宿州学院无线网络规划设计方案

1宿州学院无线网络规划设计方案专业班级：12网络工程2班学生学号：2012110419学生姓名：丁汝宴任课老师：余晓永二〇一五年七月二日2引言随着我国高校校园网络建设的普及，有线以太网络建设逐渐普及并趋于成熟。以科研、教学、办公、上网服务综合一体化的校园网络，为广大的在校学生和教职工的学习、生活和工作带来了极大的方便，网络信息化同时也成为了高校重要工作内容之一。随着校园网络信息化的普及，人们越来越要求尽可能方便、快速、移动式的使用网络，同时，随着笔记本电脑的普以及无线网卡产品的价格逐步降低，越来越多的人拥有无线网络客户端产品，据调查显示，我国高等院校师生的笔记本电脑平均拥有比例已经超过15%，并在以每年10%的速度递增。因此，很多高校开始思考如何能够使得在很多有线网络无法延伸到的场合，以及如大型教室、礼堂、会议室、图书馆体育场馆等场所，也同样能够访问校园网络，最大程度延伸网络半径，真正让网络渗透到校园的每个角落。这对于校园网的管理者和建设者来说，是急需思考与解决的问题。对于这样的需求，受到严格的地域限制的有线网络显然已经不能满足。能在教室、多媒体教室、阶梯教室、礼堂、会议室、图书馆甚至在体育馆、足球场、操场等场所连接互联网成为校园用户迫切的渴望，只有随时随地能够连接到网络，才能满足目前用户对网络的需求。为了满足这样的需求，无线局域网（WLAN）技术作为一项新兴的网络技术，开始逐步被应用于高校网络建设中。全国各高校在经过近几年的无线实验网的探索之后，纷纷开始规划并建设作为有线网络之补充的校园无线网络，为校园提供全部的无线局域网信号覆盖，并提供数据接入业务，让学校师生体会到无线局域网给教师的教学和学生的学习带来的好处。同时，该网络的建成，也为下一步实现在校园无线网络上提供VoIP、视频监控、视频教学等增值服务，建立统一计费、管理和运营，提供了前提条件。3WLAN网规基本流程：覆盖方式容量规划频率规划链路预算设备配置与组网配电模式工程施工验收准则……明确需求现场工堪网规方案设计方案评审通过方案修改安装施工验收测试验收通过调整优化结束NNYY4一、宿州学院无线网的需求分析1.1项目背景宿州学院非常注重现代化的校园网络建设，已部署了包含办公、教学、科研、图书馆、教工家属区在内的完善的有线网络，然而有线网络只能提供用户固定的、有限的网络信息点，随着社会的信息化发展与笔记本电脑的普及，学校的师生们需要能随时随处地获取网络提供的各种资源。需要在在无线网络环境下多种用户类别共存、高安全性、高稳定性、可管理以及与已有有线网络用户的无缝整合等，有针对性的提出校园无线网络整体解决方案。针对大量的移动终端来讲，灵活的接入网络非常重要。通过无线网络利用教育科研信息网和互联网上的各种信息，实现资源共享，能够为移动终端提供高效率的连接方式。因此，宿州学院无线网络建设是一个典型的面向未来网络化、信息化、具备多媒体综合业务发展需求的网络。1.2项目需求此次网络建设是在宿州学院原有的有线网络上，进行无线网络扩充。要求完成全方位立体式无线覆盖，让师生们可以在这些区域随时随地、无拘束的连接到网络，教职工可以依托无线完成各项教学办公事务，外来来宾可以顺畅的访问校内和校外网络资源。晋城职业技术学院原本具有完善的有线网络结构，新的无线网络建设要求在网络互联、认证计费、安全防御等方面与有线网络进行良好的兼容和互补，校园有线网络各部分主体结构内部不需要改变任何项目，只需用原有的网管、认证、计费系统就可以对无线网络进行管理和统一认证，同时做到尽可能的简化网络结构，提高网络访问速度与效率。而且在进行无线部署中，不能对晋城职业技术学院的装修和墙壁有任何损害。此次校园无线局域网具体的建设目标：1）侧重实际应用，覆盖校园内区域，为教学、科研、办公及学习、生活、交流提供切实可用的、稳定的无线网络环境。2）采取先进通行的协议标准：目前无线局域网普遍采用802.11系列标准，无线局域网提供802.11a、802.11b、802.11g标准的联网支持，可以匹配802.11a、802.11b、802.11g无线设备，提供可供实际应用5的稳定网络通讯服务。3）实现室内无线网络的合理布建：考虑室内实现无线网络的不同情况和特点以及目前学生教室笔记本用户数量日益增多的情况，应采取合理的布网方式满足现在以及未来发展的需要。4）保证覆盖区域最大用户并发数：考虑教室、报告厅、图书室等人员密集，用户并发数量较多的情况，保证比较充分的用户使用带宽，要求无线网用户人均带宽不小于1兆(bps)。5）设计原则要求：各信号输出点信号强度20dbm；目标覆盖区域任意点信号强度-73dbm；单个AP用户并发数20个。6）施工要求：不低于总数量95%的无线接入点需采用IEEE802.3afPOE交换机远程供电；综合布线工程需要实施所有无线信息点到本地有线网设备间，综合布线不应毁损目前楼内装修，要求美观得体，符合布线相关标准，合理安排施工时间，做到不影响学校的正常办公、教学和科研。678910二、现场工勘步骤1、现场工勘——勘测建筑（1）获得详细的建筑图纸，包括覆盖目标楼层平面图、各个方向的立面图、大楼内部强电（2）井、弱电井的施工图纸，并在上面标注物业允许走线穿孔的位置以及现有可利用的传输线路。（3）勘测建筑结构、记录各内墙、楼板、门板、窗体的材料和厚度，估算穿透损耗；（4）记录是否有天花板，天花的材质，并确定天线安装方式；（5）记录建筑横梁高度和位置，评估是否会遮挡天线信号传播；（6）确定高带宽需求区域和低带宽需求区域，按带宽需求分配不同区域的AP布放数量；（7）确定现有设备组网方式；确定AP/交换机/天线等设备布放位置，预估布放设备型号和数量；（8）结合建筑结构确定线缆布线方式及长度丈量；（9）确定供电方式；（10）拍摄足够数量的数码照片，以能够较为完全的体现大楼室内的结构细节和外形轮廓；2、现场工勘——天馈与干扰源勘测（1）确定室分系统的馈线、合路器、耦合器、分工器、天线规格；（2）确定旧室分系统的天馈器件是否需要改造；（3）现场链路预算、信号衰减预估，确认信号热点、盲点区域；（4）确定是否存在2G、3G天线、RRU基站干扰源；（5）确定是否存在WIFI路由器，测试信道分布；（6）确定是否存在微波炉、无线摄像头、无绳电话等干扰源；3、现场工勘——室外安装勘测（1）确定AP现场抱杆还是挂墙安装方式；（2）确定AP、天线可架设高度；（3）确定AP、天线与覆盖目标的距离；（4）确定是否与基站共址安装，查清现场基站的频段、发送功率、天线覆盖方向；（5）确定安装现场的是否有AC供电，AC是否有防雷箱；11（6）确定安装现场的接地点；（7）确定安装地区雷击概率；三、功率预算与信道规划1、链路预算——自由空间损耗室内室分、室内放装链路预算信号模型采用自由空间损耗,具体公式如下：20logf＋20logd－28（f:MHz;d:m）20logf＋20logd＋32.4（f:MHz;d:km）20logf＋20logd＋92.4（f:GHz;d:km）2、链路预算——COST231-Hata修正模型室外覆盖采用传统的COST231-Hata模型，通常适用于2000M以下频段。因此针对2.4G频段需要修正参数：PL=46.3+33.9lg(f)-13.82lg(hb)-a(hm)+(44.9-6.55lg(hb))lg(d)+cm2.4G频段的Cm修正参数：DenseUrban（密集城区）：-3Urban（中小城市）：-6Suburban（建筑物和树木较分散的地区）：-12Rural（农村）：-20Hb是基站天线的高度（m）；Hm是移动台天线的高度（m）；12f:工作频率（MHz）;d：传输距离（km）；a的函数：密集城区/中小城市：a(Hr)=3.2log2(11.75Hr)-4.97建筑物/树木较分散的地区/农村：a(Hr)=(1.1logf-0.7)Hr–(1.56log(f)–0.8)3、链路预算——穿透损耗环境中多径效应影响非常明显，AP有效覆盖范围受到很大限制。由于WLAN信号的穿透性和衍射能力很差，一旦遇到障碍物，信号强度会严重衰减。2.4GHz微波对各种材质的穿透损耗的实测经验值：8mm木板：1~1.8dB38mm木板：1.5~3dB40mm木门：2~3dB12mm玻璃：2~3dB250mm水泥墙：20dB~30dB砖墙：~15dB楼层阻挡：~30dB电梯阻挡：20~40dB4、链路预算——器材损耗和连接损耗RF射频器件都会有一定的插入损耗，功率预算时需考虑损耗，如电缆连接器、分功器、耦合器、合路器、滤波器。接头损耗一般在0.1~0.2dB；合路器插损一般为0.5dB；无源器件的具体规格需参考器件手册。135、链路预算——基本原则功率预算：发送功率+Tx增益-路径损耗+Rx增益=目标场强AP的发送功率：由AP自身决定；APTX天线增益和STARX天线增益：由天线参数决定；一般为2dbi；核算传播路径损耗：需要在工堪核实；包括空间损耗、电缆、阻隔等损耗；不同的墙体阻隔损耗具备不确定性，与信号入射角度相关，很难做到精细化，一般用25db估算；6、信道划分——2.4G注：日本采用2.471GHz~2.497GHz，不在13信道内。中国、北美选择1、6、11信道作为非重叠信道；欧洲选择1、7、13信道作为非重叠信道；147、信道划分——5G信道编号Nch频段GHz中心频率MHz美国中国365.15~5.25UNII低频段5180√405200√445220√485240√525.25~5.35UNII中频段5260√565280√605300√645320√1495.725~5.825UNII高频段5745√√1535765√√1575785√√1615805√√165~5.8505825√注：中心频率=5000+5*Nch；中国标准在UNII高频段基础上延伸至5.850GHz；提供5个非重叠信道。8、信道规划——室分系统的信道规划WLAN2.4G频率资源有限，为避免同频干扰，网规需采取空间交错分配信道，可增加15网络容量。频率规划应做到同频覆盖重叠最小化原则，对于室分系统要求：同楼层各AP的信道频点交错分开；相临搂层上下相同区域的AP信道频点交错分开；按1、6、11、1、6、11信道固定顺序交错排布；拉开同频AP的物理距离；当同一楼层AP数量大于3台时，为了避免AP间的同频干扰，建议将室分天线布在房间内，不要都布放在走廊。如果遇到多运营商或私有WIFI路由器造成同频干扰，需考虑避让、协商方式整改信道冲突；9、信道规划——室分系统的信道规划楼层号一层楼1个AP频点规划7161156413112611楼层号一层楼2个AP频点规划716611156114163111261111610、信道规划——室分系统的信道规划天线入户避免了信号穿墙损耗，同时墙体增加了AP间的隔离度。因此AP布放在楼道内，天线入户可缓解AP间的同频干扰；1611、信道规划——室内放装AP的信道规划为保证频道之间不相互干扰，2.4G频段要求两个频道的中心频率间隔不能低于25MHz，推荐1、6、11三个信道交错使用。5.8G频段的信道采用20M间隔的非重叠信道，采用149、153、157、164、165信道。12、信道规划——室外AP的信道规划室外AP如果采用全向天线，其信道划分方式与室内放装类似；室外AP如果采用定向天线，信道划分可结合区域的指向；避免出现相同覆盖区域内存在同频干扰。13、信道规划——室外AP的信道规划11n室外AP可考虑用MIMO天线进行覆盖，提升某扇区的接入带宽。MIMO天线可选择双45度极化天线，也可考虑采用2个垂直极化天线。四、室分AP或放装AP的布放原则；（1）室分型AP合路方式1、室分系统合路方式——按楼层单AP合路172、室分系统合路方式——按楼层多AP合路3、室分系统合路方式——指定区域的末端合路184、室分系统合路方式——独立的WLAN室分系统5、室分系统合路方式——指定区域的末端合路6、室分系统合路方