无线网络覆盖部分.doc
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淮海工学院
课程设计报告书
题目：
连云港师范专科学院WIFI
组网研究和设计
学院：
电子工程学院
专业：
通信工程
班级：
通信081
姓名：
葛应
学号：
030821114
2011年12月30日
课程设计报告书专用纸
连云港师范专科学校女生宿舍子网B的WiFi组网研究与设计
1课程设计的目的和任务
本次课程设计是根据“通信工程专业培养计划”要求而指定的。
综合课程设计是通信工程专业的学生在学完所有专业课后进行的综合性课程设计。
其目的在于使学生在课程设计过程中能够理论联系实际，在实践中充分利用所学理论知识分析和研究设计过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面。
课程设计任务主要是让学生掌握一般通信系统方案设计的过程、步骤、要求、工作内容及设计方法，训练学生组网工程项目管理、需求分析、网络方案设计、系统合成、综合布线能力以及综合运用专业知识的能力，提高学生进行通信网络工程设计、工程实施的能力。
2项目实际环境
连云港师范专科新校区校园占地面积1273亩，建设面积40万平方米。
教学楼布局多样化，尤其吉余楼和艺术楼教室众多，教室大小不一，组网有一定难度。
女生宿舍较多，但楼内宿舍式样相同，设计需求不是太高。
教工宿舍、图书馆、体育馆还未建成，暂时不考虑组网。
校园室外大面积空地较多且分部杂乱，无缝覆盖有很大的难度。
我设计的子网是女生宿舍子网B，即4、5、6号楼，其平面图如下：
俯视图
3需求分析
在教育信息化快速发展的今天，校园网已经成为校园生活的重要组成部分，是教职员工和学生获取资源和信息的主要途径。
但目前的传统有线网络的局限性愈发暴露：
学校经费紧张导致布置网线的教室数量有限，即网络信息点无法满足需求；地点的局限性，使得师生无法随心所欲上网；有些建筑物不适合钻孔布线；室内网线凌乱影响美观等。
那么，如何解决这些传统有线校园网的“网络盲点”问题已是十分必要了。
伴随着无线技术的发展，原来的一个信息点扩展成了一个信息区域。
无线网络具有自由移动漫游工作、使用方便、组网灵活、不用布线、施工量少、维护方便，成本低的特性。
这样，师生们就可以在学校的任何地点轻松上网。
4市场调研
根据师专校区的实际情况，选择性价比高的产品。
以下是本组研究得出的市场上的无线局域网主流产品的性能，价格，参数分析，详细参数见下面各表。
表4-1无线AP主流设备参数表
产品型号
TP-LINKTL-WA501G+
TP-LINKTL-WA5210G
参考价格
￥290
￥900
传输速率
54Mbps
54Mbps
天线增益
4dBi
内置两根12dBi双极化天线
发射功率
100mw
500mw
覆盖范围
室内最远200米,室外最远830米
用于室外覆盖
表4-2二层交换机主流设备参数表
产品型号
TP-LINKTL-SL1226
TP-LINKTL-SG1024T
华为S1724G
参考报价
￥560
￥880
￥1180
端口数量
26
24
24
表4-3核心层交换机主流设备参数表
产品型号
H3CS5500-28C-EI
H3CS5120-24P-EI
H3CS5500-24P-SI
参考报价
￥1.75万
￥6400
￥9100
应用层级
三层
三层
三层
端口数量
28
28
28
背板带宽
256Gbps
192Gbps
192Gbps
包转发率
94Mpps
41Mpps
36Mpps
表4-4光纤线缆主流设备参数表
产品型号
D-Link6芯室外轻铠单模光缆（DFCAO09GST06）
D-Link12芯室外轻铠多模光缆（DFCAO62GST12）
D-Link6芯室外轻铠多模光缆（DFCAO62GST06）
产品价格
￥20
￥70
￥30
波长
1300,850nm
1300,850nm
1300,850nm
损耗
850/3.5,1300/1.0,1550/0.26dB/km
850/3.5,1300/1.0,1550/0.26dB/km
850/3.5,1300/1.0,1550/0.26dB/km
规格
9/125μm
50/125,62.5/125μm
50/125,62.5/125μm
表4-6双绞线主流设备参数表
产品型号
TCL六类电缆双绞
CommScope1071六类非屏蔽网线
鼎志六类4对非屏蔽双绞线
参考报价
￥730
￥750
￥880
产品类型
六类电缆
六类非屏蔽网线
六类双绞线
最大单段长度
100米
/
100米
包装长度
305米
/
305米
根据师专校区的实地情况，我们选择的各产品设备如下：
室内无线AP：
TP-LINKTL-WA501G+；室外无线AP：
TP-LINKTL-WA5210G；层交换机：
TP-LINKTL-SL1226；楼交换机：
TP-LINKTL-SG1024T；区交换机：
华为S1724G；光纤：
D-Link12芯室外轻铠多模光缆（DFCAO62GST12）；双绞线：
TCL六类电缆双绞；核心层交换机：
H3CS5120-24P-EI。
5总体方案设计
5.1接入层设计
接入层是最终用户（学生、老师）与网络的接口，它需要提供即插即用好的特性，同时应该非常易于使用和维护。
接入层是由无线网卡、AP和LANSwitch组成，按照宽带网络的定义，接入层的主要功能是完成用户流量的接入和隔离。
对于无线局域网WLAN用户，用户终端通过无线网卡和无线接入点AP完成用户接入。
本方案中，将每层楼的AP通过层交换机汇接在一起，所有层交换机汇接到一个楼交换机上，根据实际情况选择性价比较高的AP设备及交换机。
接入层拓扑图如下图5.1所示：
：
图5.1接入层拓扑图
5.2汇聚层设计
WLAN汇聚层设备主要完成无线用户业务的分发、汇聚，提供用户管理、业务控制，网络安全及认证计费等功能，AC就处在这个位置上，汇聚层是整个城域网可运营、可维护、可管理功能实现的最重要部分，将这些复杂网络功能布置在这个层次使网络具有很强的可扩充性；根据网络规模和应用不同，设备可以放在热点地区的中心，也可以放置在无线运营商的地区的中心机房。
汇聚层拓扑图如下所示：
图5.2汇聚层拓扑图
5.3无线接入点（AP）
AP支持13个信道设置；AP支持100mw最大射频功率以及多级功率控制；AP支持外置天线以及定向天线；针对特殊应用还需要AP支持桥接功能、接入功能及WDS功能。
无线接入点AP的频率配置要遵循的原则：
（1）在室内覆盖相距25M以内的不同AP不可以使用相同频点；超过40M的不同AP可以考虑使用相同的频点；
（2）在室内覆盖相距25M内但中间有3面以上水泥墙隔开的2个AP可以考虑使用相同的频点；
（3）在室外覆盖相距200M以内的不同AP不可以使用相同频点；超过300M的可以考虑使用相同频点；
（4）在室外覆盖相距200M以内但有建筑物的阻断（无线电波需穿透3面水泥墙）的不同AP可以考虑使用相同频点；
（5）用于室外覆盖的AP频点，建议在室内覆盖的AP频点中不要再次使用，避免出现室外频点的频率对室内频点的频率干扰。
6女生宿舍子网B无线网络规划与覆盖设计
6．1无线网络频率规划
802.11g使用的是开放的2.4GHz频段，可利用的频点数为13。
但只有当两个信道之间相隔5个信道时才能实现真正不重叠。
由于可利用的频点总数限制，只能进行三信道的规划。
第一组：
1、6、11
第二组：
2、7、12
第三组：
3、8、13
频道序号与频率对应关系见下表。
表6-1频道序号与频率对应关系
频点：
频率
频点：
频率
频点：
频率
CH1
2412MHz
CH2
2417MHz
CH3
2422MHz
CH4
2427MHz
CH5
2432MHz
CH6
2437MHz
CH7
2442MHz
CH8
2447MHz
CH9
2452MHz
CH10
2457MHz
CH11
2462MHz
CH12
2467MHz
CH13
2472MHz
信道分配：
802.11g使用的是开放的2.4GHZISM频段，可工作的频道数为13个。
对于真正相互不重叠信道只有相隔5个信道的工作中心频点。
各信道的频率可根据公式f1（n）=2412+（n-1）*5MHZ得出，其中n为信道1,2,…。
本组经讨论，选第一和第二组信道作为室内覆盖，第三组信道作为室外覆盖。
6.2女生宿舍子网B覆盖设计及频点网
考虑各种因素，防止邻道干扰，故4号楼第一层采用第1组信道信道1、信道6、信道11；第二层采用第二组信道：
信道2、信道7和信道12；第三层采用第一组，第四层采用第二组……5号楼，6号楼同理。
4号楼网络覆盖及频点分布图如下所示：
图6.2.1一楼频点分布图
图6.2.2二楼频点分布图
图6.2.3侧视图频点分布
AP规划：
AP的发射功率（dB）+天线增益（dBi）+无线网卡的接受功率（dB）-Lfs（dB）〉无线网卡的灵敏度；
又Lfs（dB）=32.44+20Log10F（MHz）+20Log10d（km）；
根据所选的设备知无线接入点AP的发射功率为100mw，天线增益为4dBi，无线网卡的最小接收功率为10mw左右，一般的无线网卡的灵敏度选为-40dBm，因此对应的发射电平为20dBm，接受电平为10dBm。
将上述数据代入公式20dBm+4dBi+10dBm-（32.44+20Log10（2400）+20Log10d）>-40,计算得d=32m。
所以一个AP可以覆盖6个宿舍，故一层放置5个AP。
信道规划：
以4号楼楼为例，如上图，第一层CH1，CH6，CH11，CH1，CH6;第二层：
CH2，CH7，CH12，CH2，CH7;第三层频点分布同第一层；第四层频分布同二层；第五层频点分布同第一层；第六层频点分布同二层；
5、6号楼频点分布同四号楼。
7女生宿舍子网B的WiFi组网解决方案
7.1网络拓扑
图7.1女生宿舍子网B的网络拓扑图
女生宿舍子网B包括了4，5，6号三栋楼，每栋楼的结构完全相同，故覆盖比较简单。
在每层楼放置5个AP，将每层楼的AP通过一个层交换机相连，六个层交换机通过一个楼交换机相连，三个楼交换机接到区交换机上，最后接到AC上。
7.2网络设备统计
整个女生宿舍子网B的网络设备统计如表7.2所示：
表7-2网络设备统计表
地点
名称
数量
单价（元）
型号
智
贤
楼
AP
4号楼
60
290
TP-LINKTL-WA501G+
5号楼
60
6号楼
60
层交换机
18
560
TP-LINKTL-SL1226
楼交换机
3
880
TP-LINKTL-SG1024T
光纤
150m
2.2/m
D-Link12芯室外轻铠多模光缆
双绞线
24捆
730
TCL六类电缆双绞线
7.3成本预算
成本预算如表7-3所示。
表7-3成本预算
名称
数量
单价
型号
总计/元
AP
180
290
TP-LINKTL-WA501G+
52200
层交换机
18
560
TP-LINKTL-SL1226
10080
楼交换机
3
880
TP-LINKTL-SG1024T
2640
双绞线
24段
730
TCL六类电缆双绞线
17520
电缆
150米
2.2/m
D-Link12
330
合计
82770
8结论与分析
我们知道当今社会网络的更新速度很快，就像电子设备一样，一代一代的更新。
网络开始被人认识的时候，都是有线之间的信息传送，就像牵电线一样，没有电缆和光纤网络根本就不能形成。
而随着时间的推移，无线网络慢慢的出现了，它的出现给人们带来了许多的方便，只要给出一个信号发射点就如这次课程设计中的AP点，一个AP能覆盖很大的范围，在这个范围内人们就能连上互联网。
本次的子网设计中，我做的是女生宿舍子网B，师专的女生宿舍比较集中，结构一样，故设计起来比较简单，但在设计的过程中还是遇到了不少的问题，在同学的帮助下，问题都得到了很好地解决，从中受益匪浅，知道了如有问题要及时向老师或同学求助，这样能够省下不少的时间，同时还节省了自己的精力，学会更多的知识，促进了与同学之间的交流。
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