搭建远距离楼宇无线局域网方案

网络 无线技术
搭建远距离楼宇无线局域网的方案。

连接距离,也可以用来连接两段局域网段,以实现两局域网间的通讯协议。而现在日益广泛使用的无线网络技术中无线网桥是远距离网络连接中必须用到的产品。

目前,楼宇之间的局域网互联互通已经成为很多单位面临迫切需要解决的问题,一个公司可能希望将邻近的生产、运输子网和管理中心连接在一起;在大学校园区中,教学楼、学生宿舍中独立的内部局域网与计算中心联网后,可以方便学生和教师接入校园网和Internet;总之,大家都希望网络可以实现在两个或多个邻近的建筑物间的局域网连接,提供高速互连网络接入以及实现移动获得网络服务等功能。按照传统的思路,要实现两栋大楼的互联,即使是近在咫尺,也需要牵线挖管,采用铺设线缆或租用线路的方法。

如果遇到周围环境的条件限制,铺设线缆的工程可能无法实施;租用DDN线路会面临着租用费用太高和线路带宽太低等诸多困难。不过,现在无线技术已经有了解决上面诸多问题的答案。

搭建远距离无线局域网主要有以下几种结构:点对点型、点对多点型、桥接中继型和混合型。各种结构都有不同的适用场合,大家需要根据实际情况慎重选择。

点对点型

 点对点无线桥接模式

点对点无线桥接模

该类型常用于固定的要连网的两个位置之间,是无线连网的常用方式,使用这种连网方式建成的网络,优点是传输距离远,传输速率高,受外界环境影响较小。这种类型结构一般由一对桥接器和一对天线组成。

点对多点型

点对多点无线桥接模式

点对多点无线桥接模式

该类型常用于有一个中心点,多个远端点的情况下。其***优点是组建网络成本低、维护简单,其次,由于中心使用了全向天线,设备调试相对容易。该种网络的缺点也是因为使用了全向天线,波束的全向扩散使得功率大大衰减,网络传输速率低,对于较远距离的远端点,网络的可靠性不能得到保证。

此外,由于多个远端站共用一台设备,网络延迟增加,导致传输速率降低,且中心设备损坏后,整个网络就会停止工作。其次,所有的远端站和中心站使用的频率相同,在有一个远端站受到干扰的情况下,其他站都要更换相同的频率,如果有多个远端站都受到干扰,频率更换更加麻烦,且不能互相兼顾。

桥接中继型

 

当需要连接的两个局域网之间有障碍物遮挡而不可视时,可以考虑使用无线中继的方法绕开障碍物,来完成两点之间的无线桥接。如图所示,无线中继点的位置应选择在可以同时看到网络A与网络B的位置,中继无线网桥连接的两个定向天线分别对准网络A与网络B的定向天线,无线网桥A与无线网桥B的通讯通过中继无线网桥来完成。

构建中继网桥可以有两种方式:

单个桥接器作为中继器

单个桥接器作为中继器

两个桥接器背靠背组成中继点

两个桥接器背靠背组成中继点

单个桥接器可以通过分路器连接两个天线。由于双向通讯共享带宽的原因,对于对带宽要求不是很敏感的用户来说,此方式是非常简单实用的。对带宽要求较高的用户,可采用背靠背两个处于不同频段的桥接器工作于无线网桥模式,每个无线网桥分别连接一个天线构成桥接中继,保证高速无线链路通讯。

混合型

这种类型适用于所建网络中有远距离的点,近距离的点,还有建筑物或山脉阻挡的点,在组建这种网络时,综合使用上述几种类型的网络方式,对于远距离的点使用点对点方式,近距离的多个点采用点对多点方式,有阻挡的点采用中继方式。

如何选购设备

虽然由于无线网络的带宽和传输距离等因素决定了组建的无线网络规模的大小,但组建网络需选用的设备都是相同的,只是规模越大的网络所需设备的价格和参数越高而已。下面笔者就通过一个相距200米的点对点型无线网络的组建过程来说明如何选购设备。

在实施室外无线桥接方案时,我们通常需要以下几种设备:

1.无线网桥

无线网桥

无线网桥

无线网桥是整个实现方案中的最核心的部分。这是无线网络信号的发送和接收设备;在选择无线网桥设备时,不仅要对产品的特点要有所了解,而且要针对特定的安装要求进行挑选。例如点对点型无线网桥设备可用来连接分别位于不同建筑物中两个固定的网络。它们一般由一对桥接器和一对天线组成。两个天线必须相对定向放置,室外的天线与室内的桥接器之间用电缆相连,而桥接器与网络之间则是物理连接。另一种单点对多点型(PTMP)无线网桥设备, 能够把多个外围建筑物的网络连成一体,但结构更为复杂,需要使用全方位天线。现在很多商家提供的产品中有许多网桥设备能够兼具上述两种桥接功能。

2.无线室外定向天线

无线室外定向天线

无线室外定向天线

无线室外定向天线也是整个实现方案最重要的部分。能否实现更远距离的信号稳定传送,依赖于天线的质量。天线有两个参数非常关键:增益和方向性。增益表示天线功率放大倍数,数值越大表示信号的放大倍数就越大,也就是说当增益数值越大,信号越强,传输质量就越好。方向性指的是天线辐射和接收是否有指向,即天线在是否对某个角度过来的信号特别灵敏和辐射能量是否集中在某个角度上。 

各种天线的对比表

各种天线的对比表

根据天线水平面方向性的不同,可以分为全向天线和定向天线(天线在垂直方向一定具有方向性),全向天线的***增益一般无法做得很大,但是在安装的时候不需要考虑两端天线安装角的问题,安装起来比较方便,适合于距离要求不高的环境;而定向天线可以将增益做得很高,一般的方向性越尖锐的天线增益就越高,信号的传输距离就越远,但是方向性过于尖锐的天线在安装和调整的难度就越大,两边的天线必须对准才能保证信号的传输;适合于距离要求比较高的环境。

3.室外天线避雷器/浪涌保护器

室外天线避雷器/浪涌保护器

室外天线避雷器/浪涌保护器

室外天线通常安装在建筑物的顶部,容易感应雷击,如果没有保护措施而在雷雨天气很容易烧毁设备,并带来危险。天线避雷器/浪涌保护器串联在无线设备和室外天线之间,可以防止雷击对设备和人员带来的损害。对于这类设备需要注意的是两个参数:通流容量和插入损耗,通流容量指的是在避雷器可以泻放的***雷击电流,该值越大越好。插入损耗指的是在避雷器对信号的衰减,该数值越小越好。另外避雷器必须正确有效地接地,否则没有任何防雷效果。

4.室外天线馈线 

室外天线馈线

室外天线馈线


室外天线馈线(简称天馈线)是连接室内网桥和室外天线的信号线,如果网桥和室外天线距离太远则需要增加天馈线。但是这样会带来信号的衰减,为了将这种衰减尽量减少,需要尽量缩短网桥和天线的距离,并且选择损耗较少的天馈线。例如XINGNET的NE-5006的馈线损耗可以做每5米衰减1dbi,比普通的馈线(每3米1dbi)质量要好得多。

5.SMA-N 无线接头转换线 

SMA-N 无线接头转换线

SMA-N 无线接头转换线


将SMA端子转换成N端子,主要用于无线AP&BR与室外天线的连接。

6.馈线转换头

用于馈线和天线之间的连接,是一个N端子公、母端子的转换接头。

注:通常他们的连接顺序是:无线室外定向天线——〉馈线转换头——〉室外天线馈线——〉室外天线避雷器/浪涌保护器——〉SMA-N 无线接头转换线——〉无线网桥

以上的一些经验,仅是笔者自己室外无线桥接解决方案设备采购的经验。当然如果大家需要实现大型的无线网桥连接还需要委托有实施无线网络工程经验的公司来设计施工。

总结

虽然无线网络是解决目前远距离联网的好办法,但在架设无线网络之前,我们大家还需要根据实际地理位置和周围环境进行科学的规划。

尤其需要大家注意以下事项:

1.将要连接的建筑物必须要能保持空阔,高大的树木和建筑物等障碍物都会直接影响无线电波的传输。

2.在减少带宽的情况下,可以增加建筑物之间的传输距离,进行远距离传输。目前,无线传输的距离在无障碍的情况下最长可以达到80公里,但是在应用中,实际距离可能会远小于80公里,因此在多山地区,或者有障碍物的时候,距离不宜过长,实在需要的话,可以在中间设立中继中转站,绕过障碍。

3.无线局域网近距离传输时,为了获得***的带宽,可以将无线网桥连接到支持冗余通道的路由器上,这样就可将三个无线网桥集成在一起,并且天线高度基本没有受到影响。
  

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责任编辑:张恬恬 来源: IT网络
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