Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 技术白皮书 Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 摘 要 文档版本 01 (2019-04-08) 版权所有 © 华为技术有限公司 ii 摘 要 传统校园是基于 KPI（ Key Performance Indicator，关键性能指标）来建设自己的 Wi-Fi网络， 可以满足覆盖范围和接入容量的要求。但是随着 VR/AR、 4K等高带宽需求和时延敏感的业务增多，面向用户的网络指标 KQI（ Key Quality Indicator，关键质量指标）更能反映真实的用户体验，更好地评估和管理网络质量。 作为业界首个基于 KQI 和 KPI 的校园全场景 Wi-Fi 6 建网指导，华为 在 本 白皮书中结合实验验证结果，对不同场景下的业务模型、 Wi-Fi 6建网标准（包括 KQI级别）、网络规划和 AP选型都进行了具体定义和详细阐述。 Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 目 录 文档版本 01 (2019-04-08) 版权所有 © 华为技术有限公司 iii 目 录 摘 要 . ii 1 学校 Wi-Fi网络的发展历程 . 1 2 学校 Wi-Fi网络面临的挑战 . 3 2.1 如何衡量 Wi-Fi网络的好与坏 . 3 2.2 学校 Wi-Fi网络面临的问题 . 5 2.3 学校 Wi-Fi建网标准： KPI和 KQI一个都不能少 . 5 3 学校精品 Wi-Fi网络建网标准 . 7 3.1 教室场景 . 7 3.1.1 业务模型 . 7 3.1.2 建网标准 . 8 3.1.3 网络规划 . 8 3.1.4 AP选型 . 9 3.2 VR教室场景（新增） .10 3.2.1 业务模型 .10 3.2.2 建网标准 .10 3.2.3 网络规划 . 11 3.2.4 AP选型 . 11 3.3 办公室场景 .12 3.3.1 业务模型 .12 3.3.2 建网标准 .12 3.3.3 网络规划 .13 3.3.4 AP选型 .14 3.3.4.1 小型办公室 .14 3.3.4.2 大型办公室 .15 Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 目 录 文档版本 01 (2019-04-08) 版权所有 © 华为技术有限公司 iv 3.4 会议室 /报告厅场景 .15 3.4.1 业务模型 .15 3.4.2 建网标准 .16 3.4.3 网络规划 .16 3.4.4 AP选型 .17 3.4.4.1 会议室 .17 3.4.4.2 大型报告厅 .18 3.5 图书馆场景 .18 3.5.1 业务模型 .19 3.5.2 建网标准 .19 3.5.3 网络规划 .19 3.5.4 AP选型 .20 3.6 实验室场景 .20 3.6.1 业务模型 .21 3.6.2 建网标准 .21 3.6.3 网络规划 .22 3.6.4 AP选型 .22 3.7 食堂场景 .23 3.7.1 业务模型 .23 3.7.2 建网标准 .23 3.7.3 网络规划 .24 3.7.4 AP选型 .24 3.8 操场场景 .25 3.8.1 业务模型 .25 3.8.2 建网标准 .25 3.8.3 网络规划 .26 3.8.4 AP选型 .26 3.9 宿舍场景 .27 3.9.1 业务模型 .27 3.9.2 建网标准 .27 3.9.3 网络规划 .28 3.9.4 AP选型 .28 Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 目 录 文档版本 01 (2019-04-08) 版权所有 © 华为技术有限公司 v 4 总结 . 29 A 缩略语 . 30 Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 1 学校 Wi-Fi 网络的发展历程 文档版本 01 (2019-04-08) 版权所有 © 华为技术有限公司 1 1 学校 Wi-Fi网络的发展历程 校园网是为学校师生提供教学、科研、生活、社交一体化的综合信息服务的最 基础载体。校园网既需要承载科研信息共享、多媒体教学、电子阅览、教学资料存储等教学相关的网络业务，也要承载行政和总务管理、教师办公、学校论坛、师生生活及社交等其他网络业务。无线网络最初作为有线网络的辅助进入校园网，随着移动互联网时代的到来，无线网络给大家的工作、学习和生活带来了极大的便利，随时随地的上网成了人们的基本诉求，目前无线已经从补充作用逐渐转变为校园网的重要组成部分，校园网无线化成为学校的一种普通需求。 随着数字化转型深入，智能的网络终端和越来越多的创新应用正在改变教育行业，智能移动设备保有数量迅猛增 涨，如平板、 PC、智能手机的占比越来越高，学生与教师期望在不断的提高，他们希望可以得到更好的无线网络服务，获得更丰富的多媒体体验，包括在线学习、社交娱乐、教学办公、科研、授课。并且希望在学校公共场所、教室、图书馆、礼堂、会议室、宿舍等任何地点，任何时间，实现一致的网络体验。 一般学校的师生数量从几千到几万不等，接入终端的类型有智能手机、 PAD、笔记本等，师生通过无线终端登录学校网站、校内公共平台和 Internet浏览网络内容， VDI(虚拟化桌面 )在线学习，不同专业对于网络带宽需求也不一致如医学和生命科学需要 上传和下载高清视频和图片，无线网络提供稳定、流畅、的网络体验；无线终端的接入的时间也具有规律性，如上课时间段接入数量少，而在晚自习后、下课后，接入数量多，观看在线视频并发访问高要求无线网络能承受高并发高带宽网络体验；同时学校作为园区，其移动用户区域包括教室、报告厅、办公楼、操场、宿舍等场所，不同场所的建筑结构不同、用户访问特点不同，如报告厅的吊顶高、用户密度高；又如学生宿舍，墙体隔断多，每宿舍 48 人，在线视频流量大、并发高，一般 Wi-Fi 易导致信号衰减大带宽不能满足要求等。需要通过定制化的 Wi-Fi产品深 度满足高教园区内教室、会议室、学生宿舍、体育场馆等不同场景的 Wi-Fi网络覆盖需求。 另外校园科研及创新的教学应用对 WI-FI的并发、带宽、延时需求更苛刻，目前主力发货的是 11ac wave2 的无线接入设备，根据 Dell'Oro 公司预测，随着搭载创新技术的Wi-Fi 6标准的正式发布， 2019年支持 11ax（ Wi-Fi 6）的企业级室内 AP的出货量将Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 1 学校 Wi-Fi 网络的发展历程 文档版本 01 (2019-04-08) 版权所有 © 华为技术有限公司 2 超过 400万，并从 2020年开始 11ax的市场占有率将飞速增长，随着支持 Wi-Fi 6终端的日益普及， Wi-Fi 6将成为市场的主流。 Wi-Fi 6必将是未来几 年校园无线覆盖的首选。 Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 2 学校 Wi-Fi 网络面临的挑战 文档版本 01 (2019-04-08) 版权所有 © 华为技术有限公司 3 2 学校 Wi-Fi网络面临的挑战 随着校园网络信息化的普及，越来越多的师生拥有个人笔记本、平板电脑、智能手机等智能终端。师生在教室、实验室、图书馆、学术报告厅、会议室以及室外广场等场所需要访问学校的教学资源和 Internet接入，其中包含许多有线网络无法延伸的场合，所以建设校园 Wi-Fi网络可以最大程度延伸网络半径，让网络渗透到学校的每个角落。 企业级 Wi-Fi 经过了近 20 年的发展，取得了巨大的成功， Wi-Fi 的最大贡献是将人们从传统的有线网络里解放出来，为个人用户、社会机构提供了便捷的网络服务。在全球范围内， Wi-Fi 承载了超过一半的数据流量。同时随着移动终端数量的极速增长和新业务对网络性能要求的不断提升，如沉浸式教学，需要通过高清 VR眼镜为学生展示教学内容，对承载的 Wi-Fi 网络要求延时小于 10ms，带宽大于 100M，并发大于 50 人，当前 11ac的网络无法满足要求，因此高校 Wi-Fi网 络对新业务诉求面临着巨大的挑战。 2.1 如何衡量 Wi-Fi网络的好与坏 我们认为：用户体验是判断 Wi-Fi网络好坏的唯一标准。 通常网络运维人员会根据网络的 KPI来判断网络质量，基于网络设备提取关键指标，判断整网的健康程度。如下图所示，接入成功率作为衡量 Wi-Fi网络质量的一项重要 KPI，伴随着整网用户数的提升，接入成功率开始下降，当下降到 95%以下时，可以得知网络处于体验较差的状态。 Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 2 学校 Wi-Fi 网络面临的挑战 文档版本 01 (2019-04-08) 版权所有 © 华为技术有限公司 4 图 2-1 KPI与网络质量的关系 网络设备或者网管服务器反馈的 KPI信息可以从一定程度呈现网络用户体验的好坏，但是不能实现精确的反馈。如下图所示，伴随着接入 Wi-Fi网络的用户数增加，如果只从KPI视角（接入成功率）来看，因为用户数还没有超过一定范围，接入成功率依然保持在 95%以上，我们会认为这是一个好的体验，但是实际上用户的上网速率已经低于1Mbps，这其实是一个差的体验；所以站在用户视角来看的网络指标 KQI 才能反映真实的用户体验。 图 2-2 KQI与网络质量的关系 Wi-Fi 6 时代的校园无线网络建网标准 2 学校 Wi-Fi 网络面临的挑战 文档版本 01 (2019-04-08) 版权所有 © 华为技术有限公司 5 2.2 学校 Wi-Fi网络面临的问题 学校无线终端数量的不断增加，师生对随时随地接入网络的需求提升，使得无线校园网的建设 必不可少。 学校各物理区域分散并多样化，包含教室、办公室、会议室 /报告厅、图书馆、实验室、食堂、操场等学习工作区域和生活区域。传统规划的方案不能满足全校园的无线覆盖，做不到随地的网络接入。 另外部分学校的 Wi-Fi网络建设时间较早，使用较早的 802.11n标准的无线 AP，随着现在网络应用对带宽需求的成倍增长及无线终端数量的大幅度提升，部分区域，例如会议室，报告厅等高密场景下，用户接入困难或者接入后网速很差，之前规划的容量已经远远不能满足学校师生的要求，做不到随时接入获得好体验的要求。 传统学校都是基于 KPI 标准来建设自己的 Wi-Fi 网络，从上一节的分析我们可以看出，通过 KPI建网标准会带来的弊端：美好的 KPI结果不代表美好的用户体验。 2.3 学校 Wi-Fi建网标准： KPI和 KQI一个都不能少 要解决上面的问题，我们就需要建设一个学校精品 Wi-Fi网络，最终的目标：让接入 Wi-Fi网络的师生获得好的体验。将这个目标转化为网络建设的要求，最直接的就是让师生“随时随地 ”的接入 Wi-Fi 网络，都有满意的带宽。如下图所示，针对学校区域，接入用户，业务类型的差异对应带宽需求的差异，需要建设一张基于业务体验的 Wi-Fi 网络。 图 2-3 建设精品网络的标准 目标已经明确，那按照什么样的标准去建设网络呢，通过上面的分析可以看出，面向网络的 KPI 指标和面向用户的 KQI 指标缺一不可。如下图所示，基于 KPI 建设的网络可以满足覆盖范围和接入容量的要求。再加上 KQI指标来建设网络，可以满足用户的使用体验。我们期望建设一个随时随地接入都体验完美的网络，但是基于 Wi-Fi 网络本身易受影响和开放的特质，需要极高的成本，所以在实际建设时，我们会考虑投入和收益的