作者:Cloud
“你这个AP的速率是10Gbps,
我有10个人用,为什么不能每人达到1Gbps?”

作为一名“无线人”,从业以来这个问题我遇到了太多次。Wi-Fi的底层机制是时分复用,那为什么平均速率不等于最大接入速度除以用户数呢?这其中有很多复杂的因素,今天我想着重从干扰的角度和大家探讨一下。我们将探讨信号干扰是如何影响无线性能的,以及锐捷是如何在Wi-Fi方案中应对信号干扰的。就像我们上次提到的,“可怕的不是发生冲突,而是一直冲突”,遇到问题,锐捷总能找到解决办法。
AP部署越多,干扰越来越大‍‍‍‍

我们曾提到无线高密办公场景变得越来越复杂,单个楼层大开间可达上千平米,而单位面积内人数增多,人均空间仅为2-3平方米。过去AP的部署间距通常为15米,近年来已逐渐减小至10米,甚至在一些极端场景下减小至5~7米。这导致了AP数量的急剧增加,也导致了AP间互相干扰的增加。于是出现了一个“高密矛盾”问题:提升无线性能需要增加AP,但AP增加后加剧干扰,无线性能又因此下降。
要解决这个问题,我们首先需要认识到干扰是如何导致网络质量劣化的。当干扰较强时,环境底噪上升,信噪比降低,AP与终端无法准确地获取对方信号,调制解调受到负面影响,只能不断调整MCS(调制与编码策略),这一过程导致无线速率降低。信噪比对速率的影响可以参考MCS速率表:
MCS速率表
这就好比在一个大房间里,您和好朋友可以轻松畅聊。但随着房间里的人越来越多,大家都在说话,您和朋友逐渐听不清对方在说什么。于是只好采取一种策略,一次只说一个词语,确保对方能听清每个词语,然后再把这些词语组合成完整的句意。这一来一回,信息传输的效率自然就降低了。而在无线系统中,AP和接入的终端就类似您和您的好友的关系,其他的AP就类似房间里的其他人,无线传输发生的空间就类似于这个大房间。
当然,Wi-Fi的冲突避免机制、终端重传信息带来的空口损耗等,也是高密环境中无线性能受损,带宽无法均匀分配的重要原因。但在今天的讨论中,让我们聚焦高密环境下AP增多、干扰加大所带来的影响。
信道部署抗干扰存在局限性
认识到了干扰影响速率的原因——AP与终端无法准确获取对方信号,我们就可以做到对症下药:通过避开干扰让AP与终端准确获取对方信号。避开干扰最常见的手段就是根据信道进行部署。比如在2.4G频段,可以选择1、6、11这样的间隔来部署;在5.2G频段,可以选择36、40、44等。这就好比在那间吵闹的大房间里,我们将其分成了一个个小隔间。您和您的朋友在独立的小隔间里不受其他人的干扰,就又可以开心畅快地聊天了。
但这种方式并不完全有效,因为电磁波的传输并不像课本中描述的那般绝对规律,不同信道间的传输依然可能存在干扰,包括同频干扰和邻频干扰。高密环境下AP间距变小,频段固定,信道资源有限,AP间干扰的处理变得越发困难, AP会干扰到覆盖范围内相同信道的其他AP,造成同频干扰。就好比您在小隔间说话的时候,又有其他人钻进来,影响您和朋友的对话。而邻频干扰就好比小隔间的墙壁比较薄,并不能完全隔绝附近隔间的噪音。
5G低频40M信道部署示意
锐捷无线“抗干扰”三剑客,高密干扰不再难  
为了抵抗这些干扰,锐捷网络深入高密场景进行洞察和分析,通过软硬件结合的方式开发出“抗干扰三剑客”技术,让高密干扰不再是难题!
1、新一代智能天线:六万份选一,只为更佳无线体验
智能天线技术已经存在很久。智能天线通过选择不同的天线组合,实现全方向的覆盖,并在每个角度都能获得更远的覆盖距离,即“全向天线的范围,定向天线的效果”。锐捷早期的智能天线——灵动天线已成功将交换波束天线和自适应阵列天线的优点巧妙结合,提升了天线的覆盖效果,实现“信号随需而动”。
在锐捷推出的全新一代智能天线中,可调天线阵列扩展至65536种组合,旨在提升信号质量,确保无线AP与终端能够精准捕捉到对方的信号。借助锐捷独创的CMP联合算法,在毫秒间即可找到最佳的天线组合,避免了传统智能天线因天线组合过多而导致的空口资源浪费。
智能天线实物图
2、自适应覆盖调整:集中式覆盖,私人管家式无线服务
可能有人会说,无线AP部署过密形成互相干扰,那我们减少单个AP覆盖范围不就行了?这种做法看似直接,但在实际环境中执行起来却并不容易。毕竟天线的辐射范围是大致固定的,可调范围有限。此外每次调整都需要进行人工调优,这也大大增加了运维的工作量。
锐捷全新自适应覆盖调整,开创性地提出了AP互干扰的新解法。当Wi-Fi环境中终端增加,需要增加AP以提高整体性能来适应高密环境时,AP可以收集环境中的频谱效率、信道异常等信息进行计算分析。根据分析结果AP对天线阵子进行调整,自动实现波束的收紧,使全向AP在物理结构上转变为定向AP,降低天线范围从而直接减少AP间重叠覆盖的区域,降低彼此的干扰。这就相当于将原本的小房间进一步划分,打造更为精细化的私人空间,以有效规避干扰问题。
AP结合环境因素自适应调整覆盖
3、智能信道滤波:降低邻频干扰,构建您的专属频道
由于电磁波的不规则性,频段利用和信道划分无法完全按照课本的理论来规则执行。因此在实际的产品应用中,射频电路的固有设计会导致不重叠的邻频干扰。在锐捷早期推出的高密产品中,就已经引入了滤波技术,用以解决这一类邻频干扰问题。随着高密度环境的不断变化,锐捷进一步地提出智能信道滤波技术。
在高密度环境中,存在多种业务需求,因此需要根据业务特点选择合适的频宽。例如,在减少AP覆盖范围的情况下,可以适度牺牲信道数量,专用40MHZ频宽来提高传输速率。然而一旦频宽调整,传统的滤波技术可能失效。
为解决这类问题,锐捷无线引入了智能滤波转换技术。通过硬件与自研的软件算法结合,实现了频宽的自动调整和信道滤波的自动切换。当AP切换为40MHZ频宽部署时,设备会自动采用40MHZ对应的中频滤波器,确保AP之间的邻频不受干扰。
这就像是根据小隔间里交流的音量,自动调整隔间墙壁的厚度:当音量较大时,墙壁会被修建得更厚,以降低噪音干扰;而当音量较小时,可以将墙壁弄薄一点,以节省整个房间的使用空间。这样的智能调整降低了隔间之间的干扰,又提升了空间的使用率。
智能信道滤波降低邻频干扰
锐捷无线的“抗干扰三剑客”从多个角度解决Wi-Fi环境中同频/邻频干扰的问题,以提升无线网络的抗干扰能力,致力于确保“AP与终端正确获取对方信号”,解决高密环境中“无线性能不足增加AP,AP增加后干扰导致AP性能下降”的难题,提升高密无线网络的整体性能,改善高密场景的实际用户体验。
我们的无线高密体验专题还将保持更新,
深入讲解锐捷高密无线方案的方方面面
敬请期待~ 
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