实际工作带宽大大下降。首先在干扰方面,如前所述,在2.4G运行的802.11g只有3个互不干扰信道。在任何一个楼层上,甚至在相邻的楼层间部署超过3个AP都可能导致AP间的信号干扰。医院的病区多采用中间走廊加两边病房的结构,AP 大多部署在没有阻隔的直线走道的吊顶上,当使用一般的吊顶天线或AP自带的天线时(而不是昂科专有的Sectoral双极化天线),AP信号一般能够在走道方向传输得很远,而且还会穿透上下楼层,对同一楼层内和上下楼层间的AP造成信号干扰。所以,多点离散式AP覆盖所实现的实际带宽远低于其理论值,而且带宽不稳定。下面的测试结果展示了这个问题。运行环境如图附4所示,一个AP单独工作,两终端设备之间进行数据通讯,两终端设备分别放在两个房间内,AP 置于两房间的中央走廊上。
图 4
图5
图5中所示为在移动终端运行NetIQ吞吐量测试得到的结果,从图中可以看出,每个终端的数据的吞吐量基本稳定在9.5Mbps,总体无线通信带宽始终稳定在2*9.5Mbps=19M左右,没有掉包现象的发生。当如附图6 所示,两个AP放置于相隔30米的走廊上,之间无遮挡物,并都设为同一信道(实验中使用的6信道),四台终端设备分别放置于走廊两侧的四个房间内,终端A、B 通过AP1传输数据(运行NetIQ),终端C、D通过AP2传输数据时,如附图7 所示两无线终端之间通过AP1进行的数据传输明显受到影响,表现为带宽下降,及不稳定,并出现掉包现象。当两个AP间隔40米、50米、60米甚至70-80米时,同样的问题还会发生。
图6
图7
其次,在多点离散式AP覆盖的环境下,其理论上的带宽也不等于实际应用中的稳定带宽。医疗系统需要稳定的有效带宽来保证系统稳定运行。以下是一组NetIQ对比测试数据。图8示意我们在某医院做的两种无线覆盖方案的真实对比,左侧采用昂科室内信号分布系统,右侧采用国际某知名网络厂商的多AP覆盖方案,然后我们分别模拟实际应用中,移动终端在病区内从一个病房移动到其他病房过程中的各个采样点的数据带宽情况。实际测试表明,移动终端在室内覆盖系统

本文发布于:2024-09-20 13:34:25,感谢您对本站的认可!

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