WiFi組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)

淮海工學(xué)院

課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課程名稱：專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)題目：淮海工學(xué)院通灌校區(qū)WiFi組網(wǎng)研究設(shè)計(jì)

系（院）：電子工程學(xué)院學(xué)期：2011-2012-1專業(yè)班級(jí)：通信工程姓名：學(xué)號(hào)：淮海工學(xué)院通灌校區(qū)教學(xué)/宿舍子網(wǎng)WiFi組網(wǎng)研究與設(shè)計(jì)1課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)本次課程設(shè)計(jì)是專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)，是根據(jù)“通信工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃”要求而指定的。所謂綜合課程設(shè)計(jì)是指通信工程專業(yè)學(xué)生在完成所有專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后進(jìn)行的綜合課程設(shè)計(jì)，是以學(xué)生掌握理論聯(lián)系實(shí)際的能力為目的，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實(shí)踐，做到知彳亍合一。課程設(shè)計(jì)任務(wù)：掌握一般通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過程、步驟、要求、工作內(nèi)容及設(shè)計(jì)方法；訓(xùn)練學(xué)生組網(wǎng)工程項(xiàng)目管理、需求分析、網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)合成、綜合布線能力等；訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力，提高學(xué)生進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)施的能力。2項(xiàng)目實(shí)際環(huán)境淮海工學(xué)院通灌校區(qū)：前身為連云港高等化工專科學(xué)校，俗稱礦專，于2002年8月并入淮海工學(xué)院，成為后者的通灌校區(qū)。目前主要有商學(xué)院、測(cè)繪工程學(xué)院的學(xué)生在該院學(xué)習(xí)，面積雖不大，但是校內(nèi)布局復(fù)雜，樓內(nèi)情況多樣化，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃，給組網(wǎng)造成了相當(dāng)?shù)睦щy。圖淮海工學(xué)院通灌校區(qū)總攬3需求分析圖淮海工學(xué)院通灌校區(qū)總攬?jiān)谛畔⒒咚侔l(fā)展的今天，教師和學(xué)生上網(wǎng)已經(jīng)不是什么稀罕事了，由此而產(chǎn)生的校園網(wǎng)更是構(gòu)成了教師和學(xué)生生活學(xué)習(xí)工作的重要組成部分，是教職員工和學(xué)生獲取資源和信息的主要途徑。校園內(nèi)有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的覆蓋可比居民區(qū)中有線電視網(wǎng)的覆蓋，然而在這種情況下愈加凸顯了有線網(wǎng)絡(luò)的局限性，全校范圍的有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋不僅不現(xiàn)實(shí)，而且也沒有必要，這就使得師生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的欲求與有線網(wǎng)絡(luò)的捉襟見肘的矛盾日益凸顯。在這種情況下，無線網(wǎng)絡(luò)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)的好處是可以將有線網(wǎng)絡(luò)的信息點(diǎn)變成一片信息區(qū)域，而且還具有自由移動(dòng)漫游工作、使用方便、組網(wǎng)靈活、不用布線、施工量少、維護(hù)方便，成本低的特性。如此多的優(yōu)點(diǎn)，使得其可以迅速占領(lǐng)校園市場(chǎng)，成為廣大師生的得力助手，任何時(shí)間，任何地點(diǎn)都可以隨心所欲的上網(wǎng)，盡情享受網(wǎng)絡(luò)的樂趣。本次課程設(shè)計(jì)所分配的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍有圖書館、七號(hào)學(xué)生宿舍樓和九號(hào)學(xué)生宿舍樓。4市場(chǎng)調(diào)研市場(chǎng)的無線局域網(wǎng)主流產(chǎn)品的性能，價(jià)格，參數(shù)分析。無線AP市場(chǎng)調(diào)研如下表所示：，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE。數(shù)據(jù)傳輸率價(jià)格型號(hào)傳輸距離（m）天線類型網(wǎng)絡(luò)接口室內(nèi)：100米外置可拆54、48、36、24、D-LinkDWL-2000AP+A、小室外：400米表4-1無線網(wǎng)卡市場(chǎng)調(diào)研如下表所示：。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：，卸、增益RJ-452dBi無線AP數(shù)據(jù)表18、12、11、9、5.5、2、1Mbps6、320兀型號(hào)覆蓋范圍信道數(shù)傳輸速調(diào)制力式擊率OFDM，天線內(nèi)置智能價(jià)格TP-LINK室內(nèi)100米TL-WN322G+室外300米表4-2交換機(jī)市場(chǎng)調(diào)研如下表所示：型號(hào)DBPSK，54MbpsDQPSK，CCK無線網(wǎng)卡數(shù)據(jù)表參數(shù)天線天線增益：2dBi65元價(jià)格

華為產(chǎn)品類型：千兆以太網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)用層級(jí)：三層傳輸速率：10/100/1000Mbps交換方式：存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)背板帶寬：256Gbps包轉(zhuǎn)發(fā)率：36MppsS5700-24TP-SIMAC地址表：16K4670元(AC)端口結(jié)構(gòu)：非模塊化端口數(shù)量：28個(gè)端口描述：24個(gè)10/100/1000Base-T端口，4個(gè)100/1000Base-X千兆Combo口擴(kuò)展模塊：1個(gè)堆疊擴(kuò)展插槽傳輸模式：全雙工/半雙工自適應(yīng)產(chǎn)品類型：快速以太網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)用層級(jí)：二層傳輸速率：10/100Mbps交換方式：存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)背板帶寬：4.8GbpsTP-LINK包轉(zhuǎn)發(fā)率：10Mbps:14800pps440元SF-1024S100Mbps:148800ppsMAC地址表：8K端口結(jié)構(gòu)：非模塊化端口數(shù)量：24個(gè)端口描述：24個(gè)10/100MbpsRJ45端口傳輸模式：全雙工/半雙工自適應(yīng)表4-3交換機(jī)數(shù)據(jù)表光纖線纜市場(chǎng)調(diào)研如下表所示：型號(hào)AMP室外用鎧性能產(chǎn)品類型：?jiǎn)文９饫|波長(zhǎng)：1500,1300nm纖芯數(shù)量：36價(jià)格裝型光纜1664175-5損耗：1300/1.0,1500/0.7dB/km規(guī)格：9/125um工作溫度：-20-60°C表4-4光纖線纜數(shù)據(jù)表14元雙絞線市場(chǎng)調(diào)研如下表所示：型號(hào)參數(shù)產(chǎn)品適用：布線網(wǎng)絡(luò)價(jià)格TCL超五類雙最大單段長(zhǎng)度：100米460元絞線傳輸速率：1000Mbps包裝長(zhǎng)度：305米表4-5雙絞線數(shù)據(jù)表5總體方案設(shè)計(jì)核心層設(shè)計(jì)

核心層主要實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò)之間的優(yōu)化傳輸?shù)墓δ?。因?yàn)楹诵膶泳佑诰W(wǎng)絡(luò)的骨干地位，所以在核心層設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)目捎眯耘c可靠性就有極高的要求。在設(shè)計(jì)核心層網(wǎng)絡(luò)時(shí)，主要需要考慮以下幾點(diǎn)：冗余備份、可靠性和高速傳輸。綜合來講采用大容量三層交換機(jī)或GSR。匯聚層設(shè)計(jì)匯聚層是樓群和小區(qū)信息匯聚點(diǎn)，是連接接入層和核心層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。為接入層提供數(shù)據(jù)的匯聚'傳輸'管理'分發(fā)處理。匯聚層為接入層提供基于策略的連接，如地址合并，協(xié)議過濾，路由服務(wù)，認(rèn)證管理等。通過網(wǎng)段劃分（如VLAN）與網(wǎng)絡(luò)隔離可以防止某些網(wǎng)段的問題蔓延和影響到核心層。匯聚層同時(shí)也可以提供接入層虛擬網(wǎng)之間的互連控制和限制接入層對(duì)核心層的訪問，保證核心層的安全和穩(wěn)定。匯聚層設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、帶寬具體要求具體設(shè)計(jì)，主要可以采用冗余連接和簡(jiǎn)單連接兩種。網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)數(shù)量的多寡分別選用前者或后者。在結(jié)構(gòu)上匯聚層可以分為環(huán)形和星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要用于覆蓋范圍較廣的校園網(wǎng)，匯聚多個(gè)節(jié)點(diǎn);而星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則反之，用于規(guī)模較小的校園網(wǎng)，正因?yàn)槿绱?，星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較之環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在管理和維護(hù)上更為簡(jiǎn)單，從而成為最為常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。5.3接入層設(shè)計(jì)接入層通常指網(wǎng)絡(luò)中直接面向用戶連接或訪問的部分。接入層目的是允許終端用戶連接到網(wǎng)絡(luò)，因此接入層交換機(jī)具有低成本和高端口密度特性。對(duì)于無線局域網(wǎng)WLAN用戶，用戶終端通過無線網(wǎng)卡和無線接入點(diǎn)AP完成用戶接入。在本次課程設(shè)計(jì)中，主要使用無線AP來做基站，AP提供無線工作站對(duì)有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對(duì)無線工作站的訪問，在訪問接入點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它進(jìn)行相互通信。由于無線AP覆蓋范圍呈圓形，考慮衰減因數(shù)，每隔一段距離就應(yīng)該設(shè)置一個(gè)無線AP。我校通灌校區(qū)接入層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示圖接入層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖接入層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示，核心層我們采用的是三層交換機(jī)，在第四章中出現(xiàn)過的華為S5700-24TP-SI（AC）；匯聚層采用的是三層交換機(jī)和兩層交換機(jī)，選用TP-LINKSF-1024S；接入層采用的是無線AP，采用D-LinkDWL-2000AP+A，若樓內(nèi)臺(tái)式機(jī)較多，則需安裝無線網(wǎng)卡。在室內(nèi)無線AP與二層交換機(jī)之間采用雙絞線連接，在室外子網(wǎng)與AC控制端之間采用光纖連接，整個(gè)終端實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋。6無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與覆蓋6.1無線網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃802.11g最大傳輸速率為54Mbps，使用開放的2.4GHZISM頻段，有13個(gè)可工作信道，而互相不重疊的信道只有相差5個(gè)信道的工作中心頻點(diǎn)，由此可知，理論上只有3信道的無縫規(guī)劃，我們將其分為A、B和C組，可知：A組:chi、ch6、ch11B組:ch2、ch7、ch12C組:ch3、ch8、ch13所謂無縫覆蓋即要求相鄰的AP的信道不能產(chǎn)生鄰道干擾，且可以完全實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在AP配置時(shí)要注意相鄰的AP信道之間相差至少5個(gè)信道，且注意每組之間的鄰道干擾，在本次設(shè)計(jì)中，我分到任務(wù)的有圖書館教學(xué)子網(wǎng)和七號(hào)九號(hào)宿舍樓的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，其中圖書館中AP采用A組信道，七號(hào)宿舍樓中AP采用的是A組信道，九號(hào)宿舍樓中AP采用的是B組信道。各組中信道中頻率與序號(hào)(n)的關(guān)系：f1(n)=2412+(n-1)*5MHZ下表為WIFI無線網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)表頻點(diǎn)ch1ch2ch3ch4ch5ch6ch7頻率(MHz)2412241724222427243224372442頻點(diǎn)ch8ch9ch10ch11ch12ch13頻率(MHz)2447245224572462246724726.2教學(xué)/宿舍子網(wǎng)覆蓋設(shè)計(jì)及頻點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上圖為通灌校區(qū)七號(hào)學(xué)生宿舍樓平面圖，每排有九間房間，每間四個(gè)人。在圖中顯示每六間房間設(shè)置一個(gè)AP，這么設(shè)置的原因是本次設(shè)計(jì)選用的無線AP雖然性能穩(wěn)定，但是穿墻能力弱(實(shí)際覆蓋范圍為20米左右)。學(xué)生宿舍雖然面積不大，但是墻壁多，人口密度大，考慮到衰減因數(shù)，故每層樓設(shè)置3個(gè)入?。此平面圖為七號(hào)樓一樓平面圖。

圖七號(hào)宿舍樓總向剖面圖應(yīng)盡如上圖所示，為七號(hào)宿舍樓縱向剖面圖，主要注意的是樓層之間的的鄰道干擾，量避免發(fā)生鄰道干擾現(xiàn)象。七號(hào)樓共使用21個(gè)AP，7個(gè)層交換機(jī)，1個(gè)樓交換機(jī)。應(yīng)盡圖九號(hào)宿舍樓平面圖九號(hào)九號(hào)宿舍樓一樓平面圖，與七號(hào)樓類似，只不過在七號(hào)樓中采用的是A組信道，樓中采用了B組信道。

九號(hào)圖九號(hào)宿舍樓縱向剖面圖九號(hào)宿舍樓縱向剖面圖與七號(hào)宿舍樓縱向剖面圖類似，同樣需要注意樓層之間的鄰道干擾，還有本樓層采用的是B組信道，頻點(diǎn)規(guī)劃如上圖所示。九號(hào)樓共使用18個(gè)AP，6個(gè)層交換機(jī)，1個(gè)樓交換機(jī)。教學(xué)子網(wǎng)（圖書館）覆蓋設(shè)計(jì)及頻點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖圖書館1樓平面圖圖書館1樓的平面圖，在圖書館中采用的是A組頻點(diǎn)，其中閱覽室中人比較多，需要安置兩個(gè)AP才夠，而辦公室中平時(shí)基本上就沒多少人，雖然每層樓中有十間之多，但是放置一個(gè)AP也都足夠了。頻點(diǎn)規(guī)劃如上圖所示。

圖圖書館2樓平面圖圖書館2樓與1樓結(jié)構(gòu)大致一致，就是會(huì)議室中座位較多，能容納上百人，為此在會(huì)議室中放置兩個(gè)AP。書庫(kù)圖圖書館3樓平面圖書庫(kù)圖書館3樓相對(duì)1、2樓來講結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，沒有了2樓的會(huì)議室結(jié)構(gòu)，相對(duì)來說頻點(diǎn)布置也簡(jiǎn)單了一點(diǎn)。圖圖書館北面縱向剖面圖由于圖書館的南北不對(duì)稱，所以為此特地將剖面圖劃分為南北兩張來闡述，上圖為圖書館北面縱向剖面圖，與宿舍樓類似，進(jìn)行規(guī)劃時(shí)應(yīng)當(dāng)注意樓層之間盡量避免鄰道干擾。圖圖書館南面縱向剖面圖上圖為圖書館南面縱向剖面圖，由于和北面不一致，在規(guī)劃的時(shí)候除了要注意樓層之間的鄰道干擾之外，還要注意與圖書館北側(cè)的鄰道干擾。圖書館共使用21個(gè)AP，6個(gè)層交換機(jī)，1個(gè)樓交換機(jī)（圖中未畫出）。6.3AP的配置原則無線接入點(diǎn)AP的頻率配置要遵循的原則：（1）在室內(nèi)覆蓋相距25M以內(nèi)的不同AP不可以使用相同頻點(diǎn)；超過40M的不同AP可以考慮使用相同的頻點(diǎn)；（2）在室內(nèi)覆蓋相距25M內(nèi)但中間有3面以上水泥墻隔開的2個(gè)AP可以考慮使用相同的頻點(diǎn)；（3）在室外覆蓋相距200M以內(nèi)的不同AP不可以使用相同頻點(diǎn)；超過300M的可以考慮使用相同頻點(diǎn)；（4）在室外覆蓋相距200M以內(nèi)但有建筑物的阻斷（無線電波需穿透3面水泥墻）的不同AP可以考慮使用相同頻點(diǎn)；（5）用于室外覆蓋的AP頻點(diǎn)，建議在室內(nèi)覆蓋的AP頻點(diǎn)中不要再次使用，避免出現(xiàn)室外頻點(diǎn)的頻率對(duì)室內(nèi)頻點(diǎn)的頻率干擾。7淮海工學(xué)院通灌校區(qū)WiFi組網(wǎng)解決方案網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D七號(hào)九號(hào)宿舍樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖圖書館網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)內(nèi)（Tt2I個(gè)AP）圖圖書館網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D7.2網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)計(jì)地點(diǎn)七號(hào)宿舍樓九號(hào)宿舍樓圖書館總計(jì)AP（個(gè)）21182160層交換機(jī)（個(gè)）76619樓交換機(jī)（個(gè)）1113雙絞線（段）1124光纖線纜（米）120100200420網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)計(jì)如下表所示:表7-1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)計(jì)表無線AP、層交換機(jī)和樓交換機(jī)的設(shè)置在第六章已經(jīng)說明過了，雙絞線的設(shè)置是每捆雙絞線305米，考慮到每層樓眾多的AP還有大量的層交換機(jī)，故在每棟宿舍樓耗費(fèi)1捆雙絞線，而圖書館面積大，房間空間大則需要2捆雙絞線。光纖的配置基本上和雙絞線類似分別是七號(hào)宿舍樓配置120米光纖，九號(hào)宿舍樓配置100米光纖，圖書館配置200米光纖。整個(gè)宿舍子網(wǎng)'教學(xué)子網(wǎng)整體配置就是這樣。7.3成本預(yù)算成本預(yù)算如下表所示：名稱型號(hào)APD-LinkDWL-2000AP+A（個(gè)數(shù)%米）單價(jià)（元）合計(jì)（元）6032019200層交換機(jī)TP-LINKSF-1024S194408360樓交換機(jī)華為S5700-24TP-SI（AC）3467014010雙絞線TCL超五類雙絞線44601840光纖線纜AMP室外用鎧裝型光纜4201458801664175-5總計(jì)（元）49290表7-2成本預(yù)算統(tǒng)計(jì)表8結(jié)論與分析在本次綜合課程設(shè)計(jì)中，我們這組做的是淮海工學(xué)院通灌校區(qū)WiFi組網(wǎng)設(shè)計(jì)，而我被分配到的任務(wù)是通灌校區(qū)圖書館和七號(hào)還有九號(hào)宿舍樓的無線覆蓋設(shè)計(jì)，不同于其他人的任務(wù)，我的設(shè)計(jì)中包含了宿舍子網(wǎng)還有教學(xué)子網(wǎng)的無線覆蓋，而兩個(gè)子網(wǎng)之間沒有聯(lián)系，這無形中增加了設(shè)計(jì)的難度。在設(shè)計(jì)中，宿舍子網(wǎng)的設(shè)計(jì)相對(duì)較易，圖書館的結(jié)構(gòu)則比較復(fù)雜，圖書館可分為南北兩個(gè)部分，由于南北不對(duì)稱，故在畫縱向剖面圖時(shí)特地將南北分開來畫，這樣可以更全面的了解樓內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在信道分配時(shí)圖書館和七號(hào)宿舍樓采用A組信道，九號(hào)宿舍樓采用B組信道。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中還是學(xué)到了不少的