Wi-Fi 6、WWAN 和 5G 如何讓全無(wú)線辦公成為可能

　　盡管一些老派IT人員還沒有完全接受它，但這是一個(gè)事實(shí):對(duì)于大多數(shù)辦公室和使用案例來(lái)說(shuō)，辦公室人員的全無(wú)線連接是可能的和切實(shí)可行的。尤其是隨著Wi-Fi 6或?qū)Ｓ?G的出現(xiàn)，性能、安全性和可靠性對(duì)于幾乎所有現(xiàn)代辦公都是足夠的。大多數(shù)組織可以根據(jù)需要采用默認(rèn)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)和有線連接。

　　為什么要全無(wú)線? 需求和儲(chǔ)蓄

　　員工期望并越來(lái)越需要無(wú)處不在的高性能無(wú)線局域網(wǎng) (WLAN)。 新的工作模式——圍繞動(dòng)態(tài)、自發(fā)的協(xié)作和隨處工作的理念而構(gòu)思——需要可靠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

　　假設(shè)在大多數(shù)組織中不斷構(gòu)建無(wú)處不在的最新 Wi-Fi，IT 可以轉(zhuǎn)變觀點(diǎn)：Wi-Fi 作為主要連接模式，有線作為次要連接模式，僅在需要時(shí)提供。 這從邏輯上引出了節(jié)約問題，“如果有線網(wǎng)絡(luò)的存在主要是為了為 WLAN 供電，那么 IT 在它上面的花費(fèi)可以少多少?” 答案很多。

　　大多數(shù)交換機(jī)端口連接到用戶端點(diǎn)。 在無(wú)線世界中，大多數(shù)交換機(jī)端口都會(huì)消失。 在這種情況下，更少的交換機(jī)端口意味著更少的交換機(jī)需要購(gòu)買、啟動(dòng)、冷卻、維護(hù)、管理和保護(hù)。 此外，組織可以在新建辦公室擴(kuò)建以及改造和重新配置中的布線和重新布線端點(diǎn)連接上獲得大量的每次下降節(jié)省。

　　如何實(shí)現(xiàn)全無(wú)線

　　憑借當(dāng)前的 WLAN 技術(shù)和設(shè)備——以及 Wi-Fi 6 的出現(xiàn)——Wi-Fi 功能已經(jīng)超過(guò)了大多數(shù)知識(shí)工作者和共享辦公設(shè)備(例如多功能設(shè)備、智能白板和會(huì)議設(shè)備)的基本需求。

　　Wi-Fi 6 旨在應(yīng)對(duì)某些辦公挑戰(zhàn)和需求，包括更廣的覆蓋范圍、更高的設(shè)備密度、更多的同時(shí)使用和廣泛的需求模式。 例如，一些關(guān)鍵的 Wi-Fi 6 功能包括：

　　多用戶多輸入多輸出 (MU-MIMO) 使接入點(diǎn) (AP) 通過(guò)向多個(gè)設(shè)備發(fā)送物理上分離或波束成形的信號(hào)來(lái)同時(shí)為多個(gè)設(shè)備提供服務(wù)。

　　多用戶正交頻分多址 (MU-OFDMA) 使 AP 能夠?qū)⒚總�(gè)主頻率信道劃分為 256 個(gè)子載波，并根據(jù)每個(gè)客戶端的需求將它們捆綁到不同大小的資源單元中。

　　重新納入之前的標(biāo)準(zhǔn) 802.11ac 未使用的 2.4 GHz 信道，以滿足物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中常見的低功耗、長(zhǎng)距離或干擾用例的需求。

　　與早期標(biāo)準(zhǔn)相比，Wi-Fi 6 采用不同的方法來(lái)識(shí)別數(shù)據(jù)通道上的潛在沖突。 這應(yīng)該將整體效率從最多理論最大容量的 70% 提高到 90% 或更多。

　　盡管有這些有前途的功能，但最大的問題是組織需要客戶端和基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)支持 Wi-Fi 6。

　　對(duì)于前幾代 Wi-Fi，一般設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是每個(gè) AP 大約 30 個(gè)客戶端——大約每 800 到 1,600 平方英尺一個(gè) AP。 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)用于每個(gè)接入點(diǎn) 50 或 60 個(gè)筆記本電腦/移動(dòng)客戶端，外加大量低負(fù)載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，以及每 2,000 至 3,000 平方英尺一個(gè)接入點(diǎn)。

　　當(dāng)然，這些只是粗略的指導(dǎo)方針。這在很大程度上因產(chǎn)品而異。最后，空間的物理特性導(dǎo)致了Wi-Fi的設(shè)計(jì)問題。Wi-Fi工程師需要考慮辦公室的大小、形狀、使用的建筑材料、家具和周圍環(huán)境，以及所服務(wù)人群的需求和使用模式。

　　改進(jìn)的 WLAN 安全性

　　Wi-Fi 6 通過(guò)要求 Wi-Fi Protected Access 3 而不是 WPA2 或更早版本來(lái)推動(dòng) WLAN 中的一些重要安全增強(qiáng)。 WPA3 具有更高的加密級(jí)別、增強(qiáng)的客戶端身份驗(yàn)證和對(duì)暴力攻擊的抵抗力。

　　從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，關(guān)鍵是讓 WLAN 成為綜合零信任架構(gòu)的一部分。 WLAN 的使用應(yīng)該只是零信任網(wǎng)絡(luò)訪問的另一個(gè)方面，并且最好由與有線系統(tǒng)和異地用戶相同的平臺(tái)支持——例如，那些使用軟件定義邊界 (SDP) 系統(tǒng)的平臺(tái)。 SDP 服務(wù)提供獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和位置的會(huì)話級(jí)數(shù)據(jù)加密，補(bǔ)充了 Wi-Fi 6 中改進(jìn)的加密保護(hù)。

　　WWAN的興起與WLAN的衰落

　　近年來(lái)，多種因素共同推動(dòng)了無(wú)線廣域網(wǎng) (WWAN) 連接的使用，包括以下趨勢(shì)：

　　軟件定義廣域網(wǎng) (SD-WAN) 的出現(xiàn)是為了幫助管理單一位置組織中多個(gè)連接媒體的集成，并提供基于策略的控制。

　　4G無(wú)處不在，5G正在迅速普及。

　　許多組織轉(zhuǎn)向了云應(yīng)用程序。

　　越來(lái)越多的人在家工作，許多組織已經(jīng)用更小、更分散的辦公室取代了更大、更集中的辦公室。

　　無(wú)線定價(jià)計(jì)劃已經(jīng)變得像有線定價(jià)計(jì)劃一樣，對(duì)給定的容量采用固定費(fèi)率，并且沒有基于傳輸數(shù)據(jù)量的費(fèi)率上限或超額成本。

　　無(wú)論有沒有 SD-WAN，各種規(guī)模的組織越來(lái)越多地將 WWAN 納入其分支機(jī)構(gòu)連接策略，無(wú)論是作為備份、溢出還是主要連接。

　　下一個(gè)合乎邏輯的步驟是探索無(wú) WLAN 環(huán)境，在該環(huán)境中，最終用戶設(shè)備通過(guò)私有或公共運(yùn)營(yíng)商服務(wù)與 4G 或 5G 連接。

　　請(qǐng)記住，5G 提供了一些優(yōu)于 4G 的明顯優(yōu)勢(shì)，這與 Wi-Fi 6 提供優(yōu)于舊 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)大致相同。 5G 提供更高的速度、更好的安全性、更好的性能管理以及支持更高密度設(shè)備的能力。 事實(shí)上，5G 和 Wi-Fi 6 使用了很多相同的技術(shù)和策略。

　　私人 5G，由于組織對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的控制增加，可以提供比公共運(yùn)營(yíng)商服務(wù)更好的安全性，無(wú)論是組織管理它還是將其作為服務(wù)簽訂合同。

　　全無(wú)線化的挑戰(zhàn)

　　盡管采用了優(yōu)化無(wú)線電使用的節(jié)能技術(shù)，但由于無(wú)線電數(shù)量和處理能力的增加，Wi-Fi 6 AP 比前幾代 AP 需要更多的功率。 較舊的 802.3af 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)供電需要提升到 802.3at，如果這意味著更換 PoE 交換機(jī)或其電源，這可能會(huì)很昂貴。

　　隨著每個(gè)AP的服務(wù)密度越來(lái)越大，到園區(qū)匯聚或骨干交換機(jī)的上行鏈路需要承擔(dān)更高的負(fù)載。 組織可能會(huì)發(fā)現(xiàn)單個(gè)千兆以太網(wǎng)鏈路可能不夠用，可能需要規(guī)劃更高容量的鏈路，或者——如果 AP 支持的話——綁定的 GbE 連接集。

　　此外，特定位置將繼續(xù)存在問題，例如由于空間幾何形狀或建筑材料，某些區(qū)域的接收效果不佳。 補(bǔ)救措施，例如部署額外的 AP 或不同種類的天線，已廣為人知。

　　來(lái)自各種設(shè)備(從無(wú)線低音炮到微波爐)的干擾仍然是一個(gè)問題。 而且，即使使用 Wi-Fi 6，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也比有線網(wǎng)絡(luò)更容易被淹沒——例如，通過(guò)廣泛的同步軟件下載，如周二補(bǔ)丁。

　　為了最大限度地減少此類問題，正確的 WLAN 設(shè)計(jì)需要使用正確的工具進(jìn)行站點(diǎn)映射以測(cè)試無(wú)線電接收，然后映射 AP 以正確覆蓋空間、用戶和設(shè)備數(shù)量。 同樣，故障排除需要特定于 Wi-Fi 的設(shè)備和軟件。

　　無(wú)線優(yōu)先，僅在需要時(shí)有線

　　僅在少數(shù)情況下，無(wú)線還不能覆蓋所有企業(yè)辦公需求。 一些有問題的場(chǎng)景可能包括產(chǎn)生大量射頻干擾的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)或?qū)?Wi-Fi 不友好的建筑結(jié)構(gòu)，例如布滿管道的墻壁或鐵絲網(wǎng)上抹灰的墻壁。

　　實(shí)際上，大多數(shù)組織只需要擔(dān)心需要高速傳輸大量數(shù)據(jù)的用例; 例如，如果持續(xù)傳輸速度超過(guò) 1 Gbps。 這可能涉及將高分辨率成像數(shù)據(jù)從 MRI 機(jī)器移動(dòng)到工作站進(jìn)行分析，或者在特效實(shí)驗(yàn)室中傳輸大型視頻文件。

　　然而，這種情況往往是邊緣情況，即使對(duì)于媒體密集型公司也是如此。 這些是例外，而不是規(guī)則。 在這些極端情況下，任何主要關(guān)注無(wú)線的分支機(jī)構(gòu)策略都應(yīng)規(guī)定該分支機(jī)構(gòu)擁有一個(gè)或多個(gè)有線工作站來(lái)支持所需的工作。

　　或者，分支機(jī)構(gòu)可以有一些地方，在那里普通無(wú)線工作站可以根據(jù)需要連接到網(wǎng)絡(luò)電纜——基本上，連接決定酒店。 支持 AP 的有線基礎(chǔ)設(shè)施可能可以適應(yīng)這些邊緣情況，而且由于數(shù)量稀少，通常不會(huì)增加成本。

　　展望未來(lái)，考慮到 Wi-Fi 6 和 5G 的功能，大多數(shù)組織可以——也應(yīng)該——采用默認(rèn)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，僅在需要時(shí)才拉出有線連接。

　　作者：約翰·伯克，Nemertes研究公司