跨楼建网:100机无线上网指南
【IT168专稿】对于有100个左右无线用户的应用,一般是中等规模的企业、图书馆和咖啡厅等环境中。在中型企业中,这100个用户当然不可能是在一个办公室中,多数是分布在不同楼层,甚至不同楼宇之间。在图书馆和咖啡厅中,当然最典型的应用是所有用户在同一个大厅中。下面主要对企业无线网络方案进行综合介绍,至于图书馆或咖啡厅方案,我们可以参考《分割无线网:50机无线上网指南》中的的多媒体教学方案。
跨楼无线网络方案
在上面已说到,对于有100个无线用户的企业来说,无线用户通常是分布在不同楼层或不同楼之中。对于不同楼层中的无线网络方案可以参照《分割无线网:50机无线上网指南》一文中相应的“企业无线网络方案”;而对于分布于不同楼之中的应用,则不能像在同一楼的无线网络部署那么简单了,因为它还要涉及到不同楼之间的通信问题。
既然是无线网络,当然不同楼之间的网络通信就不是采用有线方式,拉一条双绞线或同轴电缆,而仍是采用无线电磁波发射的方式,这就需要无线网桥和天线了。网桥从其名字可以看出,它就相当于于网络的桥梁,起着中间过渡作用,天线是用来发射和接收无线电磁波信号的,这都是本文要介绍的重点。
现假如有一个中型企业,它的100个左右无线网络用户全部分布于两栋(办公楼和生产车间)主楼之中,而以办公大楼中用户居多,企业网络服务器也是放置于本大楼的中心机房。两栋楼相隔在200米左右,则这个企业两栋主楼之间的无线网络连接可按图1所示简单描述。
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对于这样比较简单的无线网络,我们只需在两栋楼的楼顶上安装两个定向天线,在办公大楼的楼顶上中通过一条反馈天线电缆把天线与一台无线AP桥接器连接在一起,然后根据需要把AP桥接器连接在机房的中心交换机上。在中心机房中,我们可以为整个企业网络的互联网应用建立一条共享连接,添加边界路由器和宽带终端设备,然后对需要共享上网的用户进行相应的配置即可。
在生产车间大楼中,同样用一条反馈天线电缆把定向天线与一个无线网桥连接在一起,无线网桥再用双绞线与车间中的交换机连接在一起,各办公室的AP桥接器再与交换机通过双绞线连接在一起。两大楼的无线网桥都工作在基础架构模式(Infrastructure),将远端网络连接到中心有线网络之内。
生产车间大楼中内部的无线网络连接可以按图2所示结构部署(具体楼层数和办公室个数根据具体确定)。为了布线的方便,我们最好采用总线型的以太网结构,整栋大楼中各办公室AP通过一条同轴电缆与交换机连接,所选用的交换机必须具备有BNC细同轴电缆或AUI粗同轴电缆接口,而且端口带宽在100Mbps以上。
当然我们仍可以只选择支持RJ-45的双绞线以太网交换机,从每个AP上直接拉一条双绞线到交换机的一个端口上。这样的好处就是可以更加充分地保障各AP所需的带宽,不足之处就是布线麻烦。办公大楼中的各无线用户连接也可参照图2执行,只是不用网桥,而是直接把AP桥接器与天线连接在一起。
办公大楼的计算机中心中,在如图2所示的网络结构中,无线网桥还要连接企业网络的中心交换机,由中心交换机再与边界路由器(也可有防火墙)连接相应的宽带互联网连接,使得两栋大楼中的所有允许共享上网的用户共享一条宽带上网。
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在这个方案中,最重要的是无线网络设备的选择。通常如果企业网络应用不是很复杂的话,为了节约成本我们可以为办公室无线用户选择IEEE 802.11b标准的无线网卡,对于一些需要高连接速率的用户可以选择IEEE 802.11g标准无线网卡。下面我们来具体介绍典型的IEEE 802.11b+IEEE 802.11g产品方案。
这里的IEEE 802.11b+IEEE 802.11g方案是指无线用户选择IEEE 802.11b或者IEEE 802.11g标准的无线网卡,办公室中各AP选择IEEE 802.11g标准。对于无线网桥则也最好选择IEEE802.11g标准的,以确保足够的连接速率。因为目前能全面提供整套无线设备的厂家并不多,这主要是受技术所限,但在这种应用环境中所有无线网络设备仍最好全部选择同一品牌产品,以确保整体的兼容性。当然也可以进行不同品牌的组合,在此就不多介绍了。
能够全面提供无线网络设备厂家主要有3COM、NETGEAR、D-LINK、SMC等。本文要向大家推介两个品牌的产品方案,那就是NETGEAR产品方案和D-LINK产品方案。
NETGEAR的IEEE 802.11b+IEEE 802.11g方案
(1). IEEE 802.11b无线网卡
在IEEE 802.11b标准无线网卡方面,NETGEAR也提供了适合各种电脑接口的11Mbps无线网卡,其型号主要有笔记本专用的PCMCIA接口无线网卡MA401和CartBus接口的MA111(分别如图3左、右图所示),有同时适用于笔记本与台式机电脑的USB接口无线网卡MA521,也有台式机专用的PCI接口MA311无线网卡(分别如图4的左右、图所示)
在NETGEAR公司的这四款IEEE 802.11b 11Mbps连接速率的无线网卡中,其中MA521、MA111和MA311这三款采用40/64型硬件加密和最高的128位WEP加密,而MA401则采用128位 WEP 加密方式,都同时支持Ad-hoc 和Infrastructure两种无线网络结构模式。
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#$[*100441.jpg*#图4*点击看大图*#0*#0*#center*]$#
(2).IEEE 802.11g无线网卡
NETGEAR的IEEE 802.11g标准设备的有效覆盖范围也比普通厂家的要广,通常在室外可达到500米左右,而在室内也可覆盖到150米以上。WG511为笔记本专的CardBus接口的IEEE 802.11g无线网卡,如图5左图所示。它同时兼容IEEE 802.11b和802.11g标准,传输速率可高达54Mbps。
它还可专为笔记本电脑用户设置的办公室漫游和为不同局域网设置而调节的无线局域网管理界面。在安全性方面同样提供较高级别的128位WEP加密,让您的无线网络通信安全高枕无忧。它的安装和使用简便,能够自动选择非常好的的可用连接,并能调整设置以匹配连接速度。NETGEAR的直观安装向导使您举手之劳即可安装驱动程序。
WG121为同时适用于笔记本和台式机电脑的USB接口的IEEE 802.11g无线网卡,如图5右图所示。WG121基于54Mbps 802.11g标准,能与所有IEEE 802.11g 和IEEE 802.11b标准的无线路由器和无线接入点兼容工作。在速度方面,它比IEEE 802.11b标准的同类网卡快5倍,而且采用的是最新的USB2.0标准,传输速率是USB1.1的40倍,进一步确保了网卡高传输速度成为现实。在安装方面,提供智能安装向导、安装简便。
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WG311为台式机专用的PCI接口的IEEE 802.11g无线网卡,如图6左图所示。它可提供54Mbps的高高传输速率,相当于IEEE 802.11b网络五倍的通信带宽,并且兼容所有基于802.11b标准的产品。基于802.11g标准的PCI高性能的无线PCI卡WG311为用户将台式计算机连入无线局域网络提供了更好的选择。
WG311提供最大的无线局域网络的安全性,支持40 位(也称为64 位)和128 位WEP有线等效加密,支持VPN穿透功能。并且还可通过软件升级将支持802.1x与WPA,确保只有合法的用户才能联入无线网络。
(3). IEEE 802.11g无线AP桥接器
WG602为NETGEAR的IEEE 802.11g无线AP桥接器,如图6右图所示。WG602无线接入点能够同时支持IEEE 802.11b和802.11g标准设备及网络,提供高达54 Mbps的高速数据传输能力,可以很短的时间内完成许多工作。同时根据环境条件动态地调整速率到1、2、5.5、6、9、11、12、18、24、36、48 和 54 Mbps,可实现尽可能快的连接。网络用户可以共享宽带因特网连接、访问电子邮件、下载大型文件、召开视频会议,分发和播放数字图像、视频及 MP3文件。
WG602带有一个10/100Mbps的以太网接口,可以十分方便地与有线网络的交换机或网关等设备进行调整连接。在配置方面,WG602内置HTTP Server,可通过Web方式进行,方便易行。
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(4). IEEE 802.11g无线网桥和天线
无线网桥和天线是本专题中第一次涉及到的。在NETGEAR公司中,针对最新推的IEEE 802.11g标准除了推出了以上基本的无线AP桥接器和网卡外,同时还推出了基于这一标准下的无线网桥,为用户提供了全面的解决方案。
WGE101是NETGEAR公司的54Mbps无线以太网客户端网桥,兼容IEEE 802.11b标准的无线网络设备,产品外观如图7左图所示。它采用地毯式覆盖,没有其它802.11设备可能有的盲点,同时还提供可拆卸天线,能-更好的接收范围和信号适应性,天线放置随心所欲。它有一个10/100Mbps的以太网端口,可连接多台设备。WGE101可通过一台交换机将多个网络设备连入无线局域网。它内置HTTP Server,可采用基于WEB的方式进行管理。支持Microsoft Windows 98/Millennium/2000/XP等操作系统。
#$[*100448.jpg*#图7*点击看大图*#0*#0*#center*]$#
NETGEAR的无线局域网络室外桥接网络解决方案,在网络安全性传输方面,支持SSID广播关闭、MAC地址过滤,WEP(64/128bit)有线等效加密等特性,同时还可通过软件升级支持802.1X和WPA等高级别的安全性能。保障了整个无线网络传输过程中的安全。另外NETGEAR WGE101无线网桥也可提供54M、48M、36M、24M、18M、12M、11M、9M、6M、5.5M、2M、1M的动态速率转换,最大程度的保证了室外传输的稳定性。同时,相当于有线网络的高速率将更好的满足大数据量和音、视频等多媒体的应用。
在天线的选择上,我们主要考虑到建筑物相距的距离、建筑物高度、两建筑物之间的通信环境和所需的连接性能要求。这些要求就反映在天线的增益大小上。理论上只要具有5dBi的天线,就可以有效地与距离1公里之外的天线通信,但实际应用中效果并不这么理想,相距1公里的两建筑物之间至少要采用12dBi增益的天线,当然增益越大,价格越贵。
ANT24D18是NETGEAR公司的2.4GHz 18dBi 定向天线,它的最大发射功率为20W,最大增益为18 dBi,产品外观如图7中图所示。它兼容工作在2.4GHz频带范围的IEEE 802.11b和IEEE 802.11g标准的无线网络设备。它采所用防风化、防腐蚀有材料制作。其接收范围高达15.8公里,具有逆向SMA连接器、18dBi天线定向接收。NETGEAR公司的18dBi高增益定向天线可应用于多种场合-室内或室外。可应用于室内单楼层或多楼层的无线信号覆盖扩展,也可应用于室外远距离的楼与楼之间的无线连接。
在这样的多建筑无线互联应用中,除了需要无线AP桥接器、无线网卡、无线网桥和天线外,另一个重要的组件不能少,那就是天线反馈电缆,它用于连接室外天线和无线网桥。NETGEAR公司提供了一个 在2.4GHz范围低损耗的天线反馈电缆ACC10314系列。不同长度的RF反馈线缆为无线设备与增益天线之间的连接提供了方便。NETGEAR提供应用于室内单楼层信号覆盖扩展的全向天线,也提供应用于室内单楼层或多楼层信号覆盖扩展、以及室外远距离楼与楼之间无线桥接的的定向天线。NETGEAR共提供四种不同长度的RF反馈线缆,它们可与ANT24O5、ANT24D18天线等工作在2.4G频带的设备共同工作。这个系列包括:
ACC10314-01 1.5m 线缆
ACC10314-02 3m 线缆
ACC10314-03 5m 线缆
ACC10314-04 10m 线缆
D-LINK的IEEE 802.11b+IEEE 802.11g方案
在无线网络方面,我国台湾的D-LINK公司也提供全面的解决方案,也就是说它也既有相应全部无线局域网标准下的相应AP和无线网卡,也有无线网桥、天线和反馈电缆。基于IEEE 802.11g标准的基本上都是最近才推出的。下面作简单介绍。
(1). IEEE 802.11b无线网卡
D-LINK公司基于IEEE 802.11b标准的无线网卡品种非常齐全,既有笔记本电脑专用的PCMCIA接口的无线网卡D-Link DWL-650+(如图8左图所示)、台式机专用的PCI接口的无线网卡D-Link DWL-520(如图8中图所示)、同时适用于笔记本电脑和对路式机电脑的USB接口无线网卡D-Link DWL-120(如图8右图所示),还有RJ-45以太网接口的DWL-P100(如图9左图所示),连接掌上设备的CompactFlash接口的DCF-660W(如图9右图所示)。
#$[*100451.jpg*#图8*点击看大图*#0*#0*#center*]$#
#$[*100453.jpg*#图9*点击看大图*#0*#0*#center*]$#
(2). IEEE 802.11g无线网卡
DWL-G650是D-Link推出的一款适用于笔记本电脑的54Mbps无线网卡,如图10左图所示。它作为D-Link AirPlus Xtreme G系列的一员,它完全兼容现有的802.11b、802.11b+ 无线网络设备,可以有效保护用户投资。由于采用最新的无线芯片技术,引入802.1x无线用户认证协议,并率先支持业界最新的WPA标准,DWL-G650可以有效防止外部入侵者,为用户的数据和通信提供比原有无线解决方案更强的安全保护该产品即插即用,与其它D-Link AirPlus Xtreme G产品配合使用,可以自动接入网络。另外,DWL-G650可以适用于办公室和家庭网络,通过AP或路由器接入互联网。它具备自动探测无线网络的功能,可以自动创建和保存常用的网络连接信息,进一步简化了用户的使用。
DWL-G520是D-Link AirPlus Xtreme G系列中的一款面向台式PC的无线网卡,如图10右图所示。由于采用业界最新的无线芯片技术,支持IEEE 802.11g标准,能在2.4GHz频段下提供高达54Mbps的数据传输速率,可以满足高带宽的传输需求。此外,DWL-G520兼容性好,可以与基于802.11b、802.11b+ 标准的无线网络设备共同使用,为用户投资提供保护。DWL-G520为用户提供了简单的安装、使用功能。该产品支持即插即用,与其它D-Link AirPlus Xtreme G产品配合使用,可以自动接入网络。
#$[*100456.jpg*#图10*点击看大图*#0*#0*#center*]$#
(3). IEEE 802.11g无线AP桥接器
DWL-2000AP是D-Link AirPlus Xtreme G系列的一款AP桥接器新品,如图11左图所示。它实现了54Mbps的传输速率,能够实现灵活快速建网,可被设置成4种不同的模式:无线网络访问节点、点对点的桥接设备(与其他访问节点进行通信)、点对多点无线桥接设备或者作为无线客户端。内置的DHCP服务器支持IP地址自动分配。
因此,用户可以通过DWL-2000AP在各种场合快速、灵活地创建和扩展WLAN,包括办公室等工作场所,以及展会和许多特定活动场所。在性能上,DWL-2000AP具备高传输、高兼容和高安全性。该设备支持IEEE 802.11g标准,并兼容基于802.11b、802.11b+的无线设备。在无线网络的安全问题上,DWL-2000AP采用了802.1x标准良好的用户认证功能,通过率先支持业界最新的WPA标准,为用户的无线网络提供了更强大的安全保护。
目前还有一款最新的IEEE 802.11g标准的桥接器DWL-2100AP,性能更佳,在此就不作多介绍。
(4). IEEE 802.11g无线网桥
DWL-G810兼容IEEE 802.11b设备,可以提供高达54Mbps的连接速率,产品外观如图11左图所示。DWL-G810具有128位WEP加密和WPA (Wi-Fi Protected Access ,Wi-Fi保护访问)特征,以确保您的网络在数据通信安全。并可设置私有密码,以确保未经允许的访问不被除数通过。它可以工作在以以太网为网络基础的Windows、Macintosh和Linux系统中。它的安装非常简单,真正的即插即用,无需安装任何软件和驱动程序,也不需要进行任何配置。
#$[*100458.jpg*#图11*点击看大图*#0*#0*#center*]$#
(5). 天线和反馈电缆
D-LINK的无线天线设备也品种也非常多,当然既有室内使用的,也有室外使用的,室外使用的在增益上从5dBi到18dBi都有,适用于各类用户选择使用。具体天线种类的选择要根据建筑物间的距离、高度和应用环境等因素确定,如相距1公里左右的最好选择增益在12dBi以上的。
D-Link公司的几款室外天线主要参数及报价如表所示。ANT24-0800 和ANT24-0801天线产品外观图分别如图11的中、右图所示。ANT24-1200 和ANT24-1201的产品外观图均如图12左图所示;ANT24-1400如图12右图所示;ANT24-1800和ANT24-1801分别如图13的左、右图所示。
#$[*100461.jpg*#图12*点击看大图*#0*#0*#center*]$#
#$[*100463.jpg*#图13*点击看大图*#0*#0*#center*]$#
对于以上室外天线和天线反馈电缆的主要指标和报价参见下表。
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(此报价为2004年收集,只作为参考)
在这种具体网络应用中的配置方面我们需要注意的是,我们需要把办公大楼中连接室外天线的AP桥接器一定要设置工作在无线局域网接入点模式 (Access Point),面生产车间大楼的无线网桥则需配置工作在基础架构模式(Infrastructure)模式,将远端有线网络连接到中心有线网络之内。
总结:对图书馆或咖啡厅方案,这100个无线网络用户通常都是在一个大的的室内空间内,所以不存在两上建筑物之间的连接,也就不需要无线网桥和天线了,也只需无线桥接器AP和无线网卡了。
至于网络结构可以参照《50机无线上网指南》中的的多媒体教学方案,不同的只是AP的数量不同,不过AP通常也是安装在天花板中,天线朝下。
另外一个不同之处就是,在这种应用中,在中心机房要配置一条或多条互联网连接,让所有用户共享一条互联网连接上网。
以上介绍了100个左右用户的两种无线网络典型应用,在所介绍的这两种方案中实际应用都比较普遍,这也是充分体现无线网络优势的一个表现。对于多建筑物的企业应用来说,网络部署要相对困难些,因为不仅需要无线网卡、无线桥接器,还需要无线网桥和天线。
不过现在的无线网桥通常都是“傻瓜”型的,不需进行任何配置,也不需安装任何软件和驱动程序,就像桌面型的集线器和交换机一样。不过由于设备的增多,投资成本比较高,通常适用于商业环境或一些大公司。这种方案配置同样适用于小型生活小区、俱乐部、有多栋建筑的中型酒店等。
对于在同一大厅中的图书馆或者咖啡厅方案,配置比较简单,只需注意各AP要选择想到不重叠的信道,以免发生信号冲突。
但由是商业应用,所以在无线网络设备选择上通常要选择性价比较高的IEEE 802.11g标准的,以最大限度地满足用户的连接需求。
目前这种应用比较普遍,同样适用于中等规模的其它商业无线“热点”,如机场大厅、中型会展中心等。