郑州机场无线覆盖联网系统方案

目  录

第一章Wlan产品介绍 3
MOB室外桥接路由器 3
MAP-811无线桥接路由器 4
MAP-811E无线网桥 6
MWN-711 11Mbps PCMCIA无线网卡 7
室外定向天线 7
避雷器 7
带宽管理器 8
第二章 系统介绍 10
系统概述 10
系统设计目标 11
第三章 无线网络介绍 13
扩频通信简介 13
什么是扩频通信 13
扩频通信的原理 13
扩频通信的优点 13
无线扩频网络的安全性 14
使用无线网络的优点 16
第四章 方案设计 18
需求分析 18
无线网络设计的思路 19
无线网络独有的优势 21
系统设计原则 22
系统报价 23
 
第一章 Wlan产品介绍

Wlan产品介绍
MOB室外桥接路由器
MOB系列是一款全天候室外型无线路由器。该路由器扩充性强， 可配合Macromate其它产品使用。具有高性能价格比，外型美观, 极其适用于不便布线的用户。无线网络设备对工作环境要求比较高，一般要求温度在0~40度、湿度在10~90度范围内才能稳定正常工作。所以，在北方寒冷的冬季，大多数无线网络产品会因环境温度过低而频频罢工；在雨水充足、气候湿润的南方，又容易因湿度高而造成设备的过早损坏。针对上述情况，本设备采用高密度中空铝一次无缝挤压成型，内置自动恒温系统，依照军规防水、散热设计，可适应不同地区气候要求。
产品特性
支持无线漫游和IP隧道
无线网络工作站可以漫游在不同的访问点之间；以及不同网段之间的无线漫游。
支持多个无线路由器同时软件更新通过在主设备上进行软件更新，其它从设备同时一样更新。大大的对用户的软件升级提供了便利性。
内建DHCP（动态地扯分配）服务器
     通过在AP上设置地扯池，对无线覆盖区域中的每一台工作站免于设置，大大减轻了用户的重复性工作。
自动恒温系统
采用WEP（64/128位）密钥加密，以及Data Scarmble(20位)加密
随着无线局域网的普及，安全方面采用常见的WEP密钥加密技术的问题日益突出，针对这个情况，本公司自主开发的Data Scarmble(20位)加密技术大大提高了安全性。
支持SNMP，WEB，TELNET，超级终端管理
提供丰富的管理方式，多种管理方式不仅适合不同层次的网络管理人员选择使用，也为用户提供了更丰富的选择。

MAP-811无线桥接路由器
Macromate 11Mbps 2.4Ghz无线路由器，采用当前先进的无线扩频――直扩（DSSS）的通讯技术。在无线网络中具有无线信号单元的收发功能，同时设备提供的标准10Base-T RJ-45可透明接入用户现有网络。支持动态RIP I及静态路由协议，合理分配用户带宽，通过路由隔离可有效的处理IP广播风暴。具有空间分集技术的设计避免了景区多雾带来的多路径效应。500mW的发射功率使用高增益的定向天线最远通讯距离可达25公里以上。用户可通过WEB、Telnet、Terminal三种方式进行管理、配置，并可支持在现有IP网络上的远程配置，极大的方便了用户的维护。
产品特性
A 桌上型无线网桥 (桥接路由器)
B 提供1 个 RS-232C Console口以及 1个10/100Mbps 局域网络端口
C 支持SNMP (MIB II), Web 以及 Telnet 管理 D 兼容于IEEE 802.11b/802.11, 2.4GHz ISM band DSSS
E 支持 IP Tunneling, Roaming以及Wireless Redundant Link
F 无线 Bridging, Routing
G 支持 SmartMedia 3.3V 32Mbytes进行韧体更新
H 支持数据传输率11Mbps, 5.5Mbps, 2Mbps以及1Mbps
I支持Data Scramble (20bit), WEP 128bit以及存取控制(Access Control)
J简易/自动韧体更新
K支持 WatchDog, BOOTP, DHCP
L支持 Simple, Standard, Segment, Brouter以及Compatible 操作模式.
M内建式Power Supply并提供可选择的外接DC电源.
N前后面板皆有灯号显示, 可用于简易故障排除
O可壁挂, 摆桌上, 或吸附于铁制家俱上
P机构上可与其它MacroStack家族成员进行堆栈.
Q即插即用 
MAP-811E无线网桥
Macromate 11Mbps 2.4Ghz无线网桥，采用当前先进的无线扩频――直扩（DSSS）的通讯技术。在无线网络中具有无线信号单元的收发功能，同时设备提供的标准10Base-T RJ-45可透明接入用户现有网络。用户可通过设备自身附带的管理软件进行管理、配置。
产品特性:
A、 桌上型无线网桥
B、 提供1个10Mbps 局域网络口
C、 兼容于IEEE 802.11b/802.11, 2.4GHz ISM band DSSS
D、 支持Windows Base Utility, 及DIP switch 管理支持无线漫游,数据传输率11Mbps, 5.5Mbps, 2Mbps以及1Mbps
E、 支持Data Scramble (20bit), WEP 128bit以及存取控制(Access Control)
F、 简易/自动韧体更新
G、 支持Simple, Standard及Compatible等操作模式
H、 前后面板皆有灯号显示, 可用于简易故障排除
I、 可壁挂, 摆桌上, 或吸附于铁制家俱上
J、 即插即用
 
MWN-711 11Mbps PCMCIA无线网卡
MWN-711是用于笔记本PC的无线PCMCIA适配卡，只要将其安装在符合PCMCIA Release 2.1 Type II 标准或更大的插槽中，即可实现移动式计算。MWN-711先进的电源管理可将功率消耗降到最低。
产品特性
1）：无线PC网卡，PCMCIA Type II
2）：强大的冲突预防，安全无线传输
3）：IEEE802.11b兼容,11Mbps DSSS(直接序列展谱)
4）：支持Ad hoc(点对点)和基础结构网络技术
5）：支持热交换安装
6）：即插即用式安装
7）：捆绑丰富的驱动程序
室外定向天线
24dBi高增益室外栅格状矩形定向天线，室外远距离传输需使用此天线，加功放可达25公里左右。

避雷器
2.4Ghz避雷器，输出电压3000V，可保护产品免遭雷击而损坏。

带宽管理器
MNG-8041是一套强大的网络频宽管理器，支持10/100Mbps高速以太网络，且具有同时双向非对称性网络频宽设定，对外连接企业专线网络，对内可管理多个子网络流量，更可保证各种服务的频宽。MNG-8041可分类制定频宽政策，更可依使用者、群组、时程、流量及服务类别控管。此外MNG-8041更提提供独特netflow流量分析，频宽管理相当方便。
产品特性
多重WAN口
 支持xDSL,Cable或专线
 支持各WAN口间负载平衡
与网络通讯（H.323）整合应用
 针对网络电话应用提供保证带宽QoS
 虚拟IP可透过互联网与远程虚拟IP互打网络电话/视频电话
 单一固定IP可供同时进行多路网络电话/视频电话
 提供网络电话总机设定，可将现有PBX升级为IP－PBX
带宽管理
 可依每个使用者之工作性质或应用设定上下行带宽上限
 让有限资源做有效利用
 可将IP地址与MAC地址对应锁定，防止局域网内使用者擅改IP地址
 可针对带宽需求较高的应用如：串流影音、H.323提供QoS，依需求设定
 提供保证带宽，以确保通讯品质
网络过滤
针对上/下行流量，可设定禁止内/外部IP（使用者）使用选定网络服务，如：Http、Ftp、Telnet等服务
网络流量统计
 可依所设定的月份、日期及时间，查询使用者的网络流量
 可依流量的大小排序显示各使用者的流量对比情况。
NAT/防火墙
提供IP共享、网络带宽分享及天然防火墙保护内部局域网所有电脑
网络应用穿透NAT/防火墙
支持网络通讯及网络连线游戏穿透NAT/防火墙
 
第二章 系统介绍
系统概述
有线网络办公系统的局限性：
1． 无法布线的地方需组网进行数据传送(如两楼.两小区之间有公路/河流)。
2． 临时会议需搭建临时的网络进行数据的及时传送（临时会议经常要更改会
议场所）。
3． 办公室中线缆过多时，布线不规则的网络线缆很容易把员工绊倒或被员工
把网络设备给摔坏，同时影响办公室的美观。
4． 办公室中线缆过少是，无法在特殊情况下（如需多台笔记本或多个小型网
络设备同时工作）而及时得到数据的传送。
5． 由于办公室的搬迁或办公位置的更改而造成大量的资金浪费。
6． 办公室的扩建后，原有的网络难以支持现有的办公需要。
7． 网络中出现网络故障时不能及时得到解决。
8． 因地理环境的限制，使得有线网络很难实现进一步的延伸。
9． 随着移动计算设备的日益普及，有线接入点的固定性使得笔记本电脑等
移动设备还不能成为真正意义上的自由存取网络的移动工具。也使一些需
要经常变动网络的办公室感到不便。
由于有线网络的办公系统存在以上的极限性，随着信息时代的发展,而现在的办公环境需要更具有人性化的一面，无拘无束的办公空间既要能满足公司内部的高速资料应用，而且能INTERNET的高速上网，VOD网上点播的、NETMEETING、CCTV实时监控、多媒体系统应用，要灵活而模块化的设计更好地适应将来的变化和扩充。因此无线局域网作为传统布线网络的一种替代方案或延伸，将企业和个人从有线环境中解放出来，使他们可以随时随地获取信息，从而提高办公效率，同时美化工作环境。
系统设计目标
基于有线网络办公的现状，我们可采用2.4Ghz无线宽带网络，其最大的优势就是解决了难于铺线的困难，由于无线网络本身的技术特性，它与有线方式相比具有良好的移动性，高吞吐量，网络建设灵活，结构简单，性价比高等特点。同时可用于建成独立与电信系统外属于用户专用的私有网络。
在该无线网络上可以传输数据、声音、图象等多媒体信号。在此基础上还可以实现众多网络增值服务。例如视频会议、远程监控、网络管理，带宽管理，邮件管理等服务，以充分发挥无线网络的作用以获取更大的收益。
其系统建设的主要目标为：
1.使办公网络系统内所有用户能够拥有足够的带宽，与楼宇主交换设备进行信息交换并
保持相当高的稳定性。
2.建立的无线传输网络除能够传输一般的资料外，还应有传输的实时图像的能力，可将
内部局域网互连起来，实现大网络的概念。
3.实现整个网络内部的资源共享，支持多媒体应用。
4.为未来可能的应用提供一个可靠、高速、安全、可拓展的网络基础。
5.摆脱了有线连接的束缚，可在无线产品所能覆盖的范围内随心所意的进行无线漫游。
6.方面了临时会议所需临时搭建网络系统。同时可有效.方面将来企业内部，企业与企
业间的网络系统的组建。
此无线网络系统中，它具有以下一些特点（与有线相比）
 安装便捷
一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而WLAN最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点 (Access Point) 设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
 使用灵活
在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦WLAN建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。
 经济节约
由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。而WLAN可以避免或减少以上情况的发生。
 易于扩展
WLAN有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，WLAN就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络无法提供的特性。
 
第三章 无线网络介绍
扩频通信简介
什么是扩频通信
扩频通信，即扩展频谱通信技术（Spread Spectrum Communication），顾名思义是将信息信号的带宽扩展很多倍进行通信的技术。传输信号带宽远大于信息信号的带宽。例如传输一个64Kbps的数据流，其基带带宽只有64KHz左右，但用扩频技术传送时，它所占据的带宽可以被扩展到5.5MHz，11MHz，甚至更大。与此同时,发射到空间的无线电功率谱密度(单位带宽内具有的功率)，也将大大的降低。
扩频通信的原理
40年代，仙农（C.E.Shannon）在研究信息论时就总结出著名的信道容量公式，即仙农公式： C=W  log2（1+S/N）
式中：C—信息的传输速率  S—有用信号功率  W—频带宽度  N—噪声功率
请注意，通过以上公式可以看出:为实现相同的信息传输速率，有两种方式可以选择，一是尽量降低频带宽度(W)，提高信噪比(S/N)，也就是提高发射功率。这是传统的通信方式，另一种方式是尽量增加频带宽度(W)，降低信噪比(S/N)，这样甚至可以将信号功率降低到比噪声信号还低，这就是所谓的扩频通信。
这样一来扩频通信比起普通微波通信就带来一定的优势。
扩频通信的优点
扩频通信具有许多窄带通信难以替代的优良性能，使得它能迅速推广到各种公用和专用通信网络之中。主要有以下几项特点：
1 易于同频使用，提高了无线频谱利用率
2 抗干扰性强，误码率低
3 抗衰落能力强
4 高数据率、高信道质量、远的传输距离
5 适合数字话音和数据同时传输，以及开展各种通信业务
6 安装简便，易于维护
扩频通信系统有如下--优点：
 采用相关接受技术，可克服信号传输出过程中的多径效应；
 抗干扰能力强，误码率极低，可达10-10，并具有自动纠错能力；
 通道衰落储备要求低；
 低发射功率，对其他通信系统干扰小；
 具有码分多址平台、充分利用频率资源；
 传输距离可达20－50公里；
 通道对用户数据透明；
 组网方式灵活，可采用积木结构；
 投资少、利于扩容、有效地保护前期投资；
 自身具有加密功能、保密性强。
无线扩频网络的安全性
 扩频技术
此技术在防止窃听与被干扰上有很好的保护功能，过去一直被用于军事用途，而扩频中的直扩系统由于所采用的大多是码分多址复用技术（CDMA），所使用的伪随机码是保密的，而只有知道直扩系统的伪随机码，且与之同步后才可能对直扩系统的保密性造成威胁。而且，直扩系统其信号传输到很宽的频宽上，频谱密度很低，甚至淹没到噪声中，就很难检测到信号的存在。即使能够收到信号没有与其同步的伪随机码就无法解扩。
 用户验证——密码控制
建议在无线网络的适配器端使用网络密码控制。这与Novell NetWare和Microsoft Windows NT提供的密码管理功能类似。
由于无线网络支持使用笔记本或其他移动设备的漫游用户，所以精确的密码策略是增加一个安全级别，这可以确保工作站被被授权人使用。
 数据加密
对数据的安全要求极高的系统，这就要用到数据加密的技术。借助与硬件或软件，数据包在被发送之前被加密，只有拥有正确密钥的工作站才能解密并读出数据。
如果要求整体的安全性，加密是最好的解决办法。这种解决方案通常包括在有线网络操作系统中或无线局域网设备的硬件或软件的可选件中，由制造商提供，另外还选择低价格的第三方产品。
WEP
WEP是确保经过授权的WLAN用户不被窃听的验证算法，是802.11协会为了解决无线网络的安全性而提出的解决办法。
Login Filter功能
在Macromate MAP-811产品的安全性选项中启用Login Filter功能后，可根据登陆方设备的MAC地址进行过滤，如MAC列表中无登陆方设备的MAC地址，就无法通讯，极大的提高安全性。
综上所述，为了加强无线网络的安全性，无线网络产品提供了较完整的解决方案，可以避免网络上的数据被暴露在偶然的闯入者和恶意的入侵者面前。
使用无线网络的优点
1 建网周期短、组网快速灵活
2 专网专用，利于管理维护
用户拥有自己独立的网管系统，可以监控整个网络工作情况，一旦出现故障，即可从网控中心得到告警，用户可以立即用备件恢复。高速无线网系统，基于TCP/IP，通过SNMP系统来管理。它形象地反映了整个无线网系统的运行状态，为实时监测无线网通信系统的运行提供了一个直观、简易的观测手段。
3 无线网使用扩频技术，安全、保密
扩频系统工作时，发射功率很低（100mW），其信号完全淹没在白噪声丛中。用常规解密技术，根本无法截取。这正是军方开发应用这项技术的原因。同时，我们在系统中设置了网络认证密码，即使截获了无线电信号，也必须接受密码认证才可以进入网络，密码长度可以达到32位，由用户任意设定。如果您还不放心，可以有偿提供专有的有线等效协议WEP加密算法对信号进行加密。
4 可靠性高
由于大规模集成电路的发展，使无线设备体积小，功率降低,平均无故障时间延长。在工程中，我们有多年的工作经验。不但精心选用原装进口、高质量产品工程附件，而且工程质量更是精益求精.
5 无线方式通信距离远，覆盖面积大
使用高速无线网产品可以解决视距50公里范围内通讯，并且可以多次中继，进行多个中心站的蜂窝式组网。
6 专网速度快带宽大，便于升级、扩容。适应未来发展需要
高速无线网系统可以根据用户需求建立11Mbps的无线链路，从而提供一个传输话音、传真、数据、图象的综合业务的专网，解决全局计算机联网问题，节省大笔租金，由于是纳入在一个专网内，便于整体的管理维护。相比租用公网，由于租金及模拟专线带宽及技术条件限制，难于解决数据、语音、传真及图象等高质量传输问题。
7 移动性好
使用Macromate高速无线网，具有良好的移动性。增强用户应付突发事件能力。
 
第四章 方案设计
需求分析
郑州市机场跑道长3000米，宽1500米，在此范围内要实现完全的无线覆盖，使机场的工作人员在停机坪和跑道实现移动办公，并要求传输率达到500kbps;同时工作人员上限为20位。
我们设计了基于2.4Ghz的Macromate无线微波的方式连接。
1. 与其他厂家产品相比，它具有先进性、可扩展性、工作高可靠性等一系列特点：
 11Mbps的高速数据传输率；
这类系列设备采用了独有的空中传输协议，这种协议所自动获悉链路设备的地址，尽量减少在无线链路上发送的数据包，因此能够减少多余的信息量，使得总线链路的实际数据吞吐量可达到5Mbps。
 工作可靠性好
Macromate产品采用日本技术，有自己产权的软件与硬件。其产品大多销往欧洲与日本。有大量的知名用户群。
 中心设备可堆叠使用，可提高主干数据传输速率和吞吐量，便于未来按需扩展。
2. 支持TCP/IP，IPX，等大多数通用网络协议；系统工作在2.4GHz/2.835GHz频带（ISM频带）；系统安全性、抗干扰性好。

无线网络设计的思路
如果仅考虑机场的跑道和停车坪通过AP设备的无线覆盖和数据中心的链接，根据所得地理图形面积,现分别在4个点架设Macromate MOB-811室外全天候无线路由器，数据中心作为主中心点,其余3个点作从点。中心点使用两个Macromate MOB-811做AP，其中一个配备了12dBi全向高增益天线的AP（加500mW功放）负责覆盖数据中心楼前的机场跑道；另外一个AP负责从其他几个分站收集数据，因为其他三个点分布在两侧，需要加一个一分二功分和两个24dBi的天线。另外，每个分点采用一个配备了12dBi全向高增益天线的Macromate MOB-811（加500mW功放）和一个配备了24dBi定向天线的Macromate MOB-811E，前者用于作为AP从跑道上收集数据，然后将数据用以太网线传给后者，后者再作为Station向中心点AP传输数据。
采用的主要设备包括四个Macromate MOB-811/A500，一个Macromate MOB-811，三个Macromate MOB-811E，四个全向12dBi天线，五个定向天线，一个功分。其中三个Macromate MOB-811E用于实现三个分点到中心点的一个Macromate MOB-811通讯，然后其他四个Macromate MOB-811/A500均采用全向天线覆盖整个跑道。另外PDA上还需要配置PCMCIA无线网卡和小型外接天线。
 
下图为机场无线覆盖图，途中所示的弧线为各点分布的AP的覆盖区域，弧线颜色和该点颜色相同，如3点和其中一条弧线为暗黄色，弧线范围为该点的覆盖范围，处于少除盲点和减少机场金属物屏蔽的目的，覆盖范围经过重叠。各点间的黑色闪电号代表各分点到数据中心的骨干链路。
 
机场无线覆盖图


 
下图为设备摆放位置规划以及信道规划，图中标识了作为AP点的设备的信道规划，其中黑色闪电符号为分点到数据中心的骨干链路。中心点信道与分点有重合，所以采用定向，并采用水平极化，其他未标注者均采用垂直极化。
 
设备摆放位置规划以及信道规划
注：如现场环境存在未预见到的障碍物情况出现盲点，则须增加相应的设备或更改方案的部分规划。

无线网络独有的优势
由于无线网络本身的技术特性，它与有线方式相比具有高带宽，高吞吐量，网络建设灵活，结构简单，性价比高，同时可用于建成独立与电信系统外属于用户专用的私有网络。同时在该无线网络上可以传输数据、声音、图象等多媒体信号。在此基础上可以实现众多网络增值服务，例如IP电话、视频会议、远程监控、网络管理，充分发挥无线网络的作用以获取更大的收益。
无线网的传输速度快、网络吞吐量高，单个中心设备可达11Mbits/s，网络吞吐量可高达4.4Mbits/s。各远端设备传输速度和网络吞吐量一般是一条64K DDN专线的300—400倍。通过在中心点堆叠多个无线中心访问设备最大可获得33Mbits/s的带宽和13.2Mbits/s的网络吞吐量。无线网运行过程中稳定性好，故障率低。另外还有易维护，易管理等优点。
计算机无线网络采用了微波扩频技术、无线全双工高速数据传输技术，使用2.4 GHz 微波传输频率。
微波扩频技术是九十年代运用于计算机数据传输的新技术，是美国近几年来军用向民用转型的高科技项目。该技术打破了传统无线电传输理论中的信噪比概念和专用频道概念，采用宽频即扩展频率，其所有有效信号转变成数字信号后，全部湮没在噪音基带之中，而不是在以往要求的噪音基带之上进行检波。在传送信号时，使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载有信息数据的基带信号的频率进行扩展，形成宽带的低功率谱密度的信号来发射，2.4Ghz直序扩频位数为 11 位 （是目前扩频位数最高的），网络误码率为10-8，具有较高的稳定性，且不受气侯条件的影响。由于2.4G采用扩频技术，因此在空中窃取它任何一段信号进行破译都毫无意义，故保密性好。扩频通信采用码分多址方式，虽然占用较宽的频带，但频带利用率较常规的无线通讯采用的频分式或时分式高得多。很多用户可以使用相同的通讯频率，只要设置不同的识别码ID，就可以产生不同的伪随机码来控制扩频调制，做到互不干扰的同时通信。使用高增益天线点对点传输距离可达20~40公里，支持各种常用的网络协议。并具有手动添加一些厂商自订网络协议。产权属于用户自己，所以除维护费用外，不会发生其它费用。
系统设计原则
3. 实用性：能充分提高工作效率和效益；
4. 开放性：符合开放性规范，具有标准的10/100M-T接口；
5. 继承性：保护并集成原有设备到本系统，未来系统升级时，现有设备均可  再集成利用；
6. 安全性：保证信息安全、防止信息丢失和被窃；
7. 可靠性：具有强容错能力，单点故障不影响全网络的正常运行；
8. 可管理性及可维护性：具有较强的网络管理功能，对系统运行情况可实时进行巡查，支持Remote control.
9. 灵活性及可扩展性：可与路由器、局域网络交换平台对接、配合，易于增加新的设备，随着机关信息化的逐步推进能不断的延伸和扩充；
10. 标准化规范化：符合IEEE 802.3及IEEE 802.11b等相应国际标准；
性价比高：具有良好的性能价格比，经济实用，拓扑结构和技术符合网络信息量大、信息流集中的特点；
系统报价
A）：无线覆盖和联网所需要室外设备清单

序列号	设备名称	说明	单位	数量	单价（人民币）	合计（人民币）
1	MOB-811/A500	室外全天候无线路由器(含0.5W功放)	台	4	25000	100000
2	DD-2	1分2功率分配器	台	1	700	700
3	OO12-2400	室外全向12DBI天线	套	4	1275	5100
4	OD24-2400	室外定向24DBI天线	套	5	1275	6375
5	馈线	1/2馈线2米	根	9	260	2340
6	MOB-811E	室外全天候无线网桥	台	3	12200	36600
7	MOB-811	室外全天候无线路由器	台	1	18700	18700
8					设备合计	169815
工程调试费				（	设备总额的10%	16980