场馆无线网络覆盖设计研究论文

时间：2021-10-05 15:30:34 论文范文我要投稿

场馆无线网络覆盖设计研究论文

　　摘要：对某场馆的无线网络覆盖进行规划和设计。通过对场馆不同功能区域进行划分，设计出针对该场馆的一套完整的网络覆盖方案。在需要进行无线网络覆盖的不同区域，选取特定型号AP进行针对性覆盖，并采用FitAP模式对网络进行动态调整。同时，通过AC对AP进行统一管理，很好地满足场馆运营中对无线网络的覆盖要求，也降低了成本。

场馆无线网络覆盖设计研究论文

　　关键词：无线网络；AC；FitAP；场馆

　　随着移动通讯的普及和快速发展，一些人员密集区域对无线网络的需求也越来越高。通常情况下，场馆观众坐席有人员多、流动性大的特点，传统有线网络接口在数量和物理位置上都制约了信息交流的时效性和灵活性，已经无法满足人们工作生活的需要[1]。无线网络能够有效解决以上的问题，且相对于传统有线网络，施工更简单、覆盖范围更大、组网更灵活，设备成本和施工成本更低。因此，场馆无线网络覆盖已经成为建设规划的必备需求之一。

　　1整体设计方案

　　本方案根据某场馆进行个性化设计，提供了一套完整的无线覆盖方案，满足场馆运营过程中各个不同区域对无线网络的需求。该场馆按设计主要有以下几层。其中，地下一层B1F为功能区域，包括场地维护设备区域，媒体中心，运动员准备区，会议室以及设备机房等。地面一层1F包括运动员更衣区域，餐厨区，赛事转播区及空调机房。地面二层2F包括VIP厅以及洗手间。地面三层3F为甲等包厢，设备控制间等。地上建筑部分每层还包括观众坐席。网络架构大体可以分为两类，一种是以交换机为转发中心，另一种是以服务器为转发中心。在网络中引入无线技术的设计，可以看作以交换机为转发中心的设计类别[2]。本方案采用该架构并结合AC对AP进行统一控制，整体网络拓扑架构如下图所示：整个网络主要包括认证服务器，AC控制器，核心交换机，汇聚及POE交换机以及AP接入点设备，无线终端（包括手机，平板及电脑等）。终端通过WIFI连接到网络后，AP会先将终端的认证数据包发送至AC控制器，AC控制器将数据包转发给认证服务器进行认证。AAA服务器的认证方式可以通过账号密码、微信授权、短信认证、MAC捆绑等方式进行。认证通过后，AC控制器获得确认信息，无线终端上线，数据包交由网关进行转发，通过核心交换机和出口防火墙到达运营商网络，为用户提供网络接入服务。图1数据网络拓扑图

　　2网络设备选取

　　2.1交换机

　　网络中采用的交换机主要有20口POE交换机，24/48口接入交换机，汇聚交换机及核心交换机。在网络中采用同一系列交换机作为转发设备，避免了纵向扩展所带来的高成本，也保证了网络的可靠性。网络的层及结构采用Fat-Tree型分层结构，主要分为核心层、汇聚层和接入层。核心层采用双机冗余的CSS架构，降低了因单点故障造成全部网络瘫痪的隐患。其主干线路采用万兆率的同时，也使信号传输的延迟降到最低。核心交换机及汇聚交换机具备将多台物理设备虚拟化为一台逻辑设备，以实现负载均衡及链路聚合等功能。核心交换机也支持一台物理交换机虚拟化成多台逻辑交换机，每台逻辑交换机具有独立的软硬件资源，运行互不影响，从而便于对各区域的灵活组网。接入层设备提供大量的接入端口来满足无线覆盖。本网络中AP设备的接入使用POE交换机，可以支持基于端口/MAC/协议等丰富的VLAN特性，通过VLAN等手段对不同的业务进行业务。同时，该POE交换机支持支持802.1X、portal等多种安全认证方式，可以很好的满足客户对于接入安全的要求；同时支持IPv6的ACL、QoS、组播和网管，实现IPv4到IPv6的平滑升级，并可以实现基于硬件的IPv4和IPv6的全线速转发。供电方面，该交换机同样支持PoE+功能，可为无线AP进行供电。

　　2.2AC控制器

　　无线控制器（AC，AccessController）使用ZXV10W908-A1000，它是专为运营商无线宽带业务所设计的电信级无线控制器，集用户控制管理、安全机制、移动管理、射频管理、超强QoS和高速数据处理等功能于一身，具有大容量、高可靠性、业务类型丰富的特点。配合相应型号的电信级AP进行组网，可以方便的部署于任何现有的二层或三层网络。在该场馆网络覆盖设计中，AC可以根据需要部署在接入层、汇聚层和城域网中，AP和AC之间通过标准CAPWAP隧道进行互通，无需针对现有网络重新配置[3]。下图所示为ZXV10W908-A1000型AC的正面及背面接口图示。

　　2.3AP接入点

　　本次项目AP采用ZXWLW821U室内AP，ZXWLW822Ui室内高密型AP以及ZXWLW615U室外型AP。三种AP的基本参数如下表所示，根据不同的场景，选择不同型号的AP进行覆盖，并基于统一CSP软件平台，能够轻松地在瘦AP和胖AP工作模式间切换，并能提供一个稳定可靠、可管理的运营级WLAN网络，在提供更高无线接入速率的同事，覆盖更大的范围，并且降低成本。

　　3AP组网设计

　　根据场馆设计方案和网络覆盖方案来看，本项目涉及AP数量较多，如果对每个AP逐一进行配置，很容易因为误配置增加大量的管理和维护成本。因此，传统的无线组网方式和网络管理模式已经很难适应现有的无线网络规模[4]，综合考虑后该场馆选用FitAP模式，通过无线控制器对AP进行统一管理。在这种无线网络管理模式中，AC主要负责无线网络的接入控制，流量统计，并对所有AP进行配置和监控。网络中AP只负责无线信号收发，接收到的数据通过数据隧道和加密协议透传到AC，由AC对数据流进行加密和用户的验证接入。

　　3.1AP组网优势

　　AC+FITAP组网最大的优点在于AP本身零配置，不需要逐一对其本身进行任何参数配置的操作。AP上电后会通过DHCP方式获取IP地址，自动搜寻可关联的AC，在和AC建立CAPWAP隧道之后自动从AC下载软件版本和配置文件。同时，AC会自动调节AP的工作信道及发射功率，其内置的RF扫描探测热点地区RouteAP，可以及时排除其它AP存在的干扰，保障AP的稳定运行。采用FITAP组网方案可以智能射频管理，当某一个AP出现故障时，周围的其他AP会自动调整功率，对该部分区域进行重新的信号覆盖，保证信号的良好覆盖。而当有非法AP进入无线网络造成信号干扰时，智能射频管理系统可以定位出该AP的位置，以便及时加以排除。在网络管理方面，网管可以只通过管理无线控制器设备就可以达到控制AP的效果，极大地减少了无线网络后期维护和管理的工作量[5]。

　　3.2现场布置原则

　　场馆设计中，不同区域承载的功能不同，对网络设备的覆盖要求也不同。场馆人员聚集区主要有观众坐席，VIP包厢，运动员准备区（包括更衣室，理疗室等），媒体中心（媒体签到，休息，发布会等区域），控制中心（包括网络，空调，监控，电力等），后勤区域（盥洗区域，设备维护区等）。不同区域需要根据实际人员数量选择不同类型的'AP进行覆盖。其中，观众坐席区域一般是阶梯座位，自下而上直到场馆最高处，是场馆人员最密集的区域，相较于其他区域来说人员更密集，使用无线上网更为集中，观看比赛的过程中也会有大量的数据交换需求。因此，在该区域选用室外型AP进行覆盖，如图中A，B，C区域。室外型AP功率更大，覆盖范围更广，配合相应的天线进行定向覆盖，在减少干扰的同时也可以满足更多用户的并发需求。媒体中心主要承载着媒体渠道信息发布，该区域人流量较大，功能需求也使得该区域人员使用终端进行的信息交互更为频繁，对网络覆盖的质量要求更高；包厢则主要为重要客户提供相对私密的场所，在该区域也需要较高质量的网络进行覆盖。因此，D，E区域采取室内高密型AP进行覆盖，满足无线网络流量和质量的双重需求。在其他区域，如场馆控制中心，运动员准备区和后勤区域中，用户相对较少，对无线网络的需求并没有其他区域强，使用普通室内型AP进行覆盖即能满足用户的上网需求，图中F，G区域，即地下车库，盥洗，餐厨区等，也使用该型号AP进行覆盖，即可满足用户的上网需求。

　　3.3AP布放汇总

　　根据4.2节现场布置原则对各个区域的人员流动性进行测算，在满足覆盖要求的情况下，分别用OutdoorType，High-densityType和CommonType表示室外放装型AP，室内高密型AP和室内普通AP，下表是对三种AP的布放进行汇总后得出，分别用字母“O”“H”“C”表示。

　　4结语

　　对于场馆高密度Wi-Fi覆盖设计，在网络覆盖规划时，我们就要综合经济性，方便性，安全性，信号之间的干扰考虑后，选择一个合适的地点作为安装位置[6]。根据场馆的设计图纸，分区域划分不同的应用场景，精准把握覆盖、干扰和容量的平衡[7]，尽量减少成本和资源的浪费。在上面的原则下，通过使用AC+FITAP模式对网络进行设计，通过交换机进行数据的汇聚，转发，通过AAA服务器进行认证识别，不仅能够满足无线网络用户的上网需求，还可以解决有线网络接入端口不足的问题，提升了用户的满意度，并为建设现代化场馆奠定了一定基础。

　　参考文献：

　　[1]高春阳,白亮,孙平.高校无线校园网建设研究[J].电脑知识与技术,2013,9(35):7913-7914.

　　[2]王斌锋,苏金树,陈琳.云计算数据中心网络设计综述[J].计算机研究与发展,2016,53(09):2085-2106.

　　[3]刘诗毅.集中式WLAN数据快速转发方案设计[D].华中科技大学,2011.

　　[4]杜振宁,杨卫社.无线网络中两种不同类型AP的应用探讨[J].船舶职业教育,2014,2(05):60-62.

　　[5]聂敦刚.南京无线宽带城市热区建设方案的研究[D].南京邮电大学,2009.

　　[6]付强.浅谈无线AP安装位置的选择[J].科学与财富,2013(12):161-161.

　　[7]傅东东.体育馆高密度Wi-Fi覆盖解决方案[J].智能建筑与智慧城市,2017(05):65-67.

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