2015元完成4层别墅千兆网络改造
目录:
PART1.设计背景和条件
PART2.千兆内网设计方案的选择
PART3.谈谈无线速率的问题
PART4.AP系列产品的选择
PART5.设备配置和使用效果情况
PART6.总结
华丽的分割线
PART1.设计背景和条件
之前我写的家装的原创,有许多值友都在问网工狗为什么不开一篇网络布线的文章,我本身觉得我家总共就这么大,没必要搞得太复杂,保持每个空间至少两个信息口就可以了,后期可以上设备搞机。刚好最近我亲戚的别墅装修好了,说办的电信的200M宽带,反应个别房间上网慢,于是乎我就去看看。
看了之后才发现装修公司正是TM的坑,布线不搞六类线不说,竟然没有把所有的网线汇到地下室楼梯下的机柜里,而且布得信息口比较少,分别是地下室和1楼的网线汇到机柜,2楼和3楼汇到2L衣帽间的那种很小的多媒体箱子中,而所有的监控网线汇到3楼书房的多媒体箱子中,其中2楼的多媒体箱子和机柜之间布了两个网线。
第一批网络设备的采购和调试时我亲戚找他们单位的一个网管搞得,他的方案是买了一个艾泰进取518G作为主路由,之后买了一个艾泰的24口千兆交换机(这个我没看懂 因为网线没都汇到机柜里 没必要买这么多口子),之后又在2楼多媒体箱子加了两个艾泰加VLAN隔离的8口千兆交换机,之后就是买了5个H3C的魔术家 Magic R100 ,作为副路由器进行WiFi覆盖。但是这款路由器都是百兆口,而且不是双频的,有线和无线速度跑不到200M。
首先我要做的就是明确我亲戚的需求和预算,被告知只要稳定,预算几千都可以。但是本着勤俭节约的优良传统,我尽量将他之前的设备利用起来。我的设计目标是:
家里的一张网都在同一个C段地址中,这样共享资源和后期加NAS提供良好的网络条件
家里实现有线千兆内网,WiFi系统尽量使用5G信号进行覆盖,实现WiFi也能接近千兆传输。毕竟现在电信已经有家用的千兆入户了,所以设计要满足今后10年的未来使用需求
PART2.千兆内网方案的选择
一开始准备采用最近大热的MESH网状网络,比如华硕的AiMESH的WIFI系统,但是觉得你每层至少要放两个路由器,4层8台,就算用华硕RT-AC68作为路由,前段时间在京东上下单了几个,应该是低价599,总计花费达到4800。而且不太美观。
首先MESH网络是一种多跳网络,好像是用无线两两互联,在户外的AP拓展用的比较多,不同于传统AC+AP的树状网络结构。我个人觉得用无线互联,传输速度可能会受影响,虽然这种方式的网络比较健壮,一个节点出现故障不会影响网络。
下面我就结合TP-Link技术支持说说现在复式楼和别墅主要WiFi覆盖方式:
方案一:主路由+电力猫
用一台路由器作为主路由,其他用电力猫进行AP进行WiFi网络覆盖,我之前用过电力猫的,个人觉得网络不太稳定,不推荐使用
方案二:MESH网络
TP上写的是全家通智享方案,我觉得类似于上面所说的MESH网络,希望值友测评一下华硕AiMESH网络稳定性和传输性如何。
方案三:AC+AP
因为我亲戚前期没有跟我说,加上我以为装修公司比较靠谱,毕竟装修费真么贵,如果前期我做的话,我会采取吸顶AP的方式进行覆盖,这种WiFi覆盖范围更广,客厅和过道等可以用吸顶AP,房间用面板式AP进行覆盖。现在没办法,只能都选用面板式AP进行覆盖。
下面这张图是TP-Link对于这几种方式的比较,总的下来我个人觉得用AP方式比较稳定。
PART3.谈谈无线速率的问题
先上个图
先谈谈理论
IEEE在1997年发布了WLAN的802.11国际标准,并在此后的几年中在802.11标准基础上相继衍生推出了包括802.11a、802.11b、802.11g在内的多种WLAN物理层技术。随着时间的推移基于802.11和802.11b技术的产品已经逐步被802.a和802.g的产品所取代,最近几年市场上以802.11n和802.11ac为主流。
a 最早的5g模式,没有干扰,面向专业,覆盖面积小,普及率差,速度稳定54mbps。
b是最便宜的2.4g模式,兼容好,最便宜,就是慢11mbps,有1-13个通信频道。
g是在b的基础上快点,赶上a的速度,54mbps,兼容原来b的频道
802.11n是在802.11g和802.11a之上发展起来的一项技术,最大的特点是速率提升,理论速率最高可达600Mbps(目前业界主流为300Mbps)。802.11n可工作在2.4GHz和5GHz两个频段。
802.11n常见的物理速率(指定条件下系统提供的最高物理速率)
也就是说在802.11n下最大速率是450M,在40MHZ下。
IEEE 802.11ac,是一个802.11无线局域网通信标准,它通过5GHz频带(也是其得名原因)进行通信。理论上,它能够提供最多1Gbps带宽进行多站式无线通信,或是最少500Mbps的单一连接传输带宽。802.11ac的核心技术主要基于802.11a,继续工作在5.0GHz频段上以保证向下兼容性,但数据传输通道会大大扩充,在当前 20MHz的基础上增至40MHz或者80MHz,甚至有可能达到160MHz。
ad就是60ghz的,毫米波,更接近直线传播,有种过去红外线的感觉,但强一些,衰减大气更严重,但频道更多了,可以叠加的带宽也多了,更快了,能到6gbps以上。这是未来的方向。
现在市场上多是2.4G和5G的产品。而2.4G又是比较常见和常用的频率。802.11a/b/g/n/ac里面,a和b基本被淘汰了,而g用到的也很少,只有54m速率。所以就不谈了。所以主要来谈谈802.11n和802.11ac,虽然上面解释了一些理论。
802.11N
1.2.4G和5G频率,都可以走802.11n。它支持MIMO技术(即允许多个天线同时发送和接收多个空间流)
2.802.11n的2.4G,频宽设定为40Mhz时,那么1条空间流就是1x1MIMO=150m;以此类2x2MIMO=300m;3x3MIMO=450m(有些可以用256-QAM技术做到600m)。当频宽设为20Mhz时,以上速率降一半。
3.802.11n的5G,1条空间流就是1x1MIMO=150m;以此类推2x2MIMO=300m;3x3MIMO=450m。
802.11AC
1.它只有5G频段,当信道设置149以上,频宽设为80Mhz时,1条空间流就是1x1MIMO=433m;以此类推2x2MIMO=867m;3x3MIMO=1300m。
2.11ac进一步拓展了对带宽,调制码率,天线数等物理参数的支持,使得最高理论速率从11n的600Mbps提高到了6.93Gbps (基于8天线数据流,160MHz带宽,256-QAM调制码)。更重要的是11ac最新支持了下行方向的MU-MIMO 基于多天线的多用户并发技术,使得一台接入点设备可以同时并行发送数据给多台终端(之前Wi-Fi只支持时分复用频段),可以大大提升频谱的使用效率提升网络容量。随着智能手机越来越普及而大多数手机只支持单天线(有少数支持双天线),支持更高的带宽和MU-MIMO技术是最有效的提升用户体验的方法。第一代的11ac设备从2013年开始进入市场,最高可支持3x3天线及80MHz带宽,最高速率达到1.3Gbps,单天线的智能手机可支持433Mbps的最高速率。而第二代的11ac设备从2015年开始进入市场,开始支持MU-MIMO技术,并可支持4x4天线及160MHz带宽,最高速率可达到惊人的3.47Gbps。随着11ac设备的普及Wi-Fi希望能够给用户提供接近于千兆以太网的用户体验。
对于国内的2.4G只有1-13信道可以用,每相邻的2个信道之间的频宽就是5Mhz。用1信道,频宽为20Mhz,则信道2,3,4,5都被占用了;如果是40Mhz,则信道2,3,4,5,6,7,8,9也被占用了,当然只在传输数据时才会占用,因为选择40Mhz占用的信道更多,再加上使用2.4G的设备比较多,比如无线耳机,无线键鼠,微波炉,这些东西使用蓝牙的设备发送的无线电波都会占用一定的带宽。这就为什么在家附近因有大量wifi造成网络堵塞缓慢的原因了。设备在20Mhz频宽下发出的功率更高,比在40Mhz频宽下传输距离更远,但是就是带宽也打个对折。当你路由器附件没有干扰时(微波炉等家用电器也会产生干扰),使用40mhz可以获得更快的速度。当你附近的网络环境比较复杂时,选用20mhz更稳定。
中国WIFI设备在5GHz下可以使用的信道有36,40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 149,153, 157, 161, 165。而每个信道频宽为20Mhz,如果信道为149,当要用80Mhz时,则153,157,161都要被占用了。因为现在5G干扰较少,就是比2.4G传输距离短点,预算充足,推荐上5G。
现市面上热销的无线路由器产品一般有以下速率:
2.4G 300m (即300M无线路由器)
2.4G 450m (即450M无线路由器)
2.4G 300m+5G 433m (即750M无线路由器)
2.4G 300m+5G 867m (即1200M无线路由器)
2.4G 450m+5G 450m (即900M无线路由器)
2.4G 450m+5G 1300m (即1750M无线路由器)
2.4G 600m+5G 1300m (即1900M无线路由器)
2.4G 800m+5G 1734m (即2600M无线路由器)
无线传输是双向的,就像木桶原理一样,传输的快慢,决定在最短的那块木板上,所以连接路由的设备所支持的传输速率也很重要。
手机连接速率一般有2.4G(65m,72m,135m,150m,300m),5G(150m,433m,866m)
而笔记本电脑一般就是单频150m和300m,或双频300m+866m。
例如一些手机常见的连接速率65M 72M,为什么是65或72?因为多数手机是1条空间流的即 1xmimo,也就是单天线的,频宽为20M,有些老款些的手机是135M或150M,就是40M频宽的、但如果是2x2mimo的手机2.4G是130M或144M。有些老款的笔记本电脑,无线网卡通常是1x1mimo 40M频宽,连接速率为150M ,有时会自动降频宽为20M,防止信号干扰影响网速,速率就变成72M。
比如我买的这款TP-LINK TL-AP1200GI-PoE的AP,它的2.4G是300M,5G是867M。其实AP的WiFi模块就是2x2MIMO的,如果手机的WiFi模块也是2x2MIMO(现在出来手机大都是2x2MIMO,像小米6和iPhone7都是2x2MIMO 华为P10更是4x4MIMO的)连上5G传输速率理论上能达到867M,具体可以在设备上查看连接wifi后的连接速率。但是连2.4G的话,我为了防止干扰,没有选择40Mhz频宽,那最大理论传输速度144.4Mbps。像一些老设备是1x1MIMO,连2.4G只能最大传输只能是72.2Mbps,但只要手机或设备支持5G接入,那最少理论速度能达到433M。
我的手机是oppoR9s Plus,在网上没查到它到底是2x2MIMO,还是1x1MIMO的,我估计是1x1MIMO的,这是我连的小米路由器一代1T硬盘版,该款硬盘在5GHz频段使用的BCM4352芯片最高支持IEEE 802.11ac模式以及2x2 MIMO技术,理论最高网速为866Mbps;2.4GHz部分的BCM43217则是IEEE 802.11n产品,支持2x2 MIMO,理论最高网速为300Mbps;必须吐槽一下小米路由真的是垃圾,现在经常死机,没办法我在路由器里设置每天定时重启,还有就是买的小米盒子4,买的时候没发现,竟然不支持WIFI5G,正是哔了狗。
这是手机连的2.4GWiFi,因为我默认的频宽20Mhz,所以传输速率只有72Mbps
这是我连的小米路由的5Gwifi,显示的是433Mbps。所以我认为oppo R9s Plus不是2x2MIMO,是单天线的。
也就是说,因为我亲戚家办理的是电信200M宽带,考虑到设备有新的(就是双天线或4天线),或老设备(单天线),因为这几年出来的设备一般都是支持双频的,只要连上5G,能轻松达到200M带宽。2.4GWiFi信号只是作为无线信号死角的补充。
PART4.AP系列产品的选择和使用测评
一开始准备采用H3C的AP产品,H3C在商用户外AP做的最好的,去年又去杭州H3C总部学习考察,我们公司城域网和FTTH都是用的H3C的产品,稳定性是没得说的。但是H3C在家用AP这款特别是家用千兆面板这款做的产品比较少,加上价格比较贵,刚好又看到站内值友采购的TP-Link一整套AP产品,于是乎选择TP的一整套体系。
这是我一开始画的拓扑
后来我亲戚说要看电信的IPTV,不用广电的有线,没办法只好再改,而且我发现可以甩掉艾泰主路由,直接上TP-Link的AC,POE一体的VPN路由器作为主路由。跳过一个有源设备,提高网络稳定性。
这改完之后的拓扑,红色的线是机柜和2楼互联的线
因为101房间的书桌信息口换成梳妆台了,面板完全被梳妆台的背板挡住了,不能用,只能用电视的信息口做AP的拓展口,也就是101房间不能接电信的IPTV。对了,大家应该知道电信的网络和IPTV要分别走两个不同的线吧,我就不多说了。
产品清单:
1.主路由:TL-R479GP-AC一体化千兆路由器
这款是千兆8口POE千兆口,一个上联WAN口,这样我又可以甩掉之前艾泰的24口交换机,功率是54W,正常AP是8W到9W,算下来最多可以带6台,因为线路上还有损耗,但可以管理20台AP,我就是再用一台普通POE五口交换机串接的。花费420元,下面看看这款产品的开箱图
正面包装
对了,这款一体机系列比较,各位值友按需采购
2.POE交换机:TP-LINK SG1005P
这款POE交换机千兆五口,功率为57W,最大接入AP量6台,这款花费245元
按例开箱图
POE交换机的电源适配器真是大,没办法需要用来POE供电了
3.面板式AP
因为我亲戚家面板是香槟金,所以不仅要选择千兆的,而且颜色要跟其他面板差不多,一开始在TP官网上看到TL-AP1202GI-PoE 香槟金的这款单网口的,但是在京东上只有白色的
之后只能选择TP-LINK TL-AP1200GI-PoE 香槟金双网口的AP,这样好,之后设备可以直接接有线,多一个也好,对了这两个网口都是千兆的。这款我买了六个,总花费225*6=1350,2.4G是300M,5G是867M。单天线设备连2.4G用20Mhz速率带宽是72Mbps,双天线以上是144Mpbs;5G信号单天线带宽433Mbps,双天线以上带宽866Mps。
有无线千兆需求的值友可以上TL-AP1750GI-PoE这款,这款WiFi2.4G采用802.11N速率最大达到450M(40MHZ),5G采用802.11AC速率最大达到1300M(3x3MIMO)
当时我也想上无线千兆的,但是这款只有白色,没有香槟色
按例开箱图
把盖板拆开,有一个胖AP和瘦AP开关,默认开关在瘦AP,还有个重置按钮,其实如果是用作瘦AP模式的话,重置开关几乎用不到,因为AC直接发配置下来可以重置,重置按钮胖AP用的多一点。
我还是稍微做一下名词解释
AC:AP的管理功能,专门管理AP的叫AC,有一个弱信号剔除和弱信号禁止接入的功能,自己可以调信号的阀值。不过现在可以买AC和POE一体化的路由器了。因为AC这个功能也就是开始配置AP时用一下,之后用的很少。
POE交换机:可以实现通过网线给AP供电的,POE的最大输出功率要大于下面直连的AP设备的功率之和。
胖AP和瘦AP的区别:胖AP是需要每个都独立配置的,而瘦AP则统一由AC控制器进行控,只要配置好AC控制器,并将瘦AP接入网络即可,自动下发AC控制器的配置,在AP较多的网络环境中,便于集中管理。
胖AP是硬切换,属于伪无缝切换,瘦AP是软切换,网络几乎不中断,基本算是无缝切换。
AP背面,将之前网线面板的网线做成水晶头,直接接上去就可以了。
我截取了AP说明书的一段,详细可以去TP技术支持里搜索下载。
来个全家福
对了,现在电信也有这项服务叫WiFi家庭网,也是用面板式AP进行覆盖,估计采用是那种300M的AP,那种只要几十块,加一个POE交换机,估计不带AC控制,采用胖AP的接入方式。自己不愿动手的可以选用这项服务。
PART5.设备配置和使用效果情况
TP-Link的一体化级配置还是比较简单的,采取网页页面配置就可以,不需要像我门配置路由器采用命令行的方式。而且随设备配的说明书写的还是蛮详细的。
首先,TL-R479GP-AC一体化千兆路由器的管理地址是192.168.1.1,而电信的光猫管理地址也是192.168.1.1.所以在接在电信光猫之前,把路由器的管理地址设为192.168.2.1。
在网页上输入192.168.1.1进入路由器设置,设置好管理员用户名和管理密码。
设置上网方式,如果是桥接电信光猫的话,将账号密码设置在路由器中,如果是账号设置在电信光猫中,路由器设置成动态获取就行了。
AP设置,定义2.4G的无线SSID和密码以及5G的无线SSID和密码,也可以将2.4G和5G的SSID和密码设置成一样,AP是会优先5G型号,但是我后期将2.4G和5G设置成不同SSID,用WiFi仪表测量,2.4G并没有比5G信号传输距离以及穿墙效果好,我就把AP的2.4G信号关掉了,用之前H3C的天线作为2.4GWiFi使用,作为无线死角的信号补充,有天线的路由器比面板的传输和穿墙效果要好。
这是路由器的主界面。
之后就是将AP安装在各个需要安装的位置,一开始我认为一层放两个AP差不多,之前还用TP自带的信号仿真软件模拟一下,
这回事2.4G模拟图(户型图随便找的,不是亲戚家户型),我鼠标是放在厨房墙上,在客厅墙上放一个面板式AP,模拟显示在厨房那边显示信号能达到-25到-35dm,其实就是隔了一堵墙,实际情况,我隔一堵墙测试信号,2.4G信号衰减很大,用WiFi仪表测量只有-65dm到手机WiFi掉线(这个我还没有设置信号阀值)。
这是5G信号模拟图,和2.4差不多,我实际测试效果比2.4还要差点,也差不了多少。
我总结面板式ap在开放式空间覆盖30M的空间没什么问题,但是有墙阻挡的话,信号衰减会很大,而且对于装ap面板墙的背面信号衰减尤为明显。所以使用AP进行WiFi覆盖在信息口条件允许的情况下,每个空间尽量部署一个。
接着接各个房间的AP,等AP的灯长亮,AP上线,电脑或手机连上AP,进入路由器管理地址(我是192.168.2.1),对各个AP的弱信号限制和弱信号剔除的信号阀值进行设置。弱型号限制,就是禁止低于这个信号的设备接入(比如我设置的是-75dm,就是设备低于-75对面是禁止接入这个APWiFi);弱信号剔除,就是当设备移动是,WiFi信号低于信号阀值时自动剔除设备(这个我也设置为-75dm,当信号低于-75dm时自动剔除连上信号好的WiFi)。
下面我们来看看APWiFi信号切换的动态图
我是从入户客厅走卧室,中间还有个餐厅,直线距离有10M左右,中间没有大的实体墙阻隔,注意看WiFi信号 没有掉线过,只是在两个AP中间距离掉了一个,之后信号又上去了。
这就是入户客厅,这边用一个面板AP覆盖。中间有个餐厅,之前我也想在餐厅放个面板AP,实现一层5G信号无死角覆盖,这样厨房的信号就能覆盖掉,但是亲戚要看电信IPTV,把信息口占用,后期只能用天线路由进行2.4G信号补充。
这是一楼卧室的AP,用于覆盖卧室和卫生间,只是面板背面的厨房信号覆盖不到,衰减很大
这是二楼衣帽间的多媒体箱子放了一个8口千兆交换机,和一个五口POE千兆交换机,这两个交换机分别两根网线跟机柜的路由器相连。二楼总共装了3个AP,102房间书桌底下和101电视信息口,负责两个房间的型号覆盖,5G信号覆盖一个房间还是没什么问题的,出了房间就不行了,但是这样也有好处,就是避免信号干扰以及邻居家蹭网 101房间和102房间是背靠背的,一个AP覆盖不了,之后再二楼书房的桌子下面放了一个AP,负责书房和儿童房的信号覆盖,但是装好之后发现靠近楼梯的卫生间是信号死角,里面信号只有-85以下,本着上厕所怎么没有WiFi上网的原则了,就在书房ap底下下接了一个H3C的路由器,不得不说H3C的设置还蛮人性化的,虽然只有129元,它竟然有有线中继模式,本来我是想两个先都接LAN,关闭DHCP服务做AP。
天线装好之后,卫生间的2.4G信号能达到-60对面左右,正常卫生间上网够了 。
三楼的开放书房的多媒体箱子也放了一个AP,用于三楼主卧和书房的5GWiFi覆盖,但是三楼的两个外阳台覆盖不了,也下接了一个H3C的天线路由器,图中那个塑料盒子接的网线是监控网线,也是接到AP的网口上。
因为我当时只采购了6个AP,现在都已经用完了,加上我亲戚说地下室的上网需求不算高,我就将之前还剩下的两个H3C的天线路由器用作地下室2.4G信号覆盖,在机柜放了一个,在家庭影院放了一个,因为家庭影院的电视盒子的网口只有百兆,所以电视盒子接H3C路由器百兆网口不算浪费,后期如果放盒子,在加个千兆AP就可以了。或者直接网线直接接到盒子上。(IPTV那路线没有都接到一个专门千兆交换机,因为我想让我亲戚先看看电信IPTV行不行,然后到底是有IPTV还是广电的CATV,那个艾泰的24交换机不用了,主路由被我收了,用于我家多层的网络改造,后期我会再开一篇来写主路由实现两个运营商网络接入,实现网络热备)
这是家庭影院,话说我亲戚买的投影仪是比我用的明基W1070+要好多了,流明高就是好。
采购这款,好像价格8000多。
实际效果比我手机效果要好。
5G无线实际测速效果(测试电脑Thinkpad T460)
2.4G无线实际测试效果
PART6.总结
亲戚家里的内网,DHCP分发的地址在192.168.2.2-200,摄像头配置地址在200之后。实现家里的网在一个C段类
TP那款路由器还可以设置微信扫码连接,像店铺用AP覆盖可以使用这个功能,能够实现客户上网必须关注微信公众号,实现营销推广。
是实现家里千兆内网,网线的8根线都要做好,可以再接电脑看看是能不能识别千兆,家里所有的设备都要是千兆网口的,无线中5G信号也上千兆(不要看路由器上标的兆数,那是个2.4G和5G信号相加的,就但看5G能不能达到千兆),也就是路由器要买3x3MIMO以上的设备,因为后期加NAS,无论是有线无线都能实现高速传输。(现在手机都开始支持MU-MIMO技术 )
4.路由器420,AP225*6,POE交换机245元,总计2015元
本人技术水平有限,可能文章有所不足或错误,望各位网络大神值友批评指正 下一篇准备用甩掉的艾泰进取518G完成我家多层网络改造,采用双运营商接入的方式。
黑么帅
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在光猫入口处设置一个大的交换机,各层ap都直接接到这个交换机上,管理起来不是更方便吗?小白不懂,求指教。
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那我家的情况,由于集线盒太小,放不下AC路由器,光猫和交换机,集线盒到客厅只有一根网线,那我在集线盒放置光猫和POE交换机,AC路由器放在客厅,那我是不是就可以把全屋子的网线接口都改成AP了
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somier
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