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弱电智能化|某学校无线网络解决方案

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第一章概述

1.1  无线局域网发展现状

1997年IEEE推出了802.11无线局域网2Mbps标准后无线局域网并未得到普及,而1999年802.11b技术的出现使得的无线局域网的速率可以到达11Mbps,由于技术成熟以及移动终端的普及使无线局域网的市场不断扩大,随之而来的新的标准如802.11g、802.11a又将无线局域网的速率提到了一个新的高度,使之完全可以满足复杂的室内环境部署以及高带宽媒体应用的需求。

中国的无线局域网在2003年得到了充分的发展,主要体现在以下几方面:

无线局域网芯片的规模化生产,使得其产品的市场价格为大多数消费者所接受,进一步扩大的用户市场,从而形成了良性循环。

无线局域网络技术的进步,尤其是成熟的802.11g产品的推出使得新的无线局域网环境既满足了用户对高带宽媒体的应用又兼容现有的大量的802.11b用户。

国际互联网运营商大量的部署无线局域网热点以及对该业务的推广,使得无线局域网的概念在大用户群中已经取得了一定的普及,为进一步扩大热点的用户市场打下了有力的基础。

移动客户端如便携电脑、PAD等产品的不断的普及,使得通过无线局域网上网的业务需求不断扩大。

第二章 项目需求及设备选型

2.1  项目需求分析

2.1.1客户环境分析

某学校需要对图书馆、实验楼、办公楼进行无线覆盖,3栋楼的结构都为中间走廊,两侧为房间。办公楼与图书馆、实验楼之间隔一条马路,距离为10米左右;图书馆与实验楼处于平行状态,之间的距离为6-7米左右,3栋楼成品字型。上网用户一般为40个,最多不超过100个。平面图如下:

2.1.2  项目需求分析

根据客户要求,建立覆盖图书馆、办公楼、实验楼的无线网络,使楼内的用户可以通过无线网络接入互联网,用户可以采用登录、拨号等方式接入互联网络。

经过详细分析,某学校的无线网络接入系统应具备如下特点:

n便捷性:只要选取地面或楼顶合适的位置就可架设,采用组合全向天线的模式,不需要调整任何角度,信号以无线电波的方式传输。

n稳定性:具备电信级的稳定,保证良好的网络通信质量,保证无线网络系统的长期稳定运行。

n安全性:支持WEP、WPA、WPA2、802.1x、RADIUS等丰富的加密方式,保证网络通信的安全,保证用户安全性。

n高品质:采用高品质无线产品,保证室内的传输质量,具有很强的抗干扰能力,保证用户的网络带宽,满足用户的各种网络应用。

n维护性:在网络上任何节点可进行远管理维护,配置和软件升级。

n经济性:无线网络系统可通过尽量少的Wi-Fi蜂窝基站,而取得最让用户满意的网络接入效果,有较高的经济型。

2.2设计原则

随着网络技术和软件技术的飞速发展,特别是Internet/Intranet的出现及其相关技术的迅速发展,信息革命带来了全球范围市场竞争的日益加剧,对传统的通信方式产生了巨大冲击。为提高无线网络系统的先进性、一体化、自动化水平,提供便捷灵活、安全稳定、功能先进的网络接入系统,要求以科学、先进的手段建立学校的无线网络接入系统。

本建议方案的最终目的是,为用户提供一个安全的、高效的、先进的、适用的、经济的、信息交换网络,保证用户在信息管理系统的基础上健康、高速、有效、稳步地向前发展。

根据用户的具体情况,在网络设计中应遵循下列原则:

2.2.1先进性原则

采用先进的设计思想,选用先进的网络设备,使网络在今后一定时期内保持技术上的先进性。

2.2.2开放性原则

网络设计及网络设备选型遵从国际标准及工业标准,使网络具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。

2.2.3可伸展性原则

网络设计在充分考虑当前情况的同时,必须考虑到今后较长时期内业务发展的需要,留有充分的升级和扩充的可能性。充分利用现有通讯微波资源,为以后扩充到更高速率提供充分的余地。另一方面,还必须为网络规模的扩展留有充分的余地。

2.2.4安全性原则

网络系统的设计必须贯彻安全性原则,以防止来自网络内部和外部的各种破坏。贯彻安全性原则体现在以下方面:

1.设备采用的是扩频技术;

2.提供了射频信道的加密;

3.用户可以通过设置自己的网桥或另加独立加密设备实现更高的安全性;

4.网络内部对资源访问的授权、认证、控制以及审计等安全措施:防止网络内部的用户对网络资源的非法访问和破坏。

2.2.5可靠性原则

网络系统的设计必须贯彻可靠性原则,使网络系统具有很高的可用性。可靠性原则体现在以下方面:

1.选用技术先进、成熟高可靠性的网络设备;

2.系统增益储备高;

3.链路的可维护性好;

2.2.6可管理性原则

网络系统应具有良好的可管理性,使得网络管理人员能方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息,能简便地对网络进行配置和调整,确保网络工作在良好状态。

第三章 无线网络方案设计

3.1  方案设计

根据某学校无线网络接入的具体需求,经过详细分析,我们提供以下方案设计:

主要目标是完成已建成的图书馆、办公楼、实验楼无线网络用户室内无线信号覆盖,实现楼内用户良好的网络链接效果和流畅的无线上网。

由于需要覆盖的图书馆、办公楼、实验楼周围没有其他建筑物作为折射反射源,因此我们采用在办公楼、实验楼的外侧使用全向基站作为补充覆盖。

平面图如下:

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拓扑图如下:

第四章工程施配套要求

4.1设备安装方式

4.1.1安装角度可采用两种方式:

1)可以采用垂直抱杆的安装方式,如下图:

2)或者采用水平抱杆的安装方式,如下图:

4.1.2安装时应注意:

1)基站距离地面或房顶垂直至少2米

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2)基站距离铁塔或建筑物水平至少1米

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4.1.3安装时应注意:

1)天线发射和接收都是全向的,无需方向校准,保持垂直向上。

4.2距其它无线设备距离

4.2.1水平距其它无线设备距离:

1)全向基站(360°)距其它无线设备至少10米。

2)扇区基站(120°)距其它无线设备至少2米。

4.2.2垂直距其它无线设备距离:

1)全向基站(360°)、扇区基站(120°)距其它无线设备至少2米。

4.3接地

在基站安装点需要提供良好的防雷保护地,以便基站设备外壳、避雷装置、安装抱杆能够就近接地,接地线使用线径1mm²的18AWG以上单芯或多芯电线。

现场接地条件不满足时需要另外加装防雷接地装置,即通过安装接地体(如接地钉)和引下线提供良好的接地。

接地示意图

4.4系统防雷设计

避雷针

在各基站安装点,如果楼顶还没有设置防雷网络,需要在基站上方加装避雷针,以防止基站遭雷击破坏。

电源防雷

电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源线路对设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压过大或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备,以及防止线缆遭受二次感应,依照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000年版)和GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》,应采取分级保护、逐级泄流的原则。一是在向设备供电的大楼的电源总进线处安装放电电流较大的首级电源避雷器,二是在重要楼层或重要设备电源的进线处加装次级或末级电源避雷器。

对于本监控系统,电源的一级和二级防雷应该在安装点的大楼电源总进线处已经考虑。本设计在802.11a/b/g基站馈电网在线配备了专用的室外型浪涌抑制器。

信号线防雷

由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量,电子设备在雷电波冲击下遭受过电压而损坏的现象越来越多,其后果是可能造成整个系统的运行中断,因此必须在网络通信口处加装必要的防雷保护装置以确保网络通信系统的安全运行。

本系统中我们在基站的100M以太网接口采用了专用的室外型浪涌抑制器。

接地

接地就是让已经内入防雷系统的闪电电流顺利地流入大地,而不能让雷电能量集中在防雷系统的某处对被保护物体产生破坏作用,良好的接地才能有效地泄放雷电能量,降低引下线上的电压,避免发生反击。防雷接地是防雷系统中最基础的环节,接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。

根据GB50057—94《建筑物防雷设计规范》、JGJ/T16—92《民用建筑电气设计规范》的有关规定,对控制室内所有设备的接地极和设备金属外壳进行接地处理。接地的具体处理方法是:从共同接地体的接地干线上引一条支干线到中心机房,在机房安装汇流铜排,电源接地、防静电接地、防雷接地和设备外壳接地各单独引接地导线到接地铜排,牢固连接,以保证电气设备和人身的安全。

如上面所述,在各基站安装点需通过引下线和接地体提供良好接地。

4.5效果示意图

基站安装示意图如下:

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