小区无线覆盖监控系统方案.docx
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1、小区无线覆盖安保系统彼花方案在5G频段可使用的信道如下:102457112462122467132472Channel IdentifierFrequency in MHz365180405200445220485240525260565280605300645320149574515357651575785161580516558252o 4G和5o 8G的频点的频宽均为HT40MHz、20MHz. 10MHz. 5MHz,使用时可根据具体情况综合 利用。为了避免无线信号的同频干扰,应避免在同一覆盖空间使用同一频率。b)覆盖区的信号预测与分析考虑小区内环境的实际,对需要无线覆盖的区域,有些楼
2、层可能需要穿透儿堵墙,玻璃门,水泥梁柱, 楼层板等,由于2。4G频段属于高频厘米级微波,不同的障碍物对无线信号衰减也不同,由于条件的 限制,无法对小区内环境进行无线信号实地测试,所以我们可以通过2。4G频段的传播模型,通过工 程经验和估算来分析传播衰耗;微波自由空间的传播衰耗1_ = 32.4 + 20度+ 20回忆(,其中的单为是km, fc的单为是MHz。由于2.4G的频率较高,穿透能力较差,普通一堵墙的衰耗为6dB摆布,一面玻璃的穿透衰耗为3dB摆布。 无线网卡的接收灵敏度为一 80dBm,发射功率为10dBm; AP的接收灵敏度为-80dBm,输出功率为 20dBm.链路预算:空间损耗
3、:L0=92.4 + 20LgF0+20LgD按 100 米计算,2.4GHz 时,Lo=92。4+20Lg2.4+20Lg0.1 = 75 dBm正增益:G0 = P0+G1+G2 - Lr1 - Lr2 , P0为发功率,G1为发天线增益,G2为收天线增益,5为馈线损 耗,Lr2为阻挡损耗 下行 G0-L0=20 - 75 = - 55dbm,达到要求。上行 G0-L0=13 - 75 = - 62dbm,达到要求。如有一堵墙:6dBm, -68dBm如有二堵墙:一6dBm,74dBm如有三堵墙:一6dBm,80dBm实际传播距离视现场环境而定,在小区环境内,普通都是穿一堵或者两堵墙,安信
4、网络提供的无线设 备射频最大输入功率可以达到30dBm (1W),可见接收信号强度在一70dBm内,可保证用户流畅的上 网需求.(图3.2:距离天线比较远的小区楼房内无线信号强度显示值)在距离无线设备天线比较远的用户房间内,无线信号强度在-65dBm摆布,两台电脑之间通过测试软 件IXChariot测试的速率稳定在22Mbps摆布.(图3.3:距离天线比较远的客房内无线信号强度显示值) c)信号切换(漫游)预测分析WLAN无线采用类似挪移GSM网络的蜂窝状信号覆盖规划,无线信号在传播过程中会不断衰减,导 致无线覆盖范围限制的一定区域内,当小区内存在多台无线接入热点设备时,她们之间相互有一定范
5、国的重合时,无线客户端在无线信号覆盖的范围内进行挪移时,无线客户端设备能够自动发现附近信 号强度最大的无线热点设备,当把每台热点设备的SSID,加密方式等设置一样的时候,无线客户端设 备在无线信号覆盖区域内可以实现无缝的漫游“取销关联”和“重关联”操作,而且这个切换时间为 亳秒级,用户基本感觉不出断线状态;由于小区面枳比较大,且层楼比较高,无线上网人数多,小区内无线覆盖需要多台无线设备,客户在 小区内可能需进行挪移上网,所以在小区无线信号覆盖区域内漫游也变得比较重要。安信网络的无线 热点设备支持IAPP协议,能实现越区、越层切换.客户则可以在整个小区范围内简单方便地享受 WLAN的高速接入服务
6、,最大限度地满足了用户的需求。WLAN无线漫游示意图如下:(图3.4:客户端无线漫游示意图)2、射频规划对于2.4G无线频带信道规划如下图所示,在频谱范围内最大提供1、6、11个彻底不重叠信道。5G频道支持13个彻底不重叠信道,所以使用5G频道作为小区范围内无线回程主干传输.在小区范围内,合理规划无线频道,达到小区内良好的上网体验和无线监控传输服务。(图3 o 5:2 o 4G频道分布规划图)设备软件平台提供的无线信号强度,质量状态诊断等工具,可以实时地显示客户端的连接信号 强度和质量状态信息,方便工程人员对设备规划,安装,调试等功能。对于射频部份需要从如下方面进行规划测试:a信号覆盖电平对有
7、上网需求的小区楼层,公园,走道等区域进行覆盖。目标覆盖区域内95%以上的位置,接收信号电平=-75dBm。a信号质量保证目标覆盖区域95%以上位置,用户终端无线网卡接收到的下行信号C/I值应20dBm.a数据速率在目标覆盖区域内,要求单用户接入时峰值数据传输速率不低于4Mbps(视公司到运营商处 申请的总带宽大小),在多用户接入时,保证数据传输速率不低于100Kbps,并支持用户在 小区无线覆盖区域内实现无缝漫游。a信号辐射标准保证室内WLAN信号泄漏至小区室外30米处的信号强度应不高于一75dBm.根据中华人民共和国国家标准环境电磁波卫生标准,即国标GB917288,环境电磁波容许辐射强度分
8、为两个级别,见下表所示:波长容许场强一级(安全区)二级(中间区)300MHz-300GHz|i W / cm210( 40A、一级标准一级标准为安全区,指在该电子波强度下长期居住、工作、生活的一切人群,均不会受到任何有害影 响的区域;B、二级标准为中间区,指在该电子波强度下长期居住、工作、生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域.例:一 WLAN系统最强信号电平为20dBm(0。1W),天线的增益为18dBi,计算最强功率密度并判断是否符 合国家环境电磁波卫生标准:今天线口总输入电平为:0o 1 X 12 = lo 2* (约30dBm)今 天线 EIRP 为:30 + 2。1 = 3 (0
9、。615W)今设人员活动范围距天线一米以外,则最强功率密度为:1 / 4 n (1) 2 = 0. 079W/ni2 (7。9口 W / chp)安信网络的无线设备射频功率最大输出为30dBm,天线增益为14dBi,可证明电磁辐射满足级标准的要 求。在小区环境内不会产生任何无线频率伤害,不会对人体产生影响.3、接入用户规划设备支持的多MVSSID,各个VSSID可以灵便地配置不同的速率,加密认证方式,访问ACL列 表,可以为小区无线宽带上网服务划分不同的用户组,访问权限,实现差异化的用户身份管理。无线覆盖信号作为一个开放的系统,可能小区内外的一些非授权用户,或者一些非法用户也可能 扫描到小区无
10、线信号,进行非授权连接,或者进行一些破坏行为,为了保证小区无线上网服务的安全, 避免服务外泄,简单的可以通过隐臧无线SSID标识符或者进行简单的加密,但是这样也降低了部份上 网体验,而且一些简单的加密,像WEP加密方式目前已有破解工具可以破解,所以还不是很安全,安 信网络提供的无线宽带上网系统可以定制化地为每一个客户提供一个暂时的专用的上网账户,用户惟 独通过用户名和密码,而且保证用户密码不能修改,而且保证每一个账户只能一个用户拨入连接, 系统采 用安信无线设备支持的802。11x认证方式+Windowsserver2003作为Radius认证服务器, 提供一个茁壮,安全的用户接入无线网络功能
11、,目前这种加密认证方式还没有被攻破案例。认证简介:身份认证是计算机系统的用户在进入系统或者访问不同级别的系统资源时,系统确认该用户的身 份是否真实、合法和惟一的过程.使用身份认证的主要目的是防止非授权用户进入系统,同时防止 非授权用户通过非正常操作访问受控信息或者恶意破坏系统数据的完整性.近年来,越来越多的单 位和运营商等通过身份认证系统加密用户对网络资源的访问,在众多的解决方案中,Radius认证 系统的使用最为广泛。在大量的企业、政府机关、高校,小区通过Radius认证系统,实现对用户网 络访问身份的认证,以决定某一用户是否具有上网权限,并记录相关的信息.在计算机网络安全领域,将认证、授权
12、与审计统称为AAA或者3A,即英文Authentication(认证)、 Authorization(授权)和 Accounting (审计)。1 .认证是一个解决确定某一个用户或者其他实体是否被允许访问特定的系统或者资源的问题。2 .授权授权是指当用户或者实体的身份被确定为合法后,赋予该用户的系统访问或者资源使用权限.3 .审计审计也称为记帐(Accounting)或者审核,出于安全考虑,所实用户的行为都要留下记录,以便进行核杳. 安全性评估(securi ly assessment是审计操作的进一步扩展。在安全性评估中,专业人员对网络中容 易受到入侵者攻击的部份进行内部检查,对网络存在的薄
13、弱环节进行阶段性评估。通过对评估结果的分 析,既可以发现网络中存在的设计缺陷,也可以为今后的网络调整提供权威的数据支撑。用户对资源的 访问过程如下图所示:(图3。6: 3A认证原理图)在如下图所示的网络中,RADIUS服务器对RADIUS客户端(安信网络的两款设备)(下图中直接标为“AP” ) 进行接入用户验证、资源访问授权、记账等操作:(图3 o 7:3A认证系统示意图)客户端通过输入小区网络管理员分配给每一个客户惟一的用户名和密码,输入正确才干授权接入小 区无线网络,这样很方便小区无线宽带运营。下图所示为无线登陆窗口:(图3。8:客户端账户输入窗口图)针对于小区的无线宽带上网服务运营,提供
14、一套完整的用户接入认证服务系统,可以保证小区无线宽 带上网服务的客户端接入的认证,审计,授权。4、安全接入规划为小区提供的无线接入设备,对无线客户的接入提供了一系列安全功能:隐藏SSID功能:可以避免小区无线信号暴露在小区之外的公共场所,防止非授权和非法人员搜索到小 区无线信号,进行一些非法破解,攻击等。这个作为无线安全规划的低级层次,如果是小区客户非授权 泄露出去,则此安全功能将再也不安全.ACL访问控制列表:可以根据客户提供的无线设备MAC地址,灵便地配置授权接入无线网络,没有 经过登记过的MAC地址,则无法接入无线接入点。这种方式安全级别比较高。基本无法破解。无线加密认证:设备支持多种加
15、密认证方式,WEP, WPA/WPA2-TKIP/AES个人和企业级别加密方 式,小区管理员可以灵便配置高等级的加密方式,充分保证非授权用户接入小区无线网络.客户端隔离:对于接入的每一个客户端可以在无线接入点上进行隔离,每一个客户端之间不能相互访 问,充分保证小区局域网安全,避免非法客户进行小区内网攻击,或者病毒扩散.5、客户访问管理控制对于小区内部已经申请无线宽带业务的业主或者小区工作人员,已经成功接入上小区无线网络宽 带上网功能.这时小区整个局域网已经彻底暴露在内网中,如果有不怀好意的客户对内网服务器或者 其它客户进行攻击,访问一些带木马病毒的网站,或者散播病毒的话,对于小区内网安全构成比
16、较大 的安全隐患.所以对小区网络管理人员也构成较大的挑战。对于这种情况,在无线接入设备的接入客 户端隔离功能,相当于把小区局域网划分多个VLAN,也可以在小区内网的核心交换机或者路由器上 把小区内网服务器划分在一个单独的VLAN里面,客户端不能直接访问内网服务器,每一个客户端之 间不能互相访问,这样可以防止内网攻击和病毒扩散.7、设备管理公司提供的无线接入设备,提供了强大的远程管理功能,小区网络管理员可以在中心机房或者任何无 线接入的地方就可以直接对每台设备通过远程WEB、SSH、Telnet. SNMP等进行管理,对每台设备 进行远程状态实时监控,配置管理,配置备份,系统固件升级等操作.安信
17、网络设备提供人性化,友好的Web管理平台,可以通过各种主流的浏览器登陆设备管理平台,进 行集中查看,管理等工作。四、系统实施1、系统实施通过上面的系统分析,规划,选型后,进行后面的系统实施阶段;无线网络设备均采用工业级软硬件设计,设备可以在恶劣环境(高温,低温,潮湿,辐射强等环境) 之中连续正常的运行工作;设备安装简单方便,结合小区网络综合系统,可以极大提升小区的宽带卜.网服 务项目,为客户提供多元化的上网选择,对于一些客户的笔记本电脑、智能手机,平板电脑,电子书等支持 WIFI的设备,可以在小区范围内随时随地挪移上网;彰显小区服务水平。对于小区的实际环境,和现有的网络布线和施工情况,结合安信
18、网络的无线设备,设备1248V以太 网POE供电,通过网线直接给设备供电,不会对小区现有电力线和网线的破坏,设备施工方便,容易扩 展和维护.我们结合小区的无线覆盖宽带上网服务,无线视频监控,红外安保报警三个系统做出如下结构示意图: 考虑到小区面积、规划、楼层分布、楼层的高度、需要覆盖区域、接入用户数、支持各种终端设备、 安全需求等,对小区无线设备安装点,天线位置,角度等进行规划,我们对无线实现分两个子系统进行; 1、无线覆盖子系统:主要实现对小区楼层,室内和室外无线信号覆盖,满足各种终端设备接入;下面我们就按小区的提供的小区平面图、实际情况和安信提供的无线系列产品功能特点和客户系 统需求对小区
19、覆盖进行部署:a)对于小区22#和23#两栋设为一组和24#和25#两栋设为二组,由于他们有18层楼高,属 于高层建造,我们可以在15#和8#两栋楼的天台上建设两台无线基站设备AS5203BS,设备 支持三个射频单元,每一个射频单元提供1W的输入功率每一个无线单元外接高增益板状天 线分别对楼层的下面几层,中间几层,上面几层进行覆盖,所以一组和二组楼使用两台 AS5203BS进行覆盖,可以保证无线信号覆盖到整栋大楼,并保证用户接入数;分别对一 组和二组楼层进行无线覆盖,提供无线覆盖的同时还支持了无线监控点客户端CPE设备 的接入,把监控 视频图象流通过无线传输回机房监控中心。结构示意图如下,覆盖
20、21#到 25#几栋楼需要2套同类型基站结构部署进行覆盖;b)对于小区15#-20井几个楼层,由于他们属于中级层楼,大概11层摆布,所以使用AS5203BS 其中的两个射频单元进行上、下层楼分别进行覆盖,剩下的射频单元对其它楼进行覆盖,提供 无线覆盖的同时还支持了无线监控点客户端CPE设备的接入,把监控视频图象流通过无线传 输回机房监控中心。覆盖15#到20#几栋楼需要4套同类型基站结构部署进行覆盖;c)对于小区1#-14#几个楼层,他们大都为6层楼,属于第层楼,基本一面天线就可以对一栋楼 进行覆盖,对应这几栋楼覆盖,提供无线覆盖的同时还支持了无线监控点客户端CPE设备 的接入,把监控视频图象
21、流通过无线传输I可机房监控中心.基本需要4套同类型基站结构部署 进行覆盖:2、无线回程主干传输子系统:主要实现多个覆盖热点区域设备通过无线传输回小区机房中心。通过 安信网络远距离无线网桥AS5223N-BR实现点对点(PTP)和点对多点(PTMP)主干传输。设备天 线增益为内置23dBi板状大线,提供11N最大150Mbps速率,设备支持2。4G和5.8G,在5.8G 频段有13个彻底不干扰频段,这样提供了丰富的无线频道资源.在小区内使用2。4G频段做覆盖, 5G频段做传输,这样避免频率间干扰,保证无线稳定传输.3、小区无线覆盖传输结构拓扑图如下:2、设备安装调测a)实施原则1、施工必须遵守国
22、家或者部委颁发的法规、标准和规范。2、严格按照无线网络覆盖系统技术规范施工。3、严格遵守生产安全操作规程,做到文明施工、文明生产。4、所有外露馈线需加套PVC管,要求美观,PVC管转弯处的波纹管长度不得超过0.3米;在安装过程中, 不能破坏小区内原有设备和装修.5、所有走线应以不破坏建造结构为前提,施工人员须在每条路线的始末端贴好标签。b)主设备的安装要求:D设备安装位置应保证无强电,强磁和腐蚀设备的干扰,同时安装的位置普通要求便于调测和维护.2)与设备相连的跳线或者馈线应用线码或者馈卜进行坚固固定,3)设备必须具有良好的防雷接地。C)交流电的引入:1)设备的交流供电系统建议就近直接引入220
23、V民用电,交流引入线应采用截面积不小于10mm的同芯电缆。2)交流引入电缆必须做好电缆接头的防水处理;交流引入电缆应全部穿PVC管,其转弯处要使用PVC管 弯头直接弯曲。PVC管离地面高度至少1米。3)每一个主设备应配备一副电源插线板,应含两芯及三芯插孔,电源接线板应水平固定在墙上,离地面 高于0。3米。4)电缆走线必须平直美观,不得有交叉,空中飞线,扭曲等情况。d)防雷接地1)主设备的接地应充分利用建造物的地线系统以及其他已经做好接地措施的金属设施做设备的防雷和 接地保护。2)接地引入线应为40X4MM镀锌扁钢或者截面积不小于951nm的铜芯电缆,接地引入线须作防腐,绝缘 处理。长度不超过3
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