CN106060840B

CN106060840B - 高速公路全程无线wifi覆盖方法

Info

Publication number: CN106060840B
Application number: CN201610655260.1A
Authority: CN
Inventors: 李广毅; 毕玉峰; 肖启涛; 刘锦龙; 孙方利; 齐梦涵
Original assignee: Shandong Ao Lian Information Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong Ao Lian Information Technology Co Ltd
Priority date: 2016-08-11
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2019-09-06
Anticipated expiration: 2036-08-11
Also published as: CN106060840A

Abstract

本发明公开了一种高速公路全程无线WIFI覆盖方法，属于一种无线WIFI技术领域，本发明解决如何在高速公路实现全程无线WIFI覆盖，且网速快、安全性高的问题，采用的技术方案为：每个无线AP与其对应的接入交换机连接；多个接入交换机与对应的汇聚交换机采用光纤环网链路连接，每个汇聚交换机与对应的一体化出口网关设备互连；数据中心包括两台核心交换机和管理及业务区域的服务器，管理及业务区域的服务器分别连接至两台核心交换机，两台核心交换机之间采用万兆以太网接口链路捆绑互联，且每个核心交换机均连接对应的一体化出口网关设备；核心交换机连接的一体化出口网关设备与汇聚交换机连接的一体化出口网关设备通过网络建立VPN隧道链路。

Description

高速公路全程无线WIFI覆盖方法

技术领域

本发明涉及一种无线WIFI技术领域，具体地说是一种高速公路全程无线WIFI覆盖方法。

背景技术

随着社会经济的发展，高速公路这种作为沟通东西联系南北的重要交通设施，经过多年的建设和发展，中国高速公路的总里程数已跃居世界第二。为了保证高速公路的正常运作,为老百姓带来更多的效益，全国各地的高速公路部门也在探索如何利用各种新兴的技术对高速公路业务进行扩展和改良，以提高工作效率，而无线网络技术就作为一种新兴的先进技术正在进入到高速公路业务的方方面面。

“互联网+”是创新2.0下的互联网发展的新业态，是知识社会创新2.0推动下的互联网形态演进及其催生的经济社会发展新形态。“互联网+”是互联网思维的进一步实践成果，推动经济形态不断地发生演变，从而带动社会经济实体的生命力，为改革、创新、发展提供广阔的网络平台。“互联网+”就是“互联网+各个传统行业”，但这并不是简单的两者相加，而是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态。它代表一种新的社会形态。

当汽车在高速路上高速行驶过程中，传统网络技术很难满足乘客的移动终端接入互联网需求（按照高速公路120KM/H计算），除非使用昂贵且低速的运营商手机通讯网络流量，用户上网普遍体验较差而且上网时间较长的情况下使用流量较多，造成高速公路变成了“与世隔绝”的地带。这严重阻碍了“互联网+”战略在高速公路环境下的落地。

申请号为“201510073543.0”，发明名称为“一种高速移动无线WIFI 覆盖方法及传输设备”，公开了如下技术方案：在高速路段，每隔一定的间距，部署无线接入ONU，将该ONU通过2 芯光纤组成高速自愈环网联接到路段监控中心，在路段监控中心通过运营商高速有线宽带与互联网联接；在路上行使的车辆中配置高速移动接入终端，该终端通过无线与沿路的各个无线接入ONU 进行宽带通信，完成与互联网的接入，该终端还具备无线WIFI 功能，与车内的用户移动设备进行通信。此申请仅仅是公开了在高速移动的车辆中如何上网的问题，存在如下缺点：1、需在车中配置高速移动接入终端，用户使用不便，增加成本；2、数据传输无保障措施，安全性差；3、网络信号覆盖率差，网速达不到“互联网+”要求。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种高速公路全程无线WIFI覆盖方法，来解决如何在高速公路实现全程无线WIFI覆盖，且网速快、安全性高的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，高速公路全程无线WIFI覆盖方法，硬件建设如下：

（1）、高速公路路旁每间隔一定的距离设置一个基站，每个基站内均设置有无线AP和接入交换机，无线AP与接入交换机连接；基站安放间隔距离在5千米以内，距离太远影响无线WIFI覆盖效果；为了保证车辆行驶过程中无线信号被遮挡概率小，优选方案为基站采用架杆安放无线AP和接入交换机，杆的高度在5米以上；

（2）、一定区域内的多个基站的接入交换机对应1个作为环网节点的汇聚交换机，多个接入交换机与对应的汇聚交换机采用光纤环网链路连接，汇聚交换机与对应的一体化出口网关设备互连；

（3）、设置有数据中心，数据中心包括两台核心交换机和管理及业务区域的服务器，管理及业务区域的服务器分别连接至两台核心交换机，两台核心交换机之间采用万兆以太网接口链路捆绑互联，且每个核心交换机均连接对应的一体化出口网关设备；两台核心交换机虚拟化部署；

（4）、核心交换机连接的一体化出口网关设备与汇聚交换机连接的一体化出口网关设备通过网络建立VPN隧道链路，实现网络的互连；

使用上述硬件配置实现高速公路全程无线WIFI覆盖，数据传输方式如下：无线AP为使用无线设备用户的网络接入点，无线AP将接收到的无线设备用户的数据发送给接入交换机；接入交换机收到无线AP发送的数据后，将数据转发到对应的汇聚交换机；汇聚交换机与核心交换机通过各自对应的一体化出口网关设备实现网络的互连，进行数据的互相传输。

管理及业务区域包括网络管理区、应用服务区、前置服务区、数据服务区和审计与检测区；

网络管理区包括网络管理服务器、网络管理区接入交换机和网络管理区防火墙，网络管理服务器经过网络管理区接入交换机和网络管理区防火墙后连接至两台核心交换机；

应用服务区包括认证服务器、存储设备、应用服务区接入交换机和应用服务区防火墙，认证服务器和存储设备均经过应用服务区接入交换机和应用服务区防火墙后连接至两台核心交换机；

前置服务区包括前置服务器、前置服务区接入交换机和网站保护设备，前置服务器经过前置服务区接入交换机和网站保护设备后连接至两台核心交换机；

数据服务区包括数据服务器、存储设备、数据服务区接入交换机和数据服务区防火墙，数据服务器和存储设备均经过数据服务区接入交换机和数据服务区防火墙后连接至两台核心交换机；

审计与检测区包括入侵检测服务器、数据库审计服务器、日志审计服务器和网络审计服务器，入侵检测服务器、数据库审计服务器、日志审计服务器和网络审计服务器均连接至两台核心交换机。

无线AP的各元件均内置在无线AP的内部，无线AP的各元件包括AP本体、天线和避雷器；无线AP支持IP67或以上的防护等级；无线AP防雷等级6KV及以上；无线AP支持802.11a或802.11b或802.11或802.11n或802.11ac的无线网络协议，最高带宽可达1.75Gbps；无线AP能够同时运行在2.4GHz及5.8GHz；无线AP提供2个以上的千兆以太网接口。

无线AP采用无线AP AOLINE6000NCNGL，无线AP AOLINE6000NCNGL为奥联5.8G/2.4GHz 1200M 电信级双频室外分体无线AP AOLINE6000NCNGL, 无线AP AOLINE6000NCNGL的天线采用2.4G的AOLINE-315E单极化天线和5.8G的AOLINE-5317单极化天线,或者无线APAOLINE6000NCNGL的天线采用2.4G的AOLINE-316D双极化天线和5.8G的AOLINE-5318D90双极化天线。

接入交换机和汇聚交换机均为如下配置：具有千兆电口和千兆光口；支持IP40及以上的防护等级；端口防雷能力在8KV以上；交换容量18Gbps以上，包转发率13Mpp以上；为DIN卡轨式安装；支持一键重启。

接入交换机和汇聚交换机均采用AEO系列网管型工业环网交换机，接入交换机的产品型号为：AEO-CR912/4G/M（具有2路千兆光口和4路千兆电口），汇聚交换机的产品型号为：AEO-CR912/8G/M（具有2路千兆光口和8路千兆电口）。

数据中心的核心交换机交换容量在160Tbps以上，包转发率在4300Mpps以上；核心交换机支持虚拟化技术，能够实现1：N及N:1的双向虚拟化，并且两种虚拟化技术能够同时使用；核心交换机支持万兆、40和100G扩展，单板100G密度达36个及以上；核心交换机支持冗余电源，电源扩展槽位数量10个及以上；核心交换机的单个万兆接口功耗小于2W，单个40G接口功耗小于10W（具有良好的节能设计）。

无线AP通过供电模块实现供电，供电模块为低压380V供电系统或者为太阳能电池组件。

低压380V供电系统即为通过变电站低压配电柜向无线AP供电。

太阳能电池组件包括光电板、光电板控制器、直流中心、逆变器DC转AC模块、交流负载和蓄电池，光电板经过光电板控制器连接直流中心，交流负载经过逆变器DC转AC模块连接直流中心，直流中心连接蓄电池，蓄电池向无线AP供电。

本发明的高速公路全程无线WIFI覆盖方法具有以下优点：

1、数据传输部分采用千兆光纤组网，满足各类数据同时传输的带宽需求；支持环网保护，环网自愈倒换时间小于20ms；满足高速公路无线网络的可靠性要求；

2、接入交换机之间的距离标配20Km；可实现自动环网功能，一旦传输光缆某处节点断路，设备可切换到备用线路上传输；

3、接入交换机和汇聚交换机均采用AEO系列网管型工业环网交换机，AEO系列网管型工业环网交换机采用工业链路冗余环网设计，提供快速恢复技术（恢复时间小于 20ms），实现在恶劣环境下，数据传输的稳定性、可靠性和实时性；内嵌的 WEB 管理服务，使网络管理更加轻松自如；

4、根据高速道路情况，同时考虑到高速环境对无线信号的衰减，以及道路两旁树木和建筑物对无线信号的遮挡，为了保证上网质量，采用全覆盖。此方案设计基于蜂窝覆盖原理，进行不同频率地交错覆盖，保证了网络的质量；

5、通过 ip firewall 能对 IP 数据包过滤、 P2P 协议过滤、源和目标 IP、端口、IP 协议、协议（ ICMP、TCP、 MSS 等）、网络接口、对内部的数据包和连接作标记、 ToS 字节、内容过滤、顺序优先与数据频繁和时间控制、包长度控制，支持802.1Q VLAN，有效在不同网络设备之间广播，强大的 QoS 功能，延时敏感的数据优先传输，支持端口管理，防止非法接入，隔离 ARP 攻击，提供可靠的网络安全防护；

6、数据中心核心交换机是整个中心网络的核心设备，连接数据中心内部各个功能分区；核心交换机具有极高的性能、可靠性、稳定性、端口扩展性；

7、无线AP采用无线AP AOLINE6000NCNGL，具有两种频段，能满足不同手机对2.4G和5.8G频段的不同需求；线AP AOLINE6000NCNGL设备美观大方，安装方便，外接高增益天线，可有效提高覆盖范围, 自带电源、以太网口、无线信号状态指示灯，方便查看设备工作状态；

8、为了保证车辆行驶过程中无线信号被遮挡概率小，无线AP可使用架杆安放，杆高度稍高最好；

9、针对某些特殊使用环境对网络的需求，尤其是人员密集的长途汽车上，可以进行特殊情况特殊处理。可采用中继的方式，用一台车载网桥来桥接5.8G网络信号到车内，再经过车上的路由器等无线AP,实现车内无线网络的覆盖,使乘客进行随时随地的上网和使用。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为高速公路全程无线WIFI覆盖方法中硬件的架构框图；

附图2为高速公路全程无线WIFI覆盖方法中数据中心的架构框图；

附图3为高速公路全程无线WIFI覆盖方法中太阳能电池组件的结构框图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的高速公路全程无线WIFI覆盖方法作以下详细地说明。

实施例1：

本发明的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，硬件建设如下：

（1）、高速公路路旁每间隔一定的距离设置一个基站，每个基站内均设置有无线AP和接入交换机，无线AP与接入交换机连接；基站安放间隔距离1千米左右；基站采用架杆安放无线AP和接入交换机，杆的高度在10米左右；

数据中心网络分区原则：

1、安全性原则：按照安全等级不同，划分为不同分区。例如，为互联网用户、合作伙伴服务的服务器单独分区，信息敏感的服务器单独分区；

2、高可用布局原则：业务关联度高的服务器部署在同一个区域；业务关联度低的服务器拆分成多个区域；可用性要求高的业务拆分成两个对等区域；

3、容量适度原则：根据运维管理经验，控制单个区域内的服务数量，例如：500台以内。未来服务器数据增加、区域间流量增长后可考虑进一步拆分；

4、独立运维管理原则：业务流量、安全控制、组网协议方面有特殊要求的服务器单独分区。

分区方式：分区设计优先考虑综合布线及基础设施运维因素；根据服务器类型、业务应用层次、业务应用类型进一步划分。实际应用中，通常根据实际需求，使用多种模式混合使用。

管理及业务区域的服务器均采用奥联服务器，奥联服务器具有高性能AP控制器，既能节省时间，又能提高稳定性。奥联服务器通过ip防火墙：能够对 IP 数据包过滤，能够对P2P 协议过滤，能够对源和目标IP、端口、 IP 协议/ICMP协议/TCP协议/MSS协议的网络接口、对内部的数据包和连接作标记，能够对ToS 字节、内容过滤，具有顺序优先与数据频繁和时间控制、包长度控制，支持802.1Q VLAN。可有效在不同网络设备之间广播，具有强大的 QoS 功能，延时敏感的数据优先传输，支持端口管理，防止非法接入，隔离 ARP 攻击，提供可靠的网络安全防护。

为了保证网络出口的稳定性和数据传输速率的稳定性，一体化出口网关设备的CPU采用MIPS多核硬件体系架构，最高能够达到20Gbps的吞吐量。拥有多链路智能选路功能，如基于应用的路由、内置自动更新的地址库、链路过载保护、与SAM联动的用户路由、智能DNS、DNS代理以及传统的基于延时、带宽、负载的选路策略等。此外，设备还拥有业务加速通道、精准流控、上网行为管理、可视化VPN、防火墙、Web认证、日志记录等多个功能。为今后网络扩展以及新应用的实现提供了可靠保障。为了保障出口网络的可靠性，保证链路的连通性，避免单点故障的发生，在本项目中部署双网关设备，有效保证数据中心数据的可靠性，可用性，完整性，可控性。

无线AP采用无线AP AOLINE6000NCNGL，无线AP AOLINE6000NCNGL为奥联5.8G/2.4GHz 1200M 电信级双频室外分体无线AP AOLINE6000NCNGL, 设置在高速公路一般基站的无线AP AOLINE6000NCNGL的天线采用2.4G的AOLINE-315E单极化天线和5.8G的AOLINE-5317单极化天线,设置在高速公路服务区内的无线AP AOLINE6000NCNGL的天线采用2.4G的AOLINE-316D双极化天线和5.8G的AOLINE-5318D90双极化天线。

AEO系列网管型工业环网交换机采用工业链路冗余环网设计，提供快速恢复技术（恢复时间小于 20ms），实现在恶劣环境下，数据传输的稳定性、可靠性和实时性。内嵌的WEB 管理服务，使网络管理更加轻松自如。

数据中心的核心交换机由两台高性能交换机N18K组成，两台核心交换机之间通过2条万兆链路连接完成虚拟化部署，保障设备可靠性。

设置在收费站、服务区为圆心半径3KM范围内的无线AP供电模块采用低压380V供电系统，低压380V供电系统即为通过变电站低压配电柜向无线AP供电。

距离收费站、服务区较远的无线AP采用太阳能电池组件实现供电，太阳能电池组件包括光电板、光电板控制器、直流中心、逆变器DC转AC模块、交流负载和蓄电池，光电板经过光电板控制器连接直流中心，交流负载经过逆变器DC转AC模块连接直流中心，直流中心连接蓄电池，蓄电池向无线AP供电。

用户使用本发明的高速公路全程无线WIFI覆盖方法上网，在电子设备上下载配套的APP应用，APP认证上网原理是用户注册的时候，数据库统计用户名，并通过命令发送用户名到云平台，管理人员在数据库里创建一条这个用户名的记录。当app登录的时候，app提交用户名给管理程序，管理程序验证数据库里有该用户的记录，那么允许上网，否则认为无效的用户，不能通过认证。网络认证方面的流程：当用户接入网络的时候，首先弹出页面，提示用户安装app，android用户直接下载app，ios用户跳转appstore安装app，此时给用户网络放行一段时间，比如30分钟，30分钟以后用户自动掉线。用户再次上网，必须打开app登录激活才能连入网络。奥联云平台，每天晚上定时清理所有上网用户，用户再次上网，必须重新打开app激活上网。网络安全方面：无线AP为认证网关，本身有一定的网络性能保护的防火墙规则，比如限制用户并发连接数，清理tcp死连接等，这些功能，能保证认证方面的安全。对于ap的安全，需要启动客户端隔离，防止局域网监听。

实施例2：

本发明的高速公路全程无线WIFI覆盖方法, 硬件建设如下：

（1）、高速公路路旁每间隔一定的距离设置一个基站，每个基站内均设置有无线AP和接入交换机，无线AP与接入交换机连接；基站安放间隔距离在0.5千米～5千米之间；基站采用架杆安放无线AP和接入交换机，杆的高度在5米左右；高速公路各服务区内均设有基站；

接入交换机和汇聚交换机均为如下配置：具有至少4个千兆电口和至少2个千兆光口；支持IP40及以上的防护等级；端口防雷能力在8KV以上；交换容量18Gbps以上，包转发率13Mpp以上；为DIN卡轨式安装；支持一键重启。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims

1.高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于硬件建设如下：

(1)、高速公路路旁每间隔一定的距离设置一个基站，每个基站内均设置有无线AP和接入交换机，无线AP与接入交换机连接；

(2)、一定区域内的多个基站的接入交换机对应1个作为环网节点的汇聚交换机，多个接入交换机与对应的汇聚交换机采用光纤环网链路连接，汇聚交换机与对应的一体化出口网关设备互连；

(3)、设置有数据中心，数据中心包括两台核心交换机和管理及业务区域的服务器，管理及业务区域的服务器分别连接至两台核心交换机，两台核心交换机之间采用万兆以太网接口链路捆绑互联，且每个核心交换机均连接对应的一体化出口网关设备；两台核心交换机虚拟化部署；

(4)、核心交换机连接的一体化出口网关设备与汇聚交换机连接的一体化出口网关设备通过网络建立VPN隧道链路，实现网络的互连；

使用上述硬件配置实现高速公路全程无线WIFI覆盖，数据传输方式如下：无线AP为使用无线设备用户的网络接入点，无线AP将接收到的无线设备用户的数据发送给接入交换机；接入交换机收到无线AP发送的数据后，将数据转发到对应的汇聚交换机；汇聚交换机与核心交换机通过各自对应的一体化出口网关设备实现网络的互连，进行数据的互相传输；

管理及业务区域包括网络管理区、应用服务区、前置服务区、数据服务区和审计与检测区；上述各管理及业务区域的服务器均连接至两台核心交换机。

2.根据权利要求1所述的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于管理及业务区域包括网络管理区、应用服务区、前置服务区、数据服务区和审计与检测区；

3.根据权利要求1所述的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于无线AP的各元件均内置在无线AP的内部；无线AP支持IP67或以上的防护等级；无线AP防雷等级6KV及以上；无线AP支持802.11a或802.11b或802.11或802.11n或802.11ac的无线网络协议；无线AP能够同时运行在2.4GHz及5.8GHz；无线AP提供2个以上的千兆以太网接口。

4.根据权利要求3所述的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于无线AP采用无线AP AOLINE6000NCNGL，无线AP AOLINE6000NCNGL的天线采用2.4G的AOLINE-315E单极化天线和5.8G的AOLINE-5317单极化天线,或者无线AP AOLINE6000NCNGL的天线采用2.4G的AOLINE-316D双极化天线和5.8G的AOLINE-5318D90双极化天线。

5.根据权利要求1所述的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于接入交换机和汇聚交换机均为如下配置：具有千兆电口和千兆光口；支持IP40及以上的防护等级；端口防雷能力在8KV以上；交换容量18Gbps以上，包转发率13Mpp以上；为DIN卡轨式安装；支持一键重启。

6.根据权利要求5所述的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于接入交换机和汇聚交换机均采用AEO系列网管型工业环网交换机，接入交换机的产品型号为：AEO-CR912/4G/M，汇聚交换机的产品型号为：AEO-CR912/8G/M。

7.根据权利要求1所述的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于数据中心的核心交换机交换容量在160Tbps以上，包转发率在4300Mpps以上；核心交换机支持虚拟化技术，能够实现1：N及N:1的双向虚拟化，并且两种虚拟化技术能够同时使用；核心交换机支持万兆、40和100G扩展，单板100G密度达36个及以上；核心交换机支持冗余电源，电源扩展槽位数量10个及以上；核心交换机的单个万兆接口功耗小于2W，单个40G接口功耗小于10W。

8.根据权利要求1所述的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于无线AP通过供电模块实现供电，供电模块为低压380V供电系统或者为太阳能电池组件。

9.根据权利要求8所述的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于低压380V供电系统即为通过变电站低压配电柜向无线AP供电。

10.根据权利要求8所述的高速公路全程无线WIFI覆盖方法，其特征在于太阳能电池组件包括光电板、光电板控制器、直流中心、逆变器DC转AC模块、交流负载和蓄电池，光电板经过光电板控制器连接直流中心，交流负载经过逆变器DC转AC模块连接直流中心，直流中心连接蓄电池，蓄电池向无线AP供电。