2025年华为园区网络Wi-Fi 7零漫游技术白皮书-华为

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华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游 技术白皮书 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 ii 摘 要 华为医疗 Wi-Fi 7 零漫游解决方案是面向智慧医疗网络无线化趋势而设计，为解决医疗系统中漫游丢 包卡顿问题而设计的一种创新方案，实现全院移动零漫游，打造业务零中断医疗辅助网。本文将介绍华为 新一代医疗零漫游技术的产生背景、实现原理、典型组网应用。 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 iii 目 录 摘 要 ................................................................................................................................................. ii 1 产生背景 .......................................................................................................................................... 4 1.1 现状和问题 ................................................................................................................................................................. 4 1.2 技术方案 ..................................................................................................................................................................... 4 1.2.1 零漫游 AP 架构 ....................................................................................................................................................... 4 1.2.2 ASFN 零漫游技术 .................................................................................................................................................... 5 1.3 客户价值 ..................................................................................................................................................................... 6 2 实现原理 .......................................................................................................................................... 7 2.1 虚拟 AP 技术 .............................................................................................................................................................. 7 2.2 零漫游切换技术 ......................................................................................................................................................... 8 2.3 内外网物理隔离技术 ............................................................................................................................................... 10 2.4 丰富的物联拓展 ....................................................................................................................................................... 10 2.5 多种部署方式 ........................................................................................................................................................... 11 2.6 智能运维 ................................................................................................................................................................... 12 3 典型组网应用 ................................................................................................................................ 13 3.1 场景 ........................................................................................................................................................................... 13 3.2 组网部署 ................................................................................................................................................................... 14 A 缩略语 ........................................................................................................................................... 17 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 4 1 产生背景 1.1 现状和问题 “无线医疗”成为近两年医疗行业最关注的信息化技术和手段。目前大部分三甲医院已经建立了比较 完备的医疗信息系统（如 HIS、 PACS 等），医护人员可以通过有线网络来访问、修改、输入患者信息、 诊断报告和治疗方案。但有线网络存在信息点固定的局限性，也制约了系统发挥更大的作用，因此使用 Wi- Fi 承载的无线医疗正在快速发展。 由于医疗生态自身的一些特点，如应用软件系统鲁棒性差，无线终端老旧等特点，其对 WIFI 网络漫 游性能有非常苛刻的要求。医院方面希望 Wi-Fi 网络能够提供一种既能屏蔽终端差异， 又能保证尽可能 少丢包、甚至不丢包的漫游性能， 来保证手持终端进行病房巡视（包括输液核对，药物核对，输液巡视， 生命体征录入等业务操作）时，业务不中断。 基于分布式 Wi-Fi 架构，华为推出了增强同频网（ASFN，Advanced Same Frequency network） 漫游方案：在分布式 Wi-Fi 架构下， 不同的 AP 使用相同的信道组网，终端在移动过程中，当前关联 AP 可以实时感知不同 AP 接收该终端的 RSSI，当前关联 AP 发现更好的邻居 AP 可以为该终端服务时，会通 过“接力棒”的方式实现 AP 间漫游。相对于传统的由终端触发的主动漫游技术而言，这种方案具有漫游 终端无感知，切换丢包少等显著优点，非常适合于医疗这种对移动漫游的平滑性有较高要求的场景。 1.2 技术方案 1.2.1 零漫游 AP 架构 一台零漫游 AP 支持通过馈线拉远 8 个 AU，部署到多个房间。终端在 AU 间移动时始终关联在同一 台 AP 下，无须切换信道，不发生漫游，因此从根源上解决了漫游切换时间带来的丢包和业务中断问题。 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 5 图 1-1 Wi-Fi 7 零漫游结构 1.2.2 ASFN 零漫游技术 零漫游 ASFN 技术，将多 AP 的 BSSID 设置为一样，合并为虚拟“大 AP”，通过时间同步技术，实现 虚拟“大 AP”的 beacon 帧合并发送。在多个物理 AP 中，针对每个终端存在唯一一个服务 AP 和多个监 听 AP，终端在移动过程中，服务 AP 实时计算是否存在更好的服务 AP，若是存在则触发服务 AP 的交接， 在漫游的过程中无需关联流程，终端不感知漫游过程，对终端而言真正的做到了零漫游。 图 1-2 Wi-Fi 7 零漫游技术方案示意图 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 6 1.3 客户价值 广覆盖零漫游：全院一个信号，一台 AP 覆盖 8 房间支持无限扩展，全院终端移动零丢包。 房间级定位：创新 IoT AU 物联方案，实现房间级定位效果，更精准的资产管理与人员追踪。 三网物理隔离：内网/外网/物联网三网物理隔离，更好的保障数据安全。 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 7 2 实现原理 2.1 虚拟 AP 技术 所有零漫游 AP 虚拟成一个 AP，全网所有终端感知到一个 AP（同一信道/同一 SSID/同一链路层 MAC(也即 BSSID)），全院无限扩展。多个零漫游 AP 的信道、SSID 和 BSSID 都设置为一样，这样网络 中的零漫游 AP 就虚拟成一个 AP，从而实现零漫游效果。 图 2-1 虚拟 BSSID 示意图 将多个零漫游 AP 虚拟成一个 AP 的关键是控制全部 AP 同时（误差不超过 200ns）发送相同的信标 帧，终端侧只感知到一个 AP 在发送信标帧，其关键技术是 AP 间的时间同步，时间同步技术是基于时间 同步帧的发送和接收实现。以两 AP 为例，若𝐴𝐴𝐴𝐴1是授时 AP(以本 AP 系统时间作为基线，并通知其他 AP)，𝐴𝐴𝐴𝐴2是被授时 AP，则𝐴𝐴𝐴𝐴1记录时间同步帧𝑆𝑆𝑆𝑆1的发送时刻𝑡𝑡1 𝑆𝑆𝑆𝑆1，𝐴𝐴𝐴𝐴2记录接收到时间同步帧𝑆𝑆𝑆𝑆1的接 收时刻𝑡𝑡2 𝑆𝑆𝑆𝑆1，当𝐴𝐴𝐴𝐴1发送时间同步帧𝑆𝑆𝑆𝑆2时，将上一帧𝑆𝑆𝑆𝑆1的发送时刻𝑡𝑡1 𝑆𝑆𝑆𝑆1在帧𝑆𝑆𝑆𝑆2内携带，此时𝐴𝐴𝐴𝐴2接收到 𝑆𝑆𝑆𝑆2时便得知𝑆𝑆𝑆𝑆1的发送时刻𝑡𝑡1 𝑆𝑆𝑆𝑆1，此时𝐴𝐴𝐴𝐴2便可以计算与授时𝐴𝐴𝐴𝐴1的系统时间差值diff = 𝑡𝑡2 𝑆𝑆𝑆𝑆1− 𝑡𝑡1 𝑆𝑆𝑆𝑆1，通过 该 diff 值修正 𝐴𝐴𝐴𝐴2的系统时间，则能够实现𝐴𝐴𝐴𝐴1与𝐴𝐴𝐴𝐴2的时间同步。 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 8 图 2-2 时间同步原理 零漫游 Wi-Fi 内的所有 AP 组成虚拟“大 AP”之后，所有 AP 通过芯片的定时发送技术和时间同步结 果实现所有 AP 定时同步发送 beacon 的功能。如图所示，AP1 定时宣告 beacon 的发送时刻、报文内容， 通过该方式实现各 AP 同时发送 beacon 且发送的 beacon 内容完全一致。AP1 将宣告消息发出之后，根 据发送的消息内容设置 AP1 的 beacon 发送时刻、beacon 发送内容，其余 AP 收到 AP1 的指示内容之 后，开始根据指示时间和时间同步结果计算得到相对于 Ap1 的发送时刻此时本 AP 的 beacon 发送时刻， 同时将 beacon 的内容设置为和 AP1 的 beacon 内容完全一致。当预定时间到达时，AP1 和其余 AP 同时 同步的将 beacon 内容发送至空口，此时对于终端而言就实现了只感知虚拟“大 AP”的 beacon，从而实 现了虚拟 AP 的组网。 图 2-3 beacon 同步发送流程原理 2.2 零漫游切换技术 在传统 WLAN 网络中，组成无线网络的每个物理 AP 对应不同的 BSSID，终端根据信号强度选择合 适的 AP 进行漫游，漫游过程因为需要在不同的 BSSID 间切换，终端需要断开与原关联 AP 的物理链路， 再向新的 AP 发起重关联请求，重新协商密钥与数据聚合窗口信息，该流程不可避免的会产生业务中断， 而同频组网内的各个 AP 均发送相同的 BSSID，发送相同 BSSID 的 AP 组成一个大型小区，AP 间通过软 切换的方式实现终端侧的零漫游的效果。 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 9 如图所示，在不改变传统网络部署方案的前提下，设置覆盖范围内的所有 AP 发送携带相同 BSSID 的 Beacon 报文，终端侧只能接收到相同 BSSID 的 Beacon 报文，认为网络只存在一个逻辑上的大 AP， 该 AP 可以完成全部区域覆盖，终端的实际业务仍然根据其实际位置由距离最近的物理 AP 承载。 图 2-4 零漫游切换示意图 在 ASFN 同频组网中各 AP 利用同频优势可以实时监控终端的上行报文信号强度，终端真实接入 AP 通过实时收集邻居 AP 反馈的信号强度测量结果，可以及时的为终端选择目标 AP 进行相应的软件切换处 理，从而保证终端在移动过程中始终接入最近的 AP，保障最佳的上下行业务体验。 终端切换接入 AP 的过程需要由网络侧完成软件切换，软件切换的过程由网络侧设备（AC、AP）负 责将终端漫游前接入 AP 中上下文信息(用户表项、密钥、聚合窗口等)准确转移到新的接入 AP 中，转移 完成后终端数据报文将由新接入的 AP 负责完成接收和发送，软切换过程终端无感知，终端链路始终保持 连接，最终实现零漫游效果。 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 10 2.3 内外网物理隔离技术 图 2-5 物理隔离示意图 针对医疗场景内外网强隔离的需求，以往方案要么是使用多个 VAP 实现逻辑隔离，要么是使用多个 AP 独立组网，但也带来了问题：逻辑隔离本质上还是内外网共用一个 AP，一方面无法完全避免借由外 网攻击内网的可能，另一方面也存在外网故障导致内网也不可用的问题；而多 AP 独立组网不仅布设成本 高昂，现场施工也异常复杂，导致维护极其困难。 华为带来的新一代零漫游方案，零漫游 AP 使用双 CPU 系统技术与双 PoE 供电技术，实现一个 AP 包含内网和外网两个独立 AP，拥有不同的名称，不同的 MAC，两个系统可独立运行，互不影响， 内网 或外网 AP 断电或其他故障，不会导致另一个 AP 服务也不可用；内外网 5G 射频分别使用不同的信道， 避免空口互相干扰，性能提升 4 倍以上。 2.4 丰富的物联拓展 零漫游 AP 支持多种物联拓展方式，包括独立物联基站、物联插卡与 IoT AU 方式。 华为联合生态伙伴推出 IoT AU 技术，将 IoT 基站集成到 AU 中，实现一个 AU 同时具备 Wi-Fi 信号 与 IoT 信号，无需额外部署独立的 IoT 基站，简化了客户网络部署复杂度。物联平台通过记录每个 IoT AU 对应的房间号，同时能够获取到每一个 IoT 终端与 IoT AU 的配对关系（通过 MAC 地址配对），从而 得知 IoT 终端所在的房间，实现房间级定位，能够更准确的查看资产位置与追踪人员轨迹。 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 11 图 2-7 房间级定位示意图 零漫游 AP 支持 PoE out 方式外接独立物联网基站，支持 Sub 1G 或 2.4G 基站，其中 Sub 1G 基站支持 内置天线，2.4G 基站支持内置天线与馈线两种方式。 图 2-8 独立物联基站部署示意图 零漫游 AP 支持 IoT 插卡，同时支持插卡自带天线或者通过馈线（只支持 2.4G）将信号到每个房间。一 个 AP 最大支持 2 个 IoT 插卡。 图 2-9 物联插卡部署示意图 2.5 多种部署方式 支持以太、全光多种部署方式，最大化利旧客户现网部署。 图 2-10 以太网部署示意图 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 12 图 2-11 光电混合部署示意图 图 2-12 全光部署示意图 2.6 智能运维 所有 AP 的下的 AU 状态、IoT 在位状态全局可视，快速实现故障定位，且单个 AP 下的 AU 状态清 晰可见，可快速定位具体哪个房间的 AU 出问题。 图 2-13 AU 状态查询示意图 华为园区网络 Wi-Fi 7 零漫游技术白皮书 版权所有 © 华为技术有限公司 13 3 典型组网应用 3.1 场景 3.1.1 医疗场景 Wi-Fi 7 零漫游医疗的典型使用场景包括：病房