組網(wǎng)研究與設(shè)計(jì)

1、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)研究與設(shè)計(jì)系 （院）： 電子工程學(xué)院 學(xué) 期： 2012-2013-1 專業(yè)班級(jí)：通信工程092 姓 名： 程蘭蘭 學(xué) 號(hào)： 030912203評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：簽名：日期：淮海工學(xué)院通灌校區(qū)教學(xué)子網(wǎng)C 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)是根據(jù)“通信工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃”要求而設(shè)定。綜合課程設(shè)計(jì)是通信工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完所有專業(yè)課后進(jìn)行的綜合性課程設(shè)計(jì)。其目的在于使學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中能夠理論聯(lián)系實(shí)際，在實(shí)踐中充分利用所學(xué)理論知識(shí)分析和研究設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的各類技術(shù)問題，為以后走向工作崗位

2、進(jìn)行設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）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；（2）掌握組網(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；（3）掌握綜合運(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)施的能力以及動(dòng)手能力。2 項(xiàng)目實(shí)際環(huán)境本次項(xiàng)目是對(duì)淮海工學(xué)院通灌校區(qū)進(jìn)行無(wú)線組網(wǎng)設(shè)計(jì)，通灌校區(qū)連云港化工高等?？茖W(xué)校于2001.1-2002.8并入淮海工學(xué)院，占地面積大，教學(xué)樓、宿舍樓眾多，組網(wǎng)環(huán)境比較復(fù)雜。針對(duì)此次設(shè)計(jì)，項(xiàng)目被分成各個(gè)區(qū)塊，小組成員分別負(fù)責(zé)各自區(qū)塊，我主要負(fù)責(zé)教學(xué)子網(wǎng)設(shè)計(jì)，主要是對(duì)主教學(xué)樓的設(shè)計(jì)。3 需求分析隨著無(wú)線

3、技術(shù)的發(fā)展，原來的一個(gè)信息點(diǎn)擴(kuò)展成了一個(gè)信息區(qū)域。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)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。這樣，師生們就可以在學(xué)校的任何地點(diǎn)輕松上網(wǎng)。目前的傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的局限性愈發(fā)暴露：學(xué)校經(jīng)費(fèi)緊張導(dǎo)致布置網(wǎng)線的教室數(shù)量有限，即網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)無(wú)法滿足需求；地點(diǎn)的局限性，使得師生無(wú)法隨心所欲上網(wǎng)；有些建筑物不適合鉆孔布線；室內(nèi)網(wǎng)線凌亂影響美觀等。那么，如何解決這些傳統(tǒng)有線校園網(wǎng)的“網(wǎng)絡(luò)盲點(diǎn)”問題已是十分必要了。WIFI技術(shù)作為功能強(qiáng)大、應(yīng)用最成熟、普及范圍最廣的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及其距離遠(yuǎn)、高適應(yīng)性、靈活性、移動(dòng)性、安全性和經(jīng)濟(jì)性好等諸多優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)閷W(xué)院的廣大師生

4、提供便捷、穩(wěn)定、安全且高性能的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，更好地滿足師生用戶移動(dòng)上網(wǎng)、集中上網(wǎng)、隨時(shí)隨地網(wǎng)絡(luò)通信等學(xué)校和生活中的網(wǎng)絡(luò)通信需求。同時(shí)還可以滿足校方信息化教學(xué)、移動(dòng)教學(xué)、移動(dòng)辦公等需求。本次設(shè)計(jì)我負(fù)責(zé)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍是主教學(xué)樓。4 市場(chǎng)調(diào)研根據(jù)淮海工學(xué)院通灌校區(qū)的實(shí)際情況，選擇性價(jià)比高的產(chǎn)品。以下是本組研究得出的市場(chǎng)上的無(wú)線局域網(wǎng)主流產(chǎn)品的性能，價(jià)格，參數(shù)分析，詳細(xì)參數(shù)見下面各表。市場(chǎng)的無(wú)線局域網(wǎng)主流產(chǎn)品的性能，價(jià)格，參數(shù)分析如表4.1-4.4：表4.1 無(wú)線AP參數(shù)表型號(hào)傳輸距離（米）價(jià)格（RMB）技術(shù)參數(shù)TP-LINK TL-WA501G+室內(nèi)200室外830170頻率范圍：2.4GHz

5、-2.4835GHz；網(wǎng)絡(luò)接口： RJ45 ；數(shù)據(jù)傳輸率： 54Mbps；可拆式全向天線；天線增益：4dbi； 表4.2 交換機(jī)參數(shù)表：（符合IEEE 802.3、IEEE 802.3u網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)）型號(hào)技術(shù)參數(shù)價(jià)格（RMB）華為S2700-26TP-SI-AC 產(chǎn)品類型：智能交換機(jī)；應(yīng)用層級(jí)：二層；傳輸速率：10/100Mbps端口數(shù)量：26個(gè)；背板帶寬：32Gbps；包轉(zhuǎn)發(fā)率：6.6Mpps；交換方式：存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)1430 華為S3700-28TP-SI-AC 產(chǎn)品類型：快速以太網(wǎng)交換機(jī)；應(yīng)用層級(jí)：三層；傳輸速率：10/100Mbps； 端口數(shù)量：28；背板帶寬：64Gbps包轉(zhuǎn)發(fā)率：9.6Mp

6、ps；交換方式：存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)2730表4.3光纖參數(shù)表型號(hào)性能價(jià)格（RMB）AMP 室外用鎧裝型光纜 1-1664171-5產(chǎn)品類型：多模光纜；波長(zhǎng)：1300, 850nm；纖芯數(shù)量：12；損耗：850/1.5, 1300/1.0dB/km；規(guī)格：62.5/125m；工作溫度：-20-60；工作濕度：0-90%14/m表4.4 雙絞線參數(shù)表型號(hào)參數(shù)價(jià)格（RMB）TCL超五類雙絞線產(chǎn)品適用：布線網(wǎng)絡(luò)；最大單段長(zhǎng)度：100米；傳輸速率：1000Mbps；包裝長(zhǎng)度：305米4605 總體方案設(shè)計(jì)5.1 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

7、入層交換機(jī)具有低成本和高端口密度特性。在核心層和匯聚層的設(shè)計(jì)中主要考慮的是網(wǎng)絡(luò)性能和功能性要高，那么我們?cè)诮尤雽釉O(shè)計(jì)上主張使用性能價(jià)格比高的設(shè)備。接入層是最終用戶(教師、學(xué)生) 與網(wǎng)絡(luò)的接口，它應(yīng)該提供即插即用的特性，同時(shí)應(yīng)該非常易于使用和維護(hù)。當(dāng)然我們也應(yīng)該考慮端口密度的問題。接入層由無(wú)線網(wǎng)卡、AP和L2Switch組成，按照寬帶網(wǎng)絡(luò)的定義，接入層的主要功能是完成用戶流量的接入和隔離。對(duì)于無(wú)線局域網(wǎng)WLAN用戶，用戶終端通過無(wú)線網(wǎng)卡和無(wú)線接入點(diǎn)AP完成用戶接入。5.2 匯聚層設(shè)計(jì)匯聚層是樓群或小區(qū)的信息匯聚點(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

8、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.。匯聚層的功能主要是連接接入層節(jié)點(diǎn)和核心層中心。匯聚層設(shè)計(jì)為連接本地的邏輯中心，仍需要較高的性能和比較豐富的功能。匯聚層設(shè)備一般采用可管理的三層交換機(jī)或堆疊式交換機(jī)以達(dá)到帶寬和傳輸性能的要求。匯聚層設(shè)備之間以及匯聚層設(shè)備與核心層設(shè)備之間多采用光纖互聯(lián)，以提高系統(tǒng)的傳輸性能和吞吐量。 5.3 核心層設(shè)計(jì)核心層的功能主要是實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò)之間的優(yōu)化傳輸,骨干層

9、設(shè)計(jì)任務(wù)的重點(diǎn)通常是冗余能力、可靠性和高速的傳輸。網(wǎng)絡(luò)的控制功能最好盡量少在骨干層上實(shí)施。核心層一直被認(rèn)為是所有流量的最終承受者和匯聚者，所以對(duì)核心層的設(shè)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求十分嚴(yán)格。核心層設(shè)備將占投資的主要部分。核心層需要考慮冗余設(shè)計(jì)。5.4無(wú)線接入點(diǎn)（AP）使用室內(nèi)直放AP布點(diǎn)覆蓋，需考慮及遵循以下幾個(gè)問題和原則：（1）需要有入戶線纜資源(雙絞線)。（2）如果在一個(gè)教室里只安裝一個(gè)AP，則盡量把AP安放在教室的中央位置，而且最好是放置于教室天花板上；如果同一空間安裝兩個(gè)AP，則可以放在兩個(gè)對(duì)角上。（3）保持信號(hào)穿過墻壁和天花板的數(shù)量最小。2.4GHz信號(hào)能夠穿透墻壁和天花板，然而，每一面墻

10、壁和天花板都將使AP信號(hào)的覆蓋范圍減少1到30米。應(yīng)放置AP與計(jì)算機(jī)于合適的位置，使墻壁和天花板阻礙信號(hào)的路徑最短，損耗最小。（4）AP天線應(yīng)布放在高處，以增大網(wǎng)卡接收面積，減少人員走動(dòng)等環(huán)境變化對(duì)信號(hào)傳播的影響，改善AP的接收性能；（4）考慮AP和覆蓋區(qū)域之間直線連接。注意AP的放置位置，要盡量使信號(hào)能垂直的穿過(90度角)墻壁或天花板。（5）不同的建筑材料產(chǎn)生不同的傳輸效果。由金屬的框架或門構(gòu)成的建筑物會(huì)使WLAN無(wú)線信號(hào)的傳輸距離變小。放置AP的位置應(yīng)使信號(hào)通過干燥的墻壁或敞開的門，避免放置在使信號(hào)必須通過金屬材料的位置。（6）AP天線方向可調(diào)，安裝AP的位置應(yīng)確保天線主波束方向正對(duì)覆蓋

11、目標(biāo)區(qū)域，保證良好的覆蓋效果。（7）AP安裝位置需遠(yuǎn)離電子設(shè)備(起碼l到2米)，例如監(jiān)視器、電視等。6 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與覆蓋設(shè)計(jì)6.1 教學(xué)子頻點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)化 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)使用的是2.4GHz的ISM頻段,其中共有13個(gè)可工作信道，信道頻率的序號(hào)（n）的關(guān)系表示為：f(n)=2412+(n-1)*5MHz。所以我們可以得出Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)分布如下表：表6.1 各無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率表頻點(diǎn)：頻率頻點(diǎn)：頻率頻點(diǎn)：頻率CH 12412 MHzCH 22417 MHzCH 32422 MHzCH 42427 MHzCH 52432 MHzCH 62437 MHzCH 72442 MHzCH 824

12、47 MHzCH 92452 MHzCH 102457 MHzCH 112462 MHzCH 122467 MHzCH 132472 MHzA組：信道1、信道6、信道11B組：信道2、信道7、信道12C組：信道3、信道8、信道13 本次設(shè)計(jì)中，為了充分利用頻點(diǎn)資源，以及有效的抑制相鄰AP的鄰道干擾，我們將在室內(nèi)設(shè)計(jì)的時(shí)候使用A、B兩組信道，而在室外設(shè)計(jì)的時(shí)候使用C組信道。6.2 教學(xué)子網(wǎng)A覆蓋設(shè)計(jì)下圖為通灌校區(qū)主教學(xué)樓的平面圖，該教學(xué)樓為通灌校區(qū)的主要教學(xué)場(chǎng)所，所以內(nèi)部設(shè)施繁雜，擁有眾多大小教室、辦公室、值班室、雜物室、衛(wèi)生間等。而且在圖6.1虛線之上的部分中，一二層與三四層的結(jié)構(gòu)還是不一樣的

13、，所以在這里特別分開處理?；谶@種復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)，在進(jìn)行主教學(xué)樓子網(wǎng)的組建的時(shí)候，采取A、B兩組信道，具體為辦公室、值班室這種小型房間采用走道布置AP輻射的方式，采用A組信道。而大教室由于人數(shù)眾多，空間較大，而且所需要的帶寬也更大，所以采用室內(nèi)布置安裝的方式，采用B組信道?？紤]到AP的有效半徑大致為30米，而且除去墻壁對(duì)信號(hào)的削弱，對(duì)布置在走道的AP，我們將它的覆蓋范圍定在三間小的房間。而大教室中能夠容納100人，按AP的最大速率54MBps計(jì)算，要布置兩個(gè)AP才能在所有人都接入無(wú)線網(wǎng)的時(shí)候滿足1M的帶寬，所以每個(gè)大教室中布置兩個(gè)AP。圖 6.1 主教學(xué)樓一、二層平面圖圖6.2 主教學(xué)樓三四層的

14、平面圖主教學(xué)樓三、四層的大致布局與一、二層基本一樣，布置AP的原則也一樣，做出效果圖如上。 圖6.3 主教學(xué)樓正面剖面圖上圖為主教學(xué)樓正面剖面圖，不同樓層的AP的布置主要考慮相鄰樓層的鄰道干擾，故可以將相鄰樓層的AP分布反過來布置，一般不會(huì)產(chǎn)生鄰道干擾了。由于主教學(xué)樓建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，正面剖面圖并不能完全表現(xiàn)整個(gè)AP的布置，所以另外加上一張主教學(xué)樓的側(cè)面剖面圖。 圖6.4 主教學(xué)樓側(cè)面剖面圖同樣，我們需要注意不同樓層的鄰道干擾，采取的辦法還是將不同樓層的AP布置取反，而且在主教學(xué)樓的側(cè)面圖中，表明出了一、二層與三、四層的不同。主教學(xué)樓一共使用了108個(gè)AP、8個(gè)層交換機(jī)、一個(gè)樓子網(wǎng)交換機(jī)、雙絞

15、線10捆。7 淮工通灌教學(xué)子網(wǎng)C WiFi組網(wǎng)解決方案7.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D7.1 教學(xué)子網(wǎng)C網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 圖7.1為我所做的教學(xué)子網(wǎng)C的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，每個(gè)樓層的AP跟層交換機(jī)相連，層交換機(jī)跟樓交換機(jī)相連。7.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)計(jì)圖7.2 選用設(shè)備統(tǒng)計(jì)表 名稱 數(shù)量（個(gè)） 單價(jià)（元） 型號(hào) AP 108 170TP-LINK TL-WA501G+層交換機(jī)81430華為S2700-26TP-SI-AC樓交換機(jī)12730華為S3700-28TP-SI-AC 雙絞線10 460TCL超五類雙絞線7.3 成本預(yù)算AP價(jià)格：108*170=18360元層交換機(jī)價(jià)格：8*1430=11440元樓交換機(jī)結(jié)果：1*273

16、0=2730元雙絞線價(jià)格：10*460=4600元總價(jià)：18360+11440+2730+4600=37130元8 結(jié)論與分析本學(xué)期開設(shè)了移動(dòng)通信，該課程在理論方面的給了我們以指示。與我們的專業(yè)也都有聯(lián)系，且都是理論方面的指示。正所謂“紙上談兵終覺淺，覺知此事要躬行”。學(xué)習(xí)任何知識(shí)，僅從理論上去求知，而不去實(shí)踐、探索是不夠的，所以在大學(xué)課程即將結(jié)束之際，緊接著來一次全面的專業(yè)課程設(shè)計(jì)是很及時(shí)、很必要的。這樣不僅能加深我們對(duì)通信的認(rèn)知，而且還及時(shí)、真正的做到了學(xué)以致用。課程設(shè)計(jì)發(fā)端之始，思緒全無(wú)，舉步維艱，整天都呆在圖書館翻看關(guān)于無(wú)線覆蓋的相關(guān)的書籍，看著那紛繁復(fù)雜的設(shè)計(jì)真得是哭笑不得，這才領(lǐng)悟到了古人所說的 “書到用行時(shí)方恨少”的真諦，同時(shí)設(shè)計(jì)的時(shí)候不斷的重拾線性移動(dòng)通信的教材，這才意識(shí)到了自己平時(shí)學(xué)的盲目性，對(duì)于與實(shí)際生活中應(yīng)用相關(guān)的知識(shí)并不是掌