关键词:WLAN;H3CWSW;网络构建
WLAN无线局域网技术近二十年来越发成熟,并大量商用。无线局域网有时候被用于延伸有线网络,但在一些特殊邻域或新建网络中,它也可以用来取代传统的有线网络。无线局域网相对于传统有线网络,具有数据传输的灵活性、简易性、综合成本较低、扩展能力强等特点[1]。由于无线局域网技术的日渐成熟,设备价格越发具有性价比。目前国内外有不少的企事业单位(如电子政备、消防、公安信息等)开始使用WLAN技术构建自己的接入网络。现福州职业技术学院需要无线覆盖校区的新旧两个园区,以之作为原有无线网络的补充。主要采用的是室内覆盖和室外覆盖相结合的方式覆盖校园。主楼、图书馆、教学楼全部采用室内覆盖的方式,所有的寝室楼采用室外的覆盖方式。校园平面图见图1,河南岸为旧校区,河北岸为新校区。
1无线网络设计规划
1.1无线网络逻辑拓扑
在福职院无线网络规划中,准备采用POE供电,接入点(AP)就近接入的原则进行设计。具体逻辑拓扑图见图2。
1.2认证方式方法的设计
福职院无线网络设计中采用802.1x的方式进行认证,采用二层隧道通信协议连接接入点与控制器,而后台用户鉴权使用H3C的CAMS来进行。因为福职院的工程项目覆盖新旧两个园区,故设计中选用两台H3CWX6103进行鉴权。
1.3规划频率规划
在现行的无线局域网频率中,5.8G的WLAN可以有五个不重叠的通路,而2.4G的WLAN只有三个。网络用户接入时无法预先知道它们的频率,所以在做无线覆盖时5.8G和2.4G的频率都要做。并且在网络设计的时候,也主要考虑这两种频率的覆盖。
在设计2.4G与5.8G频率无线网络时,除了考虑它们的衰减模型,还必须进行实地的勘察与人工优化。一般实际使用时交错使用1、6、11三个信道。
1.4频率复用设计
因为目前业界都是用DCF来对802.11技术进行仲裁,这样在设计与实施频率复用的时主要面向的重叠区域,在实际施工时,无法像GSM、3G网络那样拥有较小的控制粒度。并且因为技术原理的原因,我们无法很好地做到频率复用,而只能做些负载均衡[1]。目前常见的访问点,都能覆盖18Mbps、36Mbps、48Mbps、54Mbps等频率。对于18Mbps覆盖范围不会重叠,但是18Mbps与54Mbps之间就有可能重叠。这时我们就要根据网络侧的负载适当实现频率复用[2]。
2无线网络建设方案
2.1覆盖方案
福州职业技术学院设计方案室外覆盖较为简单,而室内覆盖采用室内分布式系统覆盖加上室内补点覆盖的方式进行。
2.1.1室内分布式系统覆盖
因为它结构比较复杂,所以一般用于大中型企业的室内覆盖使用。目前该技术主要用于酒店、机场、会议中心、会堂等重要场所或中等面积盲区覆盖。一般不用于较高容量需求的场所。
使用要求:该系统为室内覆盖系统,要求设备安装在室内运行。
2.1.2室内补点覆盖
福职院主要使用上述的室内分布系统进行无线局域网覆盖。而该技术如果存在盲区,要实现盲点覆盖,会牵扯大量的工程改造,改动很多现有天线的位置,同时负载匹配难度也很大。所以我们采用独立的无线接入点去弥补现有盲点,起到对室内分布系统的辅助作用。这种室内补点的方式在较好满足用户区域覆盖、缓解容量等需求的同时,大大减少了施工工程量[3]。
2.2设备选型
根据实际的工堪结果,旧校区AP以及接入交换机的分布统计表如表1:
根据实际的工堪结果,新校区AP以及接入交换机的分布如表2。
2.3采用H3CWSM无线业务管理器进行网络构建与管理
WLAN网络用户接入非常的灵活同时网络接入的切换具有不可见性,导致管理员对网管的需求比传统有线网络强烈。同时WLAN网络在接入层网络网络维护工作量很大。原有H3CIMC管理平台能够全面系统地管理有线网络,现在IMC管理平台内置WSM无线业务管理器,它被设计用来管理无线网络。这使得用户不用重新选择部署新的网络管理平台,只需增加一个组件,即可统一一体化管理无线有线网络。这大大节省了用户的成本与管理的投入[4]。H3CIMC管理平台被设计成一套跨平台的分布式系统,它采用组件式的结构,用户可以自行选择需要添加的组件。我们通过在管理平台中添加WSM无线业务管理器,拥有了管理所有无线设备的功能。在WSM中,我们可以添加胖AP,瘦AP,AC设备,移动终端等无线设备,并对它们进行统一管理。在WSM组件里,我们可以很直观地查看添加的所有设备的状态,并对它们进行图形化的配置管理。这大大减轻了用户的维护成本和工作量。WSM还可以与H3CIMC的其他组件互相配合,实现无线设备的故障管理、性能监控、版本管理等。使用WSM无线业务构建的校园拓扑图见图3。
2.4使用CAMS系统进行计费
我们使用H3C公司推出的CAMS(综合访问管理服务器),对用户的无线接入、VPN访问进行AAA(认证、授权、计费)认证。CAMS的特点在于它可以和常规设备,比如交换机路由器等网络设备无缝连接,共同组网[4]。CAMS增加服务界面见图4。
3结束语
文章以福州职业技术学院为例,先从逻辑组网、认证方式与认证点、频率规划、频率复用等方面进行网络设计分析;进而从覆盖方式的选择、设备选型、H3CWSM无线业务管理器的采用、CAMS系统的计费管理等几个方面给出网络构建与管理的方案。给出了一个典型校园无线网络搭建的解决方案。
参考文献
[1]李光宇.中国联通忻州分公司WLAN项目方案设计和测试[D].北京邮电大学.
[2]夏秀坤.基于IEEE802.11的无线校园网设计与实施方案研究[D].河北大学.
[3]王闯.园区信息化网络平台建设研究[D].吉林大学.
摘要:对于地铁无线覆盖来说,主要分为地面和地下两个部分,在地上主要采用地面站的方式进行网络覆盖;一般意义上的地铁无线覆盖主要指的是地下的部分。地铁特殊的空间结构,决定了其独特的网络特点,因此需要采取针对性的措施来加强和优化其网络的性能,保证通信的需要。
关键词:无线系统;覆盖;网络优化
中图分类号:TN92文献标识码:A近年来随着城市规模的扩大,城市的轨道交通得到了快速的发展。对于地铁来说其交通线路构成了错综复杂的交通网络,在这样的复杂环境中,如何采用合理的无线系统实现网络的覆盖,为广大市民提供信息服务已经成为了地铁发展中的重要一环。同时无线系统的建设还能够保证地铁的运行安全,实现地面和地下的通信联系。在地铁无线系统的覆盖过程中,有多种方案可以选择,因此网络的优化和升级也是无线系统建设中的重要内容,有必要加强其研究。
1地铁无线通信系统覆盖分析
1.1地铁无线覆盖的特点分析
地铁在空间结构上可以分为站台、站厅以及轨道等三个部分组成;同时地铁的人流量和网络高峰具有一致性的特点,而且在忙时和闲时其网络需求存在着比较大的差异。在地铁结构中采用了多个网络运营商的无线系统,导致了网络系统之间的干扰大,进一步的造成了网络覆盖和设计的难度。而且地铁通道的长度不固定,导致了其覆盖方案也不尽相同。在地铁无线系统的覆盖过程中,如果不同的运营商都建设一套无线系统,那么不仅提高了系统建设的成本,而且增加了网络维护的难度。所以目前主要采用第三方建设分布式系统,然后各个运营商可以根据自己的需要来租用。地铁无线系统的覆盖中,要考虑到其空间结构的特殊性和企业的建设成本。在进行无线系统覆盖设计时,应当尽可能采用无源系统来提高系统的稳定性,同时也便于后期的维护和管理。同时为了保证车站网络信号的稳定,应当在各个车站设定独立的微蜂窝系统,避免采用光纤直放站的方式。在机房的设置时,应当尽量安排上站台上,并且留下预留的扩容面积。
1.2地铁无线覆盖的方案选择
在城市的地铁轨道交通中无线通信网络得到了广泛的应用,在系统的选择上主要有常规无线通信、模拟集群以及数字集群等。其中数字集群能够很好的进行二次开发,同时数字集群能够更好的实现地铁无线通信的需要,在实际的应用中常常采用数字集群来进行组网。在基站的选择上,应当结合地铁车站结构和线路的特点,采用多基站小区方案和多基站中区方案。其中多基站小区方案可以在地铁线路中设置多个覆盖区,在车站、停车场等都分别设置基站,其中停车场和车辆段应当采用全向天线进行覆盖。在车站的大厅和站台地区应用全向小天线和功分器等来进行覆盖。
多基站中区方案可以在停车场、车辆段分别设置基站来进行网络覆盖,在车站可以采用集群基站、光纤直放机等方式来进行覆盖,在大厅可以采用小天线进行覆盖。这两种覆盖方法都有各自的优缺点,其中小区制方案的网络系统稳定性比较高,而且其系统的功能性也比较强,其组网比较容易,而且可以进行统一的网络管理。中区制方案的投资比较低,而且在组网方面比较灵活,能够满足一般的性能需要,但是在稳定性、通信质量以及抗干扰方面都比小区制要差一些。同时中区制通信方案会随着用户数量的增多而导致网络堵塞,其抗过载能力比较差,因此小区制方案是其中的首选方案。在进行无线网络系统基站组网的过程中,为了提高基站通信连接和移动交换控制中心的可靠性,可以利用星型连接的方式,但是在传输链路上采用环路连接的方式来提高无线通信系统的可靠性。
1.3地铁无线覆盖中的信号中继
对于线路区间比较长区域,存在着通信网络信号衰减问题,可能会导致车辆接收到的信号强度难以满足通信要求,在这种情况下需要设置中继器来满足通信的需要。在无线系统中常常应用到两种通信中继的方式,一种是光纤直放站式,另外一种是射频干线放大器中继方式。其中光纤直放站式可以很好的控制操作中的噪声问题,同时还能够实现射频信号的双向传播,其中继的距离也比射频干线放大器大;此外干线放大器只能采用一个方向上的传递,而且中继的距离也比较短。
2地铁无线通信网络的优化
地铁无线系统按照覆盖方案完成之后,应当对地铁中无线网络覆盖的区域进行信号测试,检测电平是否满足使用的需要。通过对检测的结果进行分析,来进行针对性的网络优化。对于没有达到网络覆盖性能要求的区域,需要进行网络优化的方式来提高网络的强度。
当地铁中的站台或者大厅以及通道中的电平强度过大或者过低时,可以通过调整基站的发射功率来进行调整,以达到设计的效果。这种优化方法可以用在不需要进行链路调整的结构中,而且其方法简单易行。当地铁通道中的网络信号电平强度过大,而车站大厅内的网络信号比较弱时,可以采用调整基站耦合器的方法来进行优化。当地铁通道中一侧的电平强度和另外一侧的电平强度相差比较大时,可以将使用的四功分器换为二功分器和两个耦合器的方法,来使通道两侧的网络信号强度平衡。
随着运营商网络建设的不断完善,在地铁的无线覆盖中存在着多种系统共存的情况,因此需要考虑然后减少不同制式无线频带中的相互干扰,提高网络的质量成为了网络优化中的重要内容。在无线系统的覆盖中,互调干扰以及杂散的干扰比较大,可以采用提高系统之间的隔离度的方法来解决其中的干扰。
结语
地铁作为城市交通的重要组成部分,对于缓解地面交通阻塞起到了重要的分流作用。地铁中的无线系统覆盖和地面的无线覆盖存在着比较大的差别,因此在进行无线覆盖的设计中应当结合地铁的特点,采取合理的设计方案,提高系统的可靠性;同时也应当采取性价比比较高的覆盖方案,提高资源的利用率。在网络覆盖建设完成之后,还需要进行网络检测和优化工作,及时的发现网络运行中的不足,保证无线网络的通信质量,为人民群众提供更好的通信服务。
参考文献
[1]张怡.地铁通信的无线系统覆盖和网络优化[J].中国新通信,2013(11):28.
关键词:计算机;城域网;无线网络技术
作者简介:袁金堂(1983-),男,江苏连云港,本科,助理讲师;研究方向:计算机网络,软件开发
无线网络技术极大地改变了人们的生活娱乐方式,使人们摆脱了网线的束缚,应用智能终端在无线网络的辐射范围内能够轻松实现网络连接。虽然无线技术也面临着安全性差、通信距离有限的问题,但是随着网络技术的不断发展,无线网络技术正在逐渐打破距离的束缚,在城域网络的连接中也得到了应用。
1计算机无线网络
1.1概述
无线城域网络是以电磁波作为信号传输介质的一种网络传输形式,无需借助网线实现通信,无线网络传输在数据传输速度方面和有线网络相比有着明显的优势。现阶段,城域网无线网络传输速度已经能够达到300Mbps,个别网络数据通讯速度要求较高的区域采用双数据流方案,传输速度甚至达到450Mbps,能够实现2km以内的高效传输,是城际网络通讯的关键技术,改善了有线网络数据传输速率有限、线路维护工作量大的情况。
1.2计算机无线网络在城域网络通讯中应用的显著优势
1.2.1安装施工方便
有线网络通讯实现城域网络连接,网络线路的施工安装比较复杂,工作量很大,为了保护线路,往往需要将线路布置在地下,存在穿墙凿壁、路面开挖施工的情况,要求有十分精密的施工设计方案,施工中还面临着各种现场因素的影响,如果城市之间距离较远,需要很长的网络架设时间。相比之下,无线网络通讯无需架设线路,有效减少地面施工工作量,为移动计算机计算机用户提供接入网络的AP节点就能够实现范围内的网络连接,安装工作简便,工程量小,并且网络传输效率高,带宽大。
1.2.2线路建设方案更加灵活
一般情况下,有线网络安装范围就是网络通信覆盖的范围,辐射性弱,线路网络传输效率和辐射效果不好。一般而言,网络建设都是根据数据接收点的分布情况进行设计施工的,网络线路架设完毕之后进行转移十分复杂,难以适应数据接收点的流动性。无线网络通讯有着更好的数据覆盖范围,在有效传输范围内全部具有无线收发功能的接收点都能够实现数据连通,对数据接收点变动的适应性强,重复建设工序简单,有着更高的灵活性。
1.2.3更高的经济性优势
由于有线网络建设过程中面临着多方面的约束,方案调整比较困难,所以网络线路设计过程中,设计者考虑到降低重复建设的资源消耗,设计中往往都采用了冗余方案,布置了偏多于需求的信号接收点,增加了线路建设的成本,线路运行的效率更低,而无线城域网络实现了接收点附近区域的范围覆盖,信号接收点不再限制区域内信号接收设备数量,网络资源配置更加合理,同时便于网络后期改造工作,提高了网络传输的整体运行效率,经济性更强。
2无线城域网络关键技术
2.1网状体系结构
这是城域无线网络中最为显著的特征,明确定义了MAC层业务与消息规范,特殊的网络结构能够根据网络内实际传输状态实现2个节点之间单线路或多线路蜂窝连接,网络传输效率更加出色,而且物理层定义遵循标准规范,获得了更好的兼容性能。
2.2多载波调制
无线城域网络能够根据环境变化完成载波形式的自适应调节。在无线城域网络传输中,选用了单载波方式、2048载波正交频分多址分配和256载波正交频分复用3种载波调制形式的自适应调整方案,使用单相载波形式处理特殊需求,256载波正交频分复用载波调制形式进行信号在256个子载波上的调试,大幅度提升了数据传输速度,同时改善了无线信号传输抗多径衰落和时延扩展性能,2048载波正交频分多址分配则用于实现多用户复接和分接头,能够满足一对多的通信需求,网络传输环境和传输需求发生变化时,根据自适应编码,无线城域网络能实现3种载波调制方式的无缝转换,确保网络始终在最佳调制方式下运行。
2.3更合理的带宽分配与更安全的通信协议
无线城域网络支持QoS,在MAV\C层中设置了面向连接传输机制,根据网络数据传输要求与标准控制策略进行数据传输与带宽分配控制,控制语音需求与视频需求在最低时延之内。与此同时,无线城域网络和开放性无线局域网之间有着明显的不同,尤其是在商用通信方面,无线城域通讯网络采用了加密子层技术,给出了无线接口认证、密钥交换、封装协议的明确技术规范,确保无线数据在传输过程中不会为其他接入无线网络的用户绕过权限直接访问,提高了无线网络数据传输的安全性。
3城域无线网络建设
3.1无线桥接方案
城际无线网络室外无线网桥是无线射频技术和有线网桥技术的有效结合,通过无线网桥,能够将有数10km距离的2个局域网络连接起来,形成大规模的城域网络系统,最基础的无线网桥是将网桥以太网端口接在局域网集线器或者交换机上,信号发射端口和天线连接,应用无线网络大幅度扩大有线网桥的覆盖范围。常见的无线桥接方案主要有3种,无线城域无线网络的建设应该根据对传输数据量的需求、传输距离以及建设投入情况等方面综合考虑,合理选择。
3.1.1点对点
点对多点传输无线网桥结构形式如图1所示。该方案用于实现2个固定单位之间的连接,是无线联网最常见的方式,点对点传输的优势在于有着更远的传输距离和传输速率,且对外部环境干扰的影响抗性较强,但是网络连接仅局限在两点之间,网络传输的辐射性覆盖性差。
3.1.2点对多点
点对多点传输无线网桥结构形式如图2所示。这种传输方案中设置了1个中心点,其他点都通过和该中心点建立连接来访问外网,这种传输方案有效降低了网络建设的成本,维护工作也相对简单,但是由于该网络需要在中心点设置全向天线,因此信号的功率下降,网络传输速率下降,传输距离缩短,远端设备网络传输稳定性差,且整个网络都通过一个中心点连接外网,该设备损坏将会导致所有区域内设备网络中断,而且如果网络中远端设备受到干扰,调整了中心点的传输频率,那么整个区域内网络设备都需要调整频率,更换频率十分麻烦。
3.1.3混合型
这种网络传输形式适用于传输线路上传输点距离有远有近或者传输点之间有建筑物和山脉阻隔的情况,根据网络传输性能的具体需求选择合适的网桥结构形式,远距离采用点对点阐述,近距离形成点对多点网桥结构,传输点之间有阻隔可建设中继点。
3.2系统设计
城域无线网络一般用于城市城域网络的建设,以及市内有线网络难以连接区域和城域网络之间的连通,通过无线桥接的形式,连接不同单位和部门局域网,大幅度提升原有有线网络辐射范围,为有线通信实现困难的小部分用户提供灵活的无线网络接入。一般情况下,对于有线网络难以连通的区域,往往用户分布比较分散,距离较远,或者用户之间地形复杂,有多种障碍物,或者建筑物密集,有线方式布线施工比较困难,因此才需要通过无线桥接的形式将原有的局域网络连接起来。对于用于密集的建筑,采用DDN或者光纤入户的方式建设周期较长,也可以采用无线连接的形式,安装方便,建筑结构和空间形式不会对无线网络传输造成影响,解决了这些地区网络布线困难的问题。设计无线建设方案首先确认网络联通速率,根据网络用户对网络传输带宽的实际需求,选择合适的连通速率,一般情况下工作单位都要求较高的数据信号传输速率,所以对于工作单位可以设置300Mbps的宽带,准备有线网桥和无线网络之间连接需要的桥接器,要在网络设备上设置必要的避雷器,保护网络设备不被瞬间高电压造成破坏。网络桥接器布置在建筑内部,避雷针安装在建筑物顶部,设置2个网络桥接器,同时实现城市网络与工作单位和城市网络与居民区局域网之间的连接。在实际安装过程中,在居民分布密集的区域尽量采用点对多点的无线网络结构,这样网络桥接器安装在网络中心点即可,无需逐个安装在建筑物内部,节省了网络设备,但是网络桥接器要选择功率较大的,使之满足网络流通率要求。
4结语
无线网络技术不断成熟,在城域网络通信中的应用能够实现有线网络建设困难区域的网络连通,有效降低网络传输成本,获得更好的传输效率,但是无线网络存在着易受干扰、远端信号微弱等问题,相信随着技术的不断完善,这些问题将会得到有效解决,无线网络技术将在城域网络连接中得到更广泛的应用。
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