现代智能楼宇无线局域网规划设计研究

李 岩

(天津市塘沽城市建设投资公司，天津 300451)

现代智能楼宇无线局域网规划设计研究

李 岩

(天津市塘沽城市建设投资公司，天津 300451)

通过对智能楼宇无线局域网需求的分析，得出无线局域网需满足高性能、高可用性、高安全性、可扩展性的要求，针对此需求特点，对某智能楼宇无线局域网网络拓扑设计方案进行了探讨，为类似设计提供参考。

智能楼宇，无线局域网，规划设计

1 背景

近些年来，随着办公产品包括笔记本、智能手机、PAD等无线终端的兴起，智能楼宇部署无线网络也越来越重要。无线局域网(WLAN)凭借其高带宽、低成本、可漫游的技术优势，能有效分担用户密集地点的2G/3G带宽压力，快速解决客户办公需求，带给用户更便捷更丰富的使用体验，同时又可灵活地延伸固定宽带网络，促进固网和移动业务的有机融合，同时可用于解决布线困难区域的网络接入问题。

2 智能楼宇无线局域网需求分析

2．1 高性能

无线网络信号要求楼宇办公区和公共区域全覆盖，当然也包括电梯间和消防通道等信号相对受影响的区域。无线局域网协议采用802．11b/g/n兼容方式，信号强度不低于70 dbm，以保证无线应用要求。覆盖区域内，保证用户无线传输速率不低于100 kbps，确保无线数据达到传输要求。

2．2 高可用性

要求无线网络系统支持无缝漫游，保证无线网络应用时数据不中断和语音的流畅。在会议区、公共区等区域，要满足多用户使用时不会产生网络瓶颈或网络性能的严重下降。对于不同无线用户的应用，制定不同的安全策略和优先级别，并且对无线用户进行基于用户的分组统一管理，以保障在维护过程中的灵活性。针对智能楼宇的无线网络应用，能够满足单用户隔离的需求，保证网络应用的安全性。能够提供简单、易用、统一的无线网络管理平台，为今后智能楼宇的网络维护人员提供便利。

2．3 高安全性

满足智能楼宇无线局域网的安全需求，包括支持国际主流的大部分认证协议和认证方式。无线网络系统需要兼容和接纳最高等级和最广泛使用的加密协议，保证私密信息安全。无线网络的入侵防护系统能够监听每个无线信道的数据流量，实时汇总和分析，同时针对入侵行为进行有效的联动保护，包括高精度的无线终端定位和报警等措施。

2．4 可扩展性

WLAN系统设备不但要满足当前需要，并且网络的扩展性方面要满足可预见将来需求，如带宽和设备的扩展，应用的扩展和办公区域的扩展等，同时保证建设完成后的系统在向新的技术升级时，平滑接入，实现投入的保值。

3 某智能楼宇无线局域网网络拓扑设计

该网络采用瘦AP架构，采用有线无线一体化设计，根据现场功能分区，实现全范围无线覆盖，无线终端用户访问要实现安全认证，WLAN标准采用802．11n，无线AP接入。

为减轻无线AP的管理难度，无线网控制器(无线控制器(AC)的选择和部署需要考虑所管理的AP数量、业务数据转发模式以及对现网的影响)。实现对全网AP的自动配置下发，射频管理，信道分配等统一的管理和安全接入控制，同时，具备无线定位功能，可以轻松定位无线终端所在位置，简化了人员管理。针对终端用户上网认证的用户名密码的安全，WLAN网络支持标准的SSL/HTTP应用层加密保证用户名、密码的安全，见图1。

图1 无线局域网逻辑组网图

4 无线局域网规划设计方案

4．1 IP 地址规划

因为AC用于管理AP，建议AC的IP 地址一般通过静态手工配置。AP的IP地址分配如果采用静态分配，由于一般AP数量较多，配置工作量大，且容易冲突、不易于控制，所以不建议使用，建议使用DHCP动态分配。

4．2 VLAN/SSID 规划

业务VLAN主要用于区分不同的业务类型或用户群体，在WLAN中SSID也同样可以承担相应的工作，因此，在业务VLAN的规划中必须综合考虑VLAN与SSID的映射关系，WLAN管理VLAN和业务VLAN分离，业务VLAN根据实际需要与SSID进行1∶1/1∶N/N∶1/N∶N 多种匹配映射，AC 终结 VLAN 部署。

4．3 AP发现并选择AC方式规划

FIT AP架构下的WLAN网络中，FIT AP为零配置，当FIT AP部署到网络的时候，AP需要去找到相应的AC，并从AC上下载其配置等等。目前主流WLAN设备一般支持以下几种AP发现AC的机制。

4．3．1 二层广播发现AC

当AC和AP是同在一个二层的网络中时，可以通过二层广播方式直接发现AC。

4．3．2 通过DHCP Option 43发现AC

Option 43是DHCP协议的一个属性，AP用它识别AC的IP地址。当DHCP Server配置了Option 43后，它给AP分配IP时，在DHCP Offer报文中同时会将此属性告知AP。

4．3．3 通过DNS发现AC

当网络中部署了DNS Server时，还可以通过DNS方式让AP来发现AC。需要在DHCP Server上配置DNS Server IP地址以及AC的域名。当AP通过DHCP服务器获取IP地址时，DHCP Server会在DHCP Offer报文中将DNS服务器IP地址(Option 6)和AC域名(Option 15)告知AP，在AP获取到IP地址后，则通过DNS服务器解析到AC的IP，从而实现对AC的发现和关联。

4．3．4 AP上预配置AC列表

AP可以预配置AC的IP地址列表。当预配置好AC列表时，AP将不再启动正常的L2或L3的发现过程，故AC列表里的地址不可达时，AP将永远连接不上AC。

4．4 无线网络管理规划

对于智能楼宇部署WLAN网络，推荐使用专门的网管平台实现对WLAN网络的管理，它不仅可以实现对于WLAN业务的AC，AP，STA等节点和资源的监控，还可以实现对于AC，AP等节点和业务的配置，节省维护成本。

4．5 QOS规划

WLAN QOS保证不同质量的无线接入服务之间的互通，满足实际应用的需求。考虑到基于时间的数据传输的QOS重要性，在IEEE正式批准802．11e标准之前，已经有一些无线设备可以满足市场需要的QOS机制，这些大都是基于EDCF的，最有代表性的就是Wi-Fi联盟的WMM。WMM并不是一个新的标准，它实际上是802．11e的一个子集，802．11e是基于802．1p的八级优先级结构，但Wi-Fi联盟的WMM规范则只规定了四级WMM优先级，按优先级从高到低依次是语音(Voice)、视频(Video)、尽力而为(Best Effort)、背景(Background)等。802．11e的优先级方案基本与此相同，只不过它用到了802．1p里定义的所有八个优先级而不像WMM那样只用到了一个子集。

4．6 射频管理规划

1)对于无线局域网，信道是非常稀缺的资源，例如对于2．4 G网络，只有3个非重叠信道，智能的分配信道是无线应用的关键。同时，无线局域网工作的频段存在大量可能的干扰源，如雷达、微波等，它们将干扰AP的正常工作。通过信道调整功能，可以保证每个AP能够分配到最优的信道，尽可能地减少和避免相邻信道干扰。动态信道调整能够实现通信的持续进行，为网络的可靠传输提供保证。

AP支持手动和自动两种方式设置工作信道。设置为自动方式后，一旦检测到信道冲突AP具有信道自动调整功能，建议AP采用自动设置工作信道方式，避免手动设置后一旦信道冲突将导致无法切换信道的问题。

2)传统的射频功率控制方法只是静态地将发射功率设置为最大值，单纯地追求信号覆盖范围，但是功率过大可能导致对其他无线设备造成不必要的干扰。因此，需要选择一个能平衡覆盖范围和系统容量的最佳功率。

AP支持手动和自动两种方式设置射频功率。建议采用自动方式，AP一旦检测到冲突后会进行功率调整，实现动态的分配合理的功率。

3)802．11在发展的过程中出现了不同的标准，其中802．11a，802．11b，802．11g，802．11n 这些属于物理层标准，即我们所谓的射频类型。不同的物理层标准，决定了射频在单位时间内可以装载不同容量的数据，此即射频的速率。我们可配置射频的速率模式为指定或自动，指定的速率或自动模式时的最大速率必须在射频类型支持的速率集内。

目前AP一般支持多种射频类型，推荐选择802．11g或802．11n模式，其中 802．11g模式最大射频速率为 54 M，802．11n最大射频速率理论可以达到600 M。

4)当某些AP下线或故障时，就需要调大周围邻居的功率进行补盲。当一台AP下线或出现故障时，邻居AP检测到信道功率后自动调节AP的发射功率，增强AP的下行信号，从而达到补盲的效果。建议AP使用射频补盲功能。

5 结语

科学的发展和技术的不断进步为人类世界创造了越来越多的不可思议。其中无线网的出现，让我们的生活和工作变得范围更广且更灵活，而且随着技术的不断更新，它将给我们带来更多的惊喜。智能楼宇无线局域网规划设计方案很多，实际部署中要充分考虑到现实的条件和实际的需求，以及最终期望的结果，来选择合适的设计方案满足用户要求。

Research on planning and design for wireless local area network in modern intelligent buildings

According to the analysis of the demands for the wireless local area network in modern intelligent buildings，the paper points out the wireless local area network should have high performance，high safety and excellent expandability，and explores the network topology design for the wireless local area network in some modern intelligent building，so as to provide some reference for similar design．

intelligent building，wireless local area network，planning and design

TU201

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.019

1009-6825(2013)10-0008-02

2013-01-30

李 岩(1980-)，男，工程师