H3C WA2620在5G频段开启300M模式情况下STA与部分AP不能协商300M速率

H3C WA2620在5G频段开启300M模式情况下STA与部分AP不能协商300M速率

一、   组网：

在某医院项目验收测试中， H3C WA2620-AGN AP做为接入层设备直接连在接入层交换机上，一个楼层部署7台WA2620-AGN采用11AN频段进行覆盖，中间经过多台交换机，无线控制器为WX6112E。用户终端STA使用Intel（R） Centrino（R） Ultimate-N 6300 AGN网络适配器，无线控制器及AP使用的软件版本是WX6103-CMW520-E2302(V200R003B96D005)。

图1. 现网组网图

无线控制器配置：

1） 在射频1下开启40M模式。

2） 开启Short GI功能。

二、   问题描述：

笔记本终端连接医院SSID时，在漫游过程中，有的AP下面可以协商至300M速率模式，有的AP下面只能显示130M模式。

图2. 无线网卡协商速率为130Mbps

三、   过程分析：

3.1背景知识介绍

1) 802.11n 标准具有高达 600 Mbps 的速率，是新一代的无线网络技术，可提供支持对带宽最为敏感应用所需的速率、范围和可靠性。802.11n 结合了多种技术，其中包括 Spatial Multiplexing MIMO (Multi-In, Multi-Out) （空间多路复用多入多出）、多发多收天线(MTMRA)技术、20MHz和 40MHz 信道和双频带 (2.4 GHz 和5 GHz)技术，以形成很高的速率。802.11n工作模式包含2.4GHz和5.8GHz两个工作频段，保障了与以往的802.11a/b/g标准兼容，极大的保护了用户的投资。

2）信道捆绑技术

示意图：

图3. 40M捆绑示意图

传统的802.11标准，空口都工作在20MHz频宽，802.11n技术通过将相邻的两个20MHz信道绑定成40MHz，使传输速率成倍提高。在实际工作中，将两个相邻的20MHz信道绑定使用，一个为主带宽，一个为次带宽，收发数据时既可以40MHz的带宽工作，也可以单个20MHz带宽工作。同时为避免相互干扰，原本每20MHz信道之间都会预留一小部分的带宽，当采用信道绑定技术工作在40MHz带宽时，这一部分预留的带宽也可以被用来通信，进一步提高了吞吐量。

需要注意的是：在2.4GHz资源有限（信道带宽少），干扰又多（使用802.11b/g的客户端又多），所以在2.4GHz建议不使用40MHz模式，在5 GHz使用40MHz模式是比较合理的选择。

3） 关于速率协商：

给出了802.11n常见的物理速率（指定条件下系统提供的最高物理速率），并给出几个基本物理速率详细描述和解释：

分类	1条流	1条流+ Short GI	2条流	2条流+ Short GI	3条流	3条流+ Short GI
20Mhz	65.0	72.0	130.0	144.4	195.0	216.7
40Mhz	135.0	150.0	270.0	300.0	405.0	450.0

表1.  802.11n常见的物理速率

65Mbps：为20Mhz模式下单条流的最大物理发送速率（没有启动short GI），一些早期的无线网卡可能都是一条流的11gn网卡，此类网卡数据发送时使用一条流，所以能够达到的最大物理速率为65Mbps；

130Mbps：目前主流的11gn的物理速率，由于11gn不重叠信道只有3个，所以通常采用20Mhz模式而且不应用short GI特性，此时基本的无线客户端使用两条流进行数据发送，可以达到最大物理速率为130Mbps；

300Mbps：11an不重叠信道相对11gn比较多，所以在11an模式下可以选择采用40Mhz模式并可以启动short GI功能，这样比较主流的11n客户端使用两条流发送数据，实现了300Mbps的最大物理速率

3.2 案例详细分析：

1）首先从11N协商速率我们可以初步分析问题可能原因，由于只能协商130Mbps模式结合上文提到的知识点很自然的想到，可能是由于没有开启40M模式导致的，所以需要先收集终端的详细信息，查看协商是否有问题。

[AC]display wlan client verbose

 Total Number of Clients           : 1

                              Client Information

-------------------------------------------------------------------------------

 MAC Address                       : 0024-d79c-af4c

 User Name                         : -NA-

 AID                               : 1

 AP Name                           : ap1

 Radio Id                          : 1

 SSID                              : 123

 BSSID                             : 3ce5-a693-eb20

 Port                              : WLAN-DBSS1:1

 VLAN                              : 1

 State                             : Running

 Power Save Mode                   : Active

 Wireless Mode                     : 11an

 Channel Band-width                : 20MHz

 SM Power Save Enable              : Disabled

 Short GI for 20MHz                : Not Supported

 Short GI for 40MHz                : Not Supported

 Support MCS Set                   : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,

                                     10,11,12,13,14,15

 QoS Mode                          : WMM

 Listen Interval (Beacon Interval) : 10

 RSSI                              : 48

 Rx/Tx Rate                        : 130/130

 Client Type                       : PRE-RSNA

 Authentication Method             : Open System

 AKM Method                        : None

 4-Way Handshake State             : -NA-

 Group Key State                   : -NA-

 Encryption Cipher                 : Clear

 Roam Status                       : Normal

 Roam Count                        : 0

 Up Time (hh:mm:ss)                : 00:12:37

2）由上文可知目前无线终端与AP之间只能协商20M模式，所以肯定只能协商到130Mbps的速率，因此需要先收集AP对应的配置分析问题原因：

wlan ap ap1 model WA2620-AGN id 1

 serial-id 219801A0A7910BG00041

 radio 1

  channel 165

  max-power 16

  service-template 1

  radio enable

由于我司WA2620-AGN设备5G射频口在默认情况下启动40M模式，因此需要注意的是这里信道的设置。

3）11N信道绑定关系：

1.根据11n协议中的 Annex J （Country information and regulatory classes），生成一张信道绑定关系表如下，其中a表示向上绑定，b表示向下绑定。

11an		11gn
主信道	辅信道	主信道辅信道
36	a	<= 7a
44	a	> 7b
52	a
60	a
100	a
108	a
116	a
124	a
132	a
149	a
157	a
184	a
192	a
40	b
48	b
56	b
64	b
104	b
112	b
120	b
128	b
136	b
153	b
161	b
165	b
188	b
196	b

表2.   信道捆绑关系

2、首先根据信道绑定关系表来选择辅信道；

3、判断选择出来的辅信道在当前的国家码下是否支持，如果支持则主辅信道确定，否则继续；

4、选择和当前主信道相邻的另一个信道作为辅信道；

5、判断选择出来的辅信道在当前的国家码下是否支持，如果支持则主辅信道确定，否则继续；

6、信道不能绑定，工作在20M模式下。

注：如果在信道绑定关系表中没有找到辅信道，则默认向上绑定辅助信道，如果向上绑定的辅助信道在当前国家不合法则尝试向下绑定，如果向下绑定的辅助信道在当前国家也不合法，则采用20M信道带宽。

举个例子：

比如主信道153，按照协议要求，其辅信道应该为149（即向下绑定）；

如果在当前国家码下支持149，则使用(153, 149)做为主辅信道；

如果在当前国家码下不支持149，则我们再试探使用157做为辅信道；

如果157支持，则使用(153, 157)做为主辅信道；

如果157不支持，则工作在20M模式下。

4） 无线速率协商过程中需要无线终端与AP设备之间同时支持相同的模式才能协商到标准的速率，如果40M模式绑定策略无法成功协商则网卡只能显示130Mbps。本例中，Intel 6300无线网卡适配器对于信道165的40M绑定策略与我司不同，导致最终只能协商到130Mbps的速率。

5） 在实验室将SR-71_USB网卡与Intel 5100 AGN网卡做了对比测试：

 

图4. SR-71-USB与Intel-5100-AGN对比测试图

从测试结果我们可以发现，不同厂商处理信道165绑定策略有所不同，所以现实部署时不建议将信道设置为165。

四、   解决方法：

理解802.11N标准协议实现原理及实现机制后，问题则迎刃而解，即只需要将射频1下面的信道165 更改为信道149、153、157、161中任意一个信道即可。

特别提醒：

由于11AN在开启40M模式情况下，需要将原先的两个信道捆绑成一个信道，而我国对5G频段只开放了5个非重叠的信道，因此11AN工作在40M模式时只有2个非重叠的信道。此外在部署的时候为了避免邻频干扰现象，建议采用信道149与信道153捆绑、信道161与信道165捆绑的方式实现蜂窝式部署。

举一反三：

如果AP是工作在11GN模式，那我们该怎么设置信道呢？

由于2.4G频段，我国开放的只有13个信道，其中只有3个非重叠的信道，以信道1、信道6、信道11为例来做个说明。为了防止出现兼容性的问题，故建议采用信道1或者信道6。