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为什么4x4 MU-MIMO AP是企业Wi-Fi 6网络的基础要求?

林建

林建

2020-05-21 172
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越来越多的终端开始支持Wi-Fi 6,由企业级Wi-Fi 6 AP组成的无线网络也即将迎来大规模普及,企业在升级或新部署Wi-Fi网络时,已经不再犹豫是否选择Wi-Fi 6,但面对市场上各种模式的企业级Wi-Fi 6 AP如何选择?如何建网?成为企业IT管理人员应该关注的问题。

决定WLAN网络吞吐量的两大因素

在一个AP覆盖范围内影响吞吐性能、接入容量、并发容量、人均带宽的最重要因素有2个:(1)无线频谱资源(频宽);(2)AP的空间流数量(MU-MIMO能力)。

图1 更宽的道路                                                    图2 更多的高架层数

频宽好比道路宽度,空间流数量好比高架层数,要么通过拓宽路面提升道路吞吐量,要么通过增加高架层数提升道路吞吐量。虽然两者都可以提升道路吞吐量,但前者会占用更多宝贵的土地资源,造价相对低一些;而后者能尽可能的复用土地资源,但造价相对高一些。

同样,在无线网络中,无线频谱类似于土地资源,也是一个宝贵的资源,在连续组网部署时基本都是不够用的,此时可通过增加空间流来增加吞吐量,企业级Wi-Fi 6 AP单射频最多支持8条空间流,吞吐量可达9.6Gbps。

图3:5GHz射频,HE80MHz下不同空间流数量对应的吞吐量

4x4 MU-MIMO是企业Wi-Fi 6网络的基础需求

空间流越多吞吐量越大,但同样带来的硬件成本也越大,因此,企业要基于业务实际需求来选择,实现最高性价比部署。

业务模型驱动企业部署Wi-Fi 6网络时需要选择更多空间流的AP

图4:不同应用对业务带宽的需求

过去的无线业务一般是以网页、邮件、云桌面、1080P视频等业务为主,每用户4~10Mbps的平均带宽即可满足这些业务需求。但随着流媒体广告、VR/AR、4K高清视频、智能办公系统等新技术新业务的兴起和普及,对无线网络的要求也越来越高,每用户的带宽需求从原先的8Mbps向50Mbps甚至100Mbps演进。根据Tolly实测数据显示,HE40MHz频宽下2x2 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP,在20个终端并发时总吞吐量仅210Mbps,平均10Mbps/用户,当面对更大带宽需求的业务时,2x2 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP带给每用户的平均带宽不足以支撑该业务。因此,在并发规模不变,人均带宽提升1倍,体验不下降的情况下至少需要选择4x4 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP。

终端接入规模驱动企业部署Wi-Fi 6网络时需要选择更多空间流的AP

图5:越来越多的无线终端接入,每AP并发规模提升1倍

无线替代有线的趋势导致随时随地都会有无线终端接入并使用无线网络,这将导致每AP下接入的用户规模大幅度增加,大部分企业在建网前会被建议按每AP下最低30~40个以上并发用户进行规划,以满足企业办公生产需求。根据Tolly实测数据显示,HE40MHz频宽下2x2 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP在终端并发规模提升到20个时总吞吐量仅210Mbps,平均10Mbps/用户,仅能满足1080P视频业务,当用户并发规模增加时,2x2 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP带给每用户的平均带宽会继续下降,不仅影响当前业务,更无法支撑更高带宽的业务。因此,在人均带宽不变,并发规模提升1倍,体验不下降的情况下至少需要选择4x4 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP。

终端类型驱动企业部署Wi-Fi 6网络时需要选择更多空间流的AP

图6:2T2R MU-MIMO终端逐渐成为主流

移动终端的Wi-Fi网卡从过去的1条流(1T1R:1x1 MIMO)为主向2条流(2T2R:2x2 MU-MIMO)转变,2019年之后上市的移动终端普遍支持2条流,比如华为、三星、苹果、小米等终端的Wi-Fi网卡都标配2条流,部分PC终端的Wi-Fi网卡支持3条流。因此,原来2x2 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP每射频可同时满足2个1条流的终端同时并发,当接入的终端是2条流时,2x2 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP每个射频同时仅能处理一个终端,无法发挥MU-MIMO并发接入技术带来的价值,这和单终端依次调度没有任何区别,用户带宽也无法提升。

图7:HE80MHz频宽,2个终端并发时2x2 MU-MIMO AP与4x4 MU-MIMO AP下的用户带宽差异

事实上,根据Tolly实测数据显示,HE80MHz频宽下,2x2 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP单5GHz射频同时接入2个2条流的用户时,由于空口资源竞争关系,每用户平均吞吐量仅为327Mbps;而4x4 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP在同等条件下2个2条流的用户可同时得到调度,每用户平均吞吐量高达604Mbps。因此,在2条流为主的终端场景下,要充分发挥MU-MIMO能力,最低要求选择4x4 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP。

结语

当全无线成为企业数字化的基石,无线网络的重要性不言而喻。业界有一句名言:“硬件决定下限,软件决定上限”,硬件是基础,再完美的软件调度算法也需要硬件能力支持。企业建网时既要考虑网络满足当前业务需求,又要考虑未来业务演进和升级成本。因此,今天我们强烈建议从4x4 MU-MIMO的企业级Wi-Fi 6 AP开始,构建一张以业务为本,以体验为中心的无线网络。

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