南通大劇院無線網絡設計

唐玉 范君

摘要：以南通大劇院無線網絡的設計為背景，給出相關設實施方案，詳細介紹了項目背景、無線設計、網絡設計。其中，無線設計部分從無線設計需求、AP覆蓋規劃、AP部署設計、無線安全設計、無線產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據業務需求，達到了最初的設計目標。

關鍵詞：無線網絡;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區，項目規劃用地面積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形大廳串聯起來。

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網，提供安全、穩定、可靠的無線網絡接入服務是此次無線網絡設計的主要目標。

此次無線網絡建設需求，是實現南通大劇院實施無線網絡的部署，劇場內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，達到劇院內無線信號的全方位立體式無縫覆蓋。劇場的無線網絡設計要求與有線網絡能夠無縫對接，能夠實現數據的暢通傳輸，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一管理，同時也需盡可能簡化網絡結構，提高網絡訪問速度與效率[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覆蓋規劃

基于劇場的背景下，在雙絞線或光纖布線受限的區域環境內，相當數量的移動設備同時訪問網絡所產生的無線數據接入和傳輸問題，需要通過使用無線網絡覆蓋來解決。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質量;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室內覆蓋、多AP重疊室內覆蓋，下面則從這兩類中進行展開描述：

1）單AP室內覆蓋：

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覆蓋，無需要考慮到室外信息的覆蓋。單AP室內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，則要使用根據情況而定。

2）多AP重疊室內覆蓋：

多AP重疊室內覆蓋主要應用于觀眾廳，主要根據覆蓋用戶數量實現上述空間內覆蓋，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。信道規劃方面采用相鄰AP可以選擇無信道重疊的區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生三種方案。

方案一：采用經典的放裝AP進行部署，優點是在觀眾廳中使用微蜂窩方案。

采用微蜂窩方案優點是微蜂窩不需要進行大量的天線方位調整，降低了工程調試難度，節約施工時間。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，導致部分地區無法形成有效部署。雖然方案二能夠有效滿足辦公區域需求，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。優點：弱電間主機+微AP射頻模塊+百米以太網線的部署方式能良好地覆蓋劇院大部分區域。缺點：部分區域距離弱電間較遠且區域較小，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）非觀眾廳的其他區域采用方案三進行部署;

（3）區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，設計無線數據進入匯聚交換機、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，經過流量的分析，確定流量的安全性后再轉發。在無線控制器上，通過加密認證、基于數據幀過濾動態黑名單、用戶隔離、非法AP檢測及反制、動態ACL下發等技術對無線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訪問外網時需要先行經過Web認證方式，上述網絡設備統一通過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、傳輸協議、工作頻段、空間流數、傳輸速率、最大接入用戶數是設備選型的重點參數。以RG-AP850-AR（V2）產品為例，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。在傳輸協議方面，具備支持標準的802.11ax協議，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。空間流數，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。整機最大無線協商速率4.134Gbps，最大接入用戶數為1552。

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

3 網絡設計

在大劇院的網絡設計方案如圖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提高轉發帶寬。所有交換機間設置成trunk，并開啟生成樹防止產生環路。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供電和數據轉發。

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），需要根據現場情況進行調整。由于南通大劇院分為六層，每層各不相同。每層圖紙的區域進行設計時，對于信道規劃必須細心謹慎。

其中五樓的分區1需借用四樓的分區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2用五樓的分區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、網絡設計等內容。經過上述的規劃和設計，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。

參考文獻：

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[3] 汪雙頂，武春嶺，王津.網絡互聯技術-理論篇[M].北京：人民郵電出版社，2017.

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[9] 簡練，張璐璐，侯鵬亮，等.移動辦公中的無線局域網安全分析及解決方案[J].保密科學技術，2019（4）：14-16.

【通聯編輯：王力】