WiFi組網(wǎng)方案設(shè)計

淮海工學(xué)院

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

系（院）：電子工程學(xué)院學(xué)期：2011-2012-1專業(yè)班級：通信工程姓名：學(xué)號：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1課程設(shè)計的目的和任務(wù)本次課程設(shè)計是專業(yè)綜合課程設(shè)計，是根據(jù)“通信工程專業(yè)培養(yǎng)計劃”要求而指定的。所謂綜合課程設(shè)計是指通信工程專業(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，是以學(xué)生掌握理論聯(lián)系實際的能力為目的，在實踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實踐，做到知彳亍合一。課程設(shè)計任務(wù)：掌握一般通信系統(tǒng)方案設(shè)計的過程、步驟、要求、工作內(nèi)容及設(shè)計方法；訓(xùn)練學(xué)生組網(wǎng)工程項目管理、需求分析、網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計、系統(tǒng)合成、綜合布線能力等；訓(xùn)練學(xué)生綜合運用專業(yè)知識的能力，提高學(xué)生進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計、工程實施的能力。2項目實際環(huán)境淮海工學(xué)院通灌校區(qū)：前身為連云港高等化工?？茖W(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)總攬在信息化高速發(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，而且也沒有必要，這就使得師生對網(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)的信息點變成一片信息區(qū)域，而且還具有自由移動漫游工作、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，使得其可以迅速占領(lǐng)校園市場，成為廣大師生的得力助手，任何時間，任何地點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)計所分配的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍有圖書館、七號學(xué)生宿舍樓和九號學(xué)生宿舍樓。4市場調(diào)研市場的無線局域網(wǎng)主流產(chǎn)品的性能，價格，參數(shù)分析。無線AP市場調(diào)研如下表所示：，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE。數(shù)據(jù)傳輸率價格型號傳輸距離（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)置智能價格TP-LINK室內(nèi)100米TL-WN322G+室外300米表4-2交換機市場調(diào)研如下表所示：型號DBPSK，54MbpsDQPSK，CCK無線網(wǎng)卡數(shù)據(jù)表參數(shù)天線天線增益：2dBi65元價格

華為產(chǎn)品類型：千兆以太網(wǎng)交換機應(yīng)用層級：三層傳輸速率：10/100/1000Mbps交換方式：存儲-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個端口描述：24個10/100/1000Base-T端口，4個100/1000Base-X千兆Combo口擴展模塊：1個堆疊擴展插槽傳輸模式：全雙工/半雙工自適應(yīng)產(chǎn)品類型：快速以太網(wǎng)交換機應(yīng)用層級：二層傳輸速率：10/100Mbps交換方式：存儲-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個端口描述：24個10/100MbpsRJ45端口傳輸模式：全雙工/半雙工自適應(yīng)表4-3交換機數(shù)據(jù)表光纖線纜市場調(diào)研如下表所示：型號AMP室外用鎧性能產(chǎn)品類型：單模光纜波長：1500,1300nm纖芯數(shù)量：36價格裝型光纜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元雙絞線市場調(diào)研如下表所示：型號參數(shù)產(chǎn)品適用：布線網(wǎng)絡(luò)價格TCL超五類雙最大單段長度：100米460元絞線傳輸速率：1000Mbps包裝長度：305米表4-5雙絞線數(shù)據(jù)表5總體方案設(shè)計核心層設(shè)計

核心層主要實現(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò)之間的優(yōu)化傳輸?shù)墓δ?。因為核心層居于網(wǎng)絡(luò)的骨干地位，所以在核心層設(shè)計時對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)目捎眯耘c可靠性就有極高的要求。在設(shè)計核心層網(wǎng)絡(luò)時，主要需要考慮以下幾點：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或GSR。匯聚層設(shè)計匯聚層是樓群和小區(qū)信息匯聚點，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核心層的訪問，保證核心層的安全和穩(wěn)定。匯聚層設(shè)計時，針對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、帶寬具體要求具體設(shè)計，主要可以采用冗余連接和簡單連接兩種。網(wǎng)絡(luò)中計算機數(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)，匯聚多個節(jié)點;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)，正因為如此，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)，因此接入層交換機具有低成本和高端口密度特性。對于無線局域網(wǎng)WLAN用戶，用戶終端通過無線網(wǎng)卡和無線接入點AP完成用戶接入。在本次課程設(shè)計中，主要使用無線AP來做基站，AP提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(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，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和兩層交換機，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)臺式機較多，則需安裝無線網(wǎng)卡。在室內(nèi)無線AP與二層交換機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，整個終端實現(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個可工作信道，而互相不重疊的信道只有相差5個信道的工作中心頻點，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，且可以完全實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在AP配置時要注意相鄰的AP信道之間相差至少5個信道，且注意每組之間的鄰道干擾，在本次設(shè)計中，我分到任務(wù)的有圖書館教學(xué)子網(wǎng)和七號九號宿舍樓的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，其中圖書館中AP采用A組信道，七號宿舍樓中AP采用的是A組信道，九號宿舍樓中AP采用的是B組信道。各組中信道中頻率與序號(n)的關(guān)系：f1(n)=2412+(n-1)*5MHZ下表為WIFI無線網(wǎng)絡(luò)頻點表頻點ch1ch2ch3ch4ch5ch6ch7頻率(MHz)2412241724222427243224372442頻點ch8ch9ch10ch11ch12ch13頻率(MHz)2447245224572462246724726.2教學(xué)/宿舍子網(wǎng)覆蓋設(shè)計及頻點網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上圖為通灌校區(qū)七號學(xué)生宿舍樓平面圖，每排有九間房間，每間四個人。在圖中顯示每六間房間設(shè)置一個AP，這么設(shè)置的原因是本次設(shè)計選用的無線AP雖然性能穩(wěn)定，但是穿墻能力弱(實際覆蓋范圍為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個入?。此平面圖為七號樓一樓平面圖。

圖七號宿舍樓總向剖面圖應(yīng)盡如上圖所示，為七號宿舍樓縱向剖面圖，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。七號樓共使用21個AP，7個層交換機，1個樓交換機。應(yīng)盡圖九號宿舍樓平面圖九號九號宿舍樓一樓平面圖，與七號樓類似，只不過在七號樓中采用的是A組信道，樓中采用了B組信道。

九號圖九號宿舍樓縱向剖面圖九號宿舍樓縱向剖面圖與七號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，頻點規(guī)劃如上圖所示。九號樓共使用18個AP，6個層交換機，1個樓交換機。教學(xué)子網(wǎng)（圖書館）覆蓋設(shè)計及頻點網(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，其中閱覽室中人比較多，需要安置兩個AP才夠，而辦公室中平時基本上就沒多少人，雖然每層樓中有十間之多，但是放置一個AP也都足夠了。頻點規(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，就是會議室中座位較多，能容納上百人，為此在會議室中放置兩個AP。書庫圖圖書館3樓平面圖書庫圖書館3樓相對1、2樓來講結(jié)構(gòu)比較簡單，沒有了2樓的會議室結(jié)構(gòu)，相對來說頻點布置也簡單了一點。圖圖書館北面縱向剖面圖由于圖書館的南北不對稱，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AP，6個層交換機，1個樓交換機（圖中未畫出）。6.3AP的配置原則無線接入點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；超過40M的不同AP可以考慮使用相同的頻點；（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AP可以考慮使用相同的頻點；（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；超過300M的可以考慮使用相同頻點；（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；（5）用于室外覆蓋的AP頻點，建議在室內(nèi)覆蓋的AP頻點中不要再次使用，避免出現(xiàn)室外頻點的頻率對室內(nèi)頻點的頻率干擾。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七號九號宿舍樓網(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)計地點七號宿舍樓九號宿舍樓圖書館總計AP（個）21182160層交換機（個）76619樓交換機（個）1113雙絞線（段）1124光纖線纜（米）120100200420網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)計如下表所示:表7-1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)計表無線AP、層交換機和樓交換機的設(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，故在每棟宿舍樓耗費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宿舍樓配置120米光纖，九號宿舍樓配置100米光纖，圖書館配置200米光纖。整個宿舍子網(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APD-LinkDWL-2000AP+A（個數(shù)%米）單價（元）合計（元）6032019200層交換機TP-LINKSF-1024S194408360樓交換機華為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（元）49290表7-2成本預(yù)算統(tǒng)計表8結(jié)論與分析在本次綜合課程設(shè)計中，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，而我被分配到的任務(wù)是通灌校區(qū)圖書館和七號還有九號宿舍樓的無線覆蓋設(shè)計，不同于其他人的任務(wù)，我的設(shè)計中包含了宿舍子網(wǎng)還有教學(xué)子網(wǎng)的無線覆蓋，而兩個子網(wǎng)之間沒有聯(lián)系，這無形中增加了設(shè)計的難度。在設(shè)計中，宿舍子網(wǎng)的設(shè)計相對較易，圖書館的結(jié)構(gòu)則比較復(fù)雜，圖書館可分為南北兩個部分，由于南北不對稱，故在畫縱向剖面圖時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)。在信道分配時圖書館和七號宿舍樓采用A組信道，九號宿舍樓采用B組信道。整個設(shè)計過程中還是學(xué)到了不少的