实际Wi-Fi速度（企业中）

围绕现代标准的千兆位Wi-Fi速度的不断炒作，促使工程师以所有人都可以理解的方式来阐明该主题。
营销人员正在努力吸引什么？ 工程师怎么说？ 真相在哪里？
和往常一样，在附近的某个地方。 在实际情况下期望的带宽以及原因-您将在本文中找到答案。 如果您根本没有时间阅读，但是您想了解神奇的数字- 双频访问点的75 Mbit / s，那么全部 。 谁在乎细节，请继续阅读。



这篇文章基于Devin Akin的Wi-Fi吞吐量，他一直从事无线网络这一主题已有20多年，并且还是CWNP教育计划（又名CWNE＃1）的共同创始人。
我只是问他是否可以翻译他的文章，他立即回答：“是的，我会很高兴”。

反过来，我对Wi-Fi工程师的开放社区感到高兴。 所以走吧

从20 MHz可以期待什么？

首先，您需要了解使用标准范围的客户端设备从20 MHz宽的信道中可以获得什么。 突然之间，谁都不知道，SS（空间流）就是一个空间流（PP）。 从802.11n中出现的空间复用或MIMO技术可以理解，并且由于同时传输多台PC而对近十年的速度提高感到满意。 感谢他的通俗易懂的语言，Andrey Kuznetsov撰写了一篇有关MIMO主题的非常好的文章 。
要与多台PC一起工作，接入点或客户端需要在板上装有多个带有天线的收发器（特性的前两位，例如2×2：2），其中包含所有能量开销。

以下是安德鲁·冯·纳吉 （ Andrew Von Nagy ）的精彩图片。



在此图中，对于所有1×1：1客户端（每个客户端都发送3 Mbit / s的流），纯20 MHz信道的广播时间已饱和。 当使用75-80％的通道时，会发生完全饱和。 结果，该信道的总带宽约为30 Mbit / s，或每1个AP（接入点）总共10个设备。
如果所有客户端都可以使用2pp（2×2：2），则有机会同时获得约65 Mbit / s的总带宽和21台设备，这不错吗？

带宽要依靠什么？

重要的是要注意，我们可以更改客户端数量和每个客户端的吞吐量，但是由于通话时间饱和（通话时间饱和），我们将始终不受限制。 例如，如果连接到AP的每个设备都需要2 Mbps，并且它们是单线程（1 PP），那​​么我将最多接收15个同时工作的设备，直到我以30 Mbps的速度进入饱和状态（2×15 = 30）。 2pp客户端，32-33客户端以2 Mbit / s的速度进行相同的运算时，我们将以65 Mbit / s的总速度进入饱和状态。

现代网络中可预测的客户比率是2/3 1PP至1/3 2PP。 使用3pp的客户端（例如MacBook Pro）少于1％。 知道此比率后，我们可以预期具有空闲（不受干扰和邻居干扰）信道的平均AP将以约45 Mbps的速度饱和。

如果AP中有2个无线电模块，则每个模块都以自己的频率运行，不受干扰（ACI，CCI，非Wi-Fi干扰）的影响，也就是说，每1个AP总共有90 Mbps的机会。 实际上，您自己和附近的Wi-Fi的影响方式是，在2.4 GHz频带中，获得30 Mbps而不是45 Mbps的财富。

因此， 在实际情况下，具有两个无线电模块的任何AP的总吞吐量为75 Mbit / s （对于连接到它的所有客户端）。

[译者注]：从有效利用Wi-Fi频谱的角度来看，它是一种效率极低的技术，因为它最初假定公共范围内的杂色设备有竞争性地进入环境。 为了清楚起见，您可以带来这样的图片。

营销人员和销售人员

当然，市场部门的人可能不了解连接速度（数据速率）和半双工通道的带宽之间的差异。 从无线电信号的角度看，他们可能还希望您仅考虑理想条件，其中数学看起来像这样：

• 带两个5 GHz无线电模块的TD
• 80 MHz通道（在企业中很少使用，如果有的话）和1.3 Gb / s
• 1个MacBook Pro（3×3：3）连接到每个AP无线电。 （仅2台笔记本电脑）
• 两台笔记本电脑都下载了一个大文件，同时充分利用了聚合功能（带有大BlockAck的A-MPDU + A-MSDU）
• 频谱非常清晰（没有ACI，没有CCI，没有其他信号）。 （梦，梦..）
• 带有SSD的NAS或文件服务器通过10G接口连接到核心网络。
• AP上禁用了资源密集型功能，加载CPU没有问题。 （这很有可能）
• 客户端和AP驱动程序均已针对带宽进行了优化。

并且提供了使用MGIG购买交换机的建议？

在这种荒谬的不现实场景中，两个客户端中的每一个以1.3 Gb / s的速度连接，吞吐量为650 Mbit / s，如果没有干扰，则AP上的吞吐量将达到1.3 Gb / s。 在这种疯狂的情况下，销售人员被说服购买具有2.5 Gb / s端口的交换机。

对于双频11ac / n AP，在企业负载的情况下，使用20 MHz信道来最大程度地减少您和相邻AP的竞争，您可以预期两个无线电模块的空气饱和都会在您遇到之前100 Mbps端口带宽。 请记住，控制和管理帧有很多开销（开销），并且大多数承载数据的帧的大小约为256字节，这也对吞吐量产生负面影响。

三种类型的负面竞争（不包括ACI和非Wi-Fi干扰）可以称为Intra-BSS，Inter-BSS和客户端到客户端。 您的网络可能比您想像的要多得多，尤其是如果您没有花时间设计网络并对其进行测试。 竞争严重限制了带宽。



当供应商或其合作伙伴的某人建议您在AP上需要大于1 Gb / s的端口时，应询问以下内容：

• 请解释您的计算逻辑，根据该逻辑，您假定一个客户端设备或一组此类设备的速度可以达到1 Gbit / s。

1. 当心他们将谈论数据速率而不是带宽
2. 请注意，它们会让您相信80 MHz（甚至160）信道是好的。 还要提防半真，宽通道将为您提供更高的通道速度，这将减少以太负载并增加容量。 这是一个错误。
3. 请注意，它们会让您相信MU-MIMO很好。 实际上，它没什么用。

• 请向我显示您的一位客户的网络数据，该客户购买了具有2.5 Gb / s端口（或更多）的交换机，可以看到到AP的流量超过1 Gb / s的值超过15分钟（这也是不太可能的）。

旧的802.11n是否存在？

如果我现在设计，配置和测试双频11n 2×2：2 Wi-Fi基础架构，其中AP具有100 Mbps上行链路，则95％的公司认为该网络是他们见过的最精彩的网络。 我本人更喜欢这样一种低端，2×2：2、11n正确构建的网络，而不是当今存在的构建不佳的11ac Wave2网络中的99％。 [译者注]：新的11ac点具有大量技术，可让您构建所谓的HD或高密度网络，但我们始终会遇到物理和数学问题。 相同的RxSOP是需要调整的最后一件事...

那11ax呢？

Arsen Bandurian已经告诉了您相同的Devin Akin文章中的802.11ax不应期望的内容。 但是这个话题值得再次提出。

尽管该标准尚未获得批准（预计于2019年底），但炒作已经开始，供应商已经开始发布TD。
如下图所示，在实际情况下使用宽通道效率极低。 查看频道11ac 42（36是主要频道），从左下角看到主要频道被杀死了，几乎没有使用第二个频道。 这是因为75％的Wi-Fi流量是管理，控制和旧数据，并且所有这些数据仅在主通道上传输。



另外， 现在绝大多数客户是11n ，因此80 MHz信道中的第二个40 MHz根本没有使用。 正是由于这个原因，创建了11ax。 效率可创建系统范围的容量，并提高每个客户端的吞吐量。 11ax的主要目标是将每个客户端的吞吐量提高4倍，这在以下情况下可以实现：

1. 网络主要使用11ax客户端
2. 该网络经过精心设计和配置。

这意味着最有可能在10年内实现这一目标。 摆脱旧的客户端设备需要花费大量时间。 在2003年看到光的11g客户仍在工作。 无论销售人员告诉您什么，三年后一切都会改变，他们不应该被相信，事实却有所不同。

40和80 MHz频道有帮助吗？ 没有啦

在下图上，您可以看到如何使用狭窄的通道为每个客户端设备实现大带宽。



11ax同样如此，这就是OFDMA技术的原因，它允许您将20 MHz划分为2 MHz，4 MHz和8 MHz的子信道，这称为资源单元（RU）。 在第一代11ax点的使用寿命和使用寿命（自出现之日起5年）内，我预计整个市场上不超过25％的11ax客户。 因此，通过最佳设计和配置的Wi-Fi网络，您可以期望由于11ax客户端的普及而提高网络效率，但是总的来说，这并不奇怪（在最初的改变游戏规则的情况下）。 如果将其数字化，将总网络容量增加25％（5 GHz时为45 M，2.4 GHz时为30 M），则得到75 M×1.25 = 93.75 Mbit / s 。 您是否需要在铜缆端口上提供超过千兆的容量？ 不行

数学不是骗人的

这些数字是真实的。 如果您有不同的看法，请找到一个企业网络，其中这些数字超出了我的数字，向我展示它们，我将更改本文。

实际例子

事实证明， 有效的简单规则对于计算每个设备的带宽非常准确，如下所示：

• MCS率×50％/用户数[网络上一台设备]
• MCS率×45％/用户数[很少的设备，平均负载]
• MCS率×40％/用户数量[许多设备，中负载和重负载]

为了帮助您更好地理解，我将举例说明一个客户。
他们推出了3×3：3个具有20 MHz信道的AP，可以在每个观众中连接多达100个有源设备。 主要应用是为全班30人提供2 Mbps流的单播视频。 成功实施后，他们打电话给我，告诉我一个TD有缺陷。 调查显示，应归咎于客户端设备。 在此类课程中，有30台1PP iPad在所有30台笔记本电脑上均无法达到2 Mbps的速度。

• 通道速度（数据速率）= 72 Mbps
• 效率40％
• 总带宽29 Mbps
• / 30 =每个设备950 Kbps

在另一堂课中，他们使用了30台iPad Air 2、2PP，效果很好。

• 通道速度（数据速率）= 173 Mbps
• 效率40％
• 总带宽69 Mbps
• / 30 =每个设备2.3 Mbps

他的困惑是，来自1PP的iPad无法充分显示视频，而班级空的那一刻，其MacBook Pro（3PP）接收到145 Mbps。

• 通道速度（数据速率）= 289 Mbps
• 效率50％
• 145 Mbps的总吞吐量
• / 1 =每个设备145 Mbps

想象一下数学原理。 它也将为您工作。

德文的文章到此结束。
从我自己，马克西姆·格曼（Maxim Getman），我将添加三个生活例子。

厂区

连接桥式起重机的网络已正确设计和配置，仅在5 GHz频段内工作，客户端为WGB模式下的Cisco IW3702有源AP。 2台起重机在一个立柱上最大附着1562D TD。 SNR不会低于40 dB，从两侧接收的信号约为-60 dBm。 没有检测到明显的占空比干扰。 来自安讯士摄像机的吊车有恒定的3-5M UDP流。 此外，传感器的千比特流量和起重机操作员计算机的流量约为100万。 一切都很好。 如果每点2台起重机，也可以。 但是，如果目前在AP上有1台起重机，而我们仍在以10 Mbps的UDP速率加载网络，那么我们会发现损失约为10-12％。 从理论上讲，SNR为40 dB时，我们应该在MCS9上稳定工作，两个器件均为11ac。



las，生活中一直在研究MCS3-7，在最差的情况下，它的工作频率为1pp，20 MHz，并且保护间隔长（但在铁厂不可能，否则）为26 Mbps。 结果，这相当于每1个AP 13比特/秒的实际流量。 你去。 数据比“办公室”公式差。 必须考虑到这一点。

谁能从物理学的角度解释为什么DRS机制如此降低速度并具有不错的SNR，我将为此感到高兴。 由于我的原因，在铁厂被铁堵塞的情况下，反射太多，DSP无法在接收处解析信号，不发送ACK，从而降低了速度。 哦，是的，AP上的天线是定向的10 dBi。 对于全向起重机客户，为7 dBi。 特异性是针对的，不要做，容错性应该是。 工作距离30-80米。 因此，昂贵的设备，但压缩不多。

大型多功能办公大楼

该建筑内部有一个巨大的中庭，共有多个楼层。 在办公室里，地板上有很多点。 在1楼的中庭，您可以听到6楼的声音。 结果如何？ 即使网络上的负载很小，吞吐量也趋于零。 特别是在2.4 GHz下。 在这种情况下，我想提醒信标开销 。 如果每个点有5个SSID，则不会消除低速状态（信标以1 M的速度广播），那么在空间中可以在1个频道上听到3个自己的点的点上，只有48％的信道利用率来自您自己的信标！ 有什么需要考虑的吗？ 关闭低速，在相同条件下，较低的12M强制性信道利用率将降至4.5％。 还不错，一个数量级？



中庭怎么办？ 使用从中庭指向的天线设计办公室点，或者至少将它们带走。 如果已经站立？ 尽量减少SSID的数量，提高可用速度，并与邻居（如果有）达成共识！

展览中心

展馆中放置了20个TD，带有或多或少的定向天线，每个客户希望接收1 M，其中每个TD有500个。25个TD。 如果我们假设我们拥有完美的以太币，并且每个AP都能获得75 M，那么一切似乎都在融合，即使有余地。 20x75 M = 1500 M，但您只需要500M。这正常吗？ 不行 斑驳的客户将以什么速度连接？

• 通道速度（数据速率）= 52 Mbps（MCS5，1PP）
• 效率40％
• 20.8 Mbps的总吞吐量
• / 25 =每个设备0.8 Mbps

还记得这情况很好吗？ 2.4有多少个频道？ 3个频道。 5个频道？ 15个频道（并非所有客户都可用）。 我们至少将从我们自己的AP中获得CCI，尤其是在2.4 GHz时。 即使我们将SSID的数量减少到3倍，并且将速度关闭到12 M以下，展览的麻烦还是每个人都想带自己的TP-Link，要求组织者进行电缆连接和广播，而默认设置将只占用信标的开销以1M的速度，还有ACI，因为他们出于无知而进入了第三频道。

这就是展览期间正在播放的2.4。 在-80 dBm时回收高达90％。

怎么办

使用狭窄的天线，以使其覆盖范围最小，并尽可能避免信道交叉。 在NDP期间，不要懒于多次进行无线电检查以准确设置频率和功率，也不要相信自动化。 为需要“他们的Wi-Fi”的人分配5 GHz的几个频道，并禁止在其他频道上工作。 然后，也许展览网络会或多或少活跃。

全文总结

知识和经验将帮助您构建（如果您是集成工程师）或订购（如果您在客户方面）来构建Wi-Fi网络就足够了。

下面，我将为Wi-Fi工程师提供一些有用的链接：

工作资料
1. Revolution Wi-Fi容量规划器调度程序基于这些最合适的公式。 有助于准确估算，以及连接N个客户端需要多少个AP。
2. MCS表将帮助通过MCS确定通道速度。
3. MCS与SNR的相关表将有助于理论上学习MCS（在实践中，更糟）
4. SSID开销计算器可让您了解SSID数量和信标速度如何影响
5. 客户端设备的功能表将使您能够在实施之前找出设备
6. RSSI比较可帮助您了解跨设备的接收范围

教材
1.具有最佳Wi-Fi网络研讨会的Ekahau Wi-Fi设计工具 YouTube频道
2. CWNA第5版 。 世界上最好的Wi-Fi教程。 您将找不到便宜的亚马逊。 教科书是值得的。
3. 现代无线Wi-Fi网络技术 。 学习指南。 当前关于Wi-Fi的俄语教科书。 纸上成本与CWNA相同。 网上有它的pdf版本。
4. 对于初学者来说，Wi-Fi网络设计是一种简单易懂的指南。 如果您是项目经理，经理，而又没有时间去深入研究Wi-Fi的荒野，请花几小时阅读50页Wi-Fi网络设计中的虚拟对象，您将了解如何像人类一样构建Wi-Fi。 津贴是免费分配的。

如果您是工程师，请问哪本教科书更详细？ 您可以通过厚度来判断。



如果您有关于Wi-Fi的有趣问题，查找我的联系人很容易。 我很乐意回答。

ps该文章与Andrei Paramonov的“ 为什么Wi-Fi无法按计划工作 ”部分重叠。他的文章甚至更深入。对于那些想深入研究细节的人，我强烈建议您阅读它。
pps有时，在我看来，huber缺乏普通论坛的功能，在该论坛中可以将其更清晰地划分为子类别，以便以后几年之后，这些信息不会丢失，但是可以使用。