場(chǎng)館無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計(jì)研究論文
摘要:對(duì)某場(chǎng)館的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。通過對(duì)場(chǎng)館不同功能區(qū)域進(jìn)行劃分,設(shè)計(jì)出針對(duì)該場(chǎng)館的一套完整的網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案。在需要進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的不同區(qū)域,選取特定型號(hào)AP進(jìn)行針對(duì)性覆蓋,并采用FitAP模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。同時(shí),通過AC對(duì)AP進(jìn)行統(tǒng)一管理,很好地滿足場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)中對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋要求,也降低了成本。
關(guān)鍵詞:無線網(wǎng)絡(luò);AC;FitAP;場(chǎng)館
隨著移動(dòng)通訊的普及和快速發(fā)展,一些人員密集區(qū)域?qū)o線網(wǎng)絡(luò)的需求也越來越高。通常情況下,場(chǎng)館觀眾坐席有人員多、流動(dòng)性大的特點(diǎn),傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)接口在數(shù)量和物理位置上都制約了信息交流的時(shí)效性和靈活性,已經(jīng)無法滿足人們工作生活的需要[1]。無線網(wǎng)絡(luò)能夠有效解決以上的問題,且相對(duì)于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò),施工更簡(jiǎn)單、覆蓋范圍更大、組網(wǎng)更靈活,設(shè)備成本和施工成本更低。因此,場(chǎng)館無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋已經(jīng)成為建設(shè)規(guī)劃的必備需求之一。
1整體設(shè)計(jì)方案
本方案根據(jù)某場(chǎng)館進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì),提供了一套完整的無線覆蓋方案,滿足場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)過程中各個(gè)不同區(qū)域?qū)o線網(wǎng)絡(luò)的需求。該場(chǎng)館按設(shè)計(jì)主要有以下幾層。其中,地下一層B1F為功能區(qū)域,包括場(chǎng)地維護(hù)設(shè)備區(qū)域,媒體中心,運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備區(qū),會(huì)議室以及設(shè)備機(jī)房等。地面一層1F包括運(yùn)動(dòng)員更衣區(qū)域,餐廚區(qū),賽事轉(zhuǎn)播區(qū)及空調(diào)機(jī)房。地面二層2F包括VIP廳以及洗手間。地面三層3F為甲等包廂,設(shè)備控制間等。地上建筑部分每層還包括觀眾坐席。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)大體可以分為兩類,一種是以交換機(jī)為轉(zhuǎn)發(fā)中心,另一種是以服務(wù)器為轉(zhuǎn)發(fā)中心。在網(wǎng)絡(luò)中引入無線技術(shù)的設(shè)計(jì),可以看作以交換機(jī)為轉(zhuǎn)發(fā)中心的設(shè)計(jì)類別[2]。本方案采用該架構(gòu)并結(jié)合AC對(duì)AP進(jìn)行統(tǒng)一控制,整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)如下圖所示:整個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要包括認(rèn)證服務(wù)器,AC控制器,核心交換機(jī),匯聚及POE交換機(jī)以及AP接入點(diǎn)設(shè)備,無線終端(包括手機(jī),平板及電腦等)。終端通過WIFI連接到網(wǎng)絡(luò)后,AP會(huì)先將終端的認(rèn)證數(shù)據(jù)包發(fā)送至AC控制器,AC控制器將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證。AAA服務(wù)器的認(rèn)證方式可以通過賬號(hào)密碼、微信授權(quán)、短信認(rèn)證、MAC捆綁等方式進(jìn)行。認(rèn)證通過后,AC控制器獲得確認(rèn)信息,無線終端上線,數(shù)據(jù)包交由網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),通過核心交換機(jī)和出口防火墻到達(dá)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò),為用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。圖1數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
2網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選取
2.1交換機(jī)
網(wǎng)絡(luò)中采用的交換機(jī)主要有20口POE交換機(jī),24/48口接入交換機(jī),匯聚交換機(jī)及核心交換機(jī)。在網(wǎng)絡(luò)中采用同一系列交換機(jī)作為轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,避免了縱向擴(kuò)展所帶來的高成本,也保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。網(wǎng)絡(luò)的層及結(jié)構(gòu)采用Fat-Tree型分層結(jié)構(gòu),主要分為核心層、匯聚層和接入層。核心層采用雙機(jī)冗余的CSS架構(gòu),降低了因單點(diǎn)故障造成全部網(wǎng)絡(luò)癱瘓的隱患。其主干線路采用萬兆率的同時(shí),也使信號(hào)傳輸?shù)难舆t降到最低。核心交換機(jī)及匯聚交換機(jī)具備將多臺(tái)物理設(shè)備虛擬化為一臺(tái)邏輯設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡及鏈路聚合等功能。核心交換機(jī)也支持一臺(tái)物理交換機(jī)虛擬化成多臺(tái)邏輯交換機(jī),每臺(tái)邏輯交換機(jī)具有獨(dú)立的軟硬件資源,運(yùn)行互不影響,從而便于對(duì)各區(qū)域的靈活組網(wǎng)。接入層設(shè)備提供大量的接入端口來滿足無線覆蓋。本網(wǎng)絡(luò)中AP設(shè)備的接入使用POE交換機(jī),可以支持基于端口/MAC/協(xié)議等豐富的VLAN特性,通過VLAN等手段對(duì)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)。同時(shí),該P(yáng)OE交換機(jī)支持支持802.1X、portal等多種安全認(rèn)證方式,可以很好的滿足客戶對(duì)于接入安全的要求;同時(shí)支持IPv6的ACL、QoS、組播和網(wǎng)管,實(shí)現(xiàn)IPv4到IPv6的平滑升級(jí),并可以實(shí)現(xiàn)基于硬件的IPv4和IPv6的全線速轉(zhuǎn)發(fā)。供電方面,該交換機(jī)同樣支持PoE+功能,可為無線AP進(jìn)行供電。
2.2AC控制器
無線控制器(AC,AccessController)使用ZXV10W908-A1000,它是專為運(yùn)營(yíng)商無線寬帶業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)的電信級(jí)無線控制器,集用戶控制管理、安全機(jī)制、移動(dòng)管理、射頻管理、超強(qiáng)QoS和高速數(shù)據(jù)處理等功能于一身,具有大容量、高可靠性、業(yè)務(wù)類型豐富的特點(diǎn)。配合相應(yīng)型號(hào)的電信級(jí)AP進(jìn)行組網(wǎng),可以方便的部署于任何現(xiàn)有的二層或三層網(wǎng)絡(luò)。在該場(chǎng)館網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計(jì)中,AC可以根據(jù)需要部署在接入層、匯聚層和城域網(wǎng)中,AP和AC之間通過標(biāo)準(zhǔn)CAPWAP隧道進(jìn)行互通,無需針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)重新配置[3]。下圖所示為ZXV10W908-A1000型AC的正面及背面接口圖示。
2.3AP接入點(diǎn)
本次項(xiàng)目AP采用ZXWLW821U室內(nèi)AP,ZXWLW822Ui室內(nèi)高密型AP以及ZXWLW615U室外型AP。三種AP的基本參數(shù)如下表所示,根據(jù)不同的場(chǎng)景,選擇不同型號(hào)的AP進(jìn)行覆蓋,并基于統(tǒng)一CSP軟件平臺(tái),能夠輕松地在瘦AP和胖AP工作模式間切換,并能提供一個(gè)穩(wěn)定可靠、可管理的運(yùn)營(yíng)級(jí)WLAN網(wǎng)絡(luò),在提供更高無線接入速率的同事,覆蓋更大的范圍,并且降低成本。
3AP組網(wǎng)設(shè)計(jì)
根據(jù)場(chǎng)館設(shè)計(jì)方案和網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案來看,本項(xiàng)目涉及AP數(shù)量較多,如果對(duì)每個(gè)AP逐一進(jìn)行配置,很容易因?yàn)檎`配置增加大量的管理和維護(hù)成本。因此,傳統(tǒng)的無線組網(wǎng)方式和網(wǎng)絡(luò)管理模式已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模[4],綜合考慮后該場(chǎng)館選用FitAP模式,通過無線控制器對(duì)AP進(jìn)行統(tǒng)一管理。在這種無線網(wǎng)絡(luò)管理模式中,AC主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)的接入控制,流量統(tǒng)計(jì),并對(duì)所有AP進(jìn)行配置和監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)中AP只負(fù)責(zé)無線信號(hào)收發(fā),接收到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)隧道和加密協(xié)議透?jìng)鞯紸C,由AC對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行加密和用戶的驗(yàn)證接入。
3.1AP組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)
AC+FITAP組網(wǎng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于AP本身零配置,不需要逐一對(duì)其本身進(jìn)行任何參數(shù)配置的操作。AP上電后會(huì)通過DHCP方式獲取IP地址,自動(dòng)搜尋可關(guān)聯(lián)的AC,在和AC建立CAPWAP隧道之后自動(dòng)從AC下載軟件版本和配置文件。同時(shí),AC會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)AP的工作信道及發(fā)射功率,其內(nèi)置的RF掃描探測(cè)熱點(diǎn)地區(qū)RouteAP,可以及時(shí)排除其它AP存在的干擾,保障AP的穩(wěn)定運(yùn)行。采用FITAP組網(wǎng)方案可以智能射頻管理,當(dāng)某一個(gè)AP出現(xiàn)故障時(shí),周圍的其他AP會(huì)自動(dòng)調(diào)整功率,對(duì)該部分區(qū)域進(jìn)行重新的信號(hào)覆蓋,保證信號(hào)的良好覆蓋。而當(dāng)有非法AP進(jìn)入無線網(wǎng)絡(luò)造成信號(hào)干擾時(shí),智能射頻管理系統(tǒng)可以定位出該AP的位置,以便及時(shí)加以排除。在網(wǎng)絡(luò)管理方面,網(wǎng)管可以只通過管理無線控制器設(shè)備就可以達(dá)到控制AP的效果,極大地減少了無線網(wǎng)絡(luò)后期維護(hù)和管理的工作量[5]。
3.2現(xiàn)場(chǎng)布置原則
場(chǎng)館設(shè)計(jì)中,不同區(qū)域承載的功能不同,對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的覆蓋要求也不同。場(chǎng)館人員聚集區(qū)主要有觀眾坐席,VIP包廂,運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備區(qū)(包括更衣室,理療室等),媒體中心(媒體簽到,休息,發(fā)布會(huì)等區(qū)域),控制中心(包括網(wǎng)絡(luò),空調(diào),監(jiān)控,電力等),后勤區(qū)域(盥洗區(qū)域,設(shè)備維護(hù)區(qū)等)。不同區(qū)域需要根據(jù)實(shí)際人員數(shù)量選擇不同類型的'AP進(jìn)行覆蓋。其中,觀眾坐席區(qū)域一般是階梯座位,自下而上直到場(chǎng)館最高處,是場(chǎng)館人員最密集的區(qū)域,相較于其他區(qū)域來說人員更密集,使用無線上網(wǎng)更為集中,觀看比賽的過程中也會(huì)有大量的數(shù)據(jù)交換需求。因此,在該區(qū)域選用室外型AP進(jìn)行覆蓋,如圖中A,B,C區(qū)域。室外型AP功率更大,覆蓋范圍更廣,配合相應(yīng)的天線進(jìn)行定向覆蓋,在減少干擾的同時(shí)也可以滿足更多用戶的并發(fā)需求。媒體中心主要承載著媒體渠道信息發(fā)布,該區(qū)域人流量較大,功能需求也使得該區(qū)域人員使用終端進(jìn)行的信息交互更為頻繁,對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的質(zhì)量要求更高;包廂則主要為重要客戶提供相對(duì)私密的場(chǎng)所,在該區(qū)域也需要較高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋。因此,D,E區(qū)域采取室內(nèi)高密型AP進(jìn)行覆蓋,滿足無線網(wǎng)絡(luò)流量和質(zhì)量的雙重需求。在其他區(qū)域,如場(chǎng)館控制中心,運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備區(qū)和后勤區(qū)域中,用戶相對(duì)較少,對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的需求并沒有其他區(qū)域強(qiáng),使用普通室內(nèi)型AP進(jìn)行覆蓋即能滿足用戶的上網(wǎng)需求,圖中F,G區(qū)域,即地下車庫(kù),盥洗,餐廚區(qū)等,也使用該型號(hào)AP進(jìn)行覆蓋,即可滿足用戶的上網(wǎng)需求。
3.3AP布放匯總
根據(jù)4.2節(jié)現(xiàn)場(chǎng)布置原則對(duì)各個(gè)區(qū)域的人員流動(dòng)性進(jìn)行測(cè)算,在滿足覆蓋要求的情況下,分別用OutdoorType,High-densityType和CommonType表示室外放裝型AP,室內(nèi)高密型AP和室內(nèi)普通AP,下表是對(duì)三種AP的布放進(jìn)行匯總后得出,分別用字母“O”“H”“C”表示。
4結(jié)語(yǔ)
對(duì)于場(chǎng)館高密度Wi-Fi覆蓋設(shè)計(jì),在網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃時(shí),我們就要綜合經(jīng)濟(jì)性,方便性,安全性,信號(hào)之間的干擾考慮后,選擇一個(gè)合適的地點(diǎn)作為安裝位置[6]。根據(jù)場(chǎng)館的設(shè)計(jì)圖紙,分區(qū)域劃分不同的應(yīng)用場(chǎng)景,精準(zhǔn)把握覆蓋、干擾和容量的平衡[7],盡量減少成本和資源的浪費(fèi)。在上面的原則下,通過使用AC+FITAP模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì),通過交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯聚,轉(zhuǎn)發(fā),通過AAA服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證識(shí)別,不僅能夠滿足無線網(wǎng)絡(luò)用戶的上網(wǎng)需求,還可以解決有線網(wǎng)絡(luò)接入端口不足的問題,提升了用戶的滿意度,并為建設(shè)現(xiàn)代化場(chǎng)館奠定了一定基礎(chǔ)。
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