集中辦公區域無線網優化策略

劉文華

摘要：在高校信息化建設的過程中，為了給師生提供無線上網，許多高校都采取建設室內室外無線網絡的方案，但是由于原建設方案存在不足，或區域內用戶數量和網絡行為發生較大變化，均會導致無線上網的用戶感受下降。本文以安徽某高校為例，通過使用無線勘測軟件測試無線網的信號強度、無線信道干擾情況、無線網絡速度等常用測試方法，判斷無線網絡不穩定原因，通過排查無線網絡設施設備，優化AP位置，調整功率、調整限速、信道更改、無線用戶VLAN內二層隔離、禁止弱信號終端接入等多種方法，實現了原有無線網絡優化。

關鍵詞：無線網絡;優化;信號測量

中圖分類號：TP311 ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）24-0035-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 無線網絡基本情況介紹

某高校行政辦公樓無線網絡始建于7年前，原辦公人員數為100人左右，近年辦公區域新增辦公人員200人，并且設立綜合服務大廳。無線網用戶普遍反映信號弱網速慢，經過寬帶升級仍無法實現無線網用戶體驗提升。結合現有無線網絡優化案例[1-2]，本研究擬通過無線網絡方案優化改變用戶體驗。

下圖為某高校辦公大樓其中一層的ap點位圖，其他樓層的ap分布和此樓層大致相同。

上圖為該高校辦公大樓一層AP點位圖，其他樓層的AP布局和該樓層一致。由圖中可見6個AP由左往右的編碼分別是xz5fap34、xz5fap35、xz5fap33、xz5fap32、z5fap31、xz5fap30。AP的安裝位置在走廊的天花板內部。該樓宇的無線網絡優化方案通過無線網絡勘測軟件測試無線網絡信號強度、無線網絡速度、無線信道干擾等測試方法，判斷無線網絡不穩定、信號弱的原因，結合無線網絡優化手段提升無線網絡性能。

2 無線網測試

1）信號強度測試。連接學校行政辦公大樓的無線，打開無線勘測軟件，查看無線網信號強度如圖2：

dBm（毫分貝）是衡量信號強度的通用指標，一般與設備的無線功率成指數關系。無線設備的功率越大，信號強度越高。正常情況下信號強度大于-60dBm信號質量為優。信號強度在-60dBm和-75dBm之間信號質量為良，低于-75dBm的信號質量為劣質信號，嚴重影響無線終端使用。對于筆記本終端要求達到最低信號強度-75dbm;對于手機終端要求達到最低信號強度-65dbm。從圖中可以看出2.4G網絡和5G網絡的信號強度均小于-65dbm，不滿足無線終端最低信號強度要求。

2）信號干擾測試。連接學校辦公大樓的無線，打開無線勘測軟件，查看信號干擾如下圖3所示：

從圖中可以看出無線信道干擾主要在2.4G范圍，5G信道基本沒有干擾。

3）網絡速度測試。通過測速軟件連接學校行政辦公大樓的無線，測試無線網絡速度如圖4所示：

從圖中可以看出無線網絡下載速度平均在501KB。這個速度不滿足該校該行政辦公區域內流媒體業務對網絡的需求。

3 無線網優化

1）AP位置優化。通過測試數據可以發現無線網絡信號強度不滿足辦公需求，查找AP位置。該樓宇的AP被垂直固定在天花板內的吊架上，白色的正面對應走廊北邊的辦公室，黑色背面對應走廊南邊的辦公室。由于使用某品牌放裝型AP內置的天線在白色的正面，導致AP背面的辦公室網絡信號弱，把AP從吊架上拿下來，正面朝下放到天花板上增強辦公室無線網絡信號強度。

2）功率調整。到無線控制器上查看辦公樓AP射頻口的功率，如圖5所示：

從圖上可以看出5G的射頻口已經是默認的最大值，但是2.4G射頻口的功率是14，把2.4G射頻口的功率也調整到最大值20使信號強度達標。

3）限速調整。到無線控制器上查看辦公樓AP射頻口的限速策略，修改AP的射頻口上行速度為6000下行速度為12000。

4）信道優化。根據無線信道“蜂窩式”規劃原則，參照無線AP點位圖，重新規劃無線網絡信道，減少無線信道之間的互相干擾。圖6是相鄰的兩層樓修改后的信道。

5）采用無線VLAN隔離策略，防止廣播包路由泛濫引起資源耗損。由于IEEE802.11協議規定，當同一VLAN內的無線客戶端的尋址或者廣播組播需要傳送該類別報文時，需要對該VLAN內的所有AP進行廣播，加之廣播報文的速率和數量眾多限制，顯而易見，會導致網絡效率降低，損耗更多傳輸信道資源。同時，通過配置undouser-isolation permit broadcast禁止有線用戶（permit-mac允許的mac地址除外）發送廣播、組播報文給無線用戶，無線用戶到有線用戶的廣播、組播報文不受限制。基于實施該測量，可以提高無效廣播報文以提高通信效率。

6）采用按照信號強度進行終端區別管理策略。已有研究表明，當無線終端的信號強度較低狀況下，雖然能夠通過勉強接入AP的方式接入無線校園網，但由于信息強度低，只能增加發射功率和增加信道方式來提高終端與AP的雙向通訊，由于信道資源的有限性，導致其他正常信號的終端體驗感降低，影響整體無線局域網效率。在本研究中，我們采用了信號強度終端的閾值，低于閾值的終端禁止接入，不僅可以減少低信號強度終端對整體無線網的影響，也減少低信號強度本身自身不良印象。

7）采用設置WLAN傳輸速率高于一定閾值方式提高信道效率。依據IEEE802.11協議規定，無線WLAN網絡中AP或終端之間發送報文時，基于速度和網絡可靠性需要，會采用不同速率進行傳輸，如1、2、5.5、11、6、9、12、18、24、36、48、54Mbps。分析我們辦公樓的無線AP和使用者終端的距離分析，低于9 Mbps的傳輸速率可以控制，亦即設置傳輸閾值為不低于9 Mbps，設置以后，我們進行了丟包測試，發現網絡丟包和延遲均在可控范圍內。

8）依據我校辦公樓用戶使用習慣和網絡控制策略關閉無線廣播probe探測反饋機制，減少無效報文的傳輸。依據IEEE802.11協議規定，無線WLAN網絡存在兩種終端和AP的偵聽機制[3]，第一種是以無線終端被動偵聽方式，當無線終端檢測到帶有AP標示的Beacon包時，與AP建立連接;第二種是以無線終端主動偵聽方式，主動發送Probe request探測周圍的無線網絡，然后根據獲取的Probe Response報文獲取周圍的無線網絡，之后選擇AP建立連接。分析我校網絡使用習慣和網絡管理部門的網絡控制策略，我們關閉了第二種無線廣播Probe探測反饋機制，限制連接采用第一種方式，這樣防止了各種低效低速率的探測反饋包的產生進而占據信道資源。

4 優化效果

1）信號強度增加。通過一系列網線網絡優化調整，用戶主觀感受已經提升。通過設備對優化后無線網絡信號強度進行測量，見圖7。從圖中可以看出優化后無線網絡信號強度在-58dbm，滿足辦公網絡需求。

2）干擾強度。登錄到AP上查看射頻口的2.4G和5G信號干擾情況如下圖所示：

從圖中可以看出優化后無線網絡的干擾情況有明顯減少。一般TxBusy（%）在20%以下，如果很高一般是終端下行流量較大導致，因為終端無線網卡的問題，導致AP一直在與終端通過不停地降低速率來與進行無線鏈路的協商;終端下行流量較大，導致TxBusy（%）高，可以通過限速解決。RxBusy（%）一般在40%及以下終端體驗效果較好，如果高于70%，終端就會出現丟包，掉線，網速時快時慢。如果在終端數少的情況，比如1-2個，發現RxBusy（%）在50%以上，那么確定是WLAN干擾，比如無線路由器，或者AP同頻干擾。

3）網絡速度測試。下圖是優化后的網絡速度測試。

從圖中可以看出無線網絡下載速度超過最初的501KB，達到了7.31Mb/S滿足辦公網絡業務需求。

5 總結

本次無線網絡優化，幫助學校網絡中心解決了無線網絡使用效果差的問題。辦公樓的無線網性能有明顯提高。用戶對優化后的無線網絡也非常滿意。但是2.4G無線信道干擾和5G信號強度弱沒有徹底解決。辦公樓是辦公室密集的場景，而且使用的門窗都是鐵制的。墻后面還放置了一排排鐵柜子，由于AP是安裝在走廊的天花板內，對無線信號衰減很大。針對這種場景建議使用面板型AP，把AP安裝在辦公室內，同時減少辦公室路由器的使用量，用面板型AP代替，這樣可以徹底解決無線網信號干擾和信號衰減大的問題。

參考文獻：

[1] 林錦銳，李廣俠，田世偉，韓成亮.無線定位網絡的聯合功率帶寬優化分析[J].導航定位學報，2018，6（3）：11-16.

[2] 楊斌.試析地鐵通信中的無線系統和網絡優化技術[J].工程建設與設計，2019（10）：71-72.

[3] 李春新，周亮，李凈.基于WLAN的圖書館定位系統研究[J].電腦知識與技術，2019，15（05）：31-32.

【通聯編輯：梁書】