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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：淮海工学院东港学院教

W iFi组网研究与设计 系 （院）： 电子工程学院 学 期： 2012-2013-1 专业班级： 通信091 姓 名： 杨 浩 学 号： 030912129

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淮海工学院东港校区教学楼1 WiFi组网研究与设计

1 课程设计的目的和任务

本次课程设计是根据“通信工程专业培养计划”要求而指定。综合课程设计是通信工程专业的学生在学完所有专业课后进行的综合性课程设计。目的在于使学生在课程设计过程中能够理论联系实际，在实践中充分利用所学理论知识分析和研究设计过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位进行设计打下一定的基础。课程任务：

（1）掌握具体的工程设计、实施方法。

（2）为淮海工学院东港校区教学楼1设计无线网络覆盖。

2 项目实际环境

淮海工学院东港校区占地面积近300亩，建筑面积近8万平方米。其中教学楼1有53间房间，整体布局复杂，组网任务艰巨，设计要求较高。

3 方案选定

①运用室外天线覆盖

针对教学楼1wifi组网,采用宏基站天线做室外远程覆盖。宏基站天线可覆盖100m到1Km的超远距离，水平主波瓣宽度为72度，加上旁瓣可以达到120度左右的覆盖，使用3根天线便可以对全方向进行超远距离覆盖。无须进场入楼施工便解决弱覆盖。应用实例如图6.3.2所示。

图6.3.2

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② 运用多个无线AP进行覆盖

无线AP（AP，Access Point，无线访问节点、会话点或存取桥接器）是一个包含很广的名称，它不仅包含单纯性无线接入点（无线AP），也同样是无线路由器（含无线网关、无线网桥）等类设备的统称。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点，主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，典型距离覆盖几十米至上百米，目前主要技术为802.11系列。大多数无线AP还带有接入点客户端模式（AP client），可以和其它AP进行无线连接，延展网络的覆盖范围。

经过多次的比较，从成本和覆盖效果的角度考虑，我们最终选定了第二种方案—运用无线AP覆盖。

4 市场调研

网络设备市场调查如表4-1—4-5：

表4-1 层交换机设备参数表

产品型号 D-LINK DGS-1024T TP-LINK TL-SL1226 华为S1728GWR-4P 产品类型 千兆以太网交换机 千兆以太网交换机 企业级交换机 表4-2 AP参数表

产品型号 传输速率 天线增益 覆盖范围 市场报价 D-LINK DWL-2000AP+A 54Mbps 2dBi 室内：100m;室外：400m 220 D-LINK DWL-2200AP 108Mbps 8dBi 室内：100m;室外：400m 1100 表4-3 双绞线参数表

产品型号 TCL六类电缆双绞线 跃图六类网线 产品类型 六类电缆 六类双绞线 最大单段长 100m 100m 表4-4 光纤参数表

产品型号 D-Link 6芯室外轻铠单模光缆(DFCAO09GST06) 1300nm,850nm 850/3.5, 1300/1.0, 1550/0.26dB/km commscope 12芯室外多模光缆 多模光纤 1300nm,850nm 12 850/3.5, 1300/1.0, 1550/0.26dB/km D-Link 6芯室外轻铠多模光缆(DFCAO09GST06) 多模光纤 1300nm,850nm 6 850/3.5, 1300/1.0, 1550/0.26dB/km 第 2 页 共 11 页

接口数 24 24 28 报价（元） 1000 650 2640 背板带宽 48Gbps 8.8Gbps 56Gbps 包装长度 305m 305 产品报价 730 700 传输速率 1000Mbps 1000Mbps 产品类型 单模光纤 波长 纤芯数量 6 损耗 课程设计报告书专用纸

规格 报价 9/125um 20 50/125,62.5/125 48 表4-5 光电转换器参数表

名称 光电转化器 型号 MOXAIMC101-101-M-SC 端口类型 可选SC和ST接口 价格 1650 50/125,62.5/125 20 根据淮海工学院东港校区的实际情况，我们选择设备如下： 层交换机：TP -LINK TL-SG1024DT（650元）； 楼交换机：TP -LINK TL-SG1024DT（780元）； 区交换机：H3C S5024E（3600元）；

AP：室内AP：D-LINK DWL-2000AP+A（220元）； 双绞线：TCL六类电缆双绞线（730元/305米）；

光纤：D-Link 6芯室外轻铠多模光缆(DFCAO09GST06)（20元）； 光电转换器：MOXAIMC101-101-M-SC光电转换器（1650元）

5 总体方案设计

5.1 接入层设计

接入层是由无线网卡、无线接入点和二层交换机组成，按照宽带网络的定义，接入层的主要功能是完成用户流量的接入和隔离。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完成用户的接入。本次课程设计中，将每层楼的AP通过双绞线与二层交换机相连，所有二层交换机通过双绞线连接到一个楼交换机上，楼交换机在通过光纤连接到区交换机。

5.2 汇聚层设计

汇聚层设备主要完成无线用户业务的分发、汇聚，提供用户管理、业务控制，网络安全及认证计费等功能，汇聚层是整个城域网可运营、可维护、可管理功能实现的最重要部分，将这些复杂网络功能布置在这个层次使网络具有很强的可扩充性；根据网络规模和应用不同，设备可以放在热点地区的中心，也可以放置在无线运营商的地区的中心机房。

汇聚主干层主要采用环形和星型两种拓扑结构，环形拓扑结构一般用于地理范围较大的校园网，通过多个节点进行汇聚；星型拓扑结构用于规模不大的校园网，星型拓扑由于在管理和维护上十分简单因而成为目前最常见的拓扑结构。

5.3 无线接入点AP配置原则

WiFi无线网络频点（信道）：在2.4GHz频段的WiFi无线网络有13个可用的频点。由13个频点划分出3组互不重叠干扰的频点组合见表5-1。

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表5-1 不重叠干扰频点表 第一组 第二组 第三组 CH1 CH2 CH3 CH6 CH7 CH8 CH11 CH12 CH13 频道序号与频率对应关系见表5-2所示。

表5-2 WIFI无线网络频点统计表 频点： CH 1 CH 4 CH 7 CH 10 CH 13 频率 2412 MHz 2427 MHz 2442 MHz 2457 MHz 2472 MHz 频点： CH 2 CH 5 CH 8 CH 11 频率 2417 MHz 2432 MHz 2447 MHz 2462 MHz 频点： CH 3 CH 6 CH 9 CH 12 频率 2422 MHz 2437 MHz 2452 MHz 2467 MHz 使用上述三组频点对AP进行频率配置，可使各频点之间不出现重叠、干扰现象，各个AP点可以正常工作。

频道序号与频率对应关系示意图如图5.1。

图5.1

AP首先应该根据实际地形和需求来选择设备型号。具体的放置应遵循以下原则： （1）在室内覆盖相距25M以内的AP不可使用相同频点；超过40M的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。

AP穿透公式遵循以下原则：

（1）AP发射功率＋发射天线功率－路径衰耗－障碍物衰耗 > 网卡接收灵敏度。 （2）网卡发射功率＋AP天线接收功率－路径衰耗－障碍物衰耗> AP接受灵敏度。 根据公式计算与AP所提供的规格总结如下：

（1）大房间内放置AP应考虑AP的信息传输速率，每个AP可提供54M，按每人1M流

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量计算，可供约50人使用。

（2）小房间内放置AP应考虑AP信号的传输距离。根据AP的规格计算在小房间传输距离约30m。

6 东港校区教学楼1无线网络规划与覆盖设计

6.1 东港校区教学楼1覆盖设计

教学楼1：一层包括10个房间，其中101—104为教室，每间有50个座位，每间教室放置一个AP；105—110为办公室，每间有五张办公桌，办公室大小为5m*7m，一个AP在室内环境中覆盖半径为15m，选择三间办公室共用一个AP；大厅大小为15m*8m，大厅内有20个休息座位，故放置一个AP足够。

图6.1 教学楼1一层俯视图

教学楼1:二至四层和一层的不同之处为一层大厅位置变为大教室，有85个座位，故设置两个AP；其他教室大小一样，AP放置位置和数量和一层放置一致。

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图6.2 教学楼1二层俯视图

教学楼1：五至六层只有教室部分，每间教室大小和座位数与2层教室一致，故AP放置位置和数量与2层教室一致。

图6.3 教学楼1五层俯视图

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图6.4 教学楼1正视图

6．2 东港校区教学楼1频点网络规划

东港校区教学楼1每个AP频点选择见表6-1。

表6-1 教学楼1 AP频点具体规划 六层 五层 四层 三层 二层 一层 1 CH6 CH13 CH7 CH1 2 CH11 CH3 CH12 CH6 3 CH1 CH8 CH2 CH11 4 CH3 CH12 CH6 CH13 CH7 CH1 5 CH8、3 6 CH13 7 CH3 CH12 CH6 CH13 CH7 CH1 8 CH11 CH3 9 CH1 CH8 10 CH6 CH13 CH7 CH1 CH2、12 CH7 CH11、6 CH1 CH3、13 CH8 CH12、7 CH2 CH6 CH11 CH12 CH2 CH6 CH11 6.3东港校区教学楼1网络覆盖优化构想

在有些时候不同教室的用户数不同，存在AP之间用户负载极不均衡的现象。比如，相邻的2个AP，1个携带20个用户，另1个仅携带3个用户。这种情况下，可以考虑根据用户配置，进行AP间的负载均衡，将部分用户合理的引导到负担轻的AP上。另外，除了AP间的负载均衡外，还可以进行信道、频段之间的用户分担。对于用户密度非常高的场所，建议使用双频AP，通过频段分担用户。负载均衡大概原理如图6.3.1。

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图 6.3.1

7 淮海工学院东港校区教学楼1 WiFi组网解决方案

7.1 东港校区教学楼1网络拓扑

教学楼1网络拓扑结构：教学楼1一层有11个AP点，二至四层有12个AP点，五至六层有6个AP点；每层的AP通过双绞线连接到每层的层交换机上，最后层交换机在用双绞线连接到楼交换机上，楼交换机通过光纤、光电转换器连接到区交换机上。

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图7.1 东港校区教学楼1楼 拓扑结构图

7.2 东港校区教学楼1网络设备统计

淮海工学院东港校区教学楼1 WiFi无线网络覆盖所用网络设备详细统计见表7-1、7-2。

表7-1 淮海工学院东港校区WiFi无线网络的教学楼1各层设备统计表

教学楼一 AP数量： 层交换机 双绞线 楼交换机 1层 7 1 150 2层 8 1 150 3层 8 1 150 4层 8 1 150 5层 6 1 100 6层 6 1 100 总计 43 6 800 1 淮海工学院东港校区WiFi无线网络的教学楼1所用设备数量统计见表7-2。

表7-2 淮海工学院东港校区WiFi无线网络的教学楼1设备统计表 网络设备 使用数量 AP数量 层交换机 43 6 楼交换机 区交换机 1 1 双绞线 800 光电转换器 1 光缆 150

7.3 成本预算

AP总价：43*220=9460（元）；

层交换机总价：6*650=3900（元）； 楼交换机总价：1*780=780（元）； 双绞线总价：800/305*700=1836（元）； 光电转换器总价：1*1650=1650（元）；

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光缆总价：150*20=3000（元）；

共计：9460+3900+780+1836+1650+3000=20626（元）

8 结论与分析

本次课程设计更注重工程应用，所以对我们的实践能力有较高的要求。接到该课题，我首先确定了步骤与计划，然后按计划先后进行了对淮海工学院东港校区的实地勘察，接着进行了方案的设计，方案确定后，进行了市场调研以确定选用什么设备更加符合实际情况。这个工程中，我学到了关于AP的配置原则，网络覆盖的原则，频率配置的要求以及网络覆盖优化等等相关知识，对我以后走上工作岗位奠定了坚实的基础。

通过本次课程设计，我学到了许多课本上学不到的东西，深刻领悟到实事求是地做工程的重要性与必要性。从一开始的实地勘察到最终的方案完成，每一步都要脚踏实地地认真对待，需要科学严谨的态度，当然创新性思维也是不可或缺的。在实践的基础上推进理论创新，通过理论的创新来推动实践的发展，这不仅是做工程成功之道，也是我每个人的成功之道。

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光缆总价：150*20=3000（元）；

共计：9460+3900+780+1836+1650+3000=20626（元）

8 结论与分析

本次课程设计更注重工程应用，所以对我们的实践能力有较高的要求。接到该课题，我首先确定了步骤与计划，然后按计划先后进行了对淮海工学院东港校区的实地勘察，接着进行了方案的设计，方案确定后，进行了市场调研以确定选用什么设备更加符合实际情况。这个工程中，我学到了关于AP的配置原则，网络覆盖的原则，频率配置的要求以及网络覆盖优化等等相关知识，对我以后走上工作岗位奠定了坚实的基础。

通过本次课程设计，我学到了许多课本上学不到的东西，深刻领悟到实事求是地做工程的重要性与必要性。从一开始的实地勘察到最终的方案完成，每一步都要脚踏实地地认真对待，需要科学严谨的态度，当然创新性思维也是不可或缺的。在实践的基础上推进理论创新，通过理论的创新来推动实践的发展，这不仅是做工程成功之道，也是我每个人的成功之道。

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