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1、 毕业设计方案课题名称：企业图书馆无线局域网设计与实现所在学院 铁路通信与信号学院 班 级 姓 名 学 号 指导老师 完成日期 2016.12 摘 要无线局域网是一种利用射频技术传输数据的传输系统，是无线通信技术与网络技术相结合的产物。通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。随着社会信息化程度的进一步加深，无线局域网技术也在迅猛发展。本方案采用无线通信技术，按照网络拓扑，组网搭建，设备配置，业务测试的设计思路，通过信道选择，IP地址划分，无线AP部署等设计，实现了企业图书馆无线局域网全楼层覆盖，为图书馆的用户提供高速无线网络服务的同时也方便网络管理人员集中管理网络并采
2、用统一的认证机制，具有成熟的扩展性以及较高的安全系数。企业图书馆无线接入网工程的实现大大提高了图书馆的信息化。关键词: 无线通信 设计 覆盖 管理 2目录第1章 绪论11.1 选题背景11.2 无线局域网的优点和局限性11.3无线局域网的发展前景2第2章 无线局域网的核心技术及设备32.1 主要标准32.2 网络拓扑结构32.3 无线接收设备及附件42.3.1 无线网卡42.3.2 接入点设备（无线AP）52.3.3 POE交换机和以太网供电模块52.3.4 无线网关6第3章 企业图书馆无线局域网系统设计73.1 设计目标73.2 需求分析73.2.1 环境勘察73.2.2 无线覆盖范围83.
3、2.3 用户分析83.3 方案设计原则83.3.1 数据传输速率83.3.2 接入点安装位置和供电93.3.3 AP密度93.3.4 频段与信道的选择93.3.5 IP地址划分103.3.6 产品的选择11第4章 企业图书馆无线局域网接入工程的实现124.1 网络拓扑结构124.2 设备的配置与布局124.2.1 VLAN的划分124.2.2 无线AP的布局124.3 设备的选择13第5章 企业图书馆无线局域网测试与管理155.1 网络系统测试155.2 网络系统管理16总结18参考文献192第1章 绪论1.1 选题背景近些年来,信息技术的发展日新月异,正以不可抗拒的力量改变着人们的生活方式，
4、同时也正影响并改变着图书馆的学习方式和管理模式。原先人们来到图书馆只能通过阅读纸质书籍和利用图书馆安装的台式电脑进行学习，书籍的查阅是繁琐的，台式电脑也不可能做到人手一台，这个时候无线局域网的优越性就体现出来了，它可以让每一位用户都能享受高效的网络环境，随时进行网页浏览，收发邮件等学习活动，而工作人员则可以更高效的进行相关的业务管理。无线局域网的接入是大势所趋，是必不可少的。1.2 无线局域网的优点和局限性1、优点（1）支持移动性WLAN 提供了对终端移动性的支持，少了连接电缆的束缚，终端可以在 AP 覆盖范围内随意移动，还可以在不同 AP 之间移动实现无缝漫游功能，且保持网络连接不中断，使用
5、起来更加灵活。（2）传输速率高WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbit/s，应用正交频分复( OFDM ) 技术的WLAN,速率可以达到54Mbit/s(有效带宽约25Mbit/s)，远远高于有线网络的传输速率。（3）组网灵活并易于扩展由于没有线缆的限制，用户可以随心所欲地增加、重新配置工作站。WLAN 有多种配置方式，能够根据需要灵活选择，能胜任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络的快速扩展。（4）兼容性强无线网络作为有线网络的延伸，能够通过 AP与现有的有线网络资源无缝地结合在一起，且对于符合 IEEE80211 协议的无线网络产品，即使不同厂商的产品也可以相互通讯。2、
6、局限性（1）频点的限制根据对WLAN频段的分析，IEEE80211b和IEEE802.11g可以同时有三个互不干扰的频点，IEEE802.11a可以同时有五个互不干扰的频点,在用户容量较大的情况下，频点明显不足。尤其是在多运营商同时建设时，很难协调频点的分配。（2）传输资源要求高WLAN的无线传输速率高，对传输资源的需求也比较高，按每个AP需25Mbit/s，每个热点10个AP，这样一个热点需 250Mbit/s带宽，对传输资源不太充裕的运营商来说，难度比较大。（3）易受干扰一般工作在自由频段、容易受到干扰、功率受限。IEEE802.11属于第二层技术规范，上层业务体系不够完善。（4）安全问题
7、由于无线网络的自身特性，决定了其除了具有有线网络的不安全因素外，还容易遭受窃听和干扰、冒充、欺骗等形式的攻击。安全性已经成为一个迫切需要解决的问题。1.3无线局域网的发展前景无线局域网的发展过程可以用“更快、更便宜”来形容。如今无线局域网技术已经相当成熟，速率从1Mbps增长到了54Mbps。但这仅仅是个开始，无线局域网的标准出现才四个年头，高速无线局域网标准也才出现两年。随着标准的发展与无线网络产品的成熟，局域网能够覆盖有线网络所无法顾及的领域，它能够用传统联网成本的一个零头来进行高速连接。当然，无线局域网会在实用中发展肯定还会不断有新的技术出现，如ATM无线局域网。总之，无线局域网应用广、
8、市场大，前景不可估量。第2章 无线局域网的核心技术及设备2.1 主要标准 1、 IEEE802.11b工作频段在2.42.4835GHz数据传输速率达到 11Mbps，传输距离为50-150米，采用补偿编码键控调制方式(CCK) 。2、 IEEE80211a，工作频段在5.725-5.85GHz，数据传输速率达到54Mbps，传输距离为10-50米，采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术，采用QFSK调制方式，支持多种业务如话音、数据和图像等。3、 IEEE80211g，工作频段在2.4-24835GHz，数据传输速率达到 54Mbps，传输距离为50-150米，802.11g 中规定的调
9、制方式包括80211a中采用的 OFDM 与 802.11b中采用的CCK。通过规定两种调制方式，既达到了用2.4GHz频段实现 802.11a54Mbps的数据传送速度，也确保了与 802.11b 产品的兼容。如表1所示为三种不同IEEE802.11扩展性标准的特性对比。表1 三种不同IEEE802.11扩展性标准的特性802.11b802.11a802.11g标准批准时间1999年9月1999年9月2003年6月每个子信道最大数据速率11Mbps54Mbps54Mbps调制方式CCKOFDMOFDM和CCK每个子信道的数据速率1、2、5.5、11Mbps6、9、12、18、24、36、48
10、、54Mbps1、2、5.5、11Mbps;6、9、12、18、24、36、48、54Mbps工作频段2.4-2.4385GHz5.15-5.35GHz;5.725-5.825GHz2.4-2.4835GHz可用频段83.5MHz300MHz83.5MHz不重叠子信道3123优势技术成熟，信道多，干扰少，速率高技术成熟，成本低，终端支持普及技术成熟，兼容性好，成本接近于802.11b，终端支持普及4、IEEE80211n式，即包含 2.4GHz 和 5.8GHz两个工作频段。其物理层的核心技术是 MIMO + OFDM 无线信号调制方式。2.2 网络拓扑结构无线局域网的网络拓扑可归结为两个基本
11、类型：无中心拓扑和有中心拓扑。根据无线接入点的不同功用，WLAN可以实现不同的组网方式。目前有点对点模式、基础结构模式、多AP模式、无线网桥模式、无线中继器模式和AP Client客户端模式等组网方式。1、 点对点模式又称对等结构模式或称为自组织网络，是WLAN的一种特殊结构体系，属无中心拓扑结构。2、 基础结构模式如图1所示，由无线接入点AP、无线工作站以及分布式系统构成，覆盖范围称为基本服务集。AP通常被安装在固定位置上，能永久性地为靠近它的无线工作站提供服务。图1 基础结构模式3、 多AP模式如图2所示，是指多个AP以及连接它们的分布式系统（DSS）组成的基础结构模式，可以看成是由多个中
12、心构成，每个AP都是一个独立的无线网络基本服务集，多个BSS组成一个扩展服务集。扩展服务集内所有的AP共享同一个扩展服务集标示符。分布式系统（DSS）在802.11标准中并没有定义，但是目前大都是指以太网。相同的ESSID的无线网络间可以进行漫游，不同ESSID的无线网络形成逻辑子网。图2 多AP 模式多AP模式有时也称为“多蜂窝结构”如图3所示，蜂窝之间建议有15%的重叠范围，便于无线工作站在不同蜂窝之间做无缝漫游。图3 多蜂窝结构有15%的重叠范围2.3 无线接收设备及附件2.3.1 无线网卡无线网卡是采用无线信号进行数据传输的终端。无线网卡按照接口的不同可以分为多种：一种是台式机专用的P
13、CI接口无线网卡；一种是笔记本电脑专用的PCMCIA接口网卡；一种是USB无线网卡，这种网卡不管是台式机用户还是笔记本用户，只要安装了驱动程序，都可以使用。2.3.2 接入点设备（无线AP）AP是WLAN业务网络的小型无线基站设备俗称“热点”，完成IEEE 80211a、IEEE 802.11b/g标准的无线接入。AP也是一种网络桥接器，是连接有线网络与无线局域网络的桥梁，任何 WLAN 终端设备均可通过相应的AP接入外部的网络资源。在数据通信方面，AP负责完成它与WLAN终端设备之间数据包的加密和解密。当用户在AP无缝覆盖区域移动时，WLAN终端设备可以在不同的AP之间切换保证数据通讯不中断
14、。在安全控制方面，AP可以通过网络标志来控制用户接入。2.3.3 POE交换机和以太网供电模块POE (Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流电的技术.就是支持以太网供电的交换机。如表2所示为POE交换机与单口供电模块的对比。表2 采用POE交换机的优势POE交换机单口供电模块1基于802.3af标准大多是非802.3af标准2载波的方式，在五类双绞线上同时传输速率和电力，可支持未来千兆传输（1） 使用以太网1,2,3,6传数据，4,5,7,8传电力，只能支持百兆传输（2） 一旦错误连接到非POE设备上，将直接导致远端设备烧坏3自动检测远端连接是否是POE设备，并能判别受电设备的电力功率和输入电压如果是非POE设备，自动不供电不支持4渐进式供电，
