用户WLAN无线城市智慧wifi覆盖整体解决专业方案

20XXWLAN无线城市智慧wifi覆盖整体处理方案“无线城市”应用和需求分析

“无线城市”理念和目标

“无线城市”首先能使用户实现随时随地上网增加了便利性提升了信息应用效率。第二“无线城市”是一个愈加便利网络布署方法而且理论上成本会很低所以会更快速提升城市信息化水平。第三“无线城市”无处不在宽带网络可有效促进物联网快速成长催生孕育更为宽广无线机器互联应用市场。

建设一个含有综合信息化支撑能力无线城市以高水平信息基础设施构建优越商务环境和优质生活环境将有效支撑卓越城市创新理念提升城市整体实力增强城市竞争力。在此基础上提出建设“无线城市”致力于为政府、企业、家庭、个人等提供一站式信息服务。 “无线城市无限出色”将成为一张漂亮城市名片给城市商务旅游、社会管理、公共服务、生活学习和休闲娱乐等带来卓越效益。

“无线城市”建成以后全部在工作、生活、旅游人全部将能够经过无线方法宽带上网体会到无处不在、随时随地信息服务 以高端商务、办公、生活和旅游环境吸引一流企业和高素质人才政府社会管理和公共服务功效也将充足利用这个无线网络平台提升政府管理和服务水平。 “无线城市”将会主动融入“智慧城市”整体计划中为打造“智慧”奠定基础 同时“无线城市”项目还含有巨大经济价值和广泛社会意义。

公众需求分析

对于公众无线宽带网络应用为大家之间沟通提供多元化渠道和方法大家能够在家里、娱乐场所、酒店、机场、绿地、会议中心等场所随时随地享受无处不在网络接入服务真正实现数字化生活。另外无线宽带网络还能够提供无线定位服务、多种公共信息服务等无线宽带网络将在商务、旅游、家居、学校和医院等社会生活很多领域全部含有宽广应用前景。

无线网络接入需求任何地点、任何时间和任何人实现无线宽带网络接入。

公共信息获取天气预警、公告信息、市政信息、交通拥堵情况等信息立即获取和掌握。电子导航在线电子地图对于交通情况实时了解失物无线定位和跟踪等。

旅游信息旅游景点宾馆酒店查询航班、车票预订无线出租车服务无线旅游景点咨询等。医疗服务远程教授诊疗、移动挂号、老人小孩居家照料、抢救通报医生在病房随时获取病人病史和病情具体信息等。孕妇及婴儿全方位保健需求个人无处不在医疗预防信息提醒和忠言等。休闲娱乐在线游戏、在线电影、无线网上购物、无线音乐、在线聊天、娱乐视频等。生活学习无线点餐、无线家俱生活、无线支付、 网络逛街在线续借图书、远程教学等。移动办公在线交易、在线转账、商务服务、上传下载文件、收发邮件办公、异地办公等。

政府需求分析

伴随中国社会经济不停发展和友好社会建设要求怎样有效、综合利用政府资源提升本身日常工作效率增强应变突发事件能力已经越来越成为政府部门一个很关键工作。对政府来说遍布城市和联动城市无线宽带网络能够为政府公共安全、智能交通、公共管理、行政执法等城市职能部门提供用于电子政务、智能办公、应抢救助、远程信息交互等功效移动宽带网络接入服务在自然灾难、紧急事故、重大突发安全事件快速反应和抗风险能力方面和在特殊需求方面无线宽带网络更能表现出不可替换优势。

“无线城市”技术方案

总体标准

安全性标准W LA N网络作为开放性无线接入网络所以网络建设计划时需重视对用户安全性及网络安全性考虑。

可靠性标准 W LA N网络需确保网络信号质量、设备稳定运行、避免关键节点单点故障为用户提供可靠W LA N无线接入业务。

可运行性标准W LA N网络系统设备应方便管理 易于维护便于进行系统配置可统一监控设备参数、数据流量、系统性能等并能够进行远程管理和故障诊疗。

可扩展性标准W LA N系统设备不仅要满足目前需要而且网络扩展性方面要满足可预见未来需求如带宽和设备扩展应用扩展和办公地点扩展等。确保建设完成后系统在可向新技术升级能保护已经有投资。

整体方案

“无线城市”技术方案结构分为三部分 以下图所表示热点目标覆盖区WIFI建设总部运维中心。热点覆盖区WIFI建设需要依据覆盖场景特点选择适宜AP提供无线WLAN网络是无线网络建设关键。运维中心用于管理海量AP设备和无线用户管理。

运维中心

运维中心是整个“无线城市”神经中枢和大脑。其关键负责工作分为两大部分一是对整个“无线城市”网络进行基础运维管理确保整个网络正常运作二是将应用开发平台所需要信息进行搜集并将应用开发平台所需要推送信息进行公布。

热点目标覆盖

根据热点目标地域根据环境特点、用户对象不一样能够基础划分为大、 中、小三种覆盖场景。其中大型场景指所需WIFI覆盖范围大室内及室外AP数量达成上百个甚至上千个数据流量大设备数量多场景。如市政府集中办公区、机场、火车站、图书馆、医院等通常属于该场景。在这种场景下通常WIFI覆盖采取AP+AC无线控制器+FW方法实现。经过功效强大AC能够很好地协调成百上千AP协同工作实现集中管理。在该场景互联网出口通常布署防火墙设备首先实现大量用户地址转换NAT 其次可经过VPN技术将本网络认证信息和NAT日

志信息等上传至运维中心。

中型场景指所需WIFI覆盖范围较小市内及室外AP数量小于一百个数据流量不大设备数量不多场景。如区县政务中心、公园、广场、商业圈等大部分数属于该场景。在这种场景下通常WIFI覆盖采取AP+Router 带AC功效方法实现。经过Router自带无线管理功效可实现对本区域内AP集中管理。 同时经过Router所集成NAT、VPN、 Log等功效实现地址转换加密信息传输和NAT日志信息搜集及上传等功效。

小型场景指所需覆盖范围小使用单个WIFI设备即可覆盖场景。如公交站台、独立商户等属于该场景。在这种场景下通常采取目标区域放置一个AP AP统一由总部AC管理不过用户上网数据经过借用现网互联网出口将当地WIFI流量上传至Internet。

用户认证管了处理方案

用户身份验证方法

WLAN无线空口认证关键方法有开放系统认证Open-system Authentication 、WEP、WPA1/WPA2和WAPI四种。 OPEN和WEP方法是简单物理层认证方法安全性较差WPA1/WPA2和WAPI方法除了物理层认证之外还增加了用户认证判定安全性更高。开放系统认证是IEEE8021 1标准要求必备一个方法是最简单认证算法 即不认证。假如认证类型设置为开放系统认证则全部请求认证用户端全部会经过认证。在这种方法下全部符合8021 1标准终端全部能够接入到W LA N网络中来。开放系统身份验证比较适合有众多用户电信运行W LA N网络。

用户身份认证其经过提供有限访问权限来验证用户身份只有确定用户身份后才给完整网络访问权限可有效判别用户正当性。WLAN链路层身份验证关键有Portal(DHCP+WEB)、 MAC、8021X、WAPI等多个认证方法能够依据具体情况选择能够配合网络层认证使用。W LA N无线线网络用户认证方法经过采取以下多个组合具体以下表所表示。

认证组合 应用情况

Open+Portal 主流应用运行商网络WLAN网络

Open+Portal+MAC 主流应用是Open+Portal认证衍生方法

WEP+Portal 基础没有应用维护WEP密码麻烦

WEP+8021X 早期EAP-SIM认证方法运行商WLAN分担2G/3G流量场景

WPA/WPA2-PSK+Portal 基础没有应用维护WEP密码麻烦

WPA1/WPA2+8021 X 主流应用学校企业医院政府等企业网大量使用。

WAPI PSK 没有使用

WAPI 没有使用

针对“无线城市”项目面向政府或企机关职员认证推荐使用WPA2+8021 X方法确保数据安全和可靠面向一般市民认证方法推荐Open+Portal+MAC方法方便实现身份判定方便开展增

值业务。这种认证方法只需要在第一次接入WIFI时经过Portal网页进行认证 以后市民再连接WIFI时就无需输入用户名密码方便快捷免认证时间 能够同配置 。

对于临时访客和游客能够采取限时访问方法这种模式下用户每次登录只能许可有一定时间访问网络权限超时后必需重新登录。登录口令能够经过短信微信APP用户端方法下发APP用户端认证方法需要对接和开发 。

针对“无线城市”项目市政府集中办公区、机场、火车站、 图书馆、医院等AP规模较大场景推荐集中认证-集中转发模式公交站台、独立商户等AP规模较小分支场景推荐使用集中认证-当地转发。这里所讲“集中认证”指是无线用户认证网关集中到A C上认证不是AAA系统。用户策略管理

用户策略是指用户认证经过后基于用户角色对可访问网络资源进行安全控制。

1 、管理员在控制器中创建用户账号、用户组 同时将用户账号加入其所属用户组然后为用户统一定义基于用户组网络访问策略即用户组策略 。

2、灵敏交换机自带随板AC作为策略实施点和准入认证点设备和Control ler建立关联后控制器将管理员配置网络访问策略下发给全部关联设备上在实施策略设备上生成基于用户组业务模板。

3、用户开启认证在认证过程中控制器依据用户登录信息将其和用户组关联。认证成功后控制器将该用户所属用户组下发给灵敏交换机。

4、在灵敏交换机上基于control ler下发用户组信息实施UCL策略控制限制访问资源权限、用户带宽等策略。

5、用户在“无线城市”任何地方登陆 因为准入设备PEP全部预置了业务策略用户重新认证上线后可含有一致网络访问策略实现业务随行。

24数据传输处理方案

数据传输通道

热点WIFI覆盖到总部运维中心数据传输通道推荐充足利用现有网络环境或租赁运行商网络避免反复投资。 目前关键可分为三种情况 a利用以太交换机传输 b利用PON网络传输 c利用CMTS网络传输。考虑租赁运行商网络费用昂贵该传输通道关键承载用户认证 日志信息和增值业务等无线用户访问互联网流量提议全部走当地internet出口。

无线服务质量

“无线城市”网络能够建立成一个旅游娱乐餐饮等等于一体内部服务网络里面能够插入丰富多媒体视频资源介绍成全部各个旅游景点城市特色等等这么将产生大带宽需求。因为空口带宽资源有限而且本质是一个共享资源使得空口资源QoS调度很关键空口QoS调度能力直接影响整个“无线城市”网络体验。为此需从多层级流量控制、强大优先级调度和灵活标签映射等多个方面提供丰富灵活QoS服务质量确保用户端到端业务体验。

多层级流量控制能力基于SSID流量控制、基于AP流量控制、基于用户流量控制而且支持多层级组合使用。经过这些手段管理员能够按不一样接入区域/热点设定不一样上下行流量带宽限制 比如公共场所AP提供带宽小于办公场所带宽能够指定具体账号带宽限制 比如公共账号提供2M带宽限制 以预防恶意带宽占用对于部分场所能够布署多个SSID接入服务 比如一个是XXXX无线城市一个是XXXX市政为两个不一样SS I D接入服务设定不一样带宽资源。

网络可靠性处理方案

网络稳定性是每一张网络全部关键关注事情之一。 “无线城市”网络可靠性通常关键关注组网可靠性和设备可靠性两个方面。

组网可靠性

AC控制器作为WLA N关键组件 负责A P管理、用户认证和无线流量转发等关键功效所以AC控制器稳定性设计就是不可忽略问题。针对“无线城市”具体场景推荐以下两种备份方法各热点和总部之间推荐AC控制器N+1冷备份

“无线城市”项目通常全部有很多个热点和应用场景单个AC极难完全实现对各热点接入用户认证和AP管理。经过采取分布式布署 即每个大中型热点和总部分别布署AC 小型热点只布署AP不布署独立AC 由总部AC统一管理。为了确保网络可靠性多个大中型热点AC和总部AC之间推荐N+1备份方法 当任何一个热点AC发生故障总部备份AC能够快速完成切换对应AP和接入用户迁移到备份AC从而确保网络稳定具体以下图所表示。总部推荐AC控制器1+1热备份

因为总部AC管理AP和用户量大且负担着各热点AC备份任务所以一定要确保总部AC可靠性推荐总部布署2台AC 2台AC之间经过1+1热备份增强可靠性具体以下图所表示。设备可靠性

AP通常安装在比较隐蔽环境环境比较恶劣尤其是室外AP所以室外AP一定要有很强防尘防水防风和防雷能力。

无线安全处理方案

网络安全性也是每一张网络全部关键关注事情之一。W LA N无线网络信号存在和空气中任何人全部能够接收到很轻易受到外界干扰和威胁影响如WIDS/WIPS周围射频信号干扰非法设备检测和反制等。

WIDS/WIPS

为了方便实现非法设备检测和反制 同时又不增加设备提议AP支持混合模式传输模式即单个AP能够监测无线网络中设备也能够同时传输WLAN数据。 同时WIDS还应支持攻击检测功效 能够检测泛洪攻击弱IV向量攻击、欺骗攻击、暴力破解WPA/WPA2/WAPI预共享密钥和WEP共享密钥立即发觉网络不安全原因立即反制并经过日志统计信息和告警方法

立即通知网络管理员。无线钓鱼和Rouge AP防护

无线钓鱼是将有线网络中钓鱼攻击方法应用到无线领域但因为网络传输协议不一样用方法当然也不一样常见无线钓鱼方法是基于伪造AP使得无线用户端访问虚假AP从而钓鱼得到用户端信息。针对非法瘦AP接入有线网络后无线钓鱼场景防护手段依靠AC对AP接入安全控制能够进行防护。WLAN需支持针对非法AP无线钓鱼防护支持Rouge AP检测和隔离。网络运维处理方案

“无线城市”项目包含面较广设备较多 网络开局和运维是不容忽略一个重大问题。有一个专业网管系统能够提升网络布署、性能监控、问题排障等运维效率。采取新一代网络管理系统esight实现对网络、业务、用户统一管理和智能联动。 eSight支持对IT、 IP和第三方设备统一管理提供灵活开放平台为无线WLAN网络量身打造自己智能管理系统。针对WLAN无线网络esig ht提供多个管理功效关键有三点。

便捷设备配置和向导式业务布署管理

可视化W LA N网络统一视图

全方位故障监控?

网络布署

用户经过简练向导式布署页面首先指定AC参数配置其次创建网元级配置模板经过规化表单批量导入FITAP列表最终批量完成FITAP布署快速完成WLAN网络布署 以下图所表示。

网络监控

用户能够经过网管物理拓扑查看监控A C设备及链路状态能够经过W LA N业务拓扑直观查看STA、 FITAP、AC接入关系能够经过位置拓扑查看目前热点位置及射频信号覆盖范围并在视图上标识目前非法AP位置。

用户经过性能管理、告警管理及W LA N物理资源管理监控网络运行情况并经过报表系统周期性给出W LA N相关报表帮助用户实现轻松运维。

网络故障恢复

当网络中AP出现异常或在WLAN网络调试过程中用户能够经过网管远程批量恢复AP出厂设置在WLA N网络中AP升级完成后或在WLA N网络调试过程中用户能够经过网管远程批量重启AP当网络中AP出现硬件故障需要替换时用户能够经过网管快速完成AP替换AC复制故障AP上原有配置至替换新替换AP快速确保AP替换后业务不变。

用户能够可经过AP PING上行设备IP 包含网关或服务器IP 依据测试结果判定AP上行业务线路通断情况或经过AP下行PING用户IP地址从而确定用户报障原因是用户关联问题还是上行业务不通。APPing受AP状态正常约束所以提供AC诊疗 AC下行Ping可诊疗AC至AP链路通断。

“无线城市”场景网规网优方案

从无线W LA N网络计划步骤角度讲无线网络计划设计分为需求分析售前网规 用户交流及报价具体工勘售后网规和安装施工等多个阶段。需求分析关键搜集和确定用户建网场景、覆盖面积、地物地貌、接入用户数、供电、走线等信息方便后续网络计划和优化。售前网规依据用户需求和覆盖现场环境计划AP设备布防WLAN网络融合和设备选型等。用户交流及报价依据售前网规输出配置报价并就售前网规内容和报价和用户交流并修改。具体工勘和售后网规确定订单后安排专业人员完成具体站点选址布放位置走线位置、供电位置、潜在干扰排查等工作。网规网优中最关键是射频设计容量设计布放设计和网络优化四个部分。

布放设计

无线AP布放注意事项站点到覆盖区域之间要直接可见不能有障碍物阻挡站点周围避免强电强磁及其它信号干扰站点需要有可靠电源

AP走线应该注意事项AP到交换机网线长度不超出90米 网线长度需要预留5米左右 以备后期调整远离强电强磁提前和用户确定避免因物业、美观等其它原因用户不一样意施工天线布防注意事项站点距覆盖目标区域较远时能够合适增加天线高度或减小天线下倾角来实现反之覆盖较近区域需降低天线高度或增大天线下倾角。信号关键覆盖区域和天线高度、波瓣宽度、下倾角之间关系

容量设计

总带宽需求总带宽需求=用户数*并发率*每用户带宽需求

所需AP数量

AP数量=总带宽需求/每AP带宽

AP数量=用户数/单AP用户接入数

AP数量=用户数/(单AP空口速率/单用户带宽需求)

说明用户数即使用W LA N网络终端数量。用户数和覆盖目标人数W LA N终端渗透率相关。用户数人数×W LA N终端渗透率

单AP用户接入数理论上因为WLAN AP采取了CSMA(冲突检测载波侦听多路存取)协议一个WLAN AP能够接入很多用户但实际上假如接入用户数目过多会造成每个用户性能下降甚至无法接入所以通常每个AP计划接入50个用户为宜推荐值为30。

单用户带宽需求每个用户所需要带宽大小该输入和网络设计目标相关。通常带宽需求为12Mbps。

射频设计

频点划分

WLAN系统关键应用两个频段24GHz和50GHz。24G频段具体频率范围为2424835GHz

连续频谱信道编号114非重合信道共有三个通常选择1 、6、 1 1这三个非重合信道。50G频段分配频谱并不连续关键有两段 515535GHz、 5725GHz585GHz。不重合信道在

515535GHz频段有8个分别为36、40、44、48、52、56、60、64在5725GHz585GHz频段有4个分别为149、 153、 157、 161 能够依据实际布署情况选择对应非重合信道。信道覆盖

WLAN信道计划需遵照两个标准蜂窝覆盖、信道间隔。依据覆盖密度、干扰情况、选择24G/5G单频或双频覆盖。AP交替使用24G1 、 6、 1 1信道及50G36、 40、 44信道避免信号相互干扰通常情况单独使用24G或50G频段对于密度用户接入场所能够启用双频进行覆盖方便提供愈加好接入能力。

链路预算

W LA N链路预算通常经过边缘场强确定空间损耗计算覆盖距离计算等步骤。边缘场强确定是指在WLAN工程布署中要求关键覆盖区域内WLA N信号抵达用户终端电平不低于75dBm。这么能够保障用户和AP协商速率和收发数据质量。

空间损耗计算通常采取以下公式 。其中 Pr[dB]为最小接收电平 即为AP在不一样传输速率下接收灵敏度 Pt[dB]为最大发射功率 Gt[dB]为发射天线增益Gr[dB]为接收天线增益 Pl[dB]为路径损耗包含空间传输损耗、馈线传输损耗、墙体/玻璃阻挡损耗 。实际布署中终端天线增益不可知为方便计算常忽略接收天线增益而采取以下公式抵达用户端信号电平AP发射功率A P天线增益路径损耗。路径损耗关键指W LA N信号空间损耗空间损耗924+20lgf+20lgd f GHz d km 。 由公式推算可知

空间传输距离 100m 200m 300m 400m 500m 600m 1000m

24GHz信号空间衰减(dBm) 80 86 895 92 94 955 100

58GHz信号空间衰减(dBm) 876 936 971 996 101 6 1031 1076为便于了解链路估算过程这里给出一个室外场景覆盖和室内场景覆盖预算案例依据W LA N覆盖边缘场强要求抵达终端用户信号电平不低于75dBm 500mWAP输出电平27dBm天线增益11dBi 距离AP 500m处信号衰减量94dBm因为27+1 1-94-56dBm大于-75dBm所以理论上AP覆盖范围大于500m。因为数据通信是双向终端信号发射功率相对AP较弱综合考虑通常提议室外AP覆盖范围为200m300m。有些场景需要利用无线AP设备做桥接AP桥接能够根据3km5km计划。

依据WLAN覆盖边缘场强要求抵达终端用户信号电平不低于75dBm 100mW AP输出电平20dBm天线增益4dBi 距离AP 60m处信号衰减量90dBm 因为20+4-90-66dBm大于-75dBm所以理论上室内AP覆盖范围大于60m。考虑到室内环境复杂无线信号需要穿越墙体等障碍物通常提议覆盖半径为1020m左右。

网络优化

自动调优

当AP射频环境出现恶化某个AP故障或新增扩容AP时需要开启射频自动调优 以增强系统可靠性和稳定性。提议选择同时支持局部调优和全局调优AP设备。局部调优可方便应用于扩容新AP、单点AP故障或微波炉等局部环境改变而引发信道环境改变场景 以下图所表示。全局调优更多应用于新建W LA N网络或大面积信道环境恶化场景。

当AP3掉电或故障时其邻近AP1和AP4自动感知并调整发射功率从而达成补盲效果。AP3重新上线后其邻居AP1和AP4自动调整发射功率避免AP和邻居因覆盖区域重合造成AP间相互干扰。

负载均衡

无线用户端通常会依据AP信号强度RSSI选择AP这很轻易造成大量用户端仅仅因为某个AP信号较强而连接到同一个AP上。因为WLA N是基于CS MA/CA机制实现多用户接入当单台AP接入用户数过多时用户吞吐率性能会出现急剧下降且稳定性无法确保。负载均衡特征能够根据用户数量和用户流量将用户分配到同一组但负载不一样AP上从而实现不一样AP之间负载分担避免出现某个AP负载过高而使其性能不稳情况。

如上图所表示。用户模式 AP1和AP2属于同一个负载均衡组 AP1已接入4个STA AP2已接入2个STA。AP1和AP2接入STA个数差值为2 当阈值设置为1时新接入STA7被均衡到接入用户数量较少AP2上。

流量模式AP1和AP2属于同一个负载均衡组AP1已接入4个STAAP2已接入2个STA。但AP2上STA5/STA6承载高带宽业务总带宽流量30M超出AP1总带宽8M当设定阈值为12M新接入STA7被均衡到流量负荷较小AP1上。

5G优先接入

5G优先接入是指对于双频AP AP同时支持24G和5G射频 假如STA也同时支持5G和24G功效则AP控制STA优先接入5G。

现网应用中大多数STA同时支持5G和24G功效 STA经过AP接入Internet时通常默认选择24G接入。假如用户想要接入5G需要手工选择。在高密度用户或24G频段干扰较为严重环境中 5G频段能够提供愈加好接入能力 降低干扰对用户上网影响。经过5G优先接入功效 AP能够控制STA优先接入5G。

干扰检测

W LA N网络无线信道常常会受到周围环境影响而造成服务质量变差。经过配置干扰检测监测AP能够实时了解周围无线信号环境并立即向AC上汇报警。干扰检测能够检测干扰类型包含AP同频干扰、AP邻频干扰和STA干扰。

AP同频干扰两个工作在相同频段上AP之间相互干扰。比如对于规模较大WLAN网络 同一信道常常需要被不一样AP使用。 当这些AP之间存在着反复区域时就存在同频干扰问题