WiFi组网方案设计

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2023年12月29日发(作者：)

淮海工学院

课程设计报告书

课程名称： 专业综合课程设计

题 目：淮海工学院通灌校区WiFi组网研究设计

系 （院）： 电子工程学院

学 期： 2011-2012-1

专业班级： 通信工程

姓 名：

学 号：

评语：

成绩：

签名：

日期：

淮海工学院通灌校区教学/宿舍子网WiFi组网研究与设计

1 课程设计的目的和任务

本次课程设计是专业综合课程设计，是根据“通信工程专业培养计划”要求而指定的。

所谓综合课程设计是指通信工程专业学生在完成所有专业课程学习之后进行的综合课程设计，是以学生掌握理论联系实际的能力为目的，在实践中学习，在学习中实践，做到知行合一。

课程设计任务：

（1） 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；

（2） 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、综合布线能力等；

（3） 训练学生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

淮海工学院通灌校区：

前身为连云港高等化工专科学校，俗称矿专，于2002年8月并入淮海工学院，成为后者的通灌校区。目前主要有商学院、测绘工程学院的学生在该院学习，面积虽不大，但是校内布局复杂，楼内情况多样化，没有统一的规划，给组网造成了相当的困难。

图 淮海工学院通灌校区总揽

3 需求分析

在信息化高速发展的今天，教师和学生上网已经不是什么稀罕事了，由此而产生的校

园网更是构成了教师和学生生活学习工作的重要组成部分，是教职员工和学生获取资源和信息的主要途径。

校园内有线宽带网络的覆盖可比居民区中有线电视网的覆盖，然而在这种情况下愈加凸显了有线网络的局限性，全校范围的有线网络覆盖不仅不现实，而且也没有必要，这就使得师生对网络的欲求与有线网络的捉襟见肘的矛盾日益凸显。在这种情况下，无线网络得到了长足的发展，无线网络的好处是可以将有线网络的信息点变成一片信息区域，而且还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。如此多的优点，使得其可以迅速占领校园市场，成为广大师生的得力助手，任何时间，任何地点都可以随心所欲的上网，尽情享受网络的乐趣。

本次课程设计所分配的无线网络覆盖范围有图书馆、七号学生宿舍楼和九号学生宿舍楼。

4 市场调研

市场的无线局域网主流产品的性能，价格，参数分析。

无线AP市场调研如下表所示：

，网络标准：IEEE。

型号 传输距离（m） 天线类型 网络接口 数据传输率 价格

室内: 100米

D-Link DWL-2000AP+A

室外：400米

外置可拆卸、增益 RJ-45

2dBi

54、48、36、24、18、12、11、9、6、320元

5.5、2、1Mbps

表4-1 无线AP数据表

无线网卡市场调研如下表所示：

。网络标准：，

型号 覆盖范围 信道数 调制方式

传输速率

天线 价格

TP-LINK 室内100米

TL-WN322G+ 室外300米

13

OFDM，DBPSK，DQPSK，CCK

54Mbps

内置智能天线

天线增益：2dBi

65元

表4-2 无线网卡数据表

交换机市场调研如下表所示：

型号 参数 价格

华为S5700-24TP-SI（AC）

产品类型：千兆以太网交换机

应用层级：三层

传输速率：10/100/1000Mbps

交换方式：存储-转发

背板带宽：256Gbps

包转发率：36Mpps

MAC地址表：16K

端口结构：非模块化

端口数量：28个

端口描述：24个10/100/1000Base-T端口，4个4670元

100/1000Base-X千兆Combo口

扩展模块：1个堆叠扩展插槽

传输模式：全双工/半双工自适应

产品类型：快速以太网交换机

应用层级：二层

传输速率：10/100Mbps

交换方式：存储-转发

背板带宽：4.8Gbps

TP-LINK 包转发率：10Mbps:14800pps

SF-1024S 100Mbps:148800pps

MAC地址表：8K

端口结构：非模块化

端口数量：24个

端口描述：24个10/100Mbps RJ45端口

传输模式：全双工/半双工自适应

表4-3 交换机数据表

光纤线缆市场调研如下表所示：

型号 性能

产品类型：单模光缆

AMP 室外用铠波长：1500,1300nm

装型光缆纤芯数量：36

1664175-5

损耗：1300/1.0,1500/0.7dB/km

规格：9/125μm

工作温度：-20-60℃

表4-4 光纤线缆数据表

双绞线市场调研如下表所示：

型号 参数

产品适用：布线网络

TCL 超五类双最大单段长度：100米

绞线 传输速率：1000Mbps

包装长度：305米

表4-5双绞线数据表

5总体方案设计

核心层设计

440元

价格

14元

价格

460元

核心层主要实现骨干网络之间的优化传输的功能。因为核心层居于网络的骨干地位，所以在核心层设计时对于数据传输的可用性与可靠性就有极高的要求。在设计核心层网络时，主要需要考虑以下几点：冗余备份、可靠性和高速传输。综合来讲采用大容量三层交换机或GSR。

汇聚层设计

汇聚层是楼群和小区信息汇聚点，是连接接入层和核心层的网络设备。为接入层提供数据的汇聚传输管理分发处理。汇聚层为接入层提供基于策略的连接,如地址合并,协议过滤,路由服务,认证管理等。通过网段划分(如VLAN)与网络隔离可以防止某些网段的问题蔓延和影响到核心层。汇聚层同时也可以提供接入层虚拟网之间的互连,控制和限制接入层对核心层的访问,保证核心层的安全和稳定。

汇聚层设计时，针对网络稳定性、带宽具体要求具体设计，主要可以采用冗余连接和简单连接两种。网络中计算机数量的多寡分别选用前者或后者。在结构上汇聚层可以分为环形和星形拓扑结构，其中环形拓扑结构主要用于覆盖范围较广的校园网，汇聚多个节点；而星形拓扑结构则反之，用于规模较小的校园网，正因为如此，星形拓扑结构较之环形拓扑结构在管理和维护上更为简单，从而成为最为常见的拓扑结构。

5.3 接入层设计

接入层通常指网络中直接面向用户连接或访问的部分。接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。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。

在本次课程设计中，主要使用无线AP来做基站，AP提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。由于无线AP覆盖范围呈圆形，考虑衰减因数，每隔一段距离就应该设置一个无线AP。

我校通灌校区接入层拓扑结构如下图所示

图 接入层拓扑结构

如图所示，核心层我们采用的是三层交换机，在第四章中出现过的华为S5700-24TP-SI（AC）；汇聚层采用的是三层交换机和两层交换机，选用TP-LINK SF-1024S；接入层采用的是无线AP，采用D-Link DWL-2000AP+A，若楼内台式机较多，则需安装无线网卡。在室内无线AP与二层交换机之间采用双绞线连接，在室外子网与AC控制端之间采用光纤连接，整个终端实现无缝覆盖。

6 无线网络规划与覆盖

6.1无线网络频率规划

802．11g最大传输速率为54Mbps，使用开放的2.4GHZ ISM频段，有13个可工作信道，而互相不重叠的信道只有相差5个信道的工作中心频点，由此可知，理论上只有3信道的无缝规划，我们将其分为A、B和C组，可知：

A组：ch1、ch6、ch11

B组：ch2、ch7、ch12

C组: ch3、ch8、ch13

所谓无缝覆盖即要求相邻的AP的信道不能产生邻道干扰，且可以完全实现无线网络覆盖，在AP配置时要注意相邻的AP信道之间相差至少5个信道，且注意每组之间的邻道干扰，在本次设计中，我分到任务的有图书馆教学子网和七号九号宿舍楼的无线网络覆盖，其中图书馆中AP采用A组信道，七号宿舍楼中AP采用的是A组信道，九号宿舍楼中AP采用的是B组信道。

各组中信道中频率与序号(n)的关系：f1(n)=2412 + (n-1)*5MHZ

下表为WIFI无线网络频点表

频点 ch1 ch2

频率2412 2417

(MHz)

频点 ch8 ch9

频率2447 2452

(MHz)

ch3

2422

ch10

2457

ch4

2427

ch11

2462

ch5

2432

ch12

2467

ch6

2437

ch13

2472

ch7

2442

6.2教学/宿舍子网覆盖设计及频点网络规划

宿舍子网（7、9号楼）覆盖设计及频点规划

图 七号宿舍楼平面图

上图为通灌校区七号学生宿舍楼平面图，每排有九间房间，每间四个人。在图中显示每六间房间设置一个AP，这么设置的原因是本次设计选用的无线AP虽然性能稳定，但是穿墙能力弱(实际覆盖范围为20米左右)。学生宿舍虽然面积不大，但是墙壁多，人口密度大，考虑到衰减因数，故每层楼设置3个AP。此平面图为七号楼一楼平面图。

图 七号宿舍楼总向剖面图

如上图所示，为七号宿舍楼纵向剖面图，主要注意的是楼层之间的的邻道干扰，应尽量避免发生邻道干扰现象。七号楼共使用21个AP，7个层交换机，1个楼交换机。

图 九号宿舍楼平面图

九号宿舍楼一楼平面图，与七号楼类似，只不过在七号楼中采用的是A组信道，九号楼中采用了B组信道。

图 九号宿舍楼纵向剖面图

九号宿舍楼纵向剖面图与七号宿舍楼纵向剖面图类似，同样需要注意楼层之间的邻道干扰，还有本楼层采用的是B组信道，频点规划如上图所示。九号楼共使用18个AP，6个层交换机，1个楼交换机。

教学子网（图书馆）覆盖设计及频点网络规划

图 图书馆1楼平面图

图书馆1楼的平面图，在图书馆中采用的是A组频点，其中阅览室中人比较多，需要安置两个AP才够，而办公室中平时基本上就没多少人，虽然每层楼中有十间之多，但是放置一个AP也都足够了。频点规划如上图所示。

图 图书馆2楼平面图

图书馆2楼与1楼结构大致一致，就是会议室中座位较多，能容纳上百人，为此在会议室中放置两个AP。

图 图书馆3楼平面图

图书馆3楼相对1、2楼来讲结构比较简单，没有了2楼的会议室结构，相对来说频点布置也简单了一点。

图 图书馆北面纵向剖面图

由于图书馆的南北不对称，所以为此特地将剖面图划分为南北两张来阐述，上图为图书馆北面纵向剖面图，与宿舍楼类似，进行规划时应当注意楼层之间尽量避免邻道干扰。

图 图书馆南面纵向剖面图

上图为图书馆南面纵向剖面图，由于和北面不一致，在规划的时候除了要注意楼层之间的邻道干扰之外，还要注意与图书馆北侧的邻道干扰。图书馆共使用21个AP，6个层交换机，1个楼交换机（图中未画出）。

6.3 AP的配置原则

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。

7淮海工学院通灌校区WiFi组网解决方案

网络拓扑

图 七号九号宿舍楼网络拓扑结构图

图 图书馆网络结构拓扑图

7.2 网络设备统计

网络设备统计如下表所示:

地点 七号宿舍楼 九号宿舍楼

AP（个） 21 18

层交换机（个） 7 6

楼交换机（个） 1 1

双绞线（段） 1 1

光纤线缆（米） 120 100

表7-1 网络设备统计表

图书馆

21

6

1

2

200

总计

60

19

3

4

420

无线AP、层交换机和楼交换机的设置在第六章已经说明过了，双绞线的设置是每捆双绞线305米，考虑到每层楼众多的AP还有大量的层交换机，故在每栋宿舍楼耗费1捆双绞线，而图书馆面积大，房间空间大则需要2捆双绞线。光纤的配置基本上和双绞线类似分别是七号宿舍楼配置120米光纤，九号宿舍楼配置100米光纤，图书馆配置200米光纤。整个宿舍子网教学子网整体配置就是这样。

7.3 成本预算

成本预算如下表所示：

名称

AP

型号

D-Link DWL-2000AP+A

数量

单价（元） 合计（元）

（个段米）

60 320 19200

层交换机 TP-LINK SF-1024S

楼交换机 华为S5700-24TP-SI（AC）

双绞线 TCL 超五类双绞线

光纤线缆

AMP 室外用铠装型光缆1664175-5

19

3

4

420

440

4670

460

14

8360

14010

1840

5880

49290 总计（元）

表7-2 成本预算统计表

8 结论与分析

在本次综合课程设计中，我们这组做的是淮海工学院通灌校区WiFi组网设计，而我被分配到的任务是通灌校区图书馆和七号还有九号宿舍楼的无线覆盖设计，不同于其他人的任务，我的设计中包含了宿舍子网还有教学子网的无线覆盖，而两个子网之间没有联系，这无形中增加了设计的难度。

在设计中，宿舍子网的设计相对较易，图书馆的结构则比较复杂，图书馆可分为南北两个部分，由于南北不对称，故在画纵向剖面图时特地将南北分开来画，这样可以更全面的了解楼内部结构。在信道分配时图书馆和七号宿舍楼采用A组信道，九号宿舍楼采用B组信道。整个设计过程中还是学到了不少的东西的，在画图方面对VISIO有了一定的了解，以前总是好奇别人的模型都是怎么画出来的，经过这次设计对于我的建模能力也有了不少的提高，而在各个AP信道分配中，为了能综合整体信道不产生邻道干扰，各个相邻的AP之间不可以采用相同的频点，相邻AP之间要相差五个以上信道间隔。在交换机的设计中采用一层楼一个二层交换机（图书馆每层两个，南北各一个），每栋楼一个三层交换机等等，这些东西的设计过程中提高了我的整体整合能力。

这次设计虽然完了，但是它带给我的意义却不一般，让我可以用一个新的眼光来看待我们的这个世界，这个世界是不完美的，但是却是值得我们每个人去探索去发现的。

本文标签： 网络设计无线图书馆频点