基于WiFi的商務(wù)酒店綜合大樓無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究

李軼驥

【摘要】 現(xiàn)階段WIFI技術(shù)更趨成熟，大樓、廣場(chǎng)、校園等區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋成為現(xiàn)實(shí)，上網(wǎng)方式更為靈活簡(jiǎn)便，互聯(lián)網(wǎng)資源得以高效利用。本文主要結(jié)合某商務(wù)酒店綜合大樓無線網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)例，對(duì)基于WiFi的無線網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)和建設(shè)進(jìn)行研究探討。

【關(guān)鍵詞】 WiFi 無線網(wǎng)絡(luò) 設(shè)計(jì) 建設(shè)

一、引言

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展成熟，相關(guān)產(chǎn)品不斷豐富，較好滿足了當(dāng)前各種移動(dòng)終端、無線設(shè)備等訪問互聯(lián)網(wǎng)的需求，盡管在傳輸速度和安全性等方面還有待提高完善，在一定程度上仍有效彌補(bǔ)了有線網(wǎng)絡(luò)的使用缺陷。其架設(shè)組網(wǎng)簡(jiǎn)單，成本低，后期維護(hù)和擴(kuò)容簡(jiǎn)便，能有效解決遠(yuǎn)距離、廣范圍和復(fù)雜環(huán)境下的信息互聯(lián)傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目梢苿?dòng)性、優(yōu)質(zhì)性和廣域性，使網(wǎng)絡(luò)資源得到高效利用。

無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，縮寫“WLAN”），它是利用無線通信技術(shù)（以電磁波為傳輸介質(zhì)），取代傳統(tǒng)的雙絞銅線纜，不僅能實(shí)現(xiàn)有線局域網(wǎng)絡(luò)的功能，還能滿足用戶隨時(shí)隨地便捷地接入網(wǎng)絡(luò)。而WIFI（WirelessFidelity，無線相容性認(rèn)證）是WLAN中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)階段統(tǒng)指“IEEE802.11”協(xié)議?！八且环N短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號(hào)?！盵1]其主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是使用了2.4～2.4835G免許可證的頻段，室內(nèi)綜合覆蓋范圍30米至90米，主要由路由器、AC、AP和無線網(wǎng)卡等組成。且協(xié)議規(guī)定相關(guān)設(shè)備的無線發(fā)射功率不超過100毫瓦，實(shí)際功率更低，這相對(duì)于手機(jī)、對(duì)講機(jī)等的大功率（200毫瓦～5瓦）而言更為健康安全。

本文主要以某商務(wù)酒店綜合大樓的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)建設(shè)為具體案例，對(duì)在工程中涉及的建設(shè)方案、施工技術(shù)等進(jìn)行探討研究。

二、項(xiàng)目概況

該商務(wù)酒店綜合大樓主要用于住宿、餐飲、商務(wù)辦公和會(huì)議等。大樓為L型構(gòu)造，共有7層樓，1樓為餐飲大堂，2樓為餐飲包間，3樓為茶坊，4樓為辦公區(qū)域，5樓和6樓為酒店住宿，7樓為會(huì)議室。大樓內(nèi)部原為有線局域網(wǎng)，其存在設(shè)備端口數(shù)少、帶寬窄和維護(hù)困難等問題。現(xiàn)隨著筆記本電腦、PAD和手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備的廣泛使用，大樓內(nèi)越來越多的用戶都希望能通過無線方式使用互聯(lián)網(wǎng)。

2.1存在問題

1、設(shè)計(jì)缺失。在早期建設(shè)大樓時(shí)，設(shè)計(jì)人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展規(guī)模和后期使用需求認(rèn)識(shí)不足。一是整棟大樓只引進(jìn)一條普通銅纜ADSL寬帶，帶寬4Mbps（上行512Kbps，下行4Mbps）。加之銅纜傳輸衰減大，帶寬提升受限。二是有線局域網(wǎng)絡(luò)只覆蓋了4至6樓共42個(gè)房間，設(shè)備陳舊，網(wǎng)絡(luò)承載能力薄弱。各樓層交換機(jī)預(yù)留端口少，每個(gè)房間內(nèi)只有1個(gè)端口，如想增加上網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)多人上網(wǎng)，必須另外采購設(shè)備、網(wǎng)線等進(jìn)行組網(wǎng)，造成不必要的重復(fù)投入和浪費(fèi)。三是部分入住商家因網(wǎng)絡(luò)速度慢，使用端口少等因素，自己另行組網(wǎng)，導(dǎo)致部分公共區(qū)域內(nèi)網(wǎng)線走向不規(guī)范，存在安全隱患。

2、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)困難。大樓內(nèi)原有網(wǎng)線在建設(shè)時(shí)就已全部暗埋入地下和墻體內(nèi)。雖然美觀、安全，抗干擾性好，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，但長期使用后，出現(xiàn)部分暗埋網(wǎng)線在墻體內(nèi)受潮老化，接頭處和磨損點(diǎn)等生銹，墻面接線盒松動(dòng)，接觸不良等問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)掉包嚴(yán)重，傳輸不穩(wěn)定。如想對(duì)暗埋的故障網(wǎng)線進(jìn)行問題排查和更換，難度較大。其次，有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，用戶少，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障排查容易。但后期用戶不斷增多，多數(shù)房間內(nèi)還有用戶自組的網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，IP地址沖突、病毒攻擊等增加，故障處理耗時(shí)耗力。

3、可擴(kuò)展性差。隨著大樓內(nèi)部環(huán)境功能朝著餐飲、住宿、辦公和會(huì)議等方向發(fā)展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求增加，用途更為多樣，部分房間功能調(diào)整后需要大量網(wǎng)絡(luò)端口接入。如果在線路暗埋的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展難度較大，涉及到布線，室內(nèi)外改造，工程量大，建設(shè)成本高等系列問題。

2.2網(wǎng)絡(luò)需求分析

1、網(wǎng)絡(luò)使用的需求。用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用需求主要有：一是將網(wǎng)絡(luò)以無線可漫游的方式覆蓋整個(gè)大樓，高效低成本地讓更多用戶能輕松便捷地實(shí)時(shí)上網(wǎng)和傳輸共享信息數(shù)據(jù)。二是在引進(jìn)光纖網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，能借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)施設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)質(zhì)高速。

2、網(wǎng)絡(luò)管理和安全的需求。無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)單一，管理維護(hù)簡(jiǎn)便，設(shè)備設(shè)施不易破壞，易升級(jí)和更換。能有效管理規(guī)范用戶的上網(wǎng)行為，對(duì)上網(wǎng)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，避免個(gè)別用戶大量進(jìn)行P2P下載或在線視頻占用大量帶寬資源，保障核心用戶享有足夠帶寬。由于大樓內(nèi)用戶量大，可能存在少數(shù)網(wǎng)絡(luò)行為和接入設(shè)備設(shè)置不規(guī)范，出現(xiàn)IP地址沖突和病毒攻擊等情況，故必須要對(duì)訪問權(quán)限、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M(jìn)行多層次控制，確保網(wǎng)絡(luò)安全性。

3、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的需求。大樓內(nèi)既有商務(wù)辦公用戶，還有酒店顧客，用戶量大，無線上網(wǎng)終端設(shè)備多元、數(shù)量多，原有線網(wǎng)絡(luò)端口已無法滿足。使用WiFi可低成本解決多用戶、多設(shè)備同時(shí)接入使用網(wǎng)絡(luò)的需求。

2.3建設(shè)目標(biāo)

根據(jù)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)需求，建設(shè)目標(biāo)具體如下：

1.實(shí)現(xiàn)大樓無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。利用WiFi技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無縫覆蓋大樓1-7層區(qū)域所有房間及走廊。保證手機(jī)和筆記本等移動(dòng)設(shè)備在室內(nèi)接受信號(hào)強(qiáng)度在-60dBm以上（即手機(jī)三格信號(hào)，電腦四格信號(hào)）。相鄰AP選擇合適的信道，避免同頻干擾。無線不掉線，速率穩(wěn)定。用戶在多AP間漫游切換時(shí)Beacon間隔100ms。同時(shí)獨(dú)立引進(jìn)30Mbps電信級(jí)商務(wù)光纖（上下行均30Mbps），確保用戶網(wǎng)絡(luò)訪問高速流暢。設(shè)備安裝要與原建筑物的整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和布局切合，走線美觀。

2.實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可管理，易維護(hù)。對(duì)整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一管理。能對(duì)SSID、IP地址、AP信道、連接方式等參數(shù)集中設(shè)置。能滿足多用戶同時(shí)接入，且各設(shè)備能長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，特別是路由器能持久雙向大吞吐穩(wěn)定工作。整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)要具備較強(qiáng)的抗干擾抗破壞能力以避免各種電子干擾和惡意攻擊。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中能實(shí)時(shí)監(jiān)管整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的路由器、POE供電交換機(jī)、AP等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，能查看用戶接入情況，控制分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和管控用戶大流量帶寬占用行為等。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，易于查找故障原因，設(shè)備更換能即插即用，并能統(tǒng)一配置和升級(jí)。

3.實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)充性。隨著用戶數(shù)量不斷增加，無線上網(wǎng)終端設(shè)備不斷普及，無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容和規(guī)模將會(huì)不斷被要求更新、擴(kuò)大。為此，要確保在不影響網(wǎng)絡(luò)正常使用的情況下，能平穩(wěn)快速的進(jìn)行軟硬件設(shè)備的更新、升級(jí)和擴(kuò)充。

三、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

3.1設(shè)計(jì)原則

無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是將“各種不同應(yīng)用的信息資源通過高性能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相互連接起來，而在實(shí)現(xiàn)這個(gè)之前總需要一個(gè)總體設(shè)計(jì)方案”[2]以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目效果最優(yōu)化，而設(shè)計(jì)方案要得以實(shí)現(xiàn)，需遵守以下幾方面原則： 1、選用技術(shù)性能符合國標(biāo)，性價(jià)比高、先進(jìn)的能滿足用戶未來一定時(shí)期內(nèi)使用需求的通信設(shè)施和無線網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)備。所有設(shè)施設(shè)備均具備良好的安全性、實(shí)用性和穩(wěn)定性，能充分防止來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部和外部的各種干擾破壞。2、對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是要充分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性和可管理性，使得網(wǎng)管人員能實(shí)時(shí)掌握諸如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、性能數(shù)據(jù)參數(shù)、故障信息等，能簡(jiǎn)便地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置、調(diào)整和維護(hù)，確保網(wǎng)絡(luò)工作在良好狀態(tài)。3、考慮到今后網(wǎng)絡(luò)規(guī)模可能擴(kuò)大，為滿足用戶多元需求，軟硬件要具有兼容、升級(jí)和擴(kuò)充的可能性。

3.2無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.3無線網(wǎng)絡(luò)使用流程

四、項(xiàng)目實(shí)施

4.1設(shè)備選型

根據(jù)實(shí)際情況，為實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)化，我們采用行業(yè)內(nèi)主要從事商業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備研發(fā)和無線方案設(shè)計(jì)的IP-COM公司的產(chǎn)品。具體有：IP-COM M100（綜合網(wǎng)關(guān)+AC）；IP-COM G3210P（8口PoE網(wǎng)管型供電交換機(jī)） ；IPCOM F1226P（24口PoE網(wǎng)管型供電交換機(jī)）；IP-COM W40無線AP 。

4.2 AP布設(shè)

無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，最核心的是AP布設(shè)，主要涉及以下幾點(diǎn)：

1.要綜合AP的發(fā)射功率、覆蓋范圍、承載量、區(qū)域內(nèi)接入量和無線信號(hào)到達(dá)室內(nèi)最遠(yuǎn)處的衰減值等因素來確定位置。酒店大堂、茶房和會(huì)議室等區(qū)域內(nèi)墻體、門窗等障礙物較少，AP位置的確定主要考慮邊界信號(hào)值覆蓋達(dá)到-45dBm～-55dBm和用戶端接入量，故AP安裝靠近人員聚集區(qū)或室內(nèi)兩角處。辦公區(qū)域內(nèi)房間數(shù)較多，墻體較厚，為實(shí)現(xiàn)信號(hào)值在室內(nèi)最深處達(dá)到-50dBm～-60dBm，室內(nèi)中間能達(dá)到40dBm～-50dBm，樓內(nèi)走廊處在-25dBm至-35dBm之間，故AP安裝在走廊正中近門口處。

2.必須要遠(yuǎn)離或避開干擾源以避免AP無線信號(hào)傳輸受到影響。如大功率無線路由器、無繩電話等同頻段設(shè)備以及強(qiáng)電設(shè)施和金屬門窗等障礙物。

3.相鄰AP要間隔一定距離，并區(qū)分不同信道，防止AP間相互干擾，保證速率穩(wěn)定。部分區(qū)域用戶密集，客服端接入量較多，既要考慮不超過每個(gè)AP的40個(gè)客戶端接入量上限，又要注意當(dāng)某一AP接入量突然增加，可能出現(xiàn)此其所承載用戶帶寬減少的情況。

4.AP在最終定位時(shí)，要再進(jìn)行一次室內(nèi)信號(hào)檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)室內(nèi)最深處信號(hào)強(qiáng)度小于-65dbm，信號(hào)較弱、不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)連接速度慢，延時(shí)較大等問題時(shí)，首先要考慮適當(dāng)調(diào)整AP位置。如調(diào)整后仍出現(xiàn)驗(yàn)證通過卻不能獲取IP地址，或連接后無法上網(wǎng)，或網(wǎng)速變慢等問題，要檢查路由器地址是否不夠分配，POE供電交換機(jī)的供電狀態(tài)及功率輸出，對(duì)遠(yuǎn)距離AP可采用8口POE交換機(jī)，以保證供電效果。同時(shí)要適當(dāng)調(diào)節(jié)機(jī)柜內(nèi)溫度，防止設(shè)備溫度過高導(dǎo)致芯片運(yùn)行故障。

基于以上，1、2、3和7樓內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，均為半開放式區(qū)域。4、5、6樓的房間布局相同，即中間為通道，兩邊為辦公室。故AP布設(shè)具體為：1樓配備2個(gè)，2樓配備3個(gè)，3樓配備2個(gè)，4至6樓各層配備4個(gè)，7樓配備2個(gè)。每一個(gè)AP都通過網(wǎng)線連接到5樓機(jī)房POE交換機(jī)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和供電。

4.4參數(shù)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)路由器、POE交換機(jī)和AP等設(shè)備要進(jìn)行綜合、系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)和調(diào)試。

1、 AP參數(shù)設(shè)計(jì)

1）信道分配。AP點(diǎn)位確定后，需集中分配各AP信道，避免相鄰樓層、同樓層相近AP間的信號(hào)干擾及同頻無線路由器信號(hào)干擾。根據(jù)802.1l標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，在2.4G～2.485G之間的無線頻點(diǎn)有13個(gè)。根據(jù)蜂窩覆蓋原理，“同一區(qū)域內(nèi)所選的頻率應(yīng)該至少間隔25MHz，我們可以同時(shí)使用3個(gè)不重疊信道”[3]。我們先測(cè)出4樓和7樓的部分辦公室內(nèi)已有無線路由器信號(hào)的信道，優(yōu)先避開重復(fù)信道；其次對(duì)AP安裝密度高的5和6樓進(jìn)行信道分配；然后再對(duì)AP安裝密度較低的1、2、3樓進(jìn)行分配。從而實(shí)現(xiàn)相鄰相近的兩AP間不會(huì)出現(xiàn)相互信號(hào)干擾。

2）安全認(rèn)證方式。設(shè)計(jì)中，我們關(guān)閉了AP內(nèi)部DHCP功能，只啟用一個(gè)SSID。由路由器統(tǒng)一為AP設(shè)置SSID和訪問密碼，由AP完成客服端接入密碼驗(yàn)證。當(dāng)密碼驗(yàn)證通過，再向交換機(jī)和路由器提出網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問的申請(qǐng)。由于大樓內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備多元，保證無線網(wǎng)絡(luò)安全的同時(shí)也要方便使用，我們采用WPA-PSK/WPA2-PSK方式 ，因?yàn)椤癢PA密碼的破解難度比WEP加大了很多，而且對(duì)于WPA的破解必須在有合法的客服端存在的情況下才能進(jìn)行”。[4]采用WPA加密規(guī)則，將其設(shè)定為“TKIP&AES;”。

2、路由器參數(shù)設(shè)計(jì)與測(cè)試

M100路由器作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，統(tǒng)一管控所有AP，實(shí)時(shí)監(jiān)管AP運(yùn)行狀態(tài)和客服端連接狀態(tài)，IP地址分配，審計(jì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容，控制上網(wǎng)行為和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等。大樓內(nèi)部客服端接入數(shù)量較多，地址租期設(shè)定為6小時(shí)，地址范圍設(shè)定為（172.168.0.10-172.168.1.250）。

3、POE交換機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)與測(cè)試

結(jié)合PoE單端口最大輸出功率和供電傳輸距離等因素，1、2、3樓的所有AP由G3210P管理型交換機(jī)管理，其余樓層則集中使用F1226P管理型交換機(jī)管理。所有POE交換機(jī)內(nèi)部均劃分VLAN，并作端口預(yù)留，可監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流和供電狀態(tài)等。

五、結(jié)語

通過本次的研究與實(shí)踐，我們?cè)谠摯髽莾?nèi)設(shè)計(jì)構(gòu)建了易管理、易維護(hù)，安全、可靠、穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)大樓內(nèi)部的整體信息現(xiàn)代化進(jìn)程，極大便利了商家用戶的工作生活，也為WiFi相關(guān)技術(shù)在其他項(xiàng)目中的具體實(shí)施提供了成功的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李揚(yáng).WIFI技術(shù)原理及應(yīng)用研窮[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2010，（6）：241.

[2] 常琳.淺析校園網(wǎng)技術(shù)方案設(shè)計(jì)原則[J].現(xiàn)代情報(bào).200l（3）：14

[3] 容躍.XX中醫(yī)學(xué)院無線校園網(wǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)及過程控制研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2011：53.

[4] 周付安 劉詠梅.無線網(wǎng)絡(luò)存在的安全問題及應(yīng)對(duì)策略[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012，1（137）：11.