Ubiquiti Wi-Fi 设备在 FedExForum 为粉丝们提供高速网络体验

UniFi

FedExForum 是位于田纳西州孟菲斯市中心的一个多功能竞技场,共有 18000 个座位。它是 NBA 孟菲斯灰熊篮球队的主场,同时也是其他一些体育赛事和音乐会的举办地。

在许多竞技场和体育场馆中,糟糕的 Wi-Fi 连接还是很常见的。对于终端用户来说,他们经常能够看到一个开放的 Wi-Fi 网络,却无法连接;如果这个网络有做 portal 认证,那么这往往又是一个很反人类的坏点子:尤其是好不容易输入所有必填信息后,你却告诉我 portal 身份验证失败,那么用户只会怀疑这是不是他们自己哪里搞错了。他们的终端挂在 Wi-Fi SSID 上,却无法访问任何网站,而即使是连上了,但慢如蜗牛的网速和经常断网,也让人无法正常使用。糟糕的 Wi-Fi 体验令人抓狂。

竞技场中的 Wi-Fi 需要精心的设计

由于下述几个原因, Wi-Fi 在大型场所中运作正常是一件十分具有挑战性的事情。

1. 开放空间

  • NBA 篮球场长 94 英尺(28.7 米),宽 50 英尺(15.2 米),开放区域的总长度约为 400 英尺(120 米)。
  • 120 米的距离的自由空间损耗为 88 dB。通常一部手机的发射功率约为 +15 dBm,假设手和身体没有衰减,那么这由于在这种开放空间两端没有任何遮挡,那么在竞技场一侧的手机或 AP 仍将接收约 -72dBm 的对端另一部手机或 AP 的信号,这远高于 -82 dBm 的 CCA 帧检测阈值,使得信道被占用,也没办法做到信道复用。

2. 人体

  • 人体由多达 60% 的水组成。水——尤其是人体内的盐水——会大量地吸收射频。
  • 满座的竞技场和空空如也的竞技场的传播环境是不同的,网络设计需要满足竞技场从空空如也到高朋满座整个过程中变化的情况。
  • 由于人体吸收有助于减少反射,因而更好地隔离接入点和手机之间的射频信号,从另一种程度上来说对竞技场 Wi-Fi 是有好处的。

3. AP 安装的限制

  • AP 没办法做隐藏,可能会分散观众的注意力。
  • 常见的 AP 放置地点包括伸展台、记分牌、栏杆、座位下方以及座位后面的露台或墙壁。定向天线有助于聚焦射频能量。
  • 不同类型的竞技场配置(篮球,冰球,音乐会)都会对设计要求都不一样,例如篮球和音乐会的配置就是不同的。而对于一个忙碌的竞技场来说,配置在季度里的每一天都会发生变化。

4. 高峰流量

  • 比赛活动开始前和休息期间是客人们使用手机最多的时候,流量负载变化很快。为了获得最佳用户体验,网络应能承载峰值期的全部吞吐。

5. 勘察困难

  • 像 Ekahau ESS 这样的勘察工具可以用来测量 Wi-Fi 的覆盖范围。该软件在笔记本电脑上运行,用户在量测范围内移动并在地图上对应位置点击鼠标以选择测量点。
  • 在比赛期间无法进行全面勘察。但在清场的时候进行的覆盖率勘察却无法将人体吸收等因素的影响包括在内。
  • 测量工具的天线接收效果更好,,而且其信号幅度会比手机要好。此外,即使在同一品牌和型号中,手机之间差异也很明显。

不断更新迭代的设计

FedExForum 提供三种SSID:访客、员工和媒体。 UniFi-Memphis SSID(适用于观众),没有使用 Portal。

因为绝大多数手机已经支持 5 GHz 频段,所以 FedExForum 的 UniFi-Memphis 这个 SSID 只提供 5 GHz 信号覆盖。从 iPhone 5(2013 年 9 月推出)开始的苹果手机型号提供 5 GHz Wi-Fi;从 Galaxy S III(2012 年 11 月)和 HTC One X(2012年 2 月)开始,Android设备也开始广泛支持 5 GHz;大多数只支持 2.4 GHz 的设备都是特殊用途的手机,而不是提供给消费者的;便宜的入门级笔记本电脑也可能只提供 2.4 GHz,但粉丝们通常不会在竞技场里使用它。
FedExForum 竞技场的 Wi-Fi 设计随着时间的推移不断发展并继续发展。该方案在 2018 年 3 月之前使用的是 UAP-AC-M 。目前,该竞技场方案已经在记分牌和伸展台位置安装了最新型号的 BaseStation XG(UWB-XG)和入墙式的 UAP-AC-IW-PRO。

img1

UWB-XG 是一款高密度无线接入点,为高低看台共 14250 个座位提供高速无线覆盖。每台高密度接入点带有三个 5 GHz 无线射频卡,分别工作在高中低三个不同的频段范围,各自采用了独立的带通滤波器,以防止相邻的无线射频卡相互干扰;每个无线射频卡使用 10/15 dBi 集成定向面板天线,,定向天线有助于集中射频能量,并使 AP 的接收信号幅度显着提升;更好的上行连接信噪比 会提高空气传输效率,因为手机可以使用更高的 MCS 并更快地完成传输。

img2-1

射频设计使用 20 MHz 频道(VHT20)来最大化信道复用,低频段和高频段使用除了 132-144 以外的所有 5 GHz 信道; Pinnacle 级 AP 也使用这些信道。这些 AP 使用的都是低射频功率。
安装多 5 GHz射频 AP 其实是个性价比很高的做法。在使用记分牌/伸展台这种寸金寸土的位置布线和安装可能具有挑战性,因此最大限度地减少施工是很有意义的。让我们来快速做个计算,确认一下可行性:如果 50% 的用户会同时使用 Wi-Fi,这意味每个射频卡的并发是 90 个客户端(我们的 AP 完全可以胜任),我们只需要 26 台 UWB XG 就可以解决 14250 个座位的覆盖。

性能看起来很棒

竞技场容量测试和性能数据收集包括了几个阶段——应该专门有一篇博客来详细解释它们。一个直接的性能指标是 Speedtest.net 收集的吞吐量数据,这包括了终端用户在竞技场里执行的所有测试。由于原始数据还包含了有线测试,所以我们要排除除了 iOS 和 Android 数据点之外的所有数据点。

它的性能看起来很棒:上行连接和下行连接的线性趋势线达到了 50 Mbps。

img3

最重要的是最低值。在整个测试期间,只有四个样本的性能水准低于 1 Mbps, SLA(服务品质保障) 以 1 Mbps 阈值计算的话,下行连接达到了 99.5% 的高水准,上行连接则达到了了 98.5% 。这是一个很优异的成绩!

img4

哪怕是在一场有 14781 名球迷的比赛期间测试,它的表现依然很好。只有两个 68 的样本性能低于 1 Mbps,这表明其 SLA 达到了 97%。

img5-1

平均来说,FedExForum Wi-Fi 在比赛期间为每个用户提供了 10-80 Mbps 的吞吐量。这样的表现非常出色。

img6-1

UniFi SDN 控制器洞悉一切!

Ubiquiti SDN 控制器提供详尽的网络信息。其中包括 DPI 统计数据、流量和射频统计信息,如信道分配、空口利用率和重传,这些有助于调整网络和排除故障。

下图显示了客户终端在信道上的分布情况。 ,由于信道 132-144 并没有在 UWB XG 上使用,所以占用量比较低。只有在 Pinnacle 区域的 UAP-IW 使用这些信道。这些 AP 是在比赛结束后,于 2018年3月24日安装的。

img7

重定义竞技场的无线布署

UniFi BaseStation XG 执着于高密度场景和最佳性能,毫无妥协!集成高增益天线,从内到外的覆盖范围。一个 AP 内置三个 5 GHz 无线射频卡意味着更少的 AP, 更少的安装、更快的部署和更少的施工成本。 UniFi SDN 控制器软件为部署和管理整个网络提供了易于使用的解决方案,将之前的所有内容与 Ubiquiti 定价模式相结合,三年之内,UniFi 竞技场 Wi-Fi 就只花费了竞争对手解决方案的 15%。这样的价值令人震惊!

更多资讯即将到来

我刚刚加入 Ubiquiti Networks。 我的目标是提供更多的技术和产品资讯,帮助现在及未来的 Ubiquiti 客户们。关注此博客和 ubnt.com 网站,您会发现越来越多有用的信息。

img8

Veli-Pekka (缩写为 VP) Ketonen 是 UniFi 产品技术营销高级总监。 VP 在移动和企业网络方面拥有丰富的经验。在职业生涯早期,他工作于诺基亚,领导诺基亚基站无线网络产品的研发和性能优化。 VP 同时也是一家 Wi-Fi 性能优化公司 - 7signal Solutions 的创始人,他是多个无线大会的常规发言人,并拥有 14 项国际同族专利。