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无线WiFi在油田社区网中的应用以长庆油田社区网为例
无线WiFi在油田社区网中的应用研究
——以长庆油田社区网为例
刘会峰1,杨方勇2,赵 霈1
（1.中国石油长庆油田分公司 通信处,西安 710000；
2.中国石油长庆油田分公司第四采气厂,内蒙古 乌审旗 017300）
［摘 要］在油田社区网的建设中,结合现有交换机网络和EPON网络,WiFi设备作为边缘接入设备,在很多单位进行了部署,通过通信处的账号管理、无感知认证等后台管理系统,对员工的终端设备进行了有效的接入和管理控制.
［关键词］WiFi；账号管理；无感知认证
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.18.075
［中图分类号］TN929.5 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-0194（2018）18-0-02
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WiFi系统概述
WLAN有两种基本架构,一种是FAT AP架构,又叫自治式网络架构,另一种是AC+FIT AP架构,又叫集中式网络架构.长庆油田社区网采用AC+FIT AP的方式组建WiFi网络.
在WLAN领域被大规模推广和商用的是IEEE 802.11系列标准协议,WLAN也被定义为基于IEEE 802.11标准协议的无线局域网.802.11具有里程碑意义的标准协议有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac.长庆油田现有接入用户终端使用较多的是802.11g、802.11n和802.11ac这3种协议.802.1g的连接速度可以达到54 M,802.11n可以达到600 M,802.1ac连接速度可以达到1 G以上.
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油区WiFi网络的网络规划
在油区宽带网络中,WiFi设备的组网结构一般有两种,一种是EPON+Fit AP的组网方式,另一种是POE交换机+ Fit AP的组网方式.
2.1 EPON+ Fit AP组网方式
在采气二厂榆林基地建设EPON网络,采用EPON网络+POE+ Fit AP交换机的组网方式,在POE交换机下面安装AP无线接入点,接入无线终端.EPON网络上行接入通信处的社区网中,在社区网中有AC设备控制管理AP设备,有Portal服务器向无线终端推送认证界面,然后由Radius认证服务器完成对无线终端的账号分配、认证、计费和授权,以及账号的带宽限制,并在网络中部署安全审计设备记录无线终端用户的上网行为和实现溯源.
同时,Portal和Radius服务器通过二次开发实现无线终端的无感知认证,用户在首次认证时,绑定的无线终端MAC地址会被服务器记录,在二次登录时终端用户直接通过认证,跳过输入账号的过程直接上网,提升用户上网体验.
组网方式：有的地方也可以直接使用有POE功能的ONU设备,采用POE ONU+ Fit AP的方式组网,就不需要安装POE交换机；或者在AP数量较少的情况下使用普通ONU+POE供电模块+ Fit AP的方式进行接入.通过多种灵活的组合方式,选择适宜的方式实现WiFi的组网.
带宽分配：EPON OLT设备上行接口为GE接口,PON口的上下行为1 G,目前每个用户终端账号限制带宽为8 M,OLT一个上行GE接口可以并发125个终端用户,如果按照1∶3的收敛比,可以支持375个终端的接入.在带宽不够的情况下,可以采用上行GE捆绑、10 G PON等方式,根据接入用户数量配置合适的网络设备.
2.2 交换机+Fit AP设备组网方式
用汇聚交换机+POE交换机+Fit AP的方式进行组网,这种方式比较多,在采气一厂、采气四厂等一些比较集中的大楼和办公区域都使用这种方式进行组网.在WiFi接入网络建设完成以后,接入通信处的社区网中,账号认证方式和流程和第一种组网相同.
两种组网各有其优势和使用场合,EPON+Fit AP在接入终端比较分散的情况下,可以利用EPON网络的可管理性、节省光纤资源、接入距离较远等优势接入AP设备.POE交换机+Fit AP的方式在大楼等集中办公的区域,使用24端口以上的POE供电交换机接入AP的方式集中接入无线网络.
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油田WiFi网络的维护心得
3.1 信号比较弱,上网速度比较慢
影响WiFi无线信号强度的因素比较多,比如环境因素,室内型AP在空旷地带接入范围在30~50 m,室外型AP接入范围在150~200 m,不论使用室内型AP还是室外型AP,覆盖范围会因为建筑物结构特点而显现出明显的信号衰减特征,造成信号盲区.通过2.4 GHz微波对各种材质的穿透损耗的实测经验值可以发现,水泥墙、转墙、金属等对信号损耗比较大,而玻璃、木门等对信号的损耗比较少.2.4 GHz的无线频段信号源比较多,容易产生共振,所以对WiFi信号在一些环境下有干扰现象.手机等无线终端的收受灵敏度也有一定的差异,部分手机在-85 db以下仍旧可以使用.所有在部署安装AP的时候应该提前规划,根据现场的环境合理部署AP设备的安装位置,如有需要进行WiFi信号的测试和优化,实现WiFi信号的无缝覆盖.
3.2 手机用户有掉线、网络拒接接入等现象
无线终端手机用户掉线是比较常见的问题,产生的原因也比较多,WiFi技术属于无线电技术的一种,易受环境干扰,本身和有线网络相比存在不稳定性,在信号不好的时候存在掉线的现象,终端用户的认证接入是在BRAS设备上,BRAS设备会经常发ARP探测报文,在一段时间不能检测到终端时,会把用户切下线,所以用户在掉线以后需要重新上线.长庆社区网的IP都是经过NAT转换,网络和游戏服务器是否有掉线丢包还需要测试.手机用户在接入WiFi网络的时候有时候提示网络拒绝接入,与SSID的漫游以及上层交换机网络有一定的关系.一般情况下,网络设备ARP表项老化时间为20 s,MAC地址表项为5 s,用户手机终端在行走或者切换热点的时候会发生网络拒绝接入的情况,可以通过等待表项老化,或者修改网络规划进行解决.
3.3 手机用户使用问题
部分用户在用手机连接WiFi的时候存在使用习惯问题,应该让用户知道,长庆社区通信处的SSID基本以“CQYT-单位”的方式命名,凡是类似的SSID都可以接入.在首次登录的时候会弹出Portal页面,输入账号和即可,在页面下列有“绑定账号”的选项,绑定以后可以实现无感知认证.
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油田WiFi网络的常用维护命令
由于WiFi网络是搭建在以太网络上的,所以在WiFi出现故障的时候,除了要检查以太网是否正常,还要检查WiFi设备的运行状态是否正常.WiFi网络由AC和AP两种设备组成,通常在AC设备上查看AP设备的运行状态信息.AC设备信息可以通过网管或者AC的WEB方式登录查看,也可以在AC上通过命令的方式查看,以命令为例.
disp ap by-ssid CQYT-CQ2C
546 20f1-7ce8-b0e0 CQYT-CQ2C-DZGYL-5#-XI2
cq2c585 172.24.174.232 AP6010DN-AGN
nor 0 11H:41M:21S
547 47-3f56-1f00 CQYT-CQ2C-DZGYL-2#-XI2
cq2c585 172.24.175.107 AP9330DN
nor 0 7H:36M:7S
548 47-3f56-1e60 CQYT-CQ2C-DZGYL-1#-XI2
cq2c585 172.24.174.29 AP9330DN
nor 0 7H:36M:59S
549 20f1-7ce8-ae80 CQYT-CQ2C-DZGYL-4#-XI2
cq2c585 172.24.174.147 AP6010DN-AGN
nor 0 7H:36M:26S
550 47-3f56-1e20 CQYT-CQ2C-DZGYL-1#-XI1
cq2c585 172.24.171.57 AP9330DN
nor 0 7H:36M:26S
551 20f1-7ce8-afe0 CQYT-CQ2C-DZGYL-4#-XI3
cq2c585 172.24.168.26 AP6010DN-AGN
nor 0 7H:36M:0S
552 20f1-7ce8-b060 CQYT-CQ2C-DZGYL-4#-XI1
cq2c585 172.24.168.161 AP6010DN-AGN
nor 3 1D:7H:19M:39S
553 20f1-7ce8-b820 CQYT-CQ2C-DZGYL-4#-XI4
cq2c585 172.24.172.58 AP6010DN-AGN
nor 4 7H:36M:23S
disp ap by-ssid CQYT-CQ2C 这条命令是按照SSID的分类来查看AP的状态和其他信息.看到的信息中,第2二列是AP的MAC地址信息,第3列是AP的描述,第5列是AP的型号信息,第6列是AP的状态,其中“nor”表示这个AP设备运行状态正常,如果不正常则为”fault”“idle”等状态,第7列为这个AP下接入的用户终端数量,第8列为AP上线运行的时间,如果AP状态为“nor”且在第7列STA有在线用户数量,通过上面的信息基本可以看出用户终端是否正常上网,和用户的信号强度等信息.
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结 语
WiFi网络的建设和使用会越来越多,在网络建设和维护中也会遇到越来越多的问题,只有通过不断的学习和提高解决故障的能力,积累方法和经验,提升自身的业务能力,才能更好地为用户提供高质量的服务.
主要参考文献
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应用研究论文范文结:
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