小区无线方案

小区无线网络解决方案宁波优创信息技术有限公司2010.8目 录一 项目建设规划41.1项目建设需求分析41.2行业背景41.3功能特点5二 项目方案设计62.1网络架构说明62.1.1网络拓扑说明62.2详细网络部署72.2.1 AP覆盖方式说明72.2.2无线网络性能设计92.3系统能力设计102.3.1交换机端口速度102.3.2 802.11n网络的优势112.3.3抗干扰能力考虑122.3.4无线覆盖及穿透距离考虑132.3.5无线网络的频点覆盖考虑142.4无线集中控制器的应用142.5 802.11a/b/g/n LAP的应用15三 无线产品介绍153.1 LAP简介153.1.1 EWP-WA2220X-AGP-FIT简介153.2无线集中控制器简介163.2.1 EWP-WX3024-POEP-H3简介163.3 AP接入交换机简介16一 项目建设规划 1.1项目建设需求分析通过反复沟通,初步了解了网络建设需求，进行了清晰、合理的网络规划构思，并做了深入的分析，认为此次网络建设包括如下需求：客户需求需求建成后的网络能够具有以下功能：1、 以无线的方式覆盖小区每幢住宅楼大堂实现无线覆盖2、 商务会所实现无线的全覆盖3、 可对每一位用户和每个无线接入点/无线网桥进行管理4、 充分考虑网络的安全性，系统具有多层次的安全保护措施，以满足用户身份鉴别、访问控制、可稽核性和保密性等需求5、 在网络规模不断发展的情况下，系统应可不断升级和扩充，确保系统可用6、 系统总体设计本着总体规划、分布实施的原则，充分体现系统的技术先进性、高度的安全可靠性、良好的开放性、可扩展性，以及建设经济性。1.2行业背景随着信息化社会的飞速发展，伴随着Internet 的迅速推广和发展，加上掌上计算机和笔记本等移动智能终端的广泛使用，人们对Internet的依赖越来越大，并开始追求对Internet随时随地的便捷接入。作为人们的活动中心-住宅小区，其智能业务的需求也在日益增长，通过无线覆盖把小区打造成更加年轻、时尚的小区，更加符合年轻人的生活习惯方式。住宅小区一般物理分布分散，环境复杂，通讯的距离较长，若全部使用有线接入，则存在布线困难、施工不便、费用高、周期长等问题。根据上述特点，提出了采用无线宽带接入Internet方式。采用无线方式，无须布线，架设方便，运行、维护成本低，周期短。楼内居民不用破坏建筑结构和家居装潢，用户通过无线终端设备上网，台式机也好、手提计算机、掌上计算机也好，只要接上一块无线终端设备，小区居民就可随时随地享受网上冲浪的乐趣。1.3功能特点1.灵活性好：设备能根据实际需要进行相应调整，调换安装位置和地点，采用无线方式。对环境的灵活适应性更强。2.性价比高：相对于其他的宽带接入方式，无线宽带接入，尤其是WLAN方式，能够提供更大的带宽和更低廉的价格，让用户实实在在得到好处。3.安装方便：无论从安装工程的难易程度和工程周期，无线宽带接入系统都是所有接入方式无法比拟的，实施简便，安装维护容易是其好处之一。4.安全稳定：WLAN产品采用MAC地址验证、WEP(有线网络等同安全机制)等等，使该系列产品具有非常高的安全性和稳定性，完全满足网络运营商的高标准需求。5.易于扩展：无须改动原始的网络结构，只需在现有网络基础上增加无线接入点即可满足更多用户的上网需求。二 项目方案设计2.1网络架构说明2.1.1网络拓扑说明采用无线网桥的方式实现无线网络连网，无线网桥工作在无线电委员会开放的2.4G/5.8G的频段,可以实现中心点对多个远端点的连接方式,空中速度可以达到54M。目前对整个小区的了解，估算无线网络接入部分的具体配置如下：接入网络部分:总共约有40多台EWP-WA2220X-AGP-FIT的AP，接入到中心的无线控制器，通过AP出口交换机来连接外网。无线网控制、管理部分：配置在网络中心的无线局域网无线控制器集中管理无线AP，连接AP接入交换机形成物理线路的高可靠性。大楼所有的移动用户接入到室内无线局域网当中，并通过无线局域网接入点与无线局域网无线控制器连接，经过无线控制器接入到办公楼局域网当中。由于所有的用户信息均由位于网络中心的无线局域网无线控制器WLC WX3024来控制，因此所有的移动用户无论处于大楼的哪个楼层，均可以获得相同的访问控制属性（根据用户策略，也可以设置为不同的访问控制属性），并实现在整个大楼内部的无缝漫游。2.2详细网络部署在目前的医院网络环境下，借助于瘦AP架构（专业叫法为“轻量型AP”模式），可以在有线网络的基础上建立逻辑独立的无线网络。由于前端的无线AP运行在LAP模式，通常模式下所有无线数据及控制流量均交由无线控制器来处理。接入层LAP的管理设计采用无线集中控制的方式，在核心处采用无线集中控制器WX3024来集中控制和管理LAP，给用户提供高接入速率，为终端笔记本的移动性创造条件，台式机也可通过USB外置无线WiFi的802.11a/b/g/n的网卡来接入。2.2.1 AP覆盖方式说明宿舍楼AP覆盖方式行政楼AP覆盖方式澡堂，工程部AP覆盖方式食堂和其他楼AP覆盖方式1.无线集中控制系统的组成部分 无线集中控制系统最基本的组成元素为AP和无线集中控制器，AP由无线集中控制器来管理、配置和维护。2.LAP在网络中的部署方式 AP在网络中可以采用室外部署，由集中控制器管理3.WLC（集中控制器）在网络中的部署方式 WLC旁路在AP接入交换机上，采用透传的方式传输数据信息。2.2.2无线网络性能设计在管理办公楼部署一个能保证性能的WLAN并非易事，规划WLAN的关键是规划接入点，需要有足够的蜂窝重叠覆盖以供漫游，并需要足够的带宽以供应用。如果无线接入点不足，最后可能导致吞吐量出现问题，同时也会使覆盖区域零星散落，对用户的漫游和工作地点造成一定的限制。我们的网络设计均针对以上问题来设计。2.3系统能力设计如今，无线局域网已经从一个前瞻性的标准演变为如何利用它更好的为我们服务。起初，部署了无线局域网的部署就是放置接入点并使用最高发射功率以确保为每一个区域提供一定程度的可用信号。虽然这种设计方法对于支持传统的带宽有限的应用尚能应付，但是一旦需要接入高密的客户端并且支持多媒体应用，这一方法就显得捉襟见肘了，这要求我们采用一种全新的方法来设计无线局域网络。 针对上述情况在设计的时候需要考虑系统能力，而不再单纯是信号覆盖，方法缩短接入点之间的距离并让他们工作在低功率输出的设置（这可以通过无线资源管理动态处理）同时在整个系统范围内禁用传统的低的数据传输速率。在这种方式下，每个接入点接入较少的客户端，从而使每一个客户端更好的利用更大部分的无线媒介。 客户端运行在低数据速率的问题是（例如，1Mbps ），发送每个数据包它们都会占用比客户端运行在高数据速率（如36Mbps至54Mbps）时更多的空口时间。更简单地说，客户端使用1Mbps数据率来“交谈”将慢于其他高数据率的客户端，从而拖累了整体的汇聚性能。由于无线局域网运作的方针是在任何一个时刻只有一台设备（无论是AP还是客户端）可以利用信道，那么当很大比例的低数据速率帧垄断了空中接口时，整个系统的性能将严重下降。因此，接入点密度的正确设计并禁用低数据速率，总的系统容量可获得显著提高。 注意：您可能并不总是能够禁用传统的数据传输速率，这取决于混合客户端的环境。例如，您可能不会要停用所有的802.11b的数据率，因为这样11b的传统客户端将无法连接，但可谨慎考虑停用一些802.11b的低利率（如1 ， 2 ，和5.5 Mbps的数据率）。2.3.1交换机端口速度为了充分挖掘802.11n 的性能，连接无线接入点的有线基础设施必须能够提供足够的吞吐量水平以避免成为11n无线接入点的瓶颈。EWP-WA2220X-AGP-FIT系列无线接入点采用了千兆以太网接口（10/100/1000Mbps），其连接的交换机上行端口只有是千兆交换端口时才能发挥其吞吐量的极限。虽然AP以太网端口的速率是可以协商的，例如以较慢的10/100Mbps的速率工作而非千兆速率，这一部署模型在有线网络一侧引入了性能瓶颈，从而限制了无线接入点的峰值性能。 无线接入点和交换机的连接速度并不是我们部署时唯一需要考虑的因素：应注意的是无线接入点通过逻辑隧道连接到无线控制器。因此这还取决于部署的无线控制器类型，以便确认预期的吞吐量是否可以实现。 2.3.2 802.11n网络的优势 范围 和传统AP比较，最大覆盖范围增加了10-15% 覆盖 对于802.11a/g 高数据率的覆盖增加了 10-20% 和传统AP比较，可以提供更加一致的无线覆盖 容量 为 802.11n 客户端提供最大的系统增益 在2.4GHz环境下可以建立144Mbps最高的数据连接速率 在5GHz环境下可以建立300Mbps最高的数据连接速率802.11n的赏心悦目之处不仅在于为支持新标准的客户端提高了性能，可靠性和可预测性。也同时向后兼容传统设备，让他们也能分享到性能的提升。 802.11n标准允许传统的802.11 a/b/g客户端连接到802.11n基础设施，尽管他们还是以较低的数据率连接。向后兼容是通过所谓“保护机制”实现，以便使高吞吐量的11n设备可以实现较快的速率，同时和他们速度较慢的“堂兄弟”-传统客户端一起工作。混合模式环境下的汇聚性能将低于纯11n环境下的性能，但无论802.11n无线接入点连接的客户端是何种类型，接入点总体的吞吐量将超过传统标准下的吞吐量。 尽管具有不同的吞吐量问题，11n保护机制具有和802.11g与802.11b互操作时类似的操作。保护机制，通常采用CTS-to-self帧（尽管有些客户端可能会使用整个RTS/CTS交互）以提醒其他终端即将发生的传输，这样即使这些速度较慢的客户端无法“听懂”802.11n的数据传输速率也没关系，传统设备也可以通过该机制理解802.11n的客户端正在使用无线介质。 混合客户端环境对吞吐量的影响将随客户端数量，客户端（802.11 a/b/g/n）的混合情况，具体的流量负荷特性，客户端和AP 之间的距离（它们之间的距离越远，建立的数据连接速度越慢） 的不同而有所不同，还和每个独立客户端数据率的变换特性有关。 与传统设备共存到底会如何影响11n的整体吞吐量这一问题目前没有明确的答案，但是我们可以肯定的几件事是： （a）即使工作在低数据率的传统设备会拖累整体的汇聚性能，你还是永远可以通过11n接入点实现性能增益，因为所有11n设备将能够以11n数据率传输数据。 (b)2.4GHz频段的设备，采用5GHz频段的设备百分比率越高（即使它们是传统的802.11a客户），整体性能将会更好。 (c)随着时间的推移，我们将会看到更多的11n设备出现在网络中。这意味着现有的传统客户通过设备更新周期被替换为11n客户端，关于混合环境的顾虑将逐渐减少。 2.3.3抗干扰能力考虑 干扰对于某些机构可能会是个问题。尽管追踪入侵微电波、无绳电话和蓝牙设备并非难事，但更常遇到的是来自网络内部其它接入点甚至是网络外部的干扰。例如，802.11b和802.11g在2.4GHz频带内提供三个相同的非重叠信道，这使得规划密集部署或在相邻WLAN的干扰下工作变得十分困难。 理想的情况是，2.4GHz环境中的信道1、6和11永远不会与同一信道相邻，这样它们就不会相互干扰，但这是不现实的。实际上需要一定量的良性蜂窝覆盖重叠以允许用户漫游（20%到30%最佳），但如果站点处的建筑物超过一层，即便是使用高增益天线，建筑物的层与层之间也会有一些渗漏。802.11a的12个非重叠信道可以在很大程度上缓解信道分配带来的问题。802.11a使用的5GHz频带几乎不会造成任何非WLAN干扰，而且用户也不太可能遇到相邻802.11a接入点。 2.3.4无线覆盖及穿透距离考虑 WLAN的射频信号是这样传播的：信号频率越低，无线网络传输速度越慢，有效范围就越远。由于大量射频信号以较低频率传播，同时信噪比的灵敏度因为高速调制方式而增加，所以速度为1Mbps的2.4GHz 802.11b信号的传播距离远远超过速度为54Mbps的5GHz 802.11a信号。 WLAN 的覆盖范围除了受不同射频带和吞吐量变化而造成的波传播特征影响之外，还会因为自由空间路径损耗和衰减而受到限制。自由空间路径损耗更大程度上是开放或户外环境方面的问题，实际上是无线电信号因为波前扩展引起的扩散导致接收天线接收不到这些信号。衰减则在WLAN的室内安装中比较常见，它是振幅下降，或者射频信号在穿过墙壁、门或其它障碍物时减弱造成的。这就是 WLAN 在密集建筑物周围性能不好的原因。当面对这种物理上的干扰时，即使是弹性比5GHz信号好得多的2.4GHz信号，仍然会遇到某些射频问题。 多路径效应也是影响覆盖范围的重要因素之一。所谓多路径效应，就是信号被反射并回送的现象。在大多数情况下，多路径效应使接收到的信号被削弱或是被完全抵消。于是有一些本来应该充分传播信号的区域几乎或根本没有射频信号覆盖。防止多路径效应的办法是拆除或重新安置机柜和网络设备机架之类的干扰对象，同时增加接入点密度或功率输出。 2.3.5无线网络的频点覆盖考虑 802.11b/g/n的频率范围2400-2483.5MHz，划分了14个子频道，频带宽为22或44MHz，最多可以提供3个不重叠的频道同时工作(1，6，11)。2.4无线集中控制器的应用在网络核心层，我们采用WX3024型无线集中控制器对全网AP进行集中管理和控制，各覆盖区域内AP通过有线连接至有线无线一体机，各汇聚交换连接集中控制器，实现了无线集中控制。通过配置集中控制器，可以实现以下功能：（a）动态信道分配（b）对LAP进行管理与配置简化维护工作（c）RF射频压制带来的好处是：（a）消除覆盖空洞（b）优化覆盖区域（c）避免干扰 / 改进性能（d）减少 “动手hands on” 的WLAN管理2.5 802.11a/b/g/n LAP的应用本次采用的EWP-WA2220X-AGP-FIT是 802.11n 的主流产品，是业内企业级802.11n 可升级access point。LAP运行所需配置在启动时由无线交换机动态下发，轻而易举的实现了传统方案无法动态升级AP固件和配置的问题由于采用LAP+WLC的组网方式，即使是在分布式网络中，彼此被子网路由隔开了的AP也可作为一个整体结构运行