智簡園區(qū)WLAN無線網(wǎng)橋技術(shù)白皮書

1、華為智簡園區(qū) WLAN 無線網(wǎng)橋技術(shù)白皮書華為智簡園區(qū)WLAN 無線網(wǎng)橋技術(shù)白皮書摘要摘要本文檔針對華為無線接入設(shè)備的 WDS/MESH 技術(shù)進行說明。通過 WDS/MESH 技術(shù)，可以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的遠距離無線連接，擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，降低網(wǎng)絡(luò)部署成本。本文檔提供了 WDS/MESH 的工作原理和 WDS/MESH 的幾種組網(wǎng)場景和配置注意事項，另外提供了 WDS/MESH 的應(yīng)用配置華為智簡園區(qū)WLAN 無線網(wǎng)橋技術(shù)白皮書目錄目錄 HYPERLINK l _bookmark0 摘要ii HYPERLINK l _bookmark1 概述1 HYPERLINK l _bookmark2 無線

2、網(wǎng)橋技術(shù)介紹1 HYPERLINK l _bookmark3 WDS1 HYPERLINK l _bookmark4 MESH 介紹1 HYPERLINK l _bookmark5 WDS 原理描述2 HYPERLINK l _bookmark6 WDS 簡介2 HYPERLINK l _bookmark7 WDS 建立過程4 HYPERLINK l _bookmark8 WDS 組網(wǎng)模式6 HYPERLINK l _bookmark9 點對點組網(wǎng)6 HYPERLINK l _bookmark10 點對多點組網(wǎng)8 HYPERLINK l _bookmark11 MESH 原理描述9 HYPER

3、LINK l _bookmark12 MESH 基本概念9 HYPERLINK l _bookmark13 MESH 連接建立10 HYPERLINK l _bookmark14 MP 配置上線12 HYPERLINK l _bookmark15 MESH 路由建立14 HYPERLINK l _bookmark16 數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)15 HYPERLINK l _bookmark17 MESH 網(wǎng)絡(luò)破環(huán)16 HYPERLINK l _bookmark18 MESH 組網(wǎng)模式16 HYPERLINK l _bookmark19 鏈狀組網(wǎng)16 HYPERLINK l _bookmark20 星狀組網(wǎng)

4、16 HYPERLINK l _bookmark21 網(wǎng)狀組網(wǎng)17 HYPERLINK l _bookmark22 多 MPP 組網(wǎng)17 HYPERLINK l _bookmark23 無線網(wǎng)橋應(yīng)用19 HYPERLINK l _bookmark24 WDS 組網(wǎng)場景19 HYPERLINK l _bookmark25 室內(nèi)場景WDS 組網(wǎng)20 HYPERLINK l _bookmark26 室外場景WDS 組網(wǎng)20 HYPERLINK l _bookmark27 WDS 組網(wǎng)規(guī)劃23 HYPERLINK l _bookmark28 傳輸距離規(guī)劃23 HYPERLINK l _bookmark

5、29 網(wǎng)絡(luò)帶寬規(guī)劃26 HYPERLINK l _bookmark30 MESH 組網(wǎng)場景28 HYPERLINK l _bookmark31 區(qū)域無線覆蓋場景28 HYPERLINK l _bookmark32 道路監(jiān)控回傳場景29 HYPERLINK l _bookmark33 長距廣覆蓋場景30 HYPERLINK l _bookmark34 雙鏈路可靠回傳場景31 HYPERLINK l _bookmark35 MESH 組網(wǎng)規(guī)劃31 HYPERLINK l _bookmark36 MESH 回傳層規(guī)劃31 HYPERLINK l _bookmark37 MESH 傳輸距離規(guī)劃33 H

6、YPERLINK l _bookmark38 無線網(wǎng)橋典型配置舉例37 HYPERLINK l _bookmark39 WDS 配置舉例37 HYPERLINK l _bookmark40 組網(wǎng)需求37 HYPERLINK l _bookmark41 配置分析38 HYPERLINK l _bookmark42 MESH 配置舉例39 HYPERLINK l _bookmark43 組網(wǎng)需求39 HYPERLINK l _bookmark44 配置分析40 HYPERLINK l _bookmark45 A 縮 略語42華為智簡園區(qū)WLAN 無線網(wǎng)橋技術(shù)白皮書1 概述 1 概 述無線網(wǎng)橋技術(shù)介

7、紹WDSWDS (Wireless Distribution System 無線分布式系統(tǒng))：通過無線鏈路連接兩個或者多個獨立的有線局域網(wǎng)或者無線局域網(wǎng)，組建一個互通的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問。802.11 的無線技術(shù)已經(jīng)廣泛地在家庭、SOHO、企業(yè)等得到應(yīng)用，用戶已經(jīng)能通過這些無線局域網(wǎng)方便地訪問 Internet 網(wǎng)絡(luò)。但是在這種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，AP 必須連接到已有的有線網(wǎng)絡(luò)，才可能提供無線用戶的網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)，為了擴大無線覆蓋面積，需要用電纜、交換機、電源等設(shè)備將AP 互相連接。采用傳統(tǒng)的方式，AP 需要和有線網(wǎng)絡(luò)連接，會導(dǎo)致最終部署成本較高，并且在大面積無線覆蓋時需要大量的時間，而使用WDS 技術(shù)可

8、以在一些復(fù)雜的環(huán)境中方便快捷的建設(shè)無線局域網(wǎng)。通過無線鏈路連接兩個或者多個獨立的有線局域網(wǎng)或者無線局域網(wǎng)，并為他們之間提供數(shù)據(jù)交換功能。方便網(wǎng)絡(luò)部署、安裝，實現(xiàn)靈活組網(wǎng)。MESH 介紹無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network，WMN)是一種新型動態(tài)自組織自配置的無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點能夠自動地建立 Ad Hoc 結(jié)構(gòu)并維持 Mesh 連通性。運營商或企業(yè)采用無線 MESH 技術(shù)，將多個無線熱點自動地建立起無線的多跳的網(wǎng)絡(luò)，為每個熱點接入的普通無線接入終端提供的無線回傳服務(wù)，可見無線 MESH 成為了經(jīng)濟便捷的最后一英里寬帶接入方案。在傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)(WLAN)中，每個

9、客戶端均通過一條與 AP(Access Point)相連的無線鏈路來訪問網(wǎng)絡(luò)，形成一個局部的 BSS(Basic Service Set)。用戶如果要進行相互通信的話，必須首先訪問一個固定的接入點(AP)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被稱為單跳網(wǎng)絡(luò)。由于無線終端只能和 AP 通信，而 AP 又必須與有線網(wǎng)絡(luò)相連接，這樣就極大的制約了 WLAN 的覆蓋范圍。當(dāng)前集中式拓撲 WLAN 的應(yīng)用一般只局限在小范圍場景，而且周圍必須有固定線路以便 AP 能夠連入有線網(wǎng)絡(luò)。無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)作為一種對傳統(tǒng) WLAN 的革命性技術(shù)創(chuàng)新，將 WLAN 的應(yīng)用范圍從“熱點”擴展到“熱區(qū)”，并減少了對有線網(wǎng)絡(luò)的依賴。無線 Me

10、sh 網(wǎng)絡(luò)是一種多跳網(wǎng)絡(luò)，它與傳統(tǒng)的單跳網(wǎng)絡(luò)的最大不同之處在于無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中的 AP 不僅提供用戶接入功能，還可以轉(zhuǎn)發(fā)無線信號。多個 AP 構(gòu)成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，信號在網(wǎng)內(nèi)從一個AP 路由到另一個 AP，最后通過與固定線路相連的 AP 傳送到有線網(wǎng)絡(luò)。WDS 原理描述WDS 簡介常用概念介紹在傳統(tǒng) WLAN 業(yè)務(wù)中，AP 通過創(chuàng)建業(yè)務(wù)型 VAP 以便STA（Station，站點，即無線終端）接入。相似的，在WDS 網(wǎng)絡(luò)中，AP 通過創(chuàng)建網(wǎng)橋型VAP 以便讓鄰居網(wǎng)橋接入，進而兩者之間建立起無線虛鏈路。網(wǎng)橋：AP 射頻上提供WDS 業(yè)務(wù)的功能實體。業(yè)務(wù)型VAP：AP 為 STA 提供的 WLA

11、N 業(yè)務(wù)接入點。網(wǎng)橋型VAP：AP 網(wǎng)橋上為鄰居網(wǎng)橋提供的與之建立無線虛鏈路的接入點。網(wǎng)橋型 VAP 是成對出現(xiàn)的，分別稱之 AP 型網(wǎng)橋和 STA 型網(wǎng)橋。其中，AP 型網(wǎng)橋是為 STA 型網(wǎng)橋提供與之建立連接的接入點。WVL（Wireless Virtual Link，無線虛鏈路）：兩個分屬不同 AP 網(wǎng)橋的網(wǎng)橋型VAP 建立起的連接。業(yè)務(wù)型 WVL：業(yè)務(wù)型無線虛鏈路，WDS 網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通道。管理型 WVL：管理型無線虛鏈路，WDS 網(wǎng)絡(luò)中的管理通道。在使能各 AP 的射頻網(wǎng)橋功能后，AP 間會自動建立起管理型網(wǎng)橋，該網(wǎng)橋僅允許管理、配置報文通過。根據(jù) AP 在WDS 網(wǎng)絡(luò)中的實際位

12、置，AP 射頻網(wǎng)橋的工作模式有三種，分別為 root模式、middle 模式、leaf 模式。root 模式：AP 作為根節(jié)點直接與 AC 通過有線相連，另以 AP 型網(wǎng)橋向下供STA 型網(wǎng)橋接入。middle 模式：AP 作為中間節(jié)點以 STA 型網(wǎng)橋向上連接 AP 型網(wǎng)橋、以 AP 型網(wǎng)橋向下供 STA 型網(wǎng)橋接入。leaf 模式：AP 作為葉子節(jié)點以 STA 型網(wǎng)橋向上連接 AP 型網(wǎng)橋。在利用 WDS 技術(shù)部署的WLAN 網(wǎng)絡(luò)中的 AP 與傳統(tǒng)WLAN 網(wǎng)絡(luò)中的 AP 有所不同，其有線口不僅僅只用于連接 AC，還可以連接交換機或主機。根據(jù) AP 在 WDS網(wǎng)絡(luò)中的實際位置，AP 有線口

13、的工作模式有兩種，分別為 root 模式、endpoint 模式。root 模式：用于連接AC。AP3(leaf)AP2(middle)AP1(root)ACSTAWDS網(wǎng)絡(luò)STA SwitchSTAL2network管理型WVL業(yè)務(wù)型WVL業(yè)務(wù)型VAPendpoint 模式：用于連接交換機或直接連接主機。圖1-1 利用 WDS 技術(shù)部署的 WLAN 網(wǎng)絡(luò)示意圖WDS 的架構(gòu)在實際組網(wǎng)中，WDS 網(wǎng)橋組網(wǎng)模式可以分為以下兩種：點對點組網(wǎng)模式圖1-2 點到點網(wǎng)絡(luò)拓撲圖AP1AP2 AP2LAN Segment 1LAN Segment 2如圖 1-2 所示，WDS 通過兩臺設(shè)備實現(xiàn)了兩個網(wǎng)絡(luò)無線

14、橋接，最終實現(xiàn)兩個網(wǎng)絡(luò)的互通。實際應(yīng)用中，每一臺設(shè)備可以通過配置的對端設(shè)備的 MAC 地址，確定需要建立的橋接鏈路。點對多點組網(wǎng)模式圖1-3 點到多點網(wǎng)絡(luò)拓撲圖AP2LAN Segment 2LAN Segment 3AP3AP1LAN Segment 1AP4LAN Segment 4如圖 1-3 所示，在點到多點的組網(wǎng)環(huán)境中，一臺設(shè)備作為中心設(shè)備，其他所有的設(shè)備都只和中心設(shè)備建立無線橋接，實現(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。但是多個分支網(wǎng)絡(luò)的互通都要通過中心橋接設(shè)備進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。WDS 建立過程網(wǎng)橋間建立連接的基本步驟在使能 AP 的射頻網(wǎng)橋功能時，將會自動創(chuàng)建一對網(wǎng)橋型 VAP（即 AP 型網(wǎng)橋與 ST

15、A 型網(wǎng)橋）。此時的網(wǎng)橋型 VAP 只有最少的參數(shù)，僅供 AP 間能夠建立起管理型WVL。通過管理型 WVL，AP 接入AC 并獲取自身的配置。之后，按照以下步驟網(wǎng)橋間建立業(yè)務(wù)型WVL。其中，網(wǎng)橋 A 為 STA 型網(wǎng)橋，網(wǎng)橋 B 為 AP 型網(wǎng)橋。探測發(fā)現(xiàn) AP 型網(wǎng)橋射頻信道模式為 auto，網(wǎng)橋 A 在某一信道廣播攜帶指定 Bridge-Name（網(wǎng)橋標(biāo)識，類似于傳統(tǒng) WLAN 業(yè)務(wù)中的 SSID）的探尋報文，如果不能收到響應(yīng)則循環(huán)在其它信道嘗試，直到收到有效響應(yīng)為止。射頻信道模式設(shè)置為固定，網(wǎng)橋 A 在此信道廣播攜帶指定 Bridge-Name 的探尋報文，直到收到有效響應(yīng)為止。AP

16、型網(wǎng)橋探測響應(yīng)網(wǎng)橋 B 收到探尋請求，如發(fā)現(xiàn) Bridge-Name 與自身一致，且預(yù)配置的網(wǎng)橋白名單為空（表示不限制網(wǎng)橋接入）、或網(wǎng)橋 A 對應(yīng) AP 的MAC 在預(yù)配置的網(wǎng)橋白名單中（表示允許網(wǎng)橋接入），則響應(yīng)其探尋請求。網(wǎng)橋 B 收到探尋請求，如發(fā)現(xiàn) Bridge-Name 與自身不一致，或預(yù)配置的網(wǎng)橋白名單非空且網(wǎng)橋 A 對應(yīng)AP 的 MAC 地址不在網(wǎng)橋白名單中，則不響應(yīng)其探尋請求。連接建立請求與響應(yīng)網(wǎng)橋 A 收到網(wǎng)橋 B 準(zhǔn)許接入報文后，如果網(wǎng)橋 B 沒有配置認證策略則網(wǎng)橋A 直接接入網(wǎng)橋 B，即兩者建立起連接。如果網(wǎng)橋 B 預(yù)先配置了認證策略與密鑰，則網(wǎng)橋 A 向網(wǎng)橋B 發(fā)起認證

17、請求以完成鑒權(quán)。接入認證網(wǎng)橋 A 收到網(wǎng)橋 B 準(zhǔn)許接入報文后，如果網(wǎng)橋 B 沒有配置認證策略則網(wǎng)橋A 直接接入網(wǎng)橋 B，即兩者建立起連接。如果網(wǎng)橋 B 預(yù)先配置了認證策略與密鑰，則網(wǎng)橋 A 向網(wǎng)橋B 發(fā)起認證請求以完成鑒權(quán)。連接維持網(wǎng)橋間鏈路建立后，網(wǎng)橋間將定期發(fā)送鏈路維持通知，如長時間收不到通知則網(wǎng)橋?qū)⑻撴溌窋嚅_，并重新開始 14 步操作。當(dāng) AC 下發(fā)新的WDS 參數(shù)給網(wǎng)橋，則網(wǎng)橋需用新參數(shù)重新開始 15 過程。AC 為上線 AP 下發(fā)相關(guān)配置信息支持網(wǎng)橋功能的 AP，通過有線接口或通過無線網(wǎng)橋接口發(fā)現(xiàn)并連接到AC，獲取配置信息。此時根據(jù)AC 下發(fā)配置有如下情況：AC 下發(fā)射頻未使能 W

18、DS 功能，則 AP 關(guān)閉網(wǎng)橋的所有 WDS 類型VAP、停止自動發(fā)現(xiàn)和停止發(fā)送鏈接保持報文。此時可配置業(yè)務(wù)接入?yún)?shù)，不接受 WDS 參數(shù)配置。AC 下發(fā)射頻使能 WDS 功能，此時 AP 創(chuàng)建對應(yīng)的 WDS 類型VAP，可配置 WDS參數(shù)；如原有 WDS 關(guān)鍵參數(shù)修改，網(wǎng)橋需重新發(fā)現(xiàn)并建立鄰居鏈路。不支持 WDS 功能的舊版本AP，接收到 AC 下發(fā)的 WDS 相關(guān)參數(shù)配置消息，反饋參數(shù)不支持。AC 能識別，且不影響其它參數(shù)的下發(fā)過程。對打開 WDS 模式的 AP，接收到AC 下發(fā)的VAP 參數(shù)（說明是不支持 WDS 功能的舊版本 AC 下發(fā)的參數(shù)），對應(yīng)射頻自動切換到接入模式下，接收 VA

19、P 配置信息。通過 STP 解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)路問題在點對多點組網(wǎng)場景下，AP 網(wǎng)橋鏈路之間、以及有線鏈路可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)路。為防止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴、保證正確的二層轉(zhuǎn)發(fā)，需要啟用 STP 功能打開環(huán)路檢測。STP 功能對 AP 有線接口、和開啟了WDS 的網(wǎng)橋接口有效。網(wǎng)橋端口的每個無線虛鏈路作為一個獨立邏輯端口參與 STP 協(xié)議交互和控制。WDS 組網(wǎng)模式點對點組網(wǎng)圖1-4 點對點組網(wǎng)模式AP3(leaf)AP2(middle)AP1(root)STAGE0/0/1 接入交換機GE0/0/2ACSTA Switch區(qū)域B區(qū)域A區(qū)域CL2networkSTASTA管理型業(yè)務(wù)型業(yè)務(wù)型WVLWVLVAP圖 1-4

20、為 WDS 點對點組網(wǎng)拓撲，root AP 只橋接一個middle 或者 leaf 型 AP。實際組網(wǎng)中采用雙頻AP，采用 5GHz 頻率射頻作為回傳，2.4GHz 頻率射頻作為業(yè)務(wù)覆蓋。組網(wǎng)配置注意事項：用戶保證管理鏈路和業(yè)務(wù)鏈路不在同一 vlan。否則會相互成環(huán)。配置規(guī)劃如下：配置項數(shù)據(jù)VLAN管理 VLAN：100業(yè)務(wù) VALN：101、102、103、104、105、106其中區(qū)域 A：無線業(yè)務(wù)的VLAN 為 101區(qū)域 B：無線業(yè)務(wù)的VLAN 為 102區(qū)域 C：無線業(yè)務(wù)的VLAN 為 103區(qū)域 C：AP3 有線口下 VLAN 為 104、105、106WDS 管理鏈路不支持 ST

21、P，用戶保證管理鏈路和外部組網(wǎng)不成環(huán)路。為了避免網(wǎng)橋間以及AP 有線口下部署的網(wǎng)絡(luò)間可能發(fā)生環(huán)路現(xiàn)象，可以配置STP。但是，華為交換機（包括 AC）端口的默認的 STP 開銷按 802.1t 標(biāo)準(zhǔn)，而AP 默認的為 802.1d，如果和華為交換機對接且啟用WDS 的 STP 時，需注意正確設(shè)置交換機（包括AC）端口的開銷，否則可能造成WDS root AP 路徑被block。以華為交換機 S5300 為例設(shè)置 STP 路徑開銷標(biāo)準(zhǔn)配置如下： system-viewQuidway stp pathcost-standard dot1d-1998 Quidway quit如果用戶先配置了VAP12

22、15，又要使用 WDS，則需要先調(diào)整配置（用戶）。需要重啟 AP 才能生效的配置：使能/去使能 WDS；有線口角色變化；修改管理vlan（包含 tag/untag，PVID 屬性）。為保證業(yè)務(wù)帶寬，建議用戶組網(wǎng)時不超過 3 跳。根據(jù)傳輸距離與帶寬估算，圖 1-4 組網(wǎng)中第一個網(wǎng)橋 150Mbps 吞吐量的情況下，第一跳衰減為 20Mbps，第二跳衰減為 5.7Mbps。為避免調(diào)優(yōu)影響，建議用戶關(guān)閉 radio-profile 中的調(diào)優(yōu)開關(guān)(最好網(wǎng)橋中使用單獨的 radio-profile)，并且將WDS 網(wǎng)橋加入一個單獨的 region。AC 支持修改國家碼，root 如果被AC 修改國家碼，

23、可能和 leaf 使用不同的國家 碼，支持的信道集不同，從而導(dǎo)致 leaf 可能關(guān)聯(lián)不上root。建議用戶保證WDS 網(wǎng)橋 AP 的國家碼一致。建議用戶不要更改 middle 和 leaf 的射頻模板。點對多點組網(wǎng)圖1-5 點對多點組網(wǎng)模式AP2(leaf)AP1AC(root)AP3(leaf)AP4(leaf)STASTAL2network管理型WVL業(yè)務(wù)型WVL業(yè)務(wù)型VAP圖 1-5 為 WDS 點對多點組網(wǎng)拓撲，AP1 橋接多個 AP，通過 WDS 連接多個 AP，實現(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，但 AP2、AP3、AP4 中的數(shù)據(jù)只能通過 AP1 轉(zhuǎn)發(fā)。配置注意事項：由于點對點組網(wǎng)與點對多點組網(wǎng)

24、的 WDS 實現(xiàn)原理相同，因此點對點組網(wǎng)配置注意事項完全適用于點對多點組網(wǎng)。另外，在點對多點組網(wǎng)中，要特變關(guān)注用戶帶寬是否滿足要求，一般要求下一跳鄰居 AP 的數(shù)量最多為 6 個。MESH 原理描述MESH 基本概念圖1-6 Mesh 網(wǎng)絡(luò)在傳統(tǒng) WLAN 業(yè)務(wù)中，AP 通過創(chuàng)建業(yè)務(wù)型 VAP 以便 STA（Station，站點，即無線終端）接入。而在 Mesh 組網(wǎng)中 AP 和 AP 間建立類似 Ad Hoc 的結(jié)構(gòu)，根據(jù)在Mesh 網(wǎng)絡(luò)中的功能不同，可以分為 MPP、MP 兩種角色。Mesh Portal Point (MPP)：連接 Mesh 網(wǎng)絡(luò)和其他類型網(wǎng)絡(luò)的 MP 節(jié)點。這個節(jié)點具

25、有 Portal 功能，可以實現(xiàn) Mesh 內(nèi)部節(jié)點和外部網(wǎng)絡(luò)的通信。Mesh Point（MP）：在 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中，使用 IEEE 802.11MAC 和 PHY 協(xié)議進行無線通信，并且支持 Mesh 功能的節(jié)點。該節(jié)點支持自動拓撲、路由的自動發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)等功能。MP 節(jié)點可以同時提供 Mesh 服務(wù)和用戶接入服務(wù)。Mesh 網(wǎng)絡(luò)通過 MPM（Mesh Peering Management）協(xié)議組建 Mesh 連接。Mesh 連接(mesh link) ：兩個相鄰 MP 之間通過連接管理協(xié)議建立的無線連接。Mesh 鏈路(mesh path)：源 MP 和目的 MP 之間由一系列

26、Mesh 連接級聯(lián)成的無線鏈路。對端 MP（peer mesh point）：已與某個 MP 建立起 Mesh 連接的鄰居 MP，稱之為該 MP 的對端 MP。鄰居 MP（neighbor mesh point）：與某個 MP 處于直接通信范圍內(nèi)的 MP，稱之為該 MP 的鄰居 MP。不是所有鄰居 MP 均為對端 MP。候選 MP（candidate mesh point）：MP 準(zhǔn)備與之建立 Mesh 鏈路的鄰居 MP。Mesh 網(wǎng)絡(luò)是全連接的 WLAN 網(wǎng)絡(luò)，任何一個源和目的地之間會存在多條可用的Mesh 鏈路，并且這些 Mesh 鏈路的傳輸質(zhì)量會隨著周邊環(huán)境實時變化。因此，非常有必要在

27、Mesh 網(wǎng)絡(luò)支持選路協(xié)議，以確保數(shù)據(jù)幀能始終通過最優(yōu)的鏈路傳輸。Mesh 網(wǎng)關(guān)：即 MPP，連接無線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)和非 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的接入點。Mesh 代理：一個 MP 節(jié)點也被稱為一個代理(proxy)，是無線終端(STA)接入Mesh 網(wǎng)絡(luò)進而接入 DS(distribution systems)的橋梁。Mesh 路由：各 MP 通過在 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)路由管理報文學(xué)習(xí)形成，一條 Mesh 路由信息包含多條用于路由轉(zhuǎn)發(fā)的下一跳信息。VAP 類型。Mesh 節(jié)點上創(chuàng)建的 VAP 分為兩種類型：回傳型 VAP，業(yè)務(wù)型 VAP。回傳型 VAP：完成 MP 鄰居發(fā)現(xiàn)，Mesh 連接

28、建立以及數(shù)據(jù)回傳功能，并通過在回傳鏈路中轉(zhuǎn)發(fā)路由管理報文，實現(xiàn)節(jié)點間路由拓撲的建立。每個射頻只創(chuàng)建一個回傳 VAP。MPSTAMesh 網(wǎng)絡(luò)ACMPPMPMPSTAMPL2network回傳型業(yè)務(wù)型VAP業(yè)務(wù)型 VAP：提供無線終端接入功能?？膳渲枚鄠€。圖1-7 利用 Mesh 技術(shù)部署的 WLAN 網(wǎng)絡(luò)示意圖MESH 連接建立Mesh 鄰居發(fā)現(xiàn)流程Mesh 鄰居發(fā)現(xiàn)是 Mesh 網(wǎng)絡(luò)建立過程中的第一步。MP 通過主動發(fā)送 mesh Probe Request 探測幀（非 DFS 信道），或被動偵聽 mesh Beacon 幀，來收集鄰居信息。Beacon 或 Probe 幀中包含 Mesh

29、ID、Mesh Configuration 以及安全能力等相關(guān)信息。更新鄰居關(guān)系表。每個 MP 都存在鄰居關(guān)系表，該表將所有鄰居節(jié)點的信息分為四類是將所有鄰居節(jié)點的信息分為四類：普通 AP 鄰居、其他 Mesh 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、候選 MP 節(jié)點、對端 MP 節(jié)點。對于被動掃描方式，如果 MP 發(fā)現(xiàn)自己接收到的 Mesh Beacon 信標(biāo)幀中的 Mesh ID 與自己的 Mesh ID 一致，則在鄰居關(guān)系表中將該鄰居設(shè)備記錄為候選 MP 節(jié)點；如果 MP 發(fā)現(xiàn)自己接收到的 Beacon 信標(biāo)幀中沒有 Mesh ID，則判斷鄰居節(jié)點為普通 AP 鄰居；如果 MP 發(fā)現(xiàn)自己接收到的 Mesh Beaco

30、n 信標(biāo)幀中 Mesh ID 與自己不一致，則判斷鄰居節(jié)點為其他Mesh 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。圖1-8 在某信道上進行鄰居 AP/MP 節(jié)點的主動和被動探測過程Mesh 連接管理完成鄰居發(fā)現(xiàn)并更新鄰居關(guān)系后，進行的是 mesh 連接的建立和拆除。采用 Peer Link Open/Confirm/Close 三種 Mesh 連接管理 Action 幀交互實現(xiàn)。Mesh 連接建立。MP 在選出候選 MP 節(jié)點后，可以與之發(fā)起 Mesh 連接建立過程。建立 Mesh 連接的雙方 MP 處于對等地位，雙方通過兩次 Mesh Peering Open/Confirm 的交互，完成 Mesh 連接的建立。Mesh

31、 連接建立后，需要繼續(xù)進行后續(xù)的密鑰協(xié)商階段，只有密鑰協(xié)商成功之后 Mesh 節(jié)點才可以參與 Mesh 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。Mesh 鏈路拆除。Mesh 連接雙方中任一方，均可以主動向?qū)Ψ桨l(fā)送 Peer Link Close 消息，以關(guān)閉雙方間的 Mesh 連接，Peer Link Close 消息中需要通過原因碼指明關(guān)閉連接的原因。收到 Peer Link Close 消息的 MP，需要向?qū)Ψ?MP 回應(yīng)一個 Peer Link Close 消息。圖1-9 Mesh 連接創(chuàng)建和刪除過程MP 配置上線MESH 特性支持零配置（zero touch configure）上線功能，零配置上線是指僅需要在AC

32、 上先對 MP 進行少量的離線管理配置，在 MP 上不需要做任何配置就可以完成AC 上線。該特性為大量 MP 同時開局的場景提供了極大的便利。針對 Mesh 場景，需要做到Mesh 節(jié)點上電后，可以自動發(fā)現(xiàn)和關(guān)聯(lián) AC，并獲取 AC 上對某個 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的配置。圖1-10 MP 零配置上線流程MP 零配置上線步驟如下：步驟 1 新加入 MP 掃描鄰居 MP，并選擇已成功關(guān)聯(lián)到 AC 的鄰居 MP 作為 Peer（鄰居 MP 會在 Mesh Beacon 和 Mesh probe Response 報文中攜帶自身是否已經(jīng)上線的標(biāo)志，新加入 MP 只會選擇已經(jīng)上線的鄰居 MP 建立 Mesh

33、鏈路），通過默認配置與其進行 Peer Link Open/Confirm 交互，建立非安全的 Mesh 連接，并建立到 MPP 節(jié)點的路由。步驟 2 新加入 MP 通過建立的 Mesh 連接與 DHCP server 交互獲取到自己和 AC 的IP 地址。步驟 3 新加入 MP 通過建立的 Mesh 連接發(fā)現(xiàn) AC 并完成與 AC 的關(guān)聯(lián)，建立臨時的 CAPWAP 隧道，完成 Mesh 及其他相關(guān)配置的獲取。步驟 4 新加入 MP 獲取到配置后，通過 Peer Link Close 消息主動斷開臨時的非安全的連接。步驟 5 新加入 MP 以新的 mesh 配置再次進行 Peer Link O

34、pen/Confirm 交互，完成密鑰協(xié)商，協(xié)商出 Peer 間通信所需的最終密鑰。建立正式的安全的 mesh 鏈路，并重新與 AC 建立安全的 CAPWAP 隧道。當(dāng) MP 在一段時間內(nèi)用新 Mesh 配置無法上線，則恢復(fù)默認配置，重新從步驟 1 開始，進行非正式 mesh 鏈路的建立以獲取新的 AC 上 mesh 配置。根據(jù) AC 下發(fā)配置有如下情況：AC 下發(fā)射頻未使能 Mesh 功能，則 MP 關(guān)閉回傳類型 VAP、停止自動發(fā)現(xiàn)和停止發(fā)送鏈接保持報文。此時可配置業(yè)務(wù)接入?yún)?shù)，不接受 Mesh 參數(shù)配置。AC 下發(fā)射頻使能 Mesh 功能，此時 MP 接收 AC 配置的 Mesh 參數(shù)；

35、如原有Mesh 關(guān)鍵參數(shù)修改，MP 用新配置重新發(fā)現(xiàn)并建立鄰居連接。不支持 Mesh 功能的舊版本 AP，接收到 AC 下發(fā)的 Mesh 相關(guān)參數(shù)配置消息， 反饋參數(shù)不支持。AC 能識別，且不影響其它參數(shù)的下發(fā)過程。對打開 Mesh 模式的 AP，接收到 AC 下發(fā)的 VAP 參數(shù)，如果是不支持 Mesh 功能的舊版本 AC 下發(fā)的參數(shù)，對應(yīng)射頻自動切換到接入模式下，接收 VAP 配置信息。MESH 路由建立對于 Mesh 網(wǎng)絡(luò)來說，任何一個源和目的地之間都會存在多條可用的 Mesh 鏈路，并且這些 Mesh 鏈路的傳輸質(zhì)量會隨著周邊環(huán)境實時變化。因此，必須在 Mesh 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)支持選路協(xié)議，8

36、02.11s 標(biāo)準(zhǔn)中定義的 HWMP 路由協(xié)議應(yīng)運而生。在 802.11s 路由協(xié)議中，定義了下面幾種路由管理幀：網(wǎng)關(guān)通告幀(RANN, Root Announcement Frame)。RANN 幀是為了通知其他節(jié)點一個 MPP 的存在。當(dāng)節(jié)點被配置為 MPP 時，它會定時廣播 RANN 幀。MP 收到RANN 消息后，將 TTL 減 1，更新路徑 Metric 信息，再將其廣播出去，不做其他處理。讀取 RANN 幀的內(nèi)容后，判斷 RANN 中的網(wǎng)關(guān)是否已經(jīng)存在于自己的網(wǎng)關(guān)列表中，如果不存在，則在列表中新增該網(wǎng)關(guān)的條目；如果存在，則依據(jù)RANN 中的信息，更新相應(yīng)條目的信息。路由請求幀(PR

37、EQ, Path Request)和路由應(yīng)答幀(PREP, Path Reply)。在按需路由模式中，源節(jié)點廣播 PREQ 消息建立到目的節(jié)點的路由，MP 節(jié)點收到 PREQ 幀后， 回應(yīng)路由應(yīng)答幀。Mesh 網(wǎng)絡(luò)中支持按需路由和先應(yīng)路由兩種路由選擇模式：按需路由模式：源節(jié)點廣播 PREQ 消息建立到目的節(jié)點的路由。如果當(dāng)前 PREQ 的序列號比前一個 PREQ 消息的序列號大或者序列號相同但度量值更優(yōu)，在收到PREQ 消息之后，中間節(jié)點創(chuàng)建或者更新到源節(jié)點的路由；如果沒有到達目的路由，中間節(jié)點繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā) PREQ。先應(yīng)路由模式：根節(jié)點周期性地廣播 RANN 消息。當(dāng)一個 Mesh 節(jié)點收到RA

38、NN 消息并且需要創(chuàng)建或者更新到根節(jié)點的路由時，它會單播發(fā)送 PREP 消息到根，同時將 RANN 消息繼續(xù)廣播出去。這樣，MPP 創(chuàng)建一條從根節(jié)點到源節(jié)點的反向路徑，MP 創(chuàng)建一條從根節(jié)點到源節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。HWMP 將先應(yīng)路由模式和按需路由模式相結(jié)合，確保數(shù)據(jù)幀能夠始終通過傳輸質(zhì)量最好的 Mesh 鏈路傳輸。華為 MESH 特性基于標(biāo)準(zhǔn) 802.11s 協(xié)議開發(fā)了私有 MESH 路由協(xié)議并進行優(yōu)化，實現(xiàn)了路由的負載均衡功能。其特點是在無線鏈路搭建時，考慮減少通訊的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)， 使能基于靜態(tài)的到目的節(jié)點跳數(shù)較小的路徑構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)拓撲。數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)典型場景下，MP 可以通過代理功能，將 MESH 網(wǎng)

39、絡(luò)外節(jié)點與 MESH 網(wǎng)絡(luò)進行連接。此時，對于 MP，需要根據(jù)報文的目的地址，檢測目的節(jié)點是否與其它代理 MP進行關(guān)聯(lián)。如果進行了關(guān)聯(lián)，MP 將報文轉(zhuǎn)換為 Mesh 幀，經(jīng)過 MESH 網(wǎng)絡(luò)，最終將報文轉(zhuǎn)發(fā)至目的節(jié)點。圖1-11 MESH 數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)中的地址封裝圖示：SA&DA 指報文最終的源地址和目的地址：SA=Source Address，DA=Destination AddressMesh SA&DA 指報文在 mesh 網(wǎng)絡(luò)中，在 mesh 邊界的兩個 Mesh 節(jié)點的源地址和目的地址TA&RA 指 mesh 節(jié)點逐跳傳輸中每個 MP 的發(fā)送地址和接收地址：TA=Transmissi

40、on Address，RA=Receive Address普通的 802.11 報文采用三地址封裝格式，而 MESH 網(wǎng)絡(luò)采用六地址格式進行報文的封裝，從無線 STA 發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn) 802.11 報文到達 MP 后，查表準(zhǔn)備入 MESH 網(wǎng)絡(luò)。此時，需要將標(biāo)準(zhǔn) STA 幀轉(zhuǎn)換為 Mesh 幀，將標(biāo)準(zhǔn)的 802.11 三地址封裝改為 mesh 的六地址封裝，在 mesh 網(wǎng)絡(luò)中逐跳傳輸，最終到達目的目的 MP，再根據(jù)目的 STA 的鏈路類型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的報文封裝格式進行轉(zhuǎn)發(fā)。對于廣播和組播報文：當(dāng) mesh 節(jié)點收到 STA 的廣播/組播報文后，會在 mesh 內(nèi)廣播，即向該 mesh 節(jié)點所有的

41、mesh 鏈路中復(fù)制一份發(fā)送出去，每個途徑的 mesh 節(jié)點都會接受和按需處理該廣播/組播報文，并同時向自己的其它鏈路（所有 mesh 鏈路和非 mesh 鏈路）復(fù)制一份繼續(xù)發(fā)送出去，最終保證整個 mesh 網(wǎng)絡(luò)中所有 mesh 節(jié)點都接收并處理該報文。對于未知單播報文：當(dāng) mesh 節(jié)點收到一個單播報文，其目的地址的路由未知，即不知道向哪個鏈路轉(zhuǎn)發(fā)時，普通 mesh 節(jié)點會將其通過 mesh 鏈路轉(zhuǎn)送 MPP，到達MPP 后，如果 MPP 查表失敗，仍舊不知該報文的目的路由，則將該報文在其有線端口轉(zhuǎn)發(fā)。MESH 網(wǎng)絡(luò)破環(huán)由于 Mesh 是網(wǎng)狀組網(wǎng)，MP 節(jié)點間存在鏈路冗余，為避免廣播風(fēng)暴的產(chǎn)

42、生，標(biāo)準(zhǔn)定義了以下處理方法：TTL 字段：Mesh 幀格式中包含了 TTL 字段，收到報文后，先將 TTL 減 1，如果為 0 則丟棄，否則做轉(zhuǎn)發(fā)處理。重復(fù)報文檢測：通過 mesh 報文頭中的 sequence number 域來檢測是否是重復(fù)報文。Mp 需要維護一個表項，表項的條目為， 記錄最近收到的報文，如果新收到的報文命中該 cache 表，則表示收到了重復(fù)報文，進行丟棄，否則做轉(zhuǎn)發(fā)處理。目前版本不支持 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中透傳生成樹協(xié)議報文，需用戶保證多 MPP 場景下，組網(wǎng)不會在 LAN和 Mesh 網(wǎng)絡(luò)之間形成環(huán)路。MESH 組網(wǎng)模式在實際組網(wǎng)中，Mesh 組網(wǎng)模式可以分為以下三種：鏈

43、狀組網(wǎng)在鏈狀組網(wǎng)環(huán)境中，用戶可以預(yù)先指定與其相連的鄰居。MP 間形成的鏈路可以將的802.3 報文轉(zhuǎn)換成 802.11s 報文，然后在無線鏈路上傳輸。圖1-12 鏈狀組網(wǎng)模式星狀組網(wǎng)在星狀組網(wǎng)環(huán)境中，所有的連接都要通過中心網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，所有的局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸都要通過 MPP。該模式通常用于小型廣場的熱點覆蓋，遠端 MP 直接采用無線 MESH 鏈路與根節(jié)點 MPP 相連，提供更大范圍的無線覆蓋服務(wù)。圖1-13 星狀組網(wǎng)模式網(wǎng)狀組網(wǎng)網(wǎng)狀拓撲組網(wǎng)可以檢測到其他局域網(wǎng)設(shè)備，并且形成鏈路。該網(wǎng)絡(luò)拓撲會引起網(wǎng)絡(luò)環(huán)路，使用時可以結(jié)合 Mesh 路由選擇性地阻塞冗余鏈路來消除環(huán)路，在 Mesh 鏈路

44、故障時還可以提供備鏈路備份的功能。圖1-14 網(wǎng)狀組網(wǎng)模式多 MPP 組網(wǎng)在多 MPP 組網(wǎng)環(huán)境中，整個 mesh 網(wǎng)絡(luò)中部署了多個 MPP 設(shè)備，每個 MPP 分別與有線網(wǎng)絡(luò)連接，也就是說整個 mesh 網(wǎng)絡(luò)存在多個有線出口，mesh 網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以通過多個 MPP 訪問有線的固定網(wǎng)絡(luò)。該組網(wǎng)模式，一方面實現(xiàn)了多 MPP 之間的有線鏈路冗余備份，提高了回傳網(wǎng)絡(luò)的可靠性，同時還具有多 MPP 負載分擔(dān)的效果。圖1-15 多 MPP 組網(wǎng)模式華為智簡園區(qū)WLAN 無線網(wǎng)橋技術(shù)白皮書2 無線網(wǎng)橋應(yīng)用 2 無線網(wǎng)橋應(yīng)用WDS 組網(wǎng)場景圖2-1 AP 通過 WDS 接入 AC 示意圖AP1AP2

45、AP3匯聚交換機接入交換機(root)(middle)(leaf)AC管理型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型VAP 2.4GHz如圖 2-1 所示，使用WDS 技術(shù)將眾多 AP 部署成 WDS 網(wǎng)絡(luò)，則 AP 間可以建立起無線的、多跳的連接，進而 AP 就可以通過無線方式連接到 AC。另一方面，對于終端用戶而言，是感知不到傳統(tǒng) WLAN 網(wǎng)絡(luò)與利用WDS 技術(shù)部署的無線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別，因為這兩種網(wǎng)絡(luò)只是在骨干網(wǎng)部分有所不同。下面介紹實際應(yīng)用中的幾種典型場景組網(wǎng)圖。室內(nèi)場景 WDS 組網(wǎng)圖2-2 室內(nèi)組網(wǎng)場景匯聚交換機接入交換機AP1(root)AP2(middle)AP3(leaf)A

46、C管理型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型VAP 2.4GHz圖 2-2 室內(nèi) WDS 典型組網(wǎng)場景，在家庭、倉庫、地鐵或者公司內(nèi)部，由于不規(guī)則的布局，墻體等物體對WLAN 信號的衰減，導(dǎo)致一臺 AP 的覆蓋效果很不理想，許多地方存在信號盲區(qū)，這時采用 WDS 技術(shù)，通過WDS 橋接 AP，不僅可以有效地擴大無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，還可以避免因重新布線帶來的經(jīng)濟損耗。室外場景 WDS 組網(wǎng)相對于室內(nèi)場景，室外場景一般范圍開闊，通過選取不同的天線，兩臺 AP 可以相距幾十公里實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。因此，WDS 技術(shù)可以用于跨建筑物或者跨區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸，解決了有線網(wǎng)絡(luò)部署受施工條件限制，以及部署成本高

47、，靈活性低的缺點。所以 WDS 組網(wǎng)適用于校園、種植園、山區(qū)、高樓等場景中。竅門室外場景中的的障礙物主要為樹木、高大建筑物等，如果傳輸距離很遠，還要考慮地球的球面弧度，因此實際組網(wǎng)中要根據(jù)實際情況靈活選用和安放天線。（一）室外組網(wǎng)場景圖 2-3、圖 2-4 和圖 2-5 三中WDS 組網(wǎng)一般用于不同建筑物之間的網(wǎng)絡(luò)互連，比如當(dāng)需要連接的兩個局域網(wǎng)之間有障礙物遮擋而不可視時，可以采用圖 2-3 的方式組網(wǎng)。圖2-3 室外組網(wǎng) 1匯聚交換機接入交換機AP1(root)AP2(middle)AP3(leaf)AC管理型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型VAP 2.4GHz圖2-4 室外組網(wǎng)

48、 2AC匯聚交換機接入交換機 (root)(leaf)接入交換機AP1AP2管理型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型WVL 5GHz圖2-5 室外組網(wǎng) 3AP3(leaf)AC匯聚交換機接入交換機AP1(root)AP2(leaf)AP4(leaf)管理型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型VAP 2.4GHz（二）室外組網(wǎng)場景當(dāng)需要連接的網(wǎng)絡(luò)之間有障礙物或者傳輸距離太遠時，可以采用圖 2-6 所示的組網(wǎng)方式，通過兩個 WDS AP 有線級聯(lián)背靠背組成中繼網(wǎng)橋。這種組網(wǎng)方式可以保證長距離網(wǎng)絡(luò)傳輸中保證無線鏈路帶寬。圖2-6 室外組網(wǎng) 4匯聚交換機AC接入交換機AP1(root)AP2(leaf)A

49、P3(root)AP4(leaf)AP5(root)AP6(leaf)管理型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型VAP 2.4GHz（三）室外組網(wǎng)場景圖2-7 室外組網(wǎng) 5AP3(leaf)匯聚交換機接入交換機AP1(root)AP2ACAP4(leaf)(leaf)管理型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型WVL 5GHz業(yè)務(wù)型VAP 2.4GHzWDS 組網(wǎng)規(guī)劃傳輸距離規(guī)劃信號衰減當(dāng) WDS AP 之間進行橋接時，至少需要兩臺AP 設(shè)備在距離幾百米到幾十公里之間的不同場所進行網(wǎng)絡(luò)互連。經(jīng)過長距離的傳播，無線電波的能量會衰減。假設(shè)電波是在自由空間里傳播，即不產(chǎn)生反射、折射、繞射、散射和地物吸收等時

50、，電波的衰減與傳播距離的關(guān)系如下：PL = 32.45 + 20 lg(d ) + 20 lg(f )自由空間傳播模型是最簡單的無線電傳播模型，無線電波的損耗只與傳播距離、電波頻率有關(guān)系。但實際傳播環(huán)境一般比較復(fù)雜，因此還要考慮環(huán)境因子 n,那么公式變?yōu)椋篜L = 32.45 + 10n lg(d ) + 20 lg(f )其中，環(huán)境因子系數(shù) n 隨傳播環(huán)境的不同而不同，取值范圍為 25.一般密集城區(qū)取45，普通城區(qū)取 34，郊區(qū)取 2.53。利用上面的公式，在WDS 組網(wǎng)中，假如兩個 AP 距離 1 公里，頻率取 5000MHz，電波在自由空間中傳播，n 取值為 2，則計算出電波的衰減為：P

51、L= 32.45 + 10*2* lg(1) + 20 lg(5000) = 106.4 dB由上可知，在長距離無線傳輸中，信號的衰減非常明顯。實際WDS 組網(wǎng)中，兩臺互相橋接的 AP 之間距離可能需要幾十公里，而 AP 設(shè)備的輸出功率一般是固定的，因此合理的選用天線是保證信號傳輸距離和傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵。竅門在實際無線環(huán)境中，無線信號只要在第一費涅爾區(qū)不受阻擋，就可以認為是在自由空間傳播。這樣可以比較容易的估算出信號的衰減。天線參數(shù)天線參數(shù)包括天線的增益、波瓣寬度、極化方向、電下傾角、前后比等，其中，對網(wǎng)絡(luò)性能的影響最大的兩個參數(shù)為天線增益和波瓣寬度。增益：天線增益是指在相同輸入功率條件下，天線

52、在最大輻射方向上的某一點所產(chǎn)生的功率密度，與理想點源天線在同一點所產(chǎn)生的功率密度比值。波瓣寬度，就是無線電波輻射形成的扇面所張開的角度。同一天線發(fā)射的無線電波不同方向上的輻射強度是不同的，所以定義為比最大輻射方向的功率下降 3dB 的兩個方向之間的夾角為波瓣寬度.一般來講，天線的增益越高，波瓣寬度越窄，天線發(fā)射出的能量也越集中。天線選型基于特定三維（通常指水平或垂直）平面，可以把天線分為兩大基本類型：全向天線和定向天線。全向天線：全向天線將信號均勻分布在中心點周圍 360 度全方位區(qū)域，即全向天線的波瓣寬度為水平 360 度，但全向天線的增益一般都比較小。全向天線若用在 WDS 組網(wǎng)中作為網(wǎng)橋

53、鏈路的天線，適用于鏈接點距離較近，分布角度范圍大，且數(shù)量較多的情況。比如在點對多點的組網(wǎng)場景下，全向天線作為 Root AP 的天線，鏈接分布在四周的 Leaf AP，如下圖所示：圖2-8 全向天線 WDS 組網(wǎng)示意圖Leaf APLeaf AP全向天線Leaf APRoot APLeaf AP無線網(wǎng)橋定向天線：定向天線是在水平方向圖上表現(xiàn)為一定角度范圍輻射，也就是平常所說的有方向性的天線。定向天線的能量聚集能力最強，信號的方向指向性極好。因此當(dāng)遠程鏈接點數(shù)量較少，或者角度方位相當(dāng)集中時，采用定向天線是最為有效的方 案。若采用點對多點的WDS 組網(wǎng)方式，選擇定向天線時需要關(guān)注天線的波瓣寬度，即

54、需要鏈接的設(shè)備與天線所形成的角度不能大于天線本身的波瓣寬度，鏈接點需要在天線電波的覆蓋范圍之內(nèi)。如下圖所示， Root AP 通過定向天線連接兩個 Leaf AP，兩個 Leaf AP 必須在定向天線所發(fā)射的電波覆蓋范圍之內(nèi)。圖2-9 定向天線點對多點 WDS 組網(wǎng)示意圖Leaf APRoot AP定向天線Leaf AP無線網(wǎng)橋而點對點的WDS 組網(wǎng)方式中，為了提高傳輸距離和保證信號質(zhì)量，推薦選用天線波瓣寬度小的定向天線。這樣的天線增益高，能量聚焦能力強。組網(wǎng)如下圖所示：圖2-10 定向天線點對點 WDS 組網(wǎng)示意圖Root AP定向天線1定向天線2Leaf AP無線網(wǎng)橋附：以下為典型天線的外

55、觀圖，具體天線選擇與天線參數(shù)請參考WLAN V2R1 配套天線概覽。圖2-11 典型天線外觀圖全向天線定向天線定向天線網(wǎng)絡(luò)帶寬規(guī)劃在無線網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸中，傳輸距離越遠，信號衰減也越大，相對來說信號的帶寬也越小。下表列出分別采用不用增益天線（兩臺WDS AP 均使用相同增益天線）不同場景典型距離下點對點網(wǎng)橋的系統(tǒng)有效帶寬。表2-1 典型距離下點對點網(wǎng)橋傳輸帶寬(HT20)工作頻段環(huán)境天線增益HT20 模式不同距離吞吐量（Mbps）0.2km0.5km1km2km5km10km5G市區(qū)11dBi8055306/15dBi80806030/18dBi8080805012/21dBi808080803

56、210郊區(qū)/農(nóng)村11dBi808080458/15dBi8080804810/18dBi8080808030821dBi808080805027表2-2 典型距離下點對點網(wǎng)橋傳輸帶寬(HT40)工作頻段環(huán)境天線增益HT40 模式不同距離吞吐量（Mbps）0.2km0.5km1km2km5km10km5G市區(qū)11dBi1609045/15dBi1601609545/18dBi1601601608015/21dBi16016016013550/郊區(qū)/農(nóng)村11dBi16016013565/15dBi16016016070/18dBi16016016012045/21dBi16016016016080

57、40WDS 使用點對多點組網(wǎng)模式，各WDS AP 之間距離較遠，可能彼此互為隱藏終端（注：在通信領(lǐng)域中，若基站A 向基站 B 發(fā)送信息，基站 C 未偵測到 A 也向 B 發(fā)送，故 A 和 C 同時將信號發(fā)送至 B，引起信號沖突，最終導(dǎo)致發(fā)送至 B 的信號都丟失了， 則 A 和 C 即互為隱藏終端。），并考慮到多點橋接之間的競爭，相同距離下 P2MP 模式的傳輸帶寬將遠遠低于 P2P 模式的傳輸帶寬，下表給出不同 P2MP 配置下傳輸帶寬的評估參考值：表2-3 點對多點網(wǎng)橋性能影響因子P2MP影響因素系數(shù)吞吐量影響因子隱藏終端多用戶競爭PMP1無無1120.60.950.570.28530.60

58、.90.540.1840.60.90.540.13550.60.80.480.09660.60.80.480.08對于表 2-3 的使用，以下給出使用示例：根據(jù)點對點網(wǎng)橋性能指標(biāo)參考可知，在農(nóng)村場景，使用 5G 頻點，配置 18dBi 天線，在2km 距離下點對點網(wǎng)橋吞吐量可達 80Mbps。相同場景和配置下采用點對多點（P2MP，M=3）時，查詢表 4-3 吞吐量影響因子，計算 P2MP 各節(jié)點的吞吐量如下：P2MP 中 root 節(jié)點有效帶寬=80Mbps*0.54=43.2Mbps；P2MP 中 leaf 節(jié)點有效帶寬=80Mbps*0.18=14.4Mbps；從上述結(jié)果看出，與點對點網(wǎng)

59、橋模式相比，點對多點（P2MP，M=3）網(wǎng)橋鏈路總帶寬從 80Mbps 下降到 43.2Mbps，而每一條鏈路僅約 14.4Mbps，吞吐量下降明顯。因此， 使用點對多點網(wǎng)橋方案時需要特別關(guān)注帶寬是否滿足需求。帶寬規(guī)劃示例某地政府為了縮短“數(shù)字鴻溝”，給當(dāng)?shù)胤N植園村莊進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，滿足種植園區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，提供上網(wǎng)業(yè)務(wù)，項目覆蓋的家庭用戶數(shù)是 31 萬戶。覆蓋目標(biāo)為種植園中普通住戶，每個村落家庭數(shù)大概 300400 戶，每戶按 5 人計，則地區(qū)人數(shù)在 1750 人左右，上網(wǎng)并發(fā)率按照 30%設(shè)計。帶寬方面無特殊需求，普通上網(wǎng)需求，大概 100 戶家庭共享 10M 帶寬，則每個地區(qū)入口總帶寬

60、在 40M 即可滿足覆蓋需求。在每個種植園部署一臺 AC 作為無線控制器，完成 AP 管理、無線漫游等功能。在每個種植園部署百余臺 AP6610DN 室外型雙頻 AP。AP6610DN 支持 2.4GHz 和 5GHz 頻率，支持無線網(wǎng)橋，遵循 IEEE 802.11a/b/g/n 標(biāo)準(zhǔn)，可完成無線傳輸和無線覆蓋雙重功能。組網(wǎng)設(shè)計圖如下：圖2-12 組網(wǎng)設(shè)計圖5.7MpsAC20Mps150Mps5.7MpsS5700無線網(wǎng)橋AP6610DN根據(jù)傳輸距離與帶寬估算，第一個網(wǎng)橋 150Mbps 吞吐量的情況下，第一跳衰減為20Mbps，第二跳衰減為 5.7Mbps。20 個用戶共享 5.7Mbp