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UBNT x 知识奥运会:为大型活动提供稳定和优质 WiFi 连接的...

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发表于 2018-12-6 14:45:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
活动介绍
2018 年 7月3日至8日,由 SENAI 和 SESI 推动的第十届知识奥运会在巴西利亚举行。这一重大活动在巴西国际会议中心(CICB)举办,投资约为 2 亿美元。大会选择了 UniFi 解决方案,在活动期间为 CICB 的所有区域提供 WiFi 覆盖。

巴西国际会议中心

巴西国际会议中心

▲巴西国际会议中心


在 7 月3 日和 4日同样也有国家工商会(ENAI),其中包括政治领袖,如前总统费尔南多·恩里克·卡多佐,和各国企业家广泛参与进来。估计该活动占据巴西 GDP 的 50%。

全国工业会议(ENAI)

全国工业会议(ENAI)

▲全国工业会议(ENAI)


活动中心主题是将工业 4.0 技术引入未来的智慧城市和学校,展示创新以改善城市中心的生活质量和革新教育。在一个 30,000 平方米的区域内,每天平均有 7,000名参与者,从上午 8 点到晚上 8 点,即整个活动期间约有 4万名访客。该活动的吸引力之一是复制了一个智能家居,其中包括多个连接设备,如多媒体中心,智能灯,视频流设备等。智能家居中的所有设备都通过 Ubiquiti 的 UniFi 接入点来提供 WiFi 连接,就像在活动的所有其他环境中一样,如下所述。

活动中的智能住宅

活动中的智能住宅

▲ 活动中的智能住宅


在以技术为主题的活动中,很自然地为与会者和媒体提供免费,快速和稳定的 WiFi 是满足访问者的基本需求。UBNT 负责部署和支持 WiFi 网络,有线网络基础设施和具有专用1 Gbps Internet 连接的 IP 电路。

支持服务团队

支持服务团队


项目范围
很显然,在执行技术服务,以满足该活动的前两个挑战:满足覆盖区域的物理大小(30,000平方米),其次是大量的参与者(7,000)。
很明显,在开始该项目时,这些特性肯定需要许多接入点,以提供稳定的无线网络,因此对提高服务质量及其用户的质量和浏览体验进行反思。
如本案例中,为了满足高密度需求,在本次活动中总共安装了 119 个 AP,另一个关键要求是满足巨大的覆盖范围,这就证明了设备的数量。
大量的保护区也很重要,因为承包商提供的技术服务包含了极其严格的 SLA 水平,因此任何技术问题的发生率都很低。如果设备发生故障,则必须在附近有另一个 AP,其中有良好的信号,以便客户保持其连接,而不会影响到任何事件。
注:SLA - 服务级别协议(或服务水平协议)是该条例规定了必须由承包人严格遵守,根据合同中处罚承包技术服务的最低质量要求合同的定义。

巴西国际中心的主体建筑有一个生活空间和美食广场,与会者可以休息,并使用无线网络。在这样的外部环境,我们选择使用 2.4 GHz 频率,因为房间更大,用户更分散,考虑到这个频率范围内具有更大的覆盖区域,环境更好。该图显示了外部环境的区域,与会者已被定位在蓝色本地接入点突出的平面图上。

1楼外部平面图

1楼外部平面图

▲ 1楼外部平面图


该活动在巴西国际会议中心的内部区域举行,重点集中在 1 楼和 3 楼。与外部区域有所不同,在内部楼层,人们都聚集在较小的空间,因此需要选择使用 5 GHz 频率的高密度无线网络。5 GHz 频率的范围较小,可以在具有高客户端密度的环境中创建微蜂窝,从而使一个 AP 对另一个相邻的 AP 产生较少的干扰,此外还可以减少对其他 2.4 GHz 设备的干扰,例如无线电话和蓝牙耳机等。
下图展示了 1 号楼内部区域的平面图,其中 AP 所在的位置以蓝色标记表示。 在1楼的内部区域内举办了知识奥运会,此外还安装了几个展位,用于展示技术创业公司提出的创新项目。

楼层 1

楼层 1

▲ 楼层 1


安装无线网络最大的挑战是位于三楼的礼堂,下面将对此挑战进行详细的介绍。

最大的挑战
礼堂是一个可容纳 2500 人的空间,在此举行重要活动且活动的参与者也集中于此。此外,在三楼还有一个餐厅和新闻室,和一个专门用于复制智能房屋的空间,这也是网络设置的难点之一。下图显示了 3 楼内部区域的平面图,其中 AP 所在的位置以蓝色标记表示。

楼层 3

楼层 3

▲ 楼层 3


UniFi 提供的解决方案
Ubiquiti 在 UniFi 企业领域非常强大,拥有广泛的软件产品组合,可进行集中管理,其性价比无与伦比。值得注意的是,Ubiquiti 是 WiFi 接入点制造领域的领导者之一,其 UniFi 产品组合中有不同型号的 UAP,适用于各种规模的公司。
该活动无线网络的部署总共持续了 30 天(从 5 月 24 日集成商入场到 6月24日),也包括一般测试。活动中的 WiFi 网络项目以极高的专业精神展开,且分阶段按不同环境进行交付。为了给活动的所有物理空间提供全面的无线覆盖,集成商安装了119 个 Ubiquiti UniFi 接入点,如下图所示。

活动中使用的设备清单

活动中使用的设备清单

▲ 活动中使用的设备清单


较为陈旧的终端仅支持 SISO 技术,即它们仅使用一根天线将单一数据流传输给客户。而大多数新产品则基于当前 802.11ac 技术,支持 MIMO,这意味着他们可使用多个天线将多个数据流并行传输到同一客户端,从而大大提高通信性能。UAP-AC-HD 支持 MU-MIMO,这是一种使用多个天线将多个数据流并行传输到不同客户端的功能,进一步增强了通信性能。

SU-MIMO vs MU-MIMO

SU-MIMO vs MU-MIMO

▲ SU-MIMO vs MU-MIMO


在所有使用的设备中, UAP-AC-HD 是一大亮点,它是 MU-MIMO 4x4,与其他竞争对手相比,在市场上具有最佳的性价比,如下图所示。在最近由一家独立咨询公司进行的测试中,UAP-AC-HD 在所有的竞争对手中表现最佳,在用户体验质量方面获得了最佳满意度。它是高客户密度环境中的理想 AP,具有500个标称容量和 250 个客户的容量。

最佳市场价格/性能比(UAP-AC-HD

最佳市场价格/性能比(UAP-AC-HD

▲ 最佳市场价格/性能比(UAP-AC-HD)


活动中安装的最大 UAP 是 UAP-AC-PRO,是一款在高性能环境中具有稳定 WiFi 连接的理想 AP。 它是一个 3x3 MIMO AP,建议容量为 120。该 AP 为那些拥有 3x3 天线的客户提供了更高性能的覆盖,例如超级笔记本。它还有两个千兆位端口,因此第二个端口可以通过网桥连接附近的设备,例如摄像机。
另一个细节是使用了一些传统的 UniFi AP(UAP-AC 和 UAP),因为该设备可以使用集成商库存的设备。在这方面,值得注意的是,传统设备与 UniFi 控制器的最新固件和软件版本可完美配合。
为了更好地对巴西国际会议中心不同物理空间中的 119 个 AP 进行分发,在 UniFi 控制器软件中创建了 10 个站点,为每个站点所代表的 AP 都有各自的特定空间,也为软件设施和 Ubiquiti 的管理层提供便利。每个 AP 在物理空间中的定位,先前已经在外部区域的规划和内部区域(楼面 1和3)的图示中呈现。
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在 UniFi 控制器上创建的逻辑站点

在 UniFi 控制器上创建的逻辑站点

▲ 在 UniFi 控制器上创建的逻辑站点


在不同的空间中,使用多个 SSID 来实现六个无线网络的共存,这六个无线网络在逻辑上应根据同类用户组进行分类,因为每个组都受特定频带限制策略的约束,如下表所示。通过 UniFi 软件的图形界面,可以非常容易地通过 SSID(在“用户组”菜单中)定义不同的带宽限制策略,以便非常快速地应用和/或更改这些策略,而无需单独重新配置 AP。
注意:请阅读本文,我们建议在 WiFi 网络中使用多个 SSID,我们为您 WiFi WLAN 项目的成功提供重要提示。

UniFi 控制器的频段限制策略

 UniFi 控制器的频段限制策略

▲ UniFi 控制器的频段限制策略


为了获得更好的性能和更高的安全性,每个 SSID 都与其各自的 VLAN 相关联。此外,在所有无线网络中,WPA2 / AES 通过预共享密钥作为安全机制,用于流量加密和用户组的认证。唯一例外的是为访问者保留的网络,其启用了外部门户,以便事先识别参与该活动的用户。

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亮点
UniFi 控制器提供的解决方案的一大亮点是,即使环境中有 119 个 AP,也无需单独重复每个 AP 的设置。只需通过 UniFi 管理界面执行一次配置就足够了,因为软件本身可通过被称为配置的设定发送 AP 中的所有配置。
此功能不仅能使您灵活地添加大量 AP,还可以使您更换任何有缺陷的设备,而无需在新设备上进行单独配置。另一个便于更换设备的点在于每个 AP 没有license,这提供了几乎无限的可扩展性。作为 UniFi 解决方案的优势,此功能非常突出,因为负责项目执行的集成公司受到合同中预期的 SLA 限制,并且在不合规的情况下可能会被罚款。其中一项令人担忧的合同项目就是紧凑的时间窗口(几分钟),以便纠正某些设备的缺陷。
UniFi 解决方案不仅可以轻松实现网络上所有事务的可视化和管理(如下图所示),而且还可以通过直观的图形 Web 界面(WebUI)快速执行数十/数百个设备中的配置更改)。

UniFi Dashboard 示例

UniFi Dashboard 示例

▲ UniFi Dashboard 示例


无线网络稳定性如此成功的另一个非常重要的原因是其非常谨慎地执行信道复用规划,以确保相邻 AP 不会相互产生干扰。由于所讨论的环境是由高密度客户网组成,我们选择在内部空间中仅使用 5 GHz 频率。这种做法在人员密集的环境中至关重要,因为在这个频率范围内,有20多个频道可用于频道复用规划这项艰难的工作。应该注意的是,在 2.4 GHz 频段内启用高密度网络是不切实际的,因为只有3个信道可以重复使用,这意味着实际上会有来自相邻 AP 的大量干扰,这会造成信号质量差和不稳定。
注意:请阅读本文了解如何在 WiFi 网络中执行良好的频道规划,我们会在每个 WiFi WLAN 项目中提供一些必须遵循的“黄金法则”。
借助 UniFi 控制器界面,可以大大简化规划信道重用的复杂任务,因为有个菜单可以从环境中上传图形(在“地图”菜单中)。这样,可以将连接到控制器的所有 AP 定位在先前插入的计划中的准确位置,从而更容易根据定位判断在每个 AP 中配置哪些通道。此外,在将所有 AP 定位在地图上之后,可以对 AP 传播信号的覆盖区域进行估算,如下图所示,这有助于识别环境中可能的阴影区域,甚至模拟插入新的“虚拟” AP。

1 楼 WiFi AP 覆盖区域的温度

1 楼 WiFi AP 覆盖区域的温度

▲ 1 楼 WiFi AP 覆盖区域的温度



3 楼 AP 的 WiFi 覆盖温度图

3 楼 AP 的 WiFi 覆盖温度图

▲ 3 楼 AP 的 WiFi 覆盖温度图


环境挑战
挑战之一是电缆的接通以及在环境中修复接入点。建造这些建筑物的公司在几个工作面上有数百名工人,并且必须在每个地点协调索道。大多数 AP 都垂直固定在墙壁上,如下图所示。 在某些特定情况下,有必要使用三脚架来固定 AP。

活动照片及壁画

活动照片及壁画

▲ 活动照片及壁画



活动照片及壁画

 活动照片及壁画

▲ 活动照片及壁画


UAP 不仅可安装在天花板,也可以安装在墙上,只要知道信号的传播会导致覆盖范围变小即可。安装在天花板还是墙壁,取决于设计,覆盖区域的目的和组装的可行性。在选择固定到天花板还是墙壁时,理想的情况是固定在天花板上,以获得更好的覆盖范围。但是,将 AP 连接到天花板并不总是可行的,例如在右边大于 6-7米 的安装环境中,由于全向信号的传播,不推荐在此时安装 AP。 此外,如果目标是覆盖较小的空间,则可以进行壁挂安装,只要环境的其余部分占多个 AP 的大小,就像在这种情况下一样。
环境中的另一个挑战是由于与活动的其他区域相比,在相对较小的空间内连接高密度设备时,在主礼堂中需要不断地进行微调。礼堂里安装了14个 UAP-AC-HD,一些安装在三脚架上,另一些安装在椅子下面。所有 UAP-AC-HD 都配置了最小的传输功率,以创建可以优化客户漫游效果的微蜂窝,即通过不同 AP 之间的客户转换来支持移动性。然而,单独降低传输功率是不够的,由于空间较小,客户仍可从多个 AP 接收到高质量信号。
为了进一步优化在礼堂中分布的各种 AP 之间的客户漫游效果并确保连接的稳定性,已经配置了称为“最小 RSSI ”的 UniFi 软件。此功能对于安装了多个 AP 的高密度环境非常有用,因为它可以在漫游期间帮助客户端设备,确保它们与最合适的 AP 保持连接。因此,可以“指示” AP 仅保持信号电平与预先建立值的那些客户端进行连接,使得具有低于该限制信号的客户端被 AP 断开并且与另一个 有更好的信号电平的 AP 建立连接。
由于所讨论的环境在客户端数量方面非常密集,并且在同一物理空间中存在多个 AP,因此有必要为每个 AP 建立相对激进的-50 dBm 阈值,进一步限制微蜂窝的大小以使客户端有信号。由于受环境大小的影响,在附近有其他 AP 可用的情况下,可提供至少具有该质量水平的信号,因此 AP 低于该值时则被“推翻”。
注意:我们建议在设置最小 RSSI 时要特别小心,因为它在 AP 数量不够大的环境中使用会导致连接的客户端无法与另一个 AP 建立新的关联。极限制级别的定义(例如本案例研究中使用的 -50dBm 阈值)可能导致严重的连接问题,从而阻碍用户在网络上的活动。 在高密度 WLAN 中,Ubiquiti 建议最小 RSSI 值不大于 -75dBm,较低的阈值(例如-80dBm)将使客户在距离覆盖区域中心较远时也保持与AP的连接,这也可能是完全不需要的。

结论
面对在本案例中为大型活动提供稳定和优质 WiFi 连接的挑战,UniFi 解决方案是 成功完成挑战的决定性因素之一。Ubiquiti 品牌是市场可靠性的代名词,它填补了那些没有技术条件参加此次活动的更便宜的解决方案和那些成本更昂贵解决方案之间的空缺,其性价比较高。
活动结束后,用户,提供技术服务的签约组织和负责 UniFi 接入点执行技术服务整合的合作伙伴都对 Ubiquiti 的表现非常满意。
除了性价比较高之外,UniFi 解决方案的主要优势还在于通过非常直观的网络界面实现产品的简易和产品的速度提升。
“这种规模的活动是非常动态的,我们在合同中对 SLA 的要求非常高,因此除了与其他竞争对手相比的较低价格之外,UniFi 控制器的易配置性也是选择该产品的决定性因素。“瑞卡瓦略
大型活动的网络使用非常活跃,因此 UniFi 软件配置的简便性和速度是第十届知识奥运会选择 Ubiquiti 解决方案的决定性因素。如前所述,由于双方之前达成的合同中规定的 SLA 指标的严格要求,这一因素更具相关性。移动技术团队执行新的纠正设置仅需要花费约5分钟的时间。如需更换一些有缺陷的设备,最大容差时间仅为15分钟。
此外,还有外部承包商团队负责每天在网络上监控和执行四项性能测试,以确保合同中约定的所有服务都得到适当满足,包括延迟测试,导航速度,组播泛洪, 循环等。
在活动结束时,UniFi 解决方案的简单性和稳健性能够履行之前合同承担的所有服务级别协议。
另一个因素是 UniFi 解决方案在成本上的巨大差异,与其他具有同等技术的竞争对手相比,该活动中使用的接入点成本低廉。除了 AP 本身的直接成本差异之外,竞争解决方案还有许多其他总成本,如用于管理软件中的 AP 授权,安装冗余控制器,这些过高的成本都是许多集成商所考虑的现实因素。
UniFi 软件完全免费,无论环境中安装的设备数量有多少,Ubiquiti 解决方案中的 AP 都不会产生额外的许可费用。此外,UniFi 解决方案的一个区别是 AP 不依赖于控制器运行操作,也就是说,如果主机 UniFi 控制器软件出现故障,所有网络设备仍然可以运行,这样就可以避免在发生故障时使用多个控制器进行复杂且昂贵的冗余项目。
其他解决方案通常通过对现场团队技术培训的高投入来“集中”集成商与他们的品牌,这需要很长时间,因为他们具有复杂的命令行和较高的学习门槛。
Ubiquiti 的 UniFi 解决方案通过提供集中和简化的管理视图,通过直观的 Web 界面快速配置网络基础架构,解决了配置困难的问题,该界面非常易于任何专业人员操作,大大缩短了我们解决的时间。我们的这种方法使集成商非常满意,因为时间和成本是他们在 IT 项目中的重要资源。
如果您想更多地了解无线网络的最佳实践案例,我们建议您阅读 EUWA 官方认证书(Ubiquiti Enterprise Wireless Admin),其内容主要针对企业环境中的 UniFi 来提供解决方案。



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