无线网络优化

在4G/5G蜂窝网络和WIFI之间。人民的选择向右：能用WIFI就用WIFI.

能用WIFI就用WIFI.

未来我们可能还会经历的无线技术进一步爆炸式增长，无线网络处理越来越苛刻的流量。在笔记本电脑、手机和无线物联网设备之间，优化无线质量的重要性值得关注

希望在这篇文章中，我解释一些用于调整现代无线网络的概念，以便您成为无线工程师。与有线连接不同，很难直观查看无线网络的状况。为了能够“看到”网络，我们需要使用WiFi分析工具。我个人在工作中使用无线调查软件来获取有关我的客户网络的有价值数据，同时几乎所有WiFi分析工具都可以使用

在我们深入研究每种调优技术之前，了解如何读取数据很重要。为了测量信号强度和噪声，无线分析工具以分贝(dBm)的形式显示信号强度。理解分贝读数的方法是越接近零，信号越大。例如，-80dBm比-40dBm的信号更差。

信号强度（覆盖范围）是无线网络最基本的要求。作为一般准则，低信号强度意味着数据传输不可靠和低数据吞吐量。在优化WiFi网络时，您需要牢记将使用无线网络的流量。通常，无线工程师会将无线流量分为实时数据或批量数据

如果无线网络必须支持实时数据，例如语音和视频流量，建议的最低信号强度应优于-67dBm。即使数据速率下降到出现延迟的水平，实际实时流量和延迟也不会导致混乱。如果无线网络只需要支持传输下载大量数据，例如互联网流量或电子邮件，则可以在信号强度成为问题之前将无线网络调低至-80dBm。

各种WiFi协议主要分为2.4Ghz和5Ghz。在检查无线网络的信号强度时，2.4Ghz频段会比5Ghz频段延伸得更远。原因是2.4Ghz波段具有更长的波长，这使得信号比更短的5Ghz波段波长传播得更远及更优秀的穿墙能力。由于这种现象，您不能假设如果信号强度在2.4Ghz频段工作良好，那么它在5Ghz频段也同样有效。确保使用无线测量工具验证两个频段

噪声可归因于无线空间之外的外部因素，这些因素会在与WiFi相同的频段内产生无线电噪声。这种噪声在线路上基本上是静态的，这会使客户端设备和AP中的无线电很难确定什么是数据，什么是噪声。在WiFi无线频率中引起噪声的一些常见设备包括：

- 微波炉

- 雷达

无绳电话

因为微波炉和大多数无绳电话都在2.4Ghz频段运行。如果您在午餐期间或在使用无绳电话与客户交谈时发生的无线性能不佳，则问题很可能是噪音

信噪比表示信号强度比噪声强多少。信号必须强于噪声（SNR大于零）才能进行数据传输。如果信号仅略强于噪音，您可能会遇到偶尔的连接中断。

计算比率的方法是将信号强度和噪声相加。数字越大，数据速率越好。最佳实践表明20dBm或更高的SNR是好的。

如果比率不是很大，您有两个选择，要么增加wifi的信号强度或者移除导致噪声的设备。

信道干扰表示单个信道中每个位置重叠的接入点数量。在密集的无线部署中，信道干扰会导致网络延迟。两个频段中的每一个都被分成更小的信道，AP中的无线电被分配到这些信道，以避免干扰相邻的AP。

同频道干扰的常见的是广播电台。在汽车中调谐到一个广播电台并撞到使用相同频道的两个独立电台之间的边缘。您会听到两个广播电台，几乎不可能清楚地理解其中任何一个

在密集的AP部署中，同信道干扰成为一个真正的问题。FCC标准的部门在2.4Ghz频段分配了3个非重叠信道，在5Ghz频段分配了25个非重叠信道。由于许多AP彼此靠近，您可以看到如何避免2.4Ghz频段的干扰几乎是不可能的。

目前大多数企业级无线系统，中央控制器会计算AP之间的最佳信道分配。大多数时候，这些控制器都做得很好，但是值得看看控制器提出的通道分布，因为有时控制器计算出的最佳分布与现实不符。当您移至5Ghz频段时，实际上以组合多个频道以形成更宽的频道。查看下图，我们会发现随着通道宽度的增加可用通道的总数在减少。

通常，较宽的通道宽度比较窄的通道宽度提供更高的数据速率。在优化无线网络时，您应该考虑避免同频干扰所需的最少信道数，并选择不违反所需最少信道数的最宽信道宽度。

无线网络最困难和最耗时的优化之一是调整客户端如何在AP之间漫游。尤其是在密集的无线部署中，因为它将流量负载分散到网络中的所有接入点。通常，在您开始看到网络性能下降之前，每个接入点可以支持大约50个客户端。那里有可以支持更多的接入点，但是在规划您需要的AP数量时，50个客户端是一个很好的估计。由于此限制，让客户端漫游到最近的AP以分散负载非常重要。

为什么调整漫游这么难？对于初学者来说，漫游行为是由客户端而不是AP发起的，更糟糕客户端可能是不同的操作系统，甚至是同一操作系统的不同版本，使用不同的指标来指示何时漫游。这意味我们不仅需要提供最佳的整体覆盖，还需要模拟关键区域的不良覆盖，以触发客户端操作系统漫游。我们可以通过两种方式调整无线电进行漫游。首先是简单地调整信号强度。您的第一直觉是将音量调至11并以尽可能高的信号强度对该区域进行覆盖。它覆盖了最好的空间，并为更快的速度提供了一个很好的信号，但是这样做永远不会导致客户端漫游。我经常看到这个问题。我在建筑物的一侧加入一个AP，当我走到建筑物的另一侧时，您经过了2…3…4个AP，但仍然连接到第一个AP和您的吞吐量罐。调低每个无线电的信号强度有助于在信号太弱且客户端漫游到最近的AP时创建清晰的边界。记住要保持一个平衡，将信号强度调得太低会导致无线覆盖不佳的盲点。我们再看看第二种方法：

调整漫游的第二种方法是启用或禁用某些数据速率。WiFi的每次迭代都附带一组支持的数据速率。这些数据速率往往与定义每个无线电的最大吞吐量的不同WiFi时代相关联。虽然将无线电调整为代表最低通用数据速率以最大化吞吐量是明智的，但我们也可以将其用作强制客户端漫游的一种方式。基本上，您离AP越远，数据速率就越慢。如果我们将AP调整为不响应较慢的数据速率，那么当客户端达到该阈值时，AP将停止响应该客户端并被迫加入最近的AP。所以如果将AP调整为仅支持最快的数据速率，那些旧的客户端将永远无法加入无线网络。

网络广播

当客户端漫游到新的AP时，它需要与该AP建立关联/身份验证关系。在AP彼此独立运行的情况下，每次客户端移动到新AP时都必须发生整个过程。为了帮助加快这个过程，开发了一些不同的标准来帮助重新验证客户端到新的AP。IEEE的802.11r，也称为快速漫游，是一种身份验证标准，其中控制器将加密密钥转发到网络中的所有AP。这样，客户端无需在每次漫游到网络中的新AP时都对后端服务器执行完整的身份验证过程。这避免了以前延迟网络连接的大量延迟。请注意，对于不支持此标准的旧设备，漫游可能变得不可预测。如果您的网络上有很多旧的无线客户端，则使用此功能可能没不能帮助优化网络。

IEEE的802.11k协议规定了允许客户端更快地确定下一个应该漫游到哪个AP以及如何漫游，从而减少了漫游所需的时间。客户端当前连接的AP将向其提供有关相邻AP及其信道的信息。这样，当客户端准备好漫游时，它可以更好地了解漫游目的地。

通过减少漫游产生的时间，这两个标准都有助于加快漫游过程，从而有助于语音和视频流量。根据我的经验，许多软客户端语音应用程序对漫游造成的延迟很敏感，并且会完全挂断呼叫。使用这些标准是调整无线网络以减少此问题的好方法。