智慧礦山綜合業(yè)務(wù)WIFI接入系統(tǒng)的建設(shè)及應(yīng)用

范基華

摘 要：煤炭礦山企業(yè)往往在駐地內(nèi)或者周邊區(qū)域中還建有較大規(guī)模的職工家屬住宅小區(qū)，隨著網(wǎng)絡(luò)的日益普及和移動(dòng)終端的廣泛使用，這些小區(qū)用戶對(duì)無線WiFi的需求迅速增長，無線局域網(wǎng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無線AP POE供電 WiFi 公眾平臺(tái)

中圖分類號(hào)：F272 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（b）-0014-02

1 項(xiàng)目背景

隨著無線技術(shù)的成熟與迭代，未來無線網(wǎng)絡(luò)會(huì)成為區(qū)別于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的另一大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)由私人無線網(wǎng)絡(luò)和公眾無線網(wǎng)絡(luò)組成，公眾無線網(wǎng)絡(luò)由很多不同屬性的子網(wǎng)絡(luò)組成，商業(yè)無線是其中之一。商業(yè)無線是由商業(yè)無線運(yùn)營商為企業(yè)客戶提供的包括硬件、軟件、服務(wù)、運(yùn)營等內(nèi)容的系統(tǒng)解決方案，以云+端的服務(wù)形式，為客戶提供免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)，并通過硬件收費(fèi)、廣告推送、內(nèi)容運(yùn)營、商家服務(wù)等方式進(jìn)行盈利。在商業(yè)無線大規(guī)模出現(xiàn)之前，公共無線主要是由基礎(chǔ)運(yùn)營商自建的WLAN網(wǎng)絡(luò)。2009年底開始，三大運(yùn)營商便開始逐步構(gòu)建各自的WLAN網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2014年中國新增WLAN公共運(yùn)營接入點(diǎn)（AP）30.9萬個(gè)，總數(shù)達(dá)到604.5萬個(gè)，WLAN用戶達(dá)到1641.6萬戶。但是運(yùn)營商的WLAN網(wǎng)絡(luò)，由于覆蓋范圍窄、建設(shè)成本高、使用頻率低，使得運(yùn)營商的WLAN建設(shè)陷入停滯狀態(tài)。焦煤現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)以有線網(wǎng)絡(luò)為主，雖然滿足了日常辦公需要，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)已不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，因此我們建議成立焦煤多業(yè)務(wù)無線接入項(xiàng)目，這是未來工業(yè)發(fā)展的必經(jīng)過程，該項(xiàng)目的建成會(huì)給企業(yè)的信息化發(fā)展帶來新的面貌。

2 研發(fā)內(nèi)容

該項(xiàng)目主要以實(shí)現(xiàn)高速漫游移動(dòng)互聯(lián)、多業(yè)務(wù)承載、數(shù)據(jù)分析分享、保證網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性為目的進(jìn)行設(shè)計(jì)、設(shè)備選型和實(shí)施，主要完成了以下內(nèi)容。

2.1 提高網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠性

（1）采用樹形的連接方式和五層級(jí)聯(lián)的方式，計(jì)訊處核心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)-無線控制器-基層單位核心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)-POE交換機(jī)-無線AP。無線控制器作為核心節(jié)點(diǎn)，上聯(lián)計(jì)訊處寬帶網(wǎng)絡(luò)出口核心交換機(jī)，下聯(lián)各基層單位核心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過POE交換機(jī)對(duì)無線AP設(shè)備進(jìn)行供電，同時(shí)和無線AP進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，管理者通過無線控制器對(duì)無線AP進(jìn)行控制與命令下發(fā)。（2）通過vlan隔離和端口隔離技術(shù)，避免不同場所間無線設(shè)備的通信，每個(gè)AP只能和無線控制器之間產(chǎn)生通信，甚至同一個(gè)網(wǎng)段下的設(shè)備之間也不能進(jìn)行通信，有效地減少了信息干擾，提高了信息傳輸?shù)陌踩浴＃?）采用POE直流供電模式進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，無線AP設(shè)備由POE交換機(jī)通過網(wǎng)線直接供電，實(shí)現(xiàn)電力和數(shù)據(jù)同線傳輸，供電設(shè)備統(tǒng)一安放在機(jī)房，機(jī)房設(shè)有UPS電源集中供電，避免了區(qū)域停電造成的網(wǎng)絡(luò)通訊中斷。（4）引入流量控制協(xié)議，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量自動(dòng)分配；統(tǒng)一流量出口，數(shù)據(jù)流量全部經(jīng)由計(jì)訊處網(wǎng)絡(luò)出口轉(zhuǎn)發(fā)，由計(jì)訊處統(tǒng)一向網(wǎng)監(jiān)部門進(jìn)行備案，保證信息的安全及可查性。

2.2 實(shí)現(xiàn)高速漫游移動(dòng)互聯(lián)

（1）無線控制器上聯(lián)8個(gè)千兆網(wǎng)口，確保網(wǎng)絡(luò)出口的高帶寬，無論將來下聯(lián)多少無線設(shè)備，都能夠有效兼容，具有很強(qiáng)的拓展性。（2）統(tǒng)一的認(rèn)證管理系統(tǒng)，在無線覆蓋范圍內(nèi)，自由實(shí)現(xiàn)漫游上網(wǎng)，認(rèn)證后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄設(shè)備MAC地址，跨區(qū)域訪問無需重新連接，保證上網(wǎng)的連續(xù)性。無線接入控制器根據(jù)接入設(shè)備的距離和接收信號(hào)強(qiáng)度，自動(dòng)分配AP接入點(diǎn)，確保無線信號(hào)強(qiáng)度。（3）通過SSID網(wǎng)絡(luò)的劃分，單個(gè)AP設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)并存的傳輸模式，管理者將IP地址池分配到所屬的SSID網(wǎng)絡(luò)下，并開放授權(quán)，用戶通過連接不同的SSID網(wǎng)絡(luò)，獲得業(yè)務(wù)授權(quán)，這樣用戶就可以通過單個(gè)AP實(shí)現(xiàn)辦理不同類型的業(yè)務(wù)，極大的提高了用戶的使用便捷性和設(shè)備的利用率。

2.3 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和分享能力

（1）采用開放式的認(rèn)證方式，包括短信認(rèn)證、微信認(rèn)證、二維碼認(rèn)證、賬號(hào)認(rèn)證等多種認(rèn)證方式，可以迅速積累大量的微信關(guān)注量和獲取用戶信息。（2）根據(jù)用戶搜索內(nèi)容和搜索頻率，統(tǒng)計(jì)用戶關(guān)注的時(shí)事熱點(diǎn)，可以更加精準(zhǔn)的把握用戶的使用習(xí)慣和關(guān)注點(diǎn)，可以更加有針對(duì)性的開展服務(wù)項(xiàng)目。（3）多種多樣的信息分享手段，如滿時(shí)長分享、點(diǎn)擊分享等，可以根據(jù)不同區(qū)域的用戶特點(diǎn)，開展定向的信息分享業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息定向傳遞。

3 項(xiàng)目特點(diǎn)

3.1 2.4 G和5 G雙頻傳輸

采用最新的802.11ac第五代無線接入?yún)f(xié)議，與以往的2.4G無線網(wǎng)絡(luò)不同，5G網(wǎng)絡(luò)具有傳輸速度更快、信息量更大、傳輸范圍更廣、更加安全的特點(diǎn)，5G通信也是未來無線通信的發(fā)展方向。在目前大部分無線設(shè)備只能接收2.4G信號(hào)的情況下，該次項(xiàng)目采用的無線設(shè)備，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)2.4G信號(hào)的傳輸，同時(shí)能夠發(fā)射5G的高頻段無線信號(hào)。

3.2 POE供電技術(shù)

采用POE技術(shù)供電，不僅實(shí)現(xiàn)了電力和數(shù)據(jù)單線傳輸，還具有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）降低成本。無需進(jìn)行繁瑣的電源布線，不僅能省去設(shè)備供電建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用，如電源線、插座、管道等，還能省去昂貴的電工費(fèi)用，同時(shí)也節(jié)省了布置安裝供電系統(tǒng)所需的時(shí)間。（2）部署靈活。設(shè)備部署的位置不受限制，AP等終端設(shè)備可以靈活地安裝在遠(yuǎn)端的任一位置，如天花板、隔斷上部等位置。（3）增強(qiáng)管理。有SNMP能力的PoE系統(tǒng)支持802.11ac標(biāo)準(zhǔn)，單端口最大供電功率最大達(dá)30 W，同時(shí)提供對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)受電設(shè)備的支持，極大提升了網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)接入能力。（4）可進(jìn)行電源集中供電，備份方便。同時(shí)，可將供電設(shè)備接入U(xiǎn)PS，一旦主要電源輸入中斷，也能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.3 微信認(rèn)證上網(wǎng)和推廣功能

上網(wǎng)認(rèn)證方式中最重要的方式就是通過關(guān)注微信公眾號(hào)上網(wǎng)，即用戶在認(rèn)證上網(wǎng)的過程中會(huì)自動(dòng)關(guān)注計(jì)訊處微信公眾號(hào)，這樣就能夠不斷積累微信用戶關(guān)注量。用戶關(guān)注后，可以向他們推送各類優(yōu)惠信息和活動(dòng)信息，并可通過后臺(tái)定向推送各類信息和廣告功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向經(jīng)濟(jì)效益的轉(zhuǎn)化。

4 應(yīng)用情況

該項(xiàng)目目前日均訪問用戶保持在2 000左右，廣告點(diǎn)閱讀量保持在2萬次。礦區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)部署后，在出口帶寬不變的基礎(chǔ)上，將寬帶利用率提高了10%，有效降低了帶寬資源閑置率。因?yàn)椴捎肞OE供電模式，極大的縮減了施工難度和施工時(shí)間，該模式可以作為今后弱電工程施工的新標(biāo)準(zhǔn)，具有極強(qiáng)的推廣價(jià)值。

5 前景分析

（1）應(yīng)用價(jià)值。無線設(shè)備作為智能設(shè)備接入的入口，是智慧醫(yī)療和智慧礦山發(fā)展的基石。未來醫(yī)生可以通過隨身攜帶的移動(dòng)智能設(shè)備查閱病患的治療情況，通過移動(dòng)設(shè)備開具處方。該系統(tǒng)還可以在酒店、商場等人員密集場所進(jìn)行部署。利用其跨區(qū)域漫游的能力來解決傳統(tǒng)路由器無法漫游的問題，實(shí)現(xiàn)一鍵上網(wǎng)；同時(shí)可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析，跟蹤用戶密集瀏覽區(qū)域，指導(dǎo)商家根據(jù)用戶熱點(diǎn)區(qū)域開展針對(duì)性的促銷活動(dòng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的日趨成熟，以前通過有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備都將兼容無線網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)已出現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、無線傳感監(jiān)測(cè)等，后期將要實(shí)現(xiàn)的無人機(jī)采、無線辦公都將以此為基礎(chǔ)。

（2）經(jīng)濟(jì)效益。通過無線網(wǎng)絡(luò)的部署，將為后期醫(yī)院等場所的無線應(yīng)用接入提供接口和數(shù)據(jù)服務(wù)，以單終端200元/臺(tái)/年、接入400臺(tái)為標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)啟用后，每年可收入：200元/臺(tái)/年×400臺(tái)×1年=80000元/年。微信用戶價(jià)值：持續(xù)提高的微信關(guān)注量，按照市場投入約為3元/用戶的標(biāo)準(zhǔn)，以計(jì)訊處現(xiàn)有微信公眾號(hào)關(guān)注用戶15 000人計(jì)算，15000人×3元/人=45000元，隨著無線覆蓋的范圍不斷擴(kuò)大，關(guān)注量還將不斷增長。廣告收入：預(yù)計(jì)項(xiàng)目全面建成后，廣告單日瀏覽量將實(shí)現(xiàn)20 000次/日，市場價(jià)格約為0.02元/次，預(yù)計(jì)產(chǎn)生效益為：20000次/日×0.02元/次×365日=146000元/年。

（3）社會(huì)效益。通過智慧礦山的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)無線辦公、智能監(jiān)控、無人機(jī)采等功能，能夠大大提高職工的工作效率，達(dá)到提質(zhì)增效的目的，將為企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生不可估量的效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 余冬蘋，林濤，梁崢.園區(qū)信息化發(fā)展趨勢(shì)探討[J].廣東通信技術(shù)，2011（7）：15-17.

[2] 徐曉軍，李立剛.PON在寬帶光接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J].通信管理與技術(shù)，2006（6）：27-29.

[3] 張凱.密集Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)集中控制技術(shù)研究[D].西南交通大學(xué)，2015.