南通大劇院無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

唐玉 范君

摘要：以南通大劇院無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)為背景，給出相關(guān)設(shè)實(shí)施方案，詳細(xì)介紹了項(xiàng)目背景、無(wú)線設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。其中，無(wú)線設(shè)計(jì)部分從無(wú)線設(shè)計(jì)需求、AP覆蓋規(guī)劃、AP部署設(shè)計(jì)、無(wú)線安全設(shè)計(jì)、無(wú)線產(chǎn)品選型等角度給予闡述。無(wú)線設(shè)計(jì)工作有效滿(mǎn)足了大劇院無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：無(wú)線網(wǎng)絡(luò);AP;無(wú)線控制器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）03-0045-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 項(xiàng)目背景

南通大劇院位于江蘇省南通市中創(chuàng)區(qū)，項(xiàng)目規(guī)劃用地面積107071平方米（160畝），總建筑面積105000平方米。其中，地面建筑面積75000平方米，地下建筑面36000平方米。建筑地上7層，地下3層，建筑總高度57米。

大劇院包含五個(gè)廳：歌劇院（1600座）、音樂(lè)廳（1200座）、戲劇場(chǎng)（600座）、多功能廳（400座）、少年活動(dòng)中心兒童劇場(chǎng)（300座），這五個(gè)廳被一個(gè)公共的環(huán)形大廳串聯(lián)起來(lái)。

2 無(wú)線設(shè)計(jì)

2.1 無(wú)線設(shè)計(jì)需求

本次涉及的無(wú)線項(xiàng)目的建筑物一共有6層，主要的場(chǎng)所為大廳、觀眾廳、化妝室、辦公室。觀眾大多需要連接互聯(lián)網(wǎng)，提供安全、穩(wěn)定、可靠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)是此次無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。

此次無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，是實(shí)現(xiàn)南通大劇院實(shí)施無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的部署，劇場(chǎng)內(nèi)的演員和觀眾可以通過(guò)個(gè)人電腦、手機(jī)或平板設(shè)備WIFI隨時(shí)隨地接入無(wú)線網(wǎng)，達(dá)到劇院內(nèi)無(wú)線信號(hào)的全方位立體式無(wú)縫覆蓋。劇場(chǎng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求與有線網(wǎng)絡(luò)能夠無(wú)縫對(duì)接，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的暢通傳輸，同時(shí)具備相關(guān)的安全防御和認(rèn)證管理功能，可以對(duì)有線和無(wú)線的流量統(tǒng)一管理，同時(shí)也需盡可能簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)速度與效率[1-2]。

本工程是大劇院無(wú)線設(shè)計(jì)，由于劇院目前正在建設(shè)中，本設(shè)計(jì)以劇院施工平面圖紙為基礎(chǔ)，借助無(wú)線地勘軟件輔助設(shè)計(jì)。

2.2 AP覆蓋規(guī)劃

基于劇場(chǎng)的背景下，在雙絞線或光纖布線受限的區(qū)域環(huán)境內(nèi)，相當(dāng)數(shù)量的移動(dòng)設(shè)備同時(shí)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的無(wú)線數(shù)據(jù)接入和傳輸問(wèn)題，需要通過(guò)使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋來(lái)解決。其中高密集人員且長(zhǎng)時(shí)間停留的觀眾廳、樂(lè)池在無(wú)線覆蓋的同時(shí)也需要保證人員的上網(wǎng)質(zhì)量;一般密度人員且長(zhǎng)時(shí)間停留的辦公室、會(huì)議室、小排練室等可在保證無(wú)線覆蓋的同時(shí)添加幾個(gè)有線的接口;一般密度人員且流動(dòng)性強(qiáng)的主側(cè)舞臺(tái)、活動(dòng)室、和大廳等只需無(wú)線覆蓋即可。

從劇院中無(wú)線覆蓋的應(yīng)用情況，可以歸納為兩大類(lèi)：?jiǎn)蜛P室內(nèi)覆蓋、多AP重疊室內(nèi)覆蓋，下面則從這兩類(lèi)中進(jìn)行展開(kāi)描述：

1）單AP室內(nèi)覆蓋：

主要應(yīng)用于活動(dòng)室、會(huì)議室、辦公室、貴賓室，使信號(hào)進(jìn)行此空間內(nèi)覆蓋，無(wú)需要考慮到室外信息的覆蓋。單AP室內(nèi)覆蓋的放裝分二種情況，第一種情況的AP掛在墻壁上，第二種情況則是部分區(qū)域無(wú)法AP掛壁時(shí)則采用吸頂天線的方式進(jìn)行覆蓋空間。

在實(shí)施中，會(huì)存在部分信息外泄到室外，當(dāng)室外布置AP覆蓋門(mén)外空間時(shí)，則要使用根據(jù)情況而定。

2）多AP重疊室內(nèi)覆蓋：

多AP重疊室內(nèi)覆蓋主要應(yīng)用于觀眾廳，主要根據(jù)覆蓋用戶(hù)數(shù)量實(shí)現(xiàn)上述空間內(nèi)覆蓋，無(wú)須考慮室外信息的覆蓋。該類(lèi)覆蓋又分兩種情況，劃分原則主要是看是否將AP放置在座椅下側(cè)，或者掛壁在階梯的踢面。信道規(guī)劃方面采用相鄰AP可以選擇無(wú)信道重疊的區(qū)域進(jìn)行設(shè)置以避免信道沖突。

2.3 AP部署設(shè)計(jì)

基于劇院建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，從選型和部署的角度產(chǎn)生三種方案。

方案一：采用經(jīng)典的放裝AP進(jìn)行部署，優(yōu)點(diǎn)是在觀眾廳中使用微蜂窩方案。

采用微蜂窩方案優(yōu)點(diǎn)是微蜂窩不需要進(jìn)行大量的天線方位調(diào)整，降低了工程調(diào)試難度，節(jié)約施工時(shí)間。此外，將AP部署在座椅下方，利用地面座椅位置對(duì)信號(hào)的阻擋，控制設(shè)備覆蓋范圍，優(yōu)化干擾問(wèn)題，增加部署點(diǎn)位，從而提升用戶(hù)容量，保障超高密度用戶(hù)的接入。方案一相比室內(nèi)吊頂安裝AP，不會(huì)造成信號(hào)自上而下覆蓋又從地面反射，且信號(hào)更容易控制。

單純使用方案一微蜂窩方案的缺點(diǎn)是劇院建筑物的結(jié)構(gòu)多樣復(fù)雜，墻體過(guò)多。需要使用過(guò)多地放裝AP進(jìn)行部署，形成浪費(fèi)。

方案二：采用智分AP進(jìn)行部署，適合劇院中辦公室、活動(dòng)室等地方，優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蝹€(gè)AP的無(wú)線信號(hào)可以滿(mǎn)足多個(gè)房間覆蓋需求、單根天線可以覆蓋一定區(qū)域的房間，若干個(gè)房間可以共享一根天線，即無(wú)須在每個(gè)房間部署AP。方案二缺點(diǎn)是了增加饋線部署工作，同時(shí)也增加了額外配置工作，另外劇院房間過(guò)多，且部分房間分散，導(dǎo)致部分地區(qū)無(wú)法形成有效部署。雖然方案二能夠有效滿(mǎn)足辦公區(qū)域需求，但此方案不適合高密度人員的觀眾廳。智分AP單流/雙流部署方式如圖2所示。

方案三：采用智分+進(jìn)行部署。優(yōu)點(diǎn)：弱電間主機(jī)+微AP射頻模塊+百米以太網(wǎng)線的部署方式能良好地覆蓋劇院大部分區(qū)域。缺點(diǎn)：部分區(qū)域距離弱電間較遠(yuǎn)且區(qū)域較小，如單獨(dú)再添加一臺(tái)設(shè)備就過(guò)于浪費(fèi);不適合高密度人員的觀眾廳。

由這三種方案可以看出劇院中AP部署方案不可單獨(dú)選擇其中的一種，應(yīng)用兩種或以上的方案最好。此次設(shè)計(jì)采用了以下的方案組合方式：

（1）將觀眾廳采用方案一的方式進(jìn)行部署;

（2）非觀眾廳的其他區(qū)域采用方案三進(jìn)行部署;

（3）區(qū)域面積較小的場(chǎng)所采用方案一或方案二;

（4）距離弱電間較遠(yuǎn)區(qū)域，因方案三無(wú)法良好部署，則只應(yīng)采用方案一或方案二。

2.4 無(wú)線安全設(shè)計(jì)

在無(wú)線整體安全方面，設(shè)計(jì)無(wú)線數(shù)據(jù)進(jìn)入?yún)R聚交換機(jī)、無(wú)線控制器后，將流量送入到流量分析設(shè)備和入侵檢測(cè)設(shè)備，經(jīng)過(guò)流量的分析，確定流量的安全性后再轉(zhuǎn)發(fā)。在無(wú)線控制器上，通過(guò)加密認(rèn)證、基于數(shù)據(jù)幀過(guò)濾動(dòng)態(tài)黑名單、用戶(hù)隔離、非法AP檢測(cè)及反制、動(dòng)態(tài)ACL下發(fā)等技術(shù)對(duì)無(wú)線AP及接入的流量提供安全保護(hù)[8-9]。劇場(chǎng)辦公室用戶(hù)通過(guò)AP訪問(wèn)外網(wǎng)時(shí)需要先行經(jīng)過(guò)Web認(rèn)證方式，上述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一通過(guò)RADIUS服務(wù)器進(jìn)行管理。

2.5 無(wú)線設(shè)備選型

無(wú)線設(shè)計(jì)的產(chǎn)品選型，以無(wú)線控制器AC和無(wú)線AP這兩類(lèi)設(shè)備為主[5-7]。

基于劇院的設(shè)計(jì)需求，此次劇院的AP的雙頻支持、傳輸協(xié)議、工作頻段、空間流數(shù)、傳輸速率、最大接入用戶(hù)數(shù)是設(shè)備選型的重點(diǎn)參數(shù)。以RG-AP850-AR（V2）產(chǎn)品為例，該型AP射頻設(shè)計(jì)支持四路雙頻設(shè)計(jì)，即支持四路射頻卡工作在5G頻段，其中有兩路射頻卡支持2.4G/5G頻段靈活切換。在傳輸協(xié)議方面，具備支持標(biāo)準(zhǔn)的802.11ax協(xié)議，可同時(shí)工作在802.11ax和802.11a/b/g/n/ac模式。在工作頻段方面，支持2G（802.11b/g/n）和5G（802.11a/n/ac/ax）兩個(gè)頻段?？臻g流數(shù)，在2.4G頻段最高支持4條空間流、5G頻段最高支持8條空間流。整機(jī)最大無(wú)線協(xié)商速率4.134Gbps，最大接入用戶(hù)數(shù)為1552。

無(wú)線控制器的設(shè)備選型的重點(diǎn)參數(shù)是可管理AP數(shù)、內(nèi)置Portal最大支持用戶(hù)數(shù)、VLAN支持?jǐn)?shù)、漫游和轉(zhuǎn)發(fā)功能支持等。此次設(shè)計(jì)方案中選用了RG-WS7880無(wú)線控制器。

3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

在大劇院的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案如圖3所示，其中兩臺(tái)無(wú)線控制器分別旁掛在兩臺(tái)核心交換機(jī)，并開(kāi)啟熱備。這兩臺(tái)核心交換機(jī)采用VSU提高轉(zhuǎn)發(fā)帶寬。所有交換機(jī)間設(shè)置成trunk，并開(kāi)啟生成樹(shù)防止產(chǎn)生環(huán)路。核心設(shè)備之間的線路通過(guò)Aggregate Port提供線路冗余和可靠性[3-4]。使用聚合技術(shù)將帶寬提升。由于使用的是光口，劇院四、五、六樓的弱電間主機(jī)只需連接一臺(tái)匯聚交換機(jī)，避免了設(shè)備浪費(fèi)。

網(wǎng)絡(luò)無(wú)線部分的設(shè)計(jì)采用“無(wú)線控制器AC+瘦AP解決方案”進(jìn)行了整體覆蓋，無(wú)線控制器旁掛到核心交換機(jī)，在接入層接入交換機(jī)選擇支持POE功能的型號(hào)。AP部署方案如下：

1）借助六類(lèi)雙絞線將AP接入POE交換機(jī)，通過(guò)雙絞線為AP供電和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

2）部署在不同位置的微AP射頻模塊用采用六類(lèi)雙絞線連接到弱電間主機(jī)。

3）所有的AP在進(jìn)行部署時(shí)，如有特殊原因（如供電、距離、機(jī)柜位置等），需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整。由于南通大劇院分為六層，每層各不相同。每層圖紙的區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于信道規(guī)劃必須細(xì)心謹(jǐn)慎。

其中五樓的分區(qū)1需借用四樓的分區(qū)1的弱電間的主機(jī)，通過(guò)百米六類(lèi)雙絞線連接微AP射頻模塊進(jìn)行部署;六樓的分區(qū)2用五樓的分區(qū)1的弱電間主機(jī)借助百米六類(lèi)雙絞線連接微AP射頻模塊進(jìn)行部署。各個(gè)建筑物的屋面和上空無(wú)須覆蓋，其他依照正常部署方式。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以南通大劇院無(wú)線設(shè)計(jì)為背景，介紹了無(wú)線設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方案、無(wú)線安全設(shè)計(jì)、無(wú)線設(shè)備選型、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。經(jīng)過(guò)上述的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，有效滿(mǎn)足了大劇院無(wú)線的設(shè)計(jì)需求，達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

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