无线网络覆盖设计方案全解

上海怡悦网络技术有限公司智能办公无线局域网络技术建议上海怡悦网络技术有限公司内容1网络详细设计和实施计划31.1网络设计原则31.2无线局域网技术41.2.1无线局域网信道分配和调制技术41.2.2无线局域网拓扑51.2.3无线局域网7的几个主要工作流程1.2.4影响无线局域网性能的因素71.2.5无线局域网8的安全性1.3覆盖考虑事项91.4无线链路计算92智能小区10无线网络覆盖背景介绍2.1无线网络实施目标102.2无线网络需求分析112.2.1应用要求112.2.2功能要求112.2.3方案选择113无线网络的详细设计计划123.1无线网络产品的优势和特点123.2方案13的总体网络设计3.2.1整体网络拓扑图133.2.2无线覆盖原则143.2.3机房网络设计15方案说明173.3.2设备选择183.3.3网络结构3.5愿景213.5.1硬件扩展21先前的评论随着通信的快速发展，无线数据通信逐渐成为一种重要的通信方式。无线数据通信不仅可以补充和扩展有线数据通信，还可以与有线网络环境互为备份。在某些特殊情况下，无线通信是主要的，甚至是唯一可行的通信方式。从传播模式来看，多元化的传播模式是现代网络传播的一个重要特征。1网络的详细设计和实施方案1.1网络设计原则根据802.11无线局域网的国际标准和国家无线电管理委员会的标准，我们在实际网络设计中将遵循以下原则。首先，进步的原则使用先进的设计思想和选择先进的网络设备，网络将在未来一段时间内保持其技术进步。二、公开原则网络设计和网络设备选择符合国际标准和行业标准，使网络开放和兼容。第三，扩展性原则在充分考虑当前形势的同时，网络设计还必须考虑未来相当长一段时间内业务发展的需要，为升级和扩展留下充分的可能性。4.安全原则网络系统的设计必须贯彻安全原则，防止网络内外的各种破坏。5.可靠性原则网络系统的设计必须贯彻可靠性原则，使网络系统高度可用。6)可管理性原则网络系统应具有良好的可管理性，以便网络管理者能够方便、及时地掌握网络拓扑、网络性能统计、网络故障等信息。可以轻松地配置和调整网络，以确保网络处于良好状态。1.2无线局域网技术无线局域网中的信道分配和调制技术无线局域网以电磁波为载体传输数据信息。电磁波的使用分为两种常见模式：窄带和扩频。窄带技术主要是微波，适用于长达30公里的远距离点对点应用。由于它的宽信道和定向信号天线，它的最大带宽可以达到10Mbps，但它受到环境的极大干扰。无线局域网使用无线扩频技术，也称为SST，这是由军事部门在早期开发的，以确保安全可靠的军事通信。常见的扩频技术包括两种类型：调频扩频(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)，工作频率为2.4-2.4835千兆赫调频技术将835兆赫频带分成79个子信道，每个子信道的带宽为1兆赫。当信号被发送时，它在79个子信道之间跳跃，所以发送器和接收器必须同步以获得相同的条带格式，否则，接收器不能恢复正确的信息。如果在调频期间某个频道有干扰，该频道将被旁路。受跳时间隔和数据包重传的影响，调频技术的典型带宽限制在2-3兆比特/秒。无线个人网络中使用的蓝牙技术是频率调制技术，它提供非对称数据传输，一个方向的速度为720Kbps，另一个方向为57Kbps。蓝牙技术也可以双向传输3直接序列扩频技术是802.11b无线局域网采用的技术，将83.5兆赫兹的频带分成14个(中国)子信道，每个子信道的带宽为22兆赫兹。直接序列扩频技术使用冗余比特格式来表示数据比特。这种冗余比特格式被称为码片，因此它能够抵抗窄带和宽带噪声的干扰，并提供更高的传输速率。直接序列扩频技术采用DBPSK和DQPSK调制技术，最大带宽为11兆比特/秒，并可根据环境因素的限制自动降低到5.5兆比特/秒、2兆比特/秒和1兆比特/秒。14个子信道的分配如下：在多个通道同时工作的情况下，为了确保通道不会相互干扰，标准要求两个通道之间的中频间隔不得小于25兆赫。因此，从上图可以看出，在一个小区区域中，直接序列扩频技术可以提供多达3个非重叠信道同时工作，提供高达33兆比特/秒的吞吐量。无线局域网拓扑无线局域网分为两种拓扑结构：对等网络和结构化网络。对等网络也称为自组织网络，它覆盖的服务区域称为独立的基本服务区域。对等网络用于一个无线工作站和另一个或多个其他无线工作站之间的直接通信。网络不能连接到有线网络，只能独立使用。对等网络中的一个节点必须能够同时“看到”网络中的其他节点，否则网络将被认为是中断的，因此对等网络只能在只有几个用户的网络环境中使用，例如4到8个用户，并且他们足够接近。结构化网络由无线接入点、无线工作站和分布式系统组成。覆盖区域分为基本服务区和扩展服务区。无线接入点也称为无线集线器，用于在无线基站和有线网络之间接收、缓存和转发数据。无线接入点通常可以覆盖数十到数百个用户，覆盖半径为数百米。基本服务区由一个无线接入点和相关的无线工作站组成，任何无线工作站在任何时候都与无线接入点相关联。换句话说，无线接入点覆盖的微小区区域是基本服务区域。无线工作站和无线接入点之间的关联采用接入点的基本服务区域标识符(BSSID)。在802.11b中，BSSID是接入点的媒体访问控制地址。扩展服务区是指由多个接入点和与之相连的分布式系统组成的结构化网络。所有接入点必须共享相同的扩展服务区域标识符(ESSID)。也可以说，扩展服务区ESS包含多个基站。分布式系统在802.11标准中没有定义，但目前它主要是指以太网。扩展服务区是第2层网络结构，是高级协议(如IP)的子网。无线局域网的几个主要工作流程扫描频率：STA需要在加入服务区之前找出哪个信道有数据信号，服务区分为主动和被动两种模式。主动扫频是指在STA启动或关联成功后扫描所有信道；在一次扫描中，STA使用一组信道作为扫描范围，如果发现一个信道空闲，则用ESSID广播探测信号；接入点根据信号做出响应。被动扫频是指接入点每100毫秒发送一次的信标信号，包括时间戳、支持速率和其他STA同步信息。STA在接收到信标信号后开始相关过程。关联：用于建立无线接入点和无线工作站之间的映射关系。事实上，正是这种连接将无线变成了有线网络。分布式系统将映射关系分配给扩展服务区域中的所有接入点。无线工作站一次只能与一个接入点相关联。在关联过程中，无线工作站和接入点应该根据信号强度协商速率。速率变化包括：11兆位/秒、5.5兆位/秒、2兆位/秒和1兆位/秒。重新关联：当无线工作站从一个基本服务区域移动到另一个扩展服务区域时，与新接入点关联的整个过程。重新关联总是由移动无线工作站发起。漫游：指无线工作站在一组无线接入点之间移动，并提供对用户透明的无缝连接，包括基本漫游和扩展漫游。基本漫游意味着无线基站的移动被限制在一个扩展的服务区域内。扩展漫游是指无线卫星从一个扩展服务区的基站移动到另一个扩展服务区的基站。802.11b不能保证这种漫游的上层连接。通常使用移动IP或动态DHCP。影响无线局域网性能的因素A.传输功率；B.天线类型和方向；噪音和干扰：授权用户、微波炉、有意干扰等。D.建筑结构：引发多路径、渗透效应等。E.无线接入点的位置。无线局域网的安全性由于无线局域网使用普通电磁波作为载体，与有线电缆不同，任何人都可以窃听或干扰信息。因此，网络安全在无线局域网中非常重要。常见的无线网络安全有几种类型：服务区标识符(SSID):无线工作站必须提供正确的SSID才能访问接入点，因此SSID可以被视为一个简单的密码，以提供一定的安全性。如果接入点配置为广播其SSID，安全级别将会降低。一般来说，用户自己配置客户端系统，所以很多人知道SSID，并且可以很容易地与非法用户共享。目前，一些制造商支持“任何”SSID模式。只要无线工作站在任何接入点的范围内，客户端就会自动连接到接入点，这将跳过SSID安全功能。物理地址过滤：每个无线工作站网卡都标有唯一的物理地址，因此可以在接入点手动维护一组允许访问的媒体访问控制地址列表，实现物理地址过滤。物理地址过滤属于硬件认证，而不是用户认证。这种方法要求接入点的媒体访问控制地址列表必须随时更新，目前是手动操作。如果用户数量增加，扩展能力很差，所以只适合小规模的网络。连接对等隐私(WEP):链路层采用RC4对称加密技术，密钥长度为40位，防止未授权用户监控和非法用户访问。用户的加密密钥必须与接入点的密钥相同，并且服务区域中的所有用户共享相同的密钥。WEP通过加密提供网络安全，但它也有许多缺陷：用户丢失密钥会使整个网络不安全；40位数的钥匙今天很容易被破解。关键是静态的，需要手动维护，扩展能力差。为了提供更高的安全性，802.11i提供了类似于WEP的WEP2。WEP2使用128位加密密钥来提供更高的安全性。WEP2目前不保证互操作性。端口访问控制技术(802.1x):这项技术也是一种增强的无线局域网网络安全解决方案。在无线工作站STA与无线接入点AP关联后，是否可以使用接入点服务取决于802.1x的认证结果。如果认证通过，则接入点为STA打开该逻辑端口，否则不允许用户上网。802.1x要求无线工作站安装802.1x客户端软件。无线接入点必须嵌入802.1x身份验证代理，并且它还充当Radius客户端，将用户身份验证信息转发给Radius服务器。除了提供端口访问控制功能之外，802.1x还提供基于用户的身份认证系统和计费功能，特别适用于公共无线接入解决方案。无线局域网产品的兼容性：WECA是一个无线以太网兼容性联盟，有10多个成员，包括3Com、Symbol、戴尔、思科等。目的是确保来自不同制造商的所有802.11b产品的互操作性。所有经过认证的产品都将获得无线网络证书，并贴上无线网络标志。无线网络代表无线局域网的以太网。目前，来自40多家制造商的100多种产品已经通过了无线保真认证，因此它们的互操作性将得到保证。1.3覆盖范围的考虑部署无线局域网的第一步是确定接入点的数量和位置，并扩展由一组互连接入点覆盖的区域的位置。覆盖区域的差距将导致这些区域没有连通性。安装人员可以通过现场调查确定接入点的位置和数量。现场调查可以平衡实际环境和用户需求，包括覆盖频率、信道使用和吞吐量需求。1.4无线链路计算无线网络项目必须在施工前计算整个链路。根据现场环境调查结果，在保证链路通信质量的基础上进行链路计算。链接计算的内容应包括以下几点：无线链路计算方法根据链路之间的距离、所用的频带、所用设备的发射功率、接收灵敏度、所用天馈系统的规格和长度等。链接计算公式如下：Pr=Pt-Ltl Gta-Ltm Gra-Lrl，其中Ltm=92.520 log f20 log dPrSrPr=接收功率Pt=设备的发射功率Gta=发射天线增益Gra=接收天线增益Ltl=发射端的传输线衰减Lrl=接收端的传输线衰减Ltm=传输空间衰减f=使用频率Sr=设备的接收灵敏度d=两个站之间的距离PrSr的保留程度应根据现场电磁环境的复杂程度、链路间的物理环境和通信距离来确定。一般来说，在短距离的情况下，至少应保留3分贝以上。传输距离越远，保留的增益应该越大。对于长距离，保留的增益应该是大约20dBm。(2)天线的极化模式天线的极化与电磁场环境密切相关。它应该与相同频带的其他本地天线的极化方向错开，以尽量减少外部干扰。我们还应该分析这个网络中的链路，并考虑我们自己内部链路的干扰，同时尽可能避免外部干扰。当将多根天线同时放置在同一位置时，具有相同极化的天线不应尽可能安装在同一方向，天线应相互隔离。分离距离的大小可以根据所用天线的规格和频率来计算。(3)天线安装高度天线的安装高度应确保两个相连站之间完全可见。根据现场测量和相关地图的测量，可以计算出天线安装的最佳高度。应注意菲涅耳区的计算(菲涅耳区是围绕电磁信号中心线的区域)。茴香区不能有任何障碍。如果菲涅尔区有障碍物，会导致信号的衍射和衰减，降低信号强度。如果地形条件特殊，也可以进行特殊考虑，如链路之间的横截面。4)天线方位角计算天线的理论角度有利于整个网络的链路设计，避免干扰，降低工程建设难度。计算设备位置和天线角度时，应参考现场的物理地图。2智能办公无线网络覆盖背景介绍2.