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微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机1 无线覆盖解决方案无线覆盖解决方案 20142014 年年 6 6 月月 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机2 目目 录录 第一章第一章 无线局域网技术无线局域网技术概概述述 1 无线局域网几种标准简介 2 无线技术的特性 IEEE802 11 系列标准 3 无线技术和有线技术的比较 4 WLAN 的基本设备 5 WLAN 的加密与管理 6 WLAN 应用范围 第二章第二章 微宽网络介微宽网络介绍绍 第三章第三章 项目方项目方案案设设计计 1 项目目标 2 设计原则 3 系统分析 4 系统方案设计 第四章第四章 技术支技术支持持 服务承诺服务承诺 第五章第五章 设备设备简简介介 第六章第六章 构建无构建无线线网络的注意事项网络的注意事项 第七章第七章 无线局域网无线局域网安安全问题全问题 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机3 第一章第一章 无线局域网技术概述无线局域网技术概述 回首页 无线网络发展到今天 虽然不能够取代有线网络 但作为有线网络的延伸 和补充 应用无线技术不失为一个好的选择 无线局域网的灵活性 拓展性 移动性以及简便的安装等特性在公共场所信息化网络建设上体现得淋漓尽致 随着 Internet 的蓬勃发展 信息的获得更为便利 信息的及时交换与传递显得 非常重要 特别是应用 WLAN 技术为中小型城市 企事业单位 校园 小区提供 无线网络覆盖 对于服务上网非常频繁的单位 学生和教师 小区居民等将具 有非常好的投资报偿率 1 1 无线局域网几种标准简介 无线局域网几种标准简介 WLAN 技术 目前国际上普遍采用的是 2 4GHz 微波频段 这主要是因为世 界各国都对这个频段采取了免执照的开放使用政策 目前主要流行的技术标准 是 IEEE802 11b IEEE802 11g IEEE802 11n IEEE802 11ac 其中 11b 支持最高达 11Mbps 的传输速率 11g 支持 54Mbps 11n 支持 300Mbps 11ac 支持 1750Mbps 另外一种技术标准是 IEEE802 11a 也能够支持 54 300Mbps 由于市面上比较普遍的是 IEEE802 11n 和 11g 的网卡 因此 无线覆盖以 采用 IEEE802 11n 技术标准的 AP 为好 因为基于 802 11n 技术的无线 AP 设备 能有效的对 11g 和 11b 的网卡进行兼容 从国际上发展的趋势看 将来的 WLAN 设备 包括 AP 和网卡 都将向同时兼容 IEEE802 11a b g n ac 五种标准的技 术方向发展 2 无线技术的特性无线技术的特性 IEEE802 11 系列标准系列标准 可靠的通信 抗射频干扰性能 理想的接收灵敏度 宽范围天线能提供强大的 可靠的 无线传输 低成本 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机4 可以避免安装线缆的高成本费用 租用线路的月租费用以及与设备需要经 常移动 增加和改变相关的费用 灵活性 由于没有线缆的限制 您可以随心所欲的增加工作站或重新配置工作站 移动性 由于设置允许在任何时间 任何地点访问网络数据 而不是在指定的地点 所以用户可以在网络中漫游 快速安装 无须施工许可证 不需要开挖沟槽 安装无线网络所需的时间只是安装有 线网络的零头 高吞吐量 可实现 11mbps 300mbps 1750mbps 或更高的数据传输速率 高于 T1 E1 线路速率 保护用户投资 可实现向未来技术的平滑升级 无须更换设备重复投资 抗干扰性强 抗干扰是扩频通信主要特性之一 比如信号扩频宽度为 100 倍 窄带干扰 基本上不起作用 而宽带干扰的强度降低了 100 倍 如要保持原干扰强度 则 需加大 100 倍总功率 这实质上是难以实现的 因信号接收需要扩频编码进行 相关解扩处理才能得到 所以即使以同类型信号进行干扰 在不知道信号的扩 频码的情况下 由于不同扩频编码之间的不同的相关性 干扰也不起作用 隐蔽性好 因为信号在很宽的频带上被扩展 单位带宽上的功率很小 即信号功率谱 密度很低 信号淹没在噪声之中 别人难以发现信号的存在 加之不知扩频编 码 很难拾取有用信号 而极低的功率谱密度 也很少对于其他电信设备构成 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机5 干扰 抗多径干扰 在无线通信中 抗多径问题一直是难以解决的问题 利用扩频编码之间的相关特 性 在接收端可以用相关技术从多径信号中提取分离出最强的有用信号 也可把 多个路径来的同一码序列的波形相加使之得到加强 从而达到有效的抗多径干扰 3 3 无线技术和有线技术的比较无线技术和有线技术的比较 1 有线通信的开通必须架设电缆 或挖掘电缆沟或架设架空明线 而 架设无线链路则无需架线挖沟 线路开通速度快 将所有成本和工程周期统筹 考虑 无线扩频的投资是相当节省的 2 一般有线通信的质量会随着线路的扩展而急剧下降 如果中间通过 电话转接局 则信号质量下降更快 到 4 5 公里左右已经无法传输高速率数据 或者会产生很高的误码率 速率级别明显降低 而对于无线扩频通信方式 50 公里内几乎没有影响 一般可提供从 64K 到 20M 的通信速率 误码率小于 10 10 3 有线通信受地势影响 不能任意铺设 而无线通信覆盖范围大 几 乎不受地理环境限制 4 有线通信铺设时需挖沟架线 成本投入较大 且电缆数量固定 通 信容量有限 而无线扩频则可以随时架设 随时增加链路 安装 扩容方便 5 有线通信除电信部门外 其它单位的通信系统没有在城区挖沟铺设 电缆的权力 而无线通信方式则可根据客户需求灵活定制专网 6 有线链路的维护需沿线路检查 出现故障时 一般很难及时找出故 障点 而无线扩频通信只需维护扩频电台 出现故障时则能快速找出原因 恢 复线路正常运行 7 建设通信线路时一般需要备份 如果主备通道皆为有线线路 往往 会存在相关故障点 若一条有线中断 另外一条很可能由于整个电缆被挖断或 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机6 被破坏 配线架损坏 转接局断电等原因 同时中断 如果有线通信线路利用 无线扩频进行备份 当有线线路中断 时则可将通信链路切换到无线链路上 仍可保证通信线路的畅通 8 无线扩频通信可以迅速 数十分钟内 组建起通信链路 实现临时 应急 抗灾通信的目的 而有线通信则需要较长的时间 9 在安全性能方面无线扩频通信本身就起源于军事上的防窃听技术 有线链路沿线均可能遭搭线窃听 10 与 ADSL 和光纤 相比 无线扩频网具有速率高 150Mbps 300Mbps 1750Mbps 安装简单 运行费用低 无须租费 仅投入少量维护费用 无须 申请频率资源 容易扩展 投资少等优点 在数百公里范围内联网要有明显的优 势 综上所述 无线扩频通信在可靠性 可用性和抗毁性等很多方面超出了传 统的有线通信方式 尤其在一些特殊的地理环境下 更是体现出了其优越性 当然 无论是选择有线还是无线通信手段 都应根据具体情况因地制宜 量体 裁衣 4 4 WLANWLAN 的基本设备的基本设备 WLAN 的基本设备是无线网卡和无线接入点 Access point AP 无线接入点 AP 设备 充当无线基站的角色 可直接与 HUB 无线网桥 交换机 光收发器 路由器等连接 无线网卡 常用无线网卡有三种形式 1 适用于台式机和笔记本 PC 的 USB 网卡 2 用于便携机的 PCMCIA 网卡 3 笔记本 PC 上常见的迅驰无线网卡 5 5 WLANWLAN 的加密与管理的加密与管理 在应用中 对于用户的管理一般有两种方式 基于 MAC 地址的管理和 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机7 ESSID 网络 访问点标识 的认证 MAC 地址的管理使用 ACL 访问控制列表 来对用户实现允许和拒绝访问及设置不同的权限 这种方式须手工维护 ACL 当网络用户数量增加时要对每个 AP 的 ACL 进行更改 ESSID 控制方式需要用户 知道每一个 AP 的网络标识才能进行访问 在移动性 漫游 方面 通常有两种漫游机制 基于第二层的漫游和第三层漫 游 第二层漫游容易实现 但大多数 LAN 是基于 IP 的管理 所以应用较多的还 是第三层漫游 对于用户跨路由器边界的漫游问题 最流行的解决办法是使用 移动 IP 另一个解决方案是 DHCP 动态主机配置协议 由于无线电波是在自由空间传播 任何拥有无线网卡的便携机都有可能侦听到 别人的数据 因此数据的加密较有线网络更为重要 802 11n 支持 64 位或 128 位的 WPA WPA2 加密 802 11n 还支持第三层及应用层的加密 6 6 WLANWLAN 应用范围应用范围 WLAN 作为有线接入方式的补充 最主要的优势在于无需布线 相对于有线 网络 无线局域网的组建 配置和维护较为容易 在现阶段 WLAN 的建设主要 集中在对热点地区的覆盖上 商业楼宇 应用于租用的办公室 通过采用 WLAN 实现快速布线 信息化酒店 应用于公众活动空间 如大堂 会议室 信息中心 如展览馆信息中 体育场所信息中心 新闻中心 公众场所 车站 机场 公园 酒吧 茶楼 咖啡厅 小区 第二章 微宽网络介绍第二章 微宽网络介绍 北京微宽网络科技有限公司一家专业从事无线网络 无线监控及移动应用 的高科技技术公司 公司的员工具有十年以上从事无线网络通讯的资深人士 在铁路 油田 森林防火 港口 银行 煤矿 水利等行业有过对大型项目的 组织 实施的能力 对产品及相关应用都有着深入的了解和丰富的现场经验 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机8 能够帮助用户实现其各种应用和需求 公司主要业务 公司主要业务 无线局域网产品无线局域网产品 主要提供和销售 2 4GHz 5 8GHz 的 WIFI 和 MESH 无线网络产品 提供符 合 802 11a b g n s 标准 带宽为 300M 150M 108M 54M 室外 2 4G 5 8G 无线 网桥 AP 距离可达 1 50 公里 拥有从军用级 电信级 企业级到标准级全系列 产品 产品规格齐全 系列完整 品质优异 竞争优势显著 非视距无线网桥 非视距无线网桥 300 800M 低频高速非视距无线网桥 具有绕射 穿透能力 距离可达1 50公里 合作品牌 合作品牌 美国 GE 以色列 Alvarion 等国际品牌 遵循 诚信为本 科技创新 精诚合作 重视细节的经营原则 并加快自主 创新步伐 从国内实际需求出发 以不断创新的奋斗精神 加强与社会各界紧密 合作 为无线产业的发展做出积极的贡献 在今天的商业环境下 分工合作 互利共赢 共同发展已是大势所 趋 一方面我们将与客户和供应商建立更稳固的合作关系 提升响应速度和 服务优势 另一方面 我们要特别扩大与行业合作伙伴的多层次合作 共同 构建面向未来的 多赢的 共同生存的安全发展模式 实现分工合作 优势 互补 更好地为客户创造价值 部分成功案例部分成功案例 公安部秦城基地无线覆盖 无线监控公安部秦城基地无线覆盖 无线监控 国防大学防务学院无线覆盖国防大学防务学院无线覆盖 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机9 房山徜徉别墅无线覆盖房山徜徉别墅无线覆盖 前门前门 23 号院无线覆盖号院无线覆盖 北京古玩城无线覆盖北京古玩城无线覆盖 北京朝林大厦无线覆盖北京朝林大厦无线覆盖 唐山电视大学无线覆盖唐山电视大学无线覆盖 唐山加州酒店无线覆盖唐山加州酒店无线覆盖 第三章第三章 项目方案设计项目方案设计 1 1 项目目标 项目目标 清华设计院办公楼 为员工及学员提供方便 快捷 无缝的互联网络服务 而不会被原有的网线 固定 在某一个地点上网 使工作人员可以在 WLAN 覆 盖区办公室 大堂 走廊 走廊等自由 移动 上网 2 设计原则 设计原则 通过对大楼情况的了解 我们对无线方案进行了详细的论证 并以以下原 则为设计思路 本方案采用无线局域网技术 即通过无线方式实现用户终端的网络连接 无线接入在物理布局 通信距离等方面有其特殊性 采用无线方式 架设方便 运行 维护成本低 周期短 具有最优经济性 施工可行性 一 系统方案设计三楼的中心机房中 引入有 INTERNET 接口 由 电信或联通等 ISP 提供 INTERNET 出口带宽 将这部分光纤连 接到一台高档交换机和高档路由器上 再配备一个网络管理计 算机 用来做客户管理和控制 这样 中心机房的网络系统就 搭建完毕 二 中心机房 通过楼顶架设的基站以无线方式传输到其它办公楼 的屋顶 再通过交换机 用六类线 双绞线 连接到无线接入 点 AP 上面 AP 将无线电波通过高频馈线天线 发射出去 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机10 覆盖小区 客户端在家中使用无线网卡 联入无线网络 得到 网络中心授权 就可以随意上网了 三 一般情况每栋楼使用多个无线 AP 可以达到很好的覆盖效果和 带宽特性 由于天线架设在室内 系统运行不受在各种天气条 件影响 无线设备需要采用电信运营级的 WK5800 产品 为了 实现更好的信号覆盖质量 系统采用支持统一管理 微信认证 用户的认证 鉴权和计费等功能输出为 MIMO 的吸顶无线 AP 会议室采用 3 3MIM 带宽为 1750M 的吸顶 AP 3 系统分析 系统分析 1 为了达到良好的无线覆盖效果 尽量架设设备在利于对目标区域实施无线 覆盖的地点 以利于无线信号的有效覆盖 2 架设各层的无线覆盖设备 AP 通过自带的 POE 分别与数据接入点的 设备建立链接 实现数据的传输 3 要实施高密度的无线覆盖 信道的选择是非常重要的 否则 会造成相邻 信道之间的干扰情况发生 影响无线覆盖的效果和无线传输的质量 4 兼容性问题 因为用户群较大 不同客户都有不同的网络带宽需求 针对 这种情况 就需要 AP 设备具有兼容不同协议标准的功能 5 应用中 设备将处于长时间工作状态 要求设备具有良好稳定性能和免维 护性 6 由于无线信号的扩散性 要求无线网络有较高的安全 加密保护性 防止 非内部设备接入无线网络 7 由于设备是长期工作 要求无线设备达到电信级 高稳定性 免维护 能支持 POE 远程供电 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机11 8 考虑到使用 接入 WLAN 的用户数量可能较大 所以需要无线设备能支持 较大的带宽 方便更多用户的接入 基于以上多方面的分析 方案中选用的 AP 设备 基于 802 11 b g n 协议 支 持 150 300M 带宽 会议室采用 3 3MIMO 带宽为 1750M 的吸顶 AP 全防尘防水密封设计 高稳定性 免维护 支持 POE 远程供电的电信级 wk5800 型无线 AP 并配以 MIMO碟式天线 对大楼实施覆盖 方案中对目标区域实施覆盖的 AP 设备 为 2 4G 微波频段 吸顶式吸顶式 APAP 示意图 示意图 设备连接示意图 设备连接示意图 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机12 内部链接示意图 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机13 1 在三机房接为 Internet 主带宽出口 安装机柜一个 管理服务器一台 及无线交换机路由器等设备 其它办公楼以无线桥接的方式接入 Internet 信号 再通过内部无线 AP 覆盖整个办公楼 2 每层楼放置一台 32 口千兆交换机一台 由网线连接到管理服务器 3 无线设备安装在天花板内或装饰造型内 设备具有远距离以太网供电模块 POE 可以直接连接到工位有线接口处或弱电竖井内 4 对于需要通过无线接入的用户 只需要使用一块基于 IEEE 802 11b IEEE 802 11g 或者 IEEE 802 11n 协议的无线网卡就可以 常见的无线 网卡以 USB 接口 PCMCIA 迅驰居多 用户只需在 WLAN 覆盖范围内的任 意地方 都可以通过获取的帐户连同数据库 上网冲浪 第五章第五章 安全与管理安全与管理 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机14 微宽 Wavelan 2 5 宽带接入服务器是一种专业宽带接入网络访问控制设备 该设备 采用三层架构底层设计 支持 IPv6 协议 可以部署在接入层 汇聚层等作为网关出口 内 置多种认证机制和 RADIUS 服务器可为区域运营商提供用户的认证 鉴权和计费 微信认证 等功能 同时具备多种路由协议 数据采集与监测 带宽控制和上网行为管理等能力 配 合计费软件和大型数据库可为用户建设电信运营级宽带接入服务平台 提供了可靠的 性 价比极高的解决方案 一 主要特点和优势一 主要特点和优势 认证机制 认证机制 支持 PPPoE Web PPTP 和 802 1x 等认证方式 除 802 1x 外用户无需安装客户端软件 通过用户名和密码即可实现网络访问验证 计费机制 计费机制 支持包月计时帐户 包月不计时帐户 预付费用户 后付费用户和基于流量计费等方式 可实现到期前自动通知 到期后的自动断网功能 路由功能 路由功能 支持动 静态路由协议 内置多种路由协议 RIP1 RIP2 RIPng OSPF OSPFv6 BGP4 等路由协议 静态路由可自动动态更新 IPv6 功能 选配 防火墙功能 防火墙功能 网址 网络内容 关键字过滤 ACL 地址过滤 DNS 过滤 反端口扫描 IP Fragment 攻 击防御 DDOS TCP Syn UDP Flood 攻击防御 DMZ 主机 端口映射等功能 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机15 DHCP 服务器 服务器 可实现 IP MAC 绑定 固定 IP 预留等 流量控制 流量控制 内置多种用户带宽限制策略 可实现基于单个用户的固定带宽控制 群组用户的带宽控制 行业用户的带宽控制或根据当前网络状况进行策略的带宽控制 根据总出口带宽可进行带 宽平均分配功能 将带宽平均分配给每一个在线用户 可对用户上下行带宽进行单独设置 P2P 下载控制可识别当前流行的 P2P 网络业务并根据需要进行限制 上网行为管理 上网行为管理 禁止 NAT 二级代理功能 可防止用户安装小路由器进行共享上网 端口镜像 用户首页 强制跳转 网址屏蔽等功能 VPN 服务器 客户端 服务器 客户端 支持 PPTP L2TP IPIP IPSEC EOIP 等协议 其他网络功能 其他网络功能 WEB 加速 代理缓存服务 VLAN 环境支持 用于有 WLAN 等三层交换机环境 支持 UPnP 即插即用 STP Spanning Tree Protocol 功能可以为网络提供环型拓扑保护机制 NTP 时间服务器功能 可为网内其它网络设备和系统提供时间校准 内置 VRRP 虚拟路由协议 功能 根据网络需求可进行双机热备份 在一台服务器出现 故障后自动切换到另一台正常工作的服务器 选配 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机16 第六章第六章 设备简介设备简介 一 办公区设备 微宽 微宽 WavelanWavelan WK5800 是兼容 IEEE 802 11 b g n 多种无线网络标准的电信级网络 设备 专为企业和公共接入设计的室外型无线网络设备 特别适合超大流量的高带宽数据联网传 送以及无线接入 提供可高达 300Mbps 的数据传输速率 为无线网络应用提供了可靠的 性价比极高的解决方案 集成双极化 MIMO 天线可以延伸和统一管理的无线 AP 可以吸顶安装 也可以挂扣在墙面 上设备可以实现无缝隙漫游 同网络多个无线设备使用同一个 SSID 可以通过一台电脑管 理所有设备 非常适合办公室 酒店 宾馆 别墅等大面积覆盖地方使用 一 主要特点和优势一 主要特点和优势 性能优异 符合 IEEE 802 11 g n 标准 采用 MIMO OFDM 技术 专有的 TDMA Polling 技术 具有先进的抗邻区 Inter Cell 互扰能力和在点对多点 PTMP 连接时也具备高吞吐量 低延时能力 支持 AP 工作模式 支持生成树协议 支持动态频率选择 DFS WK5800NGWK5800NGWK5800NG IEEE802 11n gIEEE802 11n gIEEE802 11n g 多模多模多模多模多多多多频无线频无线频无线频无线 AP AP AP 网桥网桥网桥网桥 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机17 发射功率可调 支持多 SSID 用户隔离及 802 1x 接入认证 内置 DHCP 服务器 兼容 802 3af 标准远距离以太网供电 PoE 方便网络设备灵活布局 设备 firmware 升级容易 管理配置方便 支持 SNMP Web 方式管理 支持 NAT PPPOE 支持基于 WMM 的 QoS 适应多种电源供电模式 应用范围广泛 二 规格说明二 规格说明 技术标准技术标准 以太网标准 IEEE802 3 IEEE802 3u 无线标准 IEEE802 11b g n Full Half duplex mode 以太网接口 10 100 Base T Compatible RF 特性特性 RF 频段2 4GHz DSSS DQPSK DBPSK CCK RF 调制模式 OFDM BPSK QPSK 16QAM 64QAM 802 11n HT20 max 72 2Mbps MCS7 1Nss max 144 4Mbps MCS15 2Nss 802 11n HT40 max 150Mbps MCS7 1Nss max 300Mbps MCS15 2Nss 数据速率 自适应 802 11n HT20 max 72 2Mbps MCS7 1Nss max 144 4Mbps MCS15 2Nss 270M 70dBm 10 PER 130M 70dBm 10 PER 108M 70dBm 10 PER 54M 73dBm 10 PER 1 接收机灵敏度 1M 85dBm 8 PER 6M 88dBm 10 PER 1M 90dBm 8 PER 发射功率 2 200mW max 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机18 网络特性网络特性 工作模式AP 支持 STP VLAN 多 SSID 等 WEP 64 128bit 安全特性 WPA EAP and WPA PSK WPA2 HTTP Management HTTPs Management 管理特性 软件 硬件恢复出厂设置 硬件规格硬件规格 尺寸20 20 3 5mm 重量 300g 电源 24VDC 支持 PoE 供电 功耗 平均功耗 3W 瞬间最大功耗 7W 外部接口 网络接口 1 个 10 100Mbps PoE 电缆连接器 射频接口 2 个 N 座 天线 内置 MIMO 碟式天线 安装 吸顶安装固件 壁挂安装固件 环境要求环境要求 环境防护等级IP67 防雷 IEC 1000 4 2 Instant Surge 4KV 工作温度 40 60 储存温度 50 70 工作湿度10 95 非冷凝 2 报告厅设备 WK5800UAPWK5800UAPWK5800UAP AC AC AC WiFi802 11ac MIMO UAP AC 是一款个业级 wifi 系统 其部署和管理非常简单 UAP 无线接入点 AP 室内 型号采用时尚的流线型设计 可以使用附带的安装硬件轻松地安装到天花板或墙上 UAP 室外型号可在极端室外环境中使用 微宽无线网络系统解决方案 韩卫东 手机19 功能强大的硬件 最快的 UAP 接入点采用全新的 WiFi802 11ac MIMO 技术 速度高 达千兆级 工作范围高达 400 英尺 其它型号采用 WiFi 802 11n MIMO 技术 在 2 4 和 或 5 GHz 频段具有卓越性能 直观的 UAP Controller 软件 通过直观且简单易学的 UAP Controller 用户界面 轻松安装 配置和管理所有 UAP AP 可扩展 扩展性没有限制 根据需要组建或大或小的无线网络 即使从单个包 或 升级到三个包 扩展到数千个包 仍保持单一的 统一的管理系统 零切换漫游 使用 UAP 的 零切换漫游 功能 移动用户可以在任何地点漫游 并在切换到最近的 AP 时无缝保持连接 零切换漫游 使多个 AP 构成一个 AP 网络 任何客户端都可以直接使用 不需要执行切换操作 规格