南通大劇院無線網(wǎng)絡設計

唐玉 范君

摘要：以南通大劇院無線網(wǎng)絡的設計為背景，給出相關設實施方案，詳細介紹了項目背景、無線設計、網(wǎng)絡設計。其中，無線設計部分從無線設計需求、AP覆蓋規(guī)劃、AP部署設計、無線安全設計、無線產(chǎn)品選型等角度給予闡述。無線設計工作有效滿足了大劇院無線數(shù)據(jù)業(yè)務需求，達到了最初的設計目標。

關鍵詞：無線網(wǎng)絡;AP;無線控制器

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）03-0045-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 項目背景

南通大劇院位于江蘇省南通市中創(chuàng)區(qū)，項目規(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。

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

2 無線設計

2.1 無線設計需求

本次涉及的無線項目的建筑物一共有6層，主要的場所為大廳、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、可靠的無線網(wǎng)絡接入服務是此次無線網(wǎng)絡設計的主要目標。

此次無線網(wǎng)絡建設需求，是實現(xiàn)南通大劇院實施無線網(wǎng)絡的部署，劇場內(nèi)的演員和觀眾可以通過個人電腦、手機或平板設備WIFI隨時隨地接入無線網(wǎng)，達到劇院內(nèi)無線信號的全方位立體式無縫覆蓋。劇場的無線網(wǎng)絡設計要求與有線網(wǎng)絡能夠無縫對接，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的暢通傳輸，同時具備相關的安全防御和認證管理功能，可以對有線和無線的流量統(tǒng)一管理，同時也需盡可能簡化網(wǎng)絡結構，提高網(wǎng)絡訪問速度與效率[1-2]。

本工程是大劇院無線設計，由于劇院目前正在建設中，本設計以劇院施工平面圖紙為基礎，借助無線地勘軟件輔助設計。

2.2 AP覆蓋規(guī)劃

基于劇場的背景下，在雙絞線或光纖布線受限的區(qū)域環(huán)境內(nèi)，相當數(shù)量的移動設備同時訪問網(wǎng)絡所產(chǎn)生的無線數(shù)據(jù)接入和傳輸問題，需要通過使用無線網(wǎng)絡覆蓋來解決。其中高密集人員且長時間停留的觀眾廳、樂池在無線覆蓋的同時也需要保證人員的上網(wǎng)質(zhì)量;一般密度人員且長時間停留的辦公室、會議室、小排練室等可在保證無線覆蓋的同時添加幾個有線的接口;一般密度人員且流動性強的主側舞臺、活動室、和大廳等只需無線覆蓋即可。

從劇院中無線覆蓋的應用情況，可以歸納為兩大類：單AP室內(nèi)覆蓋、多AP重疊室內(nèi)覆蓋，下面則從這兩類中進行展開描述：

1）單AP室內(nèi)覆蓋：

主要應用于活動室、會議室、辦公室、貴賓室，使信號進行此空間內(nèi)覆蓋，無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)域無法AP掛壁時則采用吸頂天線的方式進行覆蓋空間。

在實施中，會存在部分信息外泄到室外，當室外布置AP覆蓋門外空間時，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)覆蓋主要應用于觀眾廳，主要根據(jù)覆蓋用戶數(shù)量實現(xiàn)上述空間內(nèi)覆蓋，無須考慮室外信息的覆蓋。該類覆蓋又分兩種情況，劃分原則主要是看是否將AP放置在座椅下側，或者掛壁在階梯的踢面。信道規(guī)劃方面采用相鄰AP可以選擇無信道重疊的區(qū)域進行設置以避免信道沖突。

2.3 AP部署設計

基于劇院建筑結構的復雜，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進行部署，優(yōu)點是在觀眾廳中使用微蜂窩方案。

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

單純使用方案一微蜂窩方案的缺點是劇院建筑物的結構多樣復雜，墻體過多。需要使用過多地放裝AP進行部署，形成浪費。

方案二：采用智分AP進行部署，適合劇院中辦公室、活動室等地方，優(yōu)點：單個AP的無線信號可以滿足多個房間覆蓋需求、單根天線可以覆蓋一定區(qū)域的房間，若干個房間可以共享一根天線，即無須在每個房間部署AP。方案二缺點是了增加饋線部署工作，同時也增加了額外配置工作，另外劇院房間過多，且部分房間分散，導致部分地區(qū)無法形成有效部署。雖然方案二能夠有效滿足辦公區(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+進行部署。優(yōu)點：弱電間主機+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：部分區(qū)域距離弱電間較遠且區(qū)域較小，如單獨再添加一臺設備就過于浪費;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部署方案不可單獨選擇其中的一種，應用兩種或以上的方案最好。此次設計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行部署;

（2）非觀眾廳的其他區(qū)域采用方案三進行部署;

（3）區(qū)域面積較小的場所采用方案一或方案二;

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

2.4 無線安全設計

在無線整體安全方面，設計無線數(shù)據(jù)進入?yún)R聚交換機、無線控制器后，將流量送入到流量分析設備和入侵檢測設備，經(jīng)過流量的分析，確定流量的安全性后再轉發(fā)。在無線控制器上，通過加密認證、基于數(shù)據(jù)幀過濾動態(tài)黑名單、用戶隔離、非法AP檢測及反制、動態(tài)ACL下發(fā)等技術對無線AP及接入的流量提供安全保護[8-9]。劇場辦公室用戶通過AP訪問外網(wǎng)時需要先行經(jīng)過Web認證方式，上述網(wǎng)絡設備統(tǒng)一通過RADIUS服務器進行管理。

2.5 無線設備選型

無線設計的產(chǎn)品選型，以無線控制器AC和無線AP這兩類設備為主[5-7]。

基于劇院的設計需求，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、最大接入用戶數(shù)是設備選型的重點參數(shù)。以RG-AP850-AR（V2）產(chǎn)品為例，該型AP射頻設計支持四路雙頻設計，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，具備支持標準的802.11ax協(xié)議，可同時工作在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。整機最大無線協(xié)商速率4.134Gbps，最大接入用戶數(shù)為1552。

無線控制器的設備選型的重點參數(shù)是可管理AP數(shù)、內(nèi)置Portal最大支持用戶數(shù)、VLAN支持數(shù)、漫游和轉發(fā)功能支持等。此次設計方案中選用了RG-WS7880無線控制器。

3 網(wǎng)絡設計

在大劇院的網(wǎng)絡設計方案如圖3所示，其中兩臺無線控制器分別旁掛在兩臺核心交換機，并開啟熱備。這兩臺核心交換機采用VSU提高轉發(fā)帶寬。所有交換機間設置成trunk，并開啟生成樹防止產(chǎn)生環(huán)路。核心設備之間的線路通過Aggregate Port提供線路冗余和可靠性[3-4]。使用聚合技術將帶寬提升。由于使用的是光口，劇院四、五、六樓的弱電間主機只需連接一臺匯聚交換機，避免了設備浪費。

網(wǎng)絡無線部分的設計采用“無線控制器AC+瘦AP解決方案”進行了整體覆蓋，無線控制器旁掛到核心交換機，在接入層接入交換機選擇支持POE功能的型號。AP部署方案如下：

1）借助六類雙絞線將AP接入POE交換機，通過雙絞線為AP供電和數(shù)據(jù)轉發(fā)。

2）部署在不同位置的微AP射頻模塊用采用六類雙絞線連接到弱電間主機。

3）所有的AP在進行部署時，如有特殊原因（如供電、距離、機柜位置等），需要根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(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)域進行設計時，對于信道規(guī)劃必須細心謹慎。

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，通過百米六類雙絞線連接微AP射頻模塊進行部署;六樓的分區(qū)2用五樓的分區(qū)1的弱電間主機借助百米六類雙絞線連接微AP射頻模塊進行部署。各個建筑物的屋面和上空無須覆蓋，其他依照正常部署方式。

4 結束語

本文以南通大劇院無線設計為背景，介紹了無線設計思路、設計方案、無線安全設計、無線設備選型、網(wǎng)絡設計等內(nèi)容。經(jīng)過上述的規(guī)劃和設計，有效滿足了大劇院無線的設計需求，達到了最初的設計目標。

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【通聯(lián)編輯：王力】