1、毕业论文（计算机学院）论文题目： 城市无线网络建设分析与探讨 专业班级： 网络 1502 学生姓名： 肖羿彬 学生学号： 2015031280指导教师： 李安邦 目 录摘要1关键字1一无线城市组网技术概述 2简述 21.1 组成设备介绍 21.1.1 无线控制器 21.1.2 无线接入点 21.1.3 终端 31.2 城市无线网络规划分析 3概述 31.2.1 总体框架 31.2.2 发展策略 41.3 基本原则 41.3.1 全面覆盖 41.3.2 统一管理 41.3.3 多层安全 41.3.4 扩充性高 41.3.5 层次化 5二无线组网 52.1 组网覆盖方案 52.1.1 非建筑物区域
2、覆盖方案 52.1.2 建筑物区域内覆盖方案 52.2 组网技术介绍 62.3 组网方式与方法 6三城市无线网络的安全问题 6概述 63.1 政企应用场景安全 63.2 居民区应用场景安全 63.3 其它区域应用安全 7四地勘在城市无线网络组建的应用 74.1 目的 74.2 准备和流程 74.3 经验 7五未来发展趋势 85.1 智慧政务 85.2 智慧旅游 85.3 智慧民生 8总结 9结束语 9参考文献 91摘要在“宽带中国战略” ， “智慧城市”和“互联网+”应用的背景下，本文从无线城市组网技术出发，分别从城市无线网络的规划与分析，组网的基本原则，安全问题，无线地勘和未来发展趋势，提出
3、了无线城市的发展愿景，顺应了当前全球先进发展演进的时代潮流。根据实际情况，提出不同的组网原则。除此之外，根据不同的应用场景，提出了如何保证安全级别最高。另外，本文还提出了在建设中无线地勘的问题。最后，我对未来世界的无线城市提出了几种场景的描绘。关键字城市无线网络，智慧城市2一无线城市组网技术概述简述无线网络由无线控制器，无线接入点和无线终端组成。现如今的无线网络不仅仅要求覆盖范围广，信号强度大，上下行速率快，更需要低时延高可靠，低功耗大连接。在技术条件的允许下，无线城市的目标是要把城市的每一个信息点连接起来，形成一个庞大的城市网络。因此，组建城市无线网络一定要控制好三大块之间的联系。1.1 组
4、成设备介绍1.1.1 无线控制器无线控制器也就是无线局域网的访问控制，它作为无线局域网的核心组成部分负责为用户提供接入控制，统一管理，漫游等服务。由于城市的信息点不计其数，因此无线控制器在分配的时候要遵循以下原则：1. 确保范围全覆盖2. 保证信号强度在可靠范围内3. 要有冗余准备。当某个无线控制器出现故障时，能够使网络得到快速恢复。由于无线控制器是无线局域网的核心组成部分，因此在选择型号时一定要支持IEEE802.1n 和最新的 WAPA2/PSK 加密方式。1.1.2 无线接入点无线接入点是无线局域网的接收器。无线终端通过接入点才能进入局域网，从而访问其他资源。主要有路由交换接入一体设备和
5、纯接入点设备，一体设备执行接入和路由工作，纯接入设备只负责无线客户端的接入，纯接入设备通常作为无线网络扩展使用，与其他 AP或者主 AP 连接，以扩大无线覆盖范围，而一体设备一般是无线网络的核心。31.1.3 终端无线终端是指在无线接入点覆盖的范围，使用者通过有无线网卡的终端接入无线局域网的设备。1.2 城市无线网络规划分析概述现代城市的快速发展，暴露出传统运营商在无线网络中建设的缺陷日益突出。例如，运营商普遍存在建设各自为政，重复建设，通信基站建设缺乏指导性和前瞻性等问题。从最初关注城市经济运行到现在探讨城市运行的经济，社会，空间，环境等多维层次，城市管理的内涵趋于完整。1.2.1 总体框架
6、a) 基础网络无线城市是需要有线网络的支撑，还需要基础的网络业务能力，如基本的数据流量。要想打造一个无线城市，新技术是必不可少的，如手机支付，二维码和 GPS 定位。b) 无线城市平台在无线城市中，所有信息的源头都需要互联到无线城市平台。只有通过无线城市平台进行承载，才是一个完整城市网络。c) 智慧应用与必要技术云计算，物联网和移动电子商务能够达到资源利用最大化，将无线城市延伸到物与人之间的交互，实现信息流和资金流的融合。41.2.2 发展策略为了能真正实现自由接入，必须要实现网络立体覆盖。要做好产品规划，强化产品多环节交互的管理策略。城市在运作一定要盈利才能带来经济效益，只有丰富无线城市的收
7、入来源，才能促进产品的健康发展。同时，政府也要适当进行引导，推广来实现产业联盟。1.3 基本原则要想构建一个庞大的城市无线网络首先需要保证各个无线网络组网时遵守以下原则：1.3.1 全面覆盖使用 IEEE802.11n 模式，保证被覆盖需求的网络访问流畅，让用户能体会到无线局域网带来的好处。无线终端设备自动检测信号的强度，建立在最高质量的无线链路上，可以通过连接放大器和天线的 AP 将无线信号覆盖到区域的各个角落，包括小房间多楼层的密集使用区域，大空间的公共区域，甚至在更广阔的空地都被利用起来。1.3.2 统一管理现成的有线局域网，已形成统一的网络管理。无线局域网需要很好的融合有线网，对无线网
8、内的用户和无线接入点进行统一管理。1.3.3 多层安全原有网络系统已经具备多种安全防御能力，补充进来的无线网络通过加强受访控制提高安全性，并根据无线网络的安全技术特征，补充具有多层次的安全保护措施。51.3.4 扩充性高随着网络规模的不断发展，满足在不改变主体架构与大部分设备，保证扩展后的稳定性和安全性的前提下，实现平滑升级和扩充，降低硬件投资。其次，我们需要通过基站的方式将各个无线局域网相互连接。并通过访问控制列表对流量进行管理，其中包括过滤不方便公开的信息，时段控制等。1.3.5 层次化层次化可以将网络结构清晰的呈现出来，简化了网络结构。在组网过程中便于统一设计，安全监控。二无线组网2.1
9、 组网覆盖方案2.1.1 非建筑物区域覆盖方案由于街道，广场等比较空旷的地方范围大，放置较为困难。所以在放置的时候一般放在周围建筑物的顶端。可以采用楼宇间连接，主要通过两个无线设备实现点对点连接，由于独自占用信道，因此适合距离较远的局域网互相联通。在这些非建筑物区域，可以定时覆盖，即在用户特别少的情况下关闭某些 AP。这样能够提高使用寿命，减轻经济负担。2.1.2 建筑物区域内覆盖方案对于建筑物内的无线局域网，一种是对等连接方式，这种方法适合并没有建立网络的用户。例如学校的小型会议室，写字楼的楼梯间均可采用这种方式。处于对等连接下的无线局域网，所有节点之间均可以相互通信。只需要在移动终端上配置
10、相应的无线适配器即可实现资源共享的目的。这种方式的缺点是限制了各节点无线网卡的发6射与接收功率，且这种网络不可多点同时通信。另一种是接入方式，这种方法适合城市内难以布线的区域，如老式建筑，大型图书馆，商场等。2.2 组网技术介绍2.2.1 跳频扩频技术跳频扩频就是载波在一个很宽的频带上按照某种定义从一个频率跳变到另一个频率。使用这种技术，数据按照这个序列在各个子频道上进行传送。2.2.2 直接序列扩频技术在 14 个频段内，只有 3 个频段是互不覆盖的。数据在之间的一个进行传送而不需要跳跃。802.11 采用了这种技术，因此速率很快。2.2.3 正交频分复用技术这是一种多载波发射技术，将可用频
11、谱划分为许多载波，每一个载波都用低速率数据流进行调制，从而将信道频谱分到几个子信道上，在无线 AP 与网卡之间传送。2.2.4 多进多出技术它是在发送和接收端，分别使用多个发射天线和接收天线。通过使用多台发射机或接收机来增加吞吐量与可靠性，将这种多经效应问题变成积极因素。这项技术是无线通信领域的重大突破。2.2.5 MAC 层优化技术为了使整个城市网络的吞吐量有较大提升，802.11n 标准对 MAC 层协议进行了全面优化，极大提升了网络吞吐量2.2.6 智能天线技术它能改善信噪比，扩大了覆盖范围，能减少移动台的发射功率。2.2.7 瘦 AP传统的 WLAN 网络组网方式是采用胖 AP+POE
12、 交换机的组网模式，由单个 AP 自身来完成用户的无线接入，用户安全等功能，对每一个 AP 采用分布式管理。一旦网络中出现非法 AP 时，系统也无法快速对非法 AP 进行抑制。无线城市的网络安全系数要求是很高7的，因此可采用瘦 AP 接入方案，瘦 AP 仅仅承担的是网络接入点的功能，而把网络智能化全部集中到无线接入控制器。这样一来，就可以降低总体运营成本。2.3 组网方式与方法局部的热点区域较为容易实现无线上网，但实现大范围的全城接入则较为复杂。目前，有多种无线技术可以组建无线城市，例如 WiFi,4G 技术等。使用单一的技术组建无线城市有一定风险，如果单独采用 WiFi 组网则需要部署大量的
13、接入点。中国各地的经济发展水平有差异，在不同的区域的覆盖程度可以差异化，需要根据各种技术特点进行充分运用，探索混合组网模式。利用 WiFi 进行点覆盖，4G 网络实现面覆盖。这样一来，有利于提高资源利用效率，节省大量的人力物力。三城市无线网络的安全问题概述在政府企业的 WLAN 网络中，无线网络的安全性要求极高。因此城市网络组建时必须采用访问权限和流量控制设置，防止不必要的安全隐患。对于居民区，用户相对分散。这里的安全级别相对来讲较低。而对于一些大型空阔的地方如广场，商场。这些地方无线局域网的用户是流动的，因此可采用最低的安全级别。通过相应的认证技术，访问控制技术和加密技术保障无线城市可持续发
14、展。3.1 政企应用场景安全无线网络的安全性与有线网络相差无几。在许多办公室中，入侵者可以轻易的访问并挂在有线网络上，远程攻击者可以通过后门获取对网络的访问权。一般的方案可能会是端到端的加密，并对所有的资源采用独立身份验证。而防火墙具有很好的保护作用，防火墙分为网络防火墙和个人防火墙，高级别的防火墙可以阻止入侵者进入企业网。除此之外，还可以进行漏洞扫描，及时为系统打补丁。如今年上半年的勒索病毒事件就是因为入侵者抓住了 SMB 这个漏洞才造成了很严重的影响。83.2 居民区应用场景安全虽然无线网络受到了很多生产厂商的高度重视，但隐患依然存在。因此，在居民区的用户都认为 WiFi 是一种安全得不到
15、保证的网络。具体表现为容易侵入，非法 AP,未经授权使用服务，地址欺骗。由于 MAC 地址是唯一的，因此可以通过过滤 MAC 地址来防范入侵。但这样做的弊端就是录入信息过大，且 MAC 地址过长，极易产生错误。因此，居民区的无线网络只能采用个人防火墙来进行一定程度的控制。3.3 其它区域应用安全2012 年 4 月 12 日，工信部正式公布了信息安全技术公共及商用服务信息系统个人信息保护指南 。其内容明确指出了个人敏感信息的界定。通俗意义上来说，不想被别人知道就是个人隐私。对于城市的其它区域，一定要采用 web 认证的方式对用户的访问权限进行强制认证。这样才能一定程度上减轻非法者的入侵。四地勘
16、在城市无线网络组建的应用4.1 目的如果智慧城市无线网络结构及技术方案的确定，技术方案中设备型号和数量的确定，那么地勘就是为现场勘验提供原始的依据。所以 WLAN 网络性能的优劣，地勘在其中起了重要作用。4.2 准备和流程地勘主要分室内和室外两种环境，需要无线部署场所室内外平面图。通过对城市区域的划分现场现有的网络方式和应用来判断无线终端的类型和接入速率的要求。各区域的有线网络都比较充分，但并不能满足现实需求。无线地勘通过对网络需求的收集和分析来确定 WLAN 设备技术指标，由技术指标对设备选型。现场由设备信号覆盖来确定设备数量，安装位置及部署方式。还有一些 WLAN 方案设计如信道规划等。具
17、体来9讲，通过实际调研的方式判断使用应用类型，进而计算出流量。在勘测中，对其信号覆盖区域进行细分以及 AP 的信号的测试。4.3 经验如何避免信号干扰是无线地勘中重点考虑的内容。因此必须要科学划分信道，避免设备同频相邻；合理调整 AP 功率，控制信号传播距离。无线地勘对于室内来说需要知道建筑构造，材质以确保信号穿透性强。像一些网络需求重点保障区域如学校，政企部门等除了考虑用户容量的问题，在某些细节方面，要考虑网线走向，以及不断电的工作问题。通过对以上地勘目的，准备，流程和经验的叙述，基本了解了地勘的一般步骤和思路。但不同的地形环境存在着不同的需求和要求，必须考虑特殊性。五未来发展趋势5.1 智
18、慧政务随着城市网络的搭建，由政府牵头，实现政务掌上化将会让城市的居民第一时间接收到最新消息。城市的发展是需要靠人口来支撑的。随着居民区越来越多，政府总是在想办法惠及人民。由于有着基于无线城市的平台，实现无线视频会议，无线实景招商将会是我们生活的常态。5.2 智慧旅游每一张白纸都来自于一棵树。现如今 NFC 和手机支付成为我们生活中必不可少的东西。每到节假日，各大景区就会爆满。每天售出的门票可以堆一座山。随着城市无线网络的搭建，NFC 电子票不断推广。将来，我们到景区游玩只需要手机就可以验证通过，无需通过检票员的手。这一实践可以应用到各大交通工具车站进出站口。对于需要身份证和人像采集验证，只需要
19、添加人脸识别方可完成。105.3 智慧民生现在网上预约医院的专家号的患者越来越多，通过城市无线网络的搭建。在患者就诊前，医生可以通过查看患者的病例来提前告诉患者应该做哪些检查。患者通过医生的处理意见先进行必要的检查，再找医生就诊。这样，一方面，节约了患者的时间；另一方面，使医生的工作效率得到有效的提高。现在中国老百姓比较关心的问题就是食品安全问题，通过城市无线网络的搭建，我们就可以知道我们购买的每一件食品从哪里生产一直到自己手中的跟踪记录。就像快递包裹一样，经过的每一个站点都会有所记录。这样一来，人们在某些问题上就会轻松很多。总结建设智慧城市必然需要无线网络，一个城市的无线网可能万般复杂，但只
20、要粗略划分，也就可以分为几个区域。由于安全是人们一直关注的话题，通过分析无线城市的安全问题有利于使无线城市平稳发展。通过对无线城市的规划分析，阐述了无线城市发展愿景，总体规划，发展策略和智慧应用。随着信息和通信技术的不断进步，智慧应用将进一步深化，使得城市各个功能彼此更加协调运作，为城市中的企业提供更加优质的发展空间，为市民提供更高的品质生活。建设无线城市，必然需要无线地勘技术。地勘在无线城市建设中起着不可估量的作用。依托无线网络技术的城市管理是信息化和工业化的深度产物，是城市管理发展的高级阶段。结束语通过运用计算机网络的有关知识，对未来城市的无线网络进行分析与研究，借鉴了国内一些专家和学者的
21、经验，研究出对未来无线城市网络的发展趋势。通过无线组网技术的基本原理，以及用户对网络的需求，提出了粗略的实施方案。未来世界的城市或许就是一个集智能化为一体社会，加快普及无线网络，确保无线网络的合理，安全，高效是我们现在应该做的。11参考文献1.无线城市改变生活的六个瞬间.2012 年中国国际信息通信展览会.20122.无线局域网安全接入技术的应用.张文静.电子技术与软件工程.20173.无线局域网技术的现状及发展方向探讨.廖威.网络安全综述及趋势.20174.校园无线局域网搭建分析.梁贞.网络与通信.20175.无线局域网组网浅析.杨堃钰.通信设计与应用.20176.浅谈地勘在高校无线局域网建设中的实践.马崇杰.福建电脑.20147.家庭无线网络安全问题分析与解决.陈敏.技术报告.20128.无线城市_创新模式研究.李思明.科技视界.20179. 无线网络时代城市管理的系统结构与特征.陈红霞.城市发展研究.201710. 无线城市发展规划的探讨.常贺.通信技术.2017
