Đồ án học phần Đồ án học phần 1 GVHD ThS Phan Thị Thu Hiền NRBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VINH ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1 ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠNG WIFI VỚI CÔNG CỤ EKAHAU SVTH Trần Ngọc Minh MSSV 21501113 LỚP K7DCNTTLT2 GVHD ThS Phan Thị Thu Hiền KHÓA 2021 2023 Vinh – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VINH Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài Thiết kế mạng Wifi với công cụ Ekahau Họ tên sinh viên Trần Ng.
TỔNG QUAN VỀ MẠNG WIFI
Giới thiệu mạng wifi
Wifi, viết tắt của Wireless Fidelity, là mạng Internet không dây sử dụng sóng vô tuyến để truyền tín hiệu Sóng này tương tự như sóng điện thoại, truyền hình và sóng radio, cho phép hầu hết các thiết bị điện tử thông minh kết nối Wifi một cách dễ dàng.
Wifi ban đầu được phát triển như một giải pháp thay thế cho cáp Ethernet, nhưng hiện nay đã trở thành công nghệ kết nối phổ biến nhất, lan rộng từ thành phố đến nông thôn Theo thống kê, Wifi chiếm hơn 60% lưu lượng Internet toàn cầu và gần như đã hoàn toàn thay thế các loại cáp âm thanh, cáp USB và cáp Video.
Dựa trên lý thuyết thì sóng wifi có thể đạt tín hiệu mạnh nhất trong khoảng cách
31 mét Còn trên thực tế thì do có nhiều vật cản trên đường truyền sóng nên khoảng cách cho tín hiệu mạnh sẽ bị thu hẹp.
1.1.1 Lịch sử phát triển mạng wifi
Cuộc cách mạng wifi bắt nguồn từ quyết định của Chính phủ Hoa Kỳ vào năm 1985, nhưng đã nhanh chóng phát triển thành một xu hướng mạnh mẽ, ảnh hưởng sâu rộng đến thế kỷ 21.
Năm 1985, Ủy ban liên lạc liên bang Mỹ (FCC) đã quyết định mở cửa một số băng tần trong giải sóng không dây, cho phép người dùng sử dụng mà không cần giấy phép từ chính phủ Quyết định này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc phát triển công nghệ viễn thông và tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các dịch vụ không dây.
Năm 1988, công ty NCR đã đề xuất với nhóm kỹ sư điện, điện tử (IEEE) thành lập tiểu ban “802.11” nhằm thiết lập tiêu chuẩn cho công nghệ không dây, với mục đích sử dụng dải tần “rác” để kết nối các máy rút tiền qua kết nối không dây.
Năm 1997, một bộ tiêu chí cơ bản đã được phê chuẩn, cho phép mức truyền dữ liệu lên đến 2 Mbs Bộ tiêu chí này sử dụng một trong hai công nghệ dải tần rộng: frequency hopping, giúp tránh nhiễu bằng cách chuyển đổi liên tục giữa các tần số radio, hoặc direct-sequence transmission, phát tín hiệu trên một dải tần số rộng Chuẩn 802.11 được thiết lập trên băng tần 900 Mhz.
Năm 1999, thuật ngữ Wi-Fi chính thức trở thành thương hiệu được đăng ký, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong công nghệ không dây Cùng năm này, chuẩn 802.11b được ra mắt, nâng cao tốc độ truyền dữ liệu từ 2 Mbps lên 11 Mbps và hoạt động trên băng tần 2 GHz.
Năm 2000, phiên bản chuẩn 802.11a đã được phê duyệt, hoạt động trên băng tần 5,8 GHz Tên gọi "Wifi" được thống nhất cho công nghệ mới này, mặc dù khái niệm "wireless fidelity" chỉ được nghĩ ra sau đó.
1.1.2 Sự cần thiết của việc sử dụng mạng wifi
Trong thời đại 4.0 hiện nay, smartphone và laptop đã trở thành những công cụ làm việc thiết yếu, đặc biệt ở các quốc gia lớn Để sử dụng hiệu quả các thiết bị di động này, kết nối không dây, đặc biệt là mạng wifi, là điều không thể thiếu.
Mạng wifi không dây mang lại tính tiện lợi vượt trội so với các hệ thống mạng truyền thống, cho phép người dùng truy cập tài nguyên ở bất kỳ đâu trong khu vực triển khai, từ nhà đến văn phòng Sự gia tăng sử dụng laptop làm cho mạng không dây trở nên lý tưởng, giúp loại bỏ dây cáp cổ điển và tạo điều kiện thuận lợi cho công việc Hơn nữa, với sự phát triển của mạng không dây công cộng, người dùng có thể dễ dàng truy cập Internet miễn phí tại nhiều địa điểm như quán cafe.
Người sử dụng có thể duy trì kết nối mạng liên tục khi di chuyển, giúp họ làm việc một cách chủ động và hiệu quả mà không bị gián đoạn.
Để thiết lập hệ thống mạng wifi không dây, ít nhất cần một access point Việc sử dụng mạng cáp truyền thống không chỉ tốn kém mà còn gặp nhiều khó khăn trong việc triển khai hệ thống cáp ở nhiều vị trí trong tòa nhà.
Mạng wifi không dây có khả năng mở rộng linh hoạt, cho phép nhiều người dùng kết nối cùng lúc mà không cần dây cáp như hệ thống truyền thống Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, vì việc tăng số lượng người dùng không còn yêu cầu lắp đặt thêm dây tín hiệu cho từng thiết bị mới.
Các đặc trưng kỹ thuật của mạng wifi
Để kết nối với sóng wifi, người dùng cần một bộ phát wifi như modem hoặc router, thường thấy trong cuộc sống hàng ngày Các nhà cung cấp dịch vụ mạng như FPT, Viettel, và VNPT cung cấp đầu vào sóng wifi Tín hiệu được modem và router nhận qua kết nối hữu tuyến và chuyển đổi thành tín hiệu vô tuyến, cho phép các thiết bị thông minh như điện thoại, máy tính, và iPad truy cập Internet Quá trình này gọi là nhận tín hiệu không dây (adapter), trong đó card wifi trên các thiết bị chuyển đổi tín hiệu internet và ngược lại, router và modem nhận tín hiệu vô tuyến từ adapter, giải mã và truyền tải qua Internet.
Wifi hiện nay hoạt động trên hai tần số chính là 2,4 GHz và 5 GHz Tần số 2,4 GHz có khả năng truyền tín hiệu xa hơn nhờ vào tần số thấp, giúp kết nối đến các thiết bị ở khoảng cách xa Ngược lại, Wifi 5 GHz mang lại tốc độ truyền tải nhanh hơn và băng thông rộng hơn, mặc dù phạm vi phủ sóng có thể hạn chế hơn Hầu hết các router hiện đại đều có tính năng tự động dò kênh để tìm ra kênh tối ưu, và tần số 5 GHz thường có nhiều kênh hơn để lựa chọn.
Wifi được trang bị tính năng bảo mật với yêu cầu mật khẩu WPA2, cùng với tính năng Advanced Encryption Standard để bảo vệ an toàn dữ liệu trong quá trình truyền tải giữa các thiết bị.
Năm 1997, IEEE đã giới thiệu chuẩn mạng không dây đầu tiên mang tên 802.11, với tốc độ tối đa hỗ trợ chỉ 2 Mbps và hoạt động trên băng tần 2.4GHz.
Vào tháng 7 năm 1999, chuẩn 802.11b được giới thiệu với khả năng hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến 11 Mbps Tuy nhiên, chuẩn này hoạt động ở băng tần 2.4 GHz, khiến nó dễ bị nhiễu từ các thiết bị điện tử khác.
Chuẩn 802.11a được phát triển để hoạt động ở tần số 5 GHz, giúp giảm thiểu nhiễu từ các thiết bị khác Mặc dù tốc độ truyền dữ liệu của chuẩn này đạt 54 Mbps, nhưng khả năng xuyên tường kém và giá thành tương đối cao là những nhược điểm cần lưu ý.
Chuẩn 802.11g cải tiến hơn so với chuẩn b, nhưng vẫn hoạt động ở tần số 2.4 GHz, dẫn đến khả năng bị nhiễu Chuẩn này hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên tới 54 Mbps.
Ra mắt vào năm 2009, chuẩn kết nối 802.11n hiện nay là chuẩn phổ biến nhất, vượt trội hơn so với các chuẩn b và g Chuẩn này hỗ trợ tốc độ tối đa lên đến 300 Mbps, và có thể đạt 450 Mbps khi sử dụng hai anten Ngoài ra, 802.11n có khả năng hoạt động trên cả hai băng tần 2,4 GHz và 5 GHz, cho phép phát sóng song song nếu router hỗ trợ.
Chuẩn kết nối này đang dần thay thế 802.11g nhờ vào phạm vi phát sóng rộng hơn, tốc độ nhanh hơn và giá thành ngày càng phù hợp với người tiêu dùng.
Chuẩn IEEE 802.11ac, được giới thiệu vào đầu năm 2013, hoạt động trên băng tần 5 GHz Nhờ vào việc áp dụng công nghệ đa anten từ chuẩn 802.11n, chuẩn ac cung cấp cho người dùng trải nghiệm tốc độ cao nhất lên đến 1730 Mbps.
Chuẩn này hiện chỉ được áp dụng trên một số thiết bị cao cấp của các thương hiệu như Apple, Samsung và Sony Tuy nhiên, do giá thành cao, các thiết bị phát tín hiệu cho chuẩn này chưa được phổ biến, dẫn đến việc tối ưu hóa hiệu suất của các thiết bị này bị hạn chế.
1.2.1.7 Chuẩn 802.11ad. Được giới thiệu năm 2016, là chuẩn khá mới hiện nay, chuẩn wiffi 802.11ad được hỗ trợ băng thông lên đến 70 Gbps và hoạt động ở dải tần 60GHz.
Mặc dù chuẩn wifi ad có tốc độ vượt trội so với các chuẩn khác, nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là khả năng xuyên thấu kém qua các bức tường Điều này có nghĩa là khi router bị che khuất, thiết bị sẽ mất kết nối với wifi Chính vì lý do này mà không nhiều thiết bị lựa chọn sử dụng chuẩn ad.
Ngoài các chuẩn kết nối đã đề cập, thiết bị di động còn có khả năng phát sóng Wifi cho các thiết bị khác, tương tự như một Router.
1.2.3 Các loại anten và đồ thị bức xạ
Anten sử dụng trong các thiết bị Wi-Fi được thiết kế theo 2 dạng:
Anten cố định là loại phổ biến nhất, thường được tích hợp trong card mạng của máy tính xách tay hoặc các điểm truy cập (AP) Đối với những thiết bị này, người dùng không có lựa chọn nào khác ngoài việc sử dụng anten do nhà sản xuất cung cấp.
Việc thay thế anten rời cho các thiết bị giúp dễ dàng đạt được vùng phủ sóng mong muốn Lựa chọn anten phù hợp không chỉ tăng cường vùng phủ sóng và tốc độ mà còn giảm số lượng AP cần thiết cũng như chi phí lắp đặt.
Anten có 2 loại chính được sử dụng trong WLAN: đẳng hướng hay vô hướng (Omni-directional) và định hướng hay có hướng (Directional).
Thiết kế mạng wifi
Một hệ thống mạng Wi-fi hiệu quả cần đảm bảo tốc độ dữ liệu, độ bao phủ và khả năng phục vụ tất cả người dùng Đôi khi, mặc dù tốc độ dữ liệu cao, nhưng việc đặt thiết bị sai vị trí có thể dẫn đến độ bao phủ không đủ Do đó, khảo sát là bước quan trọng trước khi thiết kế và triển khai hệ thống Wi-fi.
1.3.1 Các bước trong khảo sát thiết kế hệ thống mạng Wifi
Việc khảo sát thiết kế hệ thống mạng Wifi cần 5 bước cơ bản sau:
Bước đầu tiên trong việc khảo sát hệ thống mạng không dây là lập kế hoạch chi tiết cho các khu vực mà người dùng mong muốn được phủ sóng Người dùng có thể sử dụng các phần mềm hỗ trợ để xây dựng kế hoạch cơ bản một cách trực quan Trong quá trình này, cần xem xét các trở ngại như tường, tiền sảnh, thang máy và sàn nhà, vì chúng có thể gây nhiễu tín hiệu Ngoài ra, cần ghi chú những khu vực có thể cung cấp sóng cho người dùng cũng như những khu vực không có sóng để xác định phạm vi phủ sóng trung bình.
Hình 1 1 Minh họa phạm vi phủ sóng wifi
Bước 2: Xác định vị trí đặt các điểm phát tín hiệu Wifi
Hình 1 2 Minh họa vị trí đặt AP
Việc xác định vị trí lắp đặt các điểm phát tín hiệu Wifi cần xem xét nguồn điện và cáp kết nối với mạng Nếu không có cáp Ethernet trực tiếp, nên ưu tiên sử dụng bộ khếch đại tín hiệu Cần tránh đặt các điểm truy cập gần vật kim loại, tường bê tông hoặc nơi bị chắn sóng Trong không gian phòng, nên lắp đặt các AP càng gần trần nhà càng tốt để tối ưu hóa tín hiệu.
Bước 3: Dự kiến số điểm truy cập cần thiết cho toàn bộ mạng Cần ước lượng tổng số thiết bị truy cập, với nguyên tắc rằng mỗi AP có thể phục vụ trong bán kính khoảng 30m Điều này giúp người dùng xác định phạm vi khu vực mà AP có thể phủ sóng, từ đó bắt đầu cuộc khảo sát Nếu đã có một số điểm truy cập, hãy chú ý đến vị trí của chúng trên kế hoạch sơ bộ.
Bước 4: Tiến hành mô phỏng bằng công cụ trực quan
Để đảm bảo độ chính xác trong khảo sát, cần sử dụng công cụ khảo sát uy tín Quan trọng là người dùng phải sử dụng cùng một mô hình AP trong khảo sát, tương thích với cơ sở hạ tầng thực tế của họ.
Bước 5: Kiểm tra, đánh giá Định vị và kiểm tra lại các điểm truy cập, tuỳ thuộc vào kết quả trong cuộc khảo sát.
Hình 1 3 Minh họa độ phủ sóng và vị trí đặt AP
1.3.2 Sự cần thiết của việc khảo sát đánh giá
Khảo sát bằng công cụ Ekahau Site Survey giúp người thiết kế hiểu rõ các đặc điểm khu vực triển khai, bao gồm dải tần và độ mạnh yếu của sóng từ trường Nhiều công cụ còn cho phép thiết kế và mô phỏng trên phần mềm, giúp hình dung và tối ưu hóa thiết kế trước khi triển khai Dựa trên dữ liệu thực tế, người thiết kế có thể phân tích bản đồ phổ để xác định cấu hình, thông số kỹ thuật, vị trí lắp đặt và số lượng thiết bị Wi-Fi phù hợp.
Khảo sát hệ thống sẵn có
Phần mềm hỗ trợ người quản trị theo dõi số lượng điểm truy cập (AP) yêu cầu và hiện có, đồng thời đánh giá cấu hình AP hiện tại để đảm bảo độ bao phủ và công suất tối ưu cho người dùng Ngoài ra, nó còn cung cấp khả năng đo lường thông lượng của thiết bị Wi-Fi.
Tối ưu hóa hệ thống mạng là cần thiết khi số lượng người dùng tăng lên, vì băng thông sẽ bị chia nhỏ Việc khảo sát giúp quản trị viên xác định số lượng điểm truy cập (AP) và mức độ bao phủ có đáp ứng nhu cầu người dùng hay không Từ đó, họ có thể quyết định lắp thêm thiết bị mới hoặc chuyển một thiết bị AP từ vị trí khác để phục vụ khu vực có mật độ người dùng cao hơn.
Triển khai ứng dụng mới trên đường truyền yêu cầu tăng cường băng thông cho hệ thống Việc khảo sát giúp quản trị viên đánh giá độ sẵn sàng của hệ thống hiện tại để xác định xem nó có đáp ứng được các yêu cầu mới hay không.
Một công ty muốn triển khai ứng dụng thoại trên đường truyền hiện có cần đảm bảo mức độ bao phủ, băng thông và chuyển vùng cao để duy trì tín hiệu ổn định và không bị trễ Việc khảo sát băng thông trên đường truyền hiện tại là cần thiết để xác định lưu lượng cần thiết cho việc triển khai ứng dụng thoại này.
Khi người quản trị quyết định triển khai công nghệ mới, như thay thế chuẩn Wi-Fi 802.11a/b/g đã lỗi thời bằng chuẩn 802.11n, việc khảo sát để chọn cấu hình thay thế hiệu quả là rất quan trọng Điều này bởi vì bản chất truyền sóng và khả năng hoạt động của chuẩn 802.11n khác biệt rõ rệt so với các công nghệ trước đó.
1.3.3 Các tiêu chí cho việc thiết kế hệ thống
Các phương pháp thiết kế mạng không dây truyền thống và mới có sự khác biệt lớn về mức độ đáp ứng và khả năng mở rộng, do chúng dựa trên các tiêu chí khác nhau.
Hệ thống được tối ưu hóa với số lượng điểm truy cập (AP) tối thiểu nhằm giảm thiểu chi phí, vì AP vẫn được coi là thiết bị đắt đỏ Tuy nhiên, việc giảm số lượng AP có thể ảnh hưởng đến công suất và độ sẵn sàng của hệ thống.
AP được thiết kế với số lượng tối thiểu, yêu cầu mỗi AP hoạt động ở công suất tối đa và bao phủ diện tích rộng Tuy nhiên, việc này có thể dẫn đến giảm hiệu suất mạng do nguy cơ nhiễu cận kênh giữa các AP tăng cao, nhưng điều này thường không được chú trọng trong quá trình thiết kế hệ thống.
Mỗi điểm truy cập (AP) có khả năng phục vụ hơn 30 người dùng kết nối đồng thời Tuy nhiên, khi số lượng người dùng tăng lên, băng thông Wi-Fi sẽ bị chia nhỏ, dẫn đến việc giảm công suất và hiệu suất kết nối.
TỔNG QUAN PHẦN MỀM EKAHAU
Giới thiệu phần mềm Ekahau
Ekahau Site Survey 9.0 (ESS) là phần mềm hỗ trợ ghi lại, mô tả, dự đoán và đánh giá các đặc tính của mạng Wi-Fi, đồng thời cung cấp báo cáo chi tiết về hiệu suất và khả năng phủ sóng của mạng vô tuyến.
Để hình thành ý niệm rõ ràng về khu vực phủ sóng dự kiến, tốc độ dữ liệu và các đặc tính khác của mạng không dây, cần sử dụng các hình ảnh sơ đồ định dạng JPG hoặc PNG Bên cạnh đó, việc xác định vị trí các access point hoạt động hiệu quả và không hiệu quả là rất quan trọng trong quá trình tối ưu hóa mạng.
Để tối ưu hóa vị trí của các access point mới và hiện tại, sử dụng Module Activate Ekahau để tạo bản khảo sát và sơ đồ mạng Bản khảo sát này sẽ cung cấp thông tin đầy đủ và chi tiết, đáp ứng nhu cầu của khách hàng, bao gồm các thống kê cần thiết và sơ đồ khởi đầu cho mạng.
Module Activate Planner thiết kế và hoạch định mạng không dây mà không phụ thuộc vào hạ tầng hiện tại Đồng thời, Module Activate Ekahau GPS tự động tạo ra sơ đồ khu vực phủ sóng ngoài trời mà không cần thực hiện các thao tác thủ công Việc lựa chọn kênh tần số phù hợp giúp giảm thiểu nhiễu, nâng cao hiệu suất mạng.
- Mô tả và tối thiểu hóa những lỗ hổng sóng vô tuyến bên ngoài tòa nhà.
- Xuất bản dữ liệu khảo sát và những mô tả về các ứng dụng khác.
Hình 2 1 Tổng quan về giao diện người dùng
1: Điểm truy cập, danh sách khảo sát và chế độ xem bản đồ
3: Lựa chọn chế độ xem trực quan
4: Tab lập kế hoạch và khảo sát.
5: Chế độ xem trực tiếp tại vị trí hiện tại 6: Chế độ xem bản đồ
2.1.3 Các chức năng chính của Ekahau
Lập kế hoạch mạng tự động giúp xác định vị trí tối ưu cho các điểm truy cập của người dùng một cách hiệu quả trước khi triển khai thực tế Quá trình này tự động hóa việc phân tích và định vị, đảm bảo mạng hoạt động ổn định và đáp ứng nhu cầu sử dụng.
Phân tích và tối ưu hóa mạng là quá trình quan trọng nhằm trực quan hóa phạm vi, dung lượng và hiệu suất của hệ thống Việc này không chỉ giúp hoàn thiện mạng mà còn cho phép mô phỏng các thay đổi trong mạng hoặc môi trường, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động và đáp ứng tốt hơn nhu cầu sử dụng.
2.1.3.1 Chế độ xem bản đồ
Chế độ xem bản đồ là chế độ xem được sử dụng phổ biến nhất trong ESS Sử dụng chế độ xem bản đồ để:
- Thực hiện khảo sát địa điểm
- Đặt và di chuyển các điểm truy cập
- Phân tích và tối ưu hóa vùng phủ sóng và hiệu suất của mạng
- Thu phóng bản đồ được thực hiện bằng các nút thu phóng trên thanh công cụ, sử dụng bánh xe chuột hoặc từ menu xem.
2.1.3.2 Tab lập kế hoạch và khảo sát
Sử dụng tab Lập kế hoạch và Khảo sát để truy cập các công cụ được sử dụng phổ biến nhất:
Biểu tượng Tên Mô tả
Người dùng có thể chỉnh sửa các mục trên bản đồ, thực hiện các chức năng như di chuyển và xóa để tùy chỉnh trải nghiệm của mình.
Scale Quy mô chỉ định Chỉ ra tỷ lệ của bản đồ Cũng có thể được sử dụng như một công cụ đo khoảng cách.
Point Đặt Điểm truy cập mô phỏng trên Bản đồ Tùy chọn chọn thuộc tính của AP trước khi đặt nó.
Chỉ cần thiết khi trình lập kế hoạch 3D được sử dụng
Vẽ tường Chỉ cần thiết khi trình lập kế hoạch 3D được sử dụng.
Auto-Planner cung cấp các khu vực bảo hiểm cho người dùng bằng cách xác định các vùng mà họ muốn có sóng Wi-Fi Người dùng có thể vẽ các khu vực này và đặt các điểm truy cập để tối ưu hóa khả năng kết nối.
Mở Auto-Planner Nhấn vào đây để mở hộp thoại cấu hình
Auto-Planner và cấu hình Auto-Planner.
Thực hiện khảo sát: Các phép đo độ chính xác.
Kiểm tra dữ liệu khảo sát một cách chi tiết bằng cách nhấp vào công cụ Người dùng sẽ thấy khảo sát được hiển thị trên bản đồ, và chỉ cần nhấp đúp chuột vào phép đo để xem thông tin đo lường cụ thể.
Công cụ Point Tool cho phép người dùng đặt điểm tham chiếu GPS trên bản đồ Nếu không có điểm tham chiếu, tọa độ GPS sẽ không thể chuyển đổi thành tọa độ trên bản đồ, dẫn đến việc thông tin GPS không hiển thị được.
Bảng 2 1 Các công cụ phổ biến trong Ekahau Site Survey
Hình 2 2 Giao diện làm việc với các Access Point
1: Tìm kiếm các AP cụ thể.
2: Nhanh chóng chọn một nhóm các AP
3: Số lượng AP được hiển thị
4: Thực hiện các hành động cho các AP: Chọn tất cả/ Không; Đóng băng, Tham gia,
Tự động đặt các AP trên bản đồ, Chỉnh sửa.
6: Thông số của AP đang được chọn Bấm vào để chọn hoặc bỏ chọn.
Cài đặt phần mềm
Click đúp vào file cài đặt Rồi chọn ngôn ngữ phù hợp
Hình 2 3 Chọn ngôn ngữ hiển thị trong phần mềm
Chọn thư mục cài đặt trên ổ đĩa
Hình 2 4 Chọn đường dẫn đến thư mục cài đặt Đồng ý với điều khoản của nhà phát triển
Hình 2 5 Đồng ý với điều khoản của nhà phát triển
Kích hoạt bản quyền phần mềm
Hình 2 6 Kích hoạt phần mềm
Hình 2 7 Giao diện người dùng khi cài đặt xong
THIẾT KẾ MẠNG WIFI VỚI PHẦN MỀM EKAHAU
Mô hình triển khai thử nghiệm
Hệ thống thiết bị phát sóng Wifi cho cảng Mipec được thiết kế dựa trên các thiết bị và cơ sở hạ tầng hiện có Các trạm phát Wifi sẽ được lắp đặt ở các vị trí cố định trên cột chiếu sáng, theo bản vẽ đã được phê duyệt.
Hình 3 1 Bản vẽ cảng Mipec
Với các AP 7161 được đặt ở các vị trí cột D2 đến D6, hoạt động trên băng tần 2,4
Ghz Mỗi AP đi được lắp đặt cùng 3 Anten.
Yêu cầu kỹ thuật hệ thống phủ sóng wifi bãi:
Toàn bộ tất cả các Access Point sử dụng chung 1 SSID duy nhất.
Phủ sóng toàn bộ mặt bãi và cầu tàu, không có điểm mù trong điều kiện container xếp cao 4 tầng.
Sóng được bắt ở mỗi vị trí, mọi điều kiện thời tiết và sản xuất có tốc độ tối thiểu đạt 2Mbps.
Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu tối thiểu: +20dBm.
Tiêu chuẩn phủ sóng WLAN 802.11g/n/ac ở băng tần 2.4GHz hoặc 5.0GHz.
Xét trên yêu cầu của bài toán, để tiến hành thực hiện sẽ chia làm 3 giai đoạn thực hiện như sau:
Giai đoạn đầu tiên trong thiết kế mạng là tiến hành khảo sát thực tế tại khu vực, đồng thời so sánh với dữ liệu từ khách hàng Việc xác định vị trí các điểm phát sóng hiện có và lập kế hoạch cho các điểm phát sóng mới là rất quan trọng, nhằm tránh các yếu tố có thể gây cản trở tín hiệu sóng.
Giai đoạn 2 bao gồm việc ước lượng tổng số điểm phát sóng cần thiết cho toàn bộ mạng lưới Để đảm bảo tính chính xác, cần lập các phương án thử nghiệm và sử dụng công cụ Ekahau Site Survey nhằm mô phỏng tình huống thực tế.
Giai đoạn 3: So sánh kết quả của các phương án đã thử nghiệm để đưa ra thiết kế tối ưu nhất.
Các bước triển khai
Giai đoạn 1: Dưới đây là các thông số em thu thập được sau khi khảo sát thực tế tại nơi thi công:
Tên tiêu chí Thông số
Chiều cao của contenner 2,895m Độ suy yếu tín hiệu qua vách container 6 db Độ dày của thành container 4 cm
Chiều cao cột chiếu sáng từ D1 đến D8 30m
Chiều cao cột chiếu sáng từ D9 đến D22 17m
Số lượng điểm phát sóng đã có 5
Loại Access Point đang sử dụng AP 7161
Loại Anten đang sử dụng 14 dBi Sector
Bảng 3 1 Bảng thông số thực tế tại bãi cảng Mipec
Giai đoạn 2: Sau khi thực hiện khảo sát thực tế, tôi ước tính tổng số điểm phát sóng cần thiết dao động từ 12 đến 22 điểm và đã đề xuất các phương án thiết kế phù hợp.
Phương án 1: Đặt vị trí các điểm phát sóng mới lên tất cả các cột chiếu sáng còn lại với các thông số của thiết bị như sau:
Mô tả Thông số kỹ thuật
Thiết bị Access Point 7161 Thiết kế theo tiêu chuẩn IP67 đáp ứng nhu cầu hoạt động ngoài trời.
Chiều cao của Anten ở cột từ D1 đến D8 28m
Chiều cao của Anten ở cột từ D9 đến D22 15m
Công xuất của Anten 100mW
Góc nghiêng của anten so với mặt đất -20o
Bảng 3 2 Thông số của thiết bị ở phương án 1
Phương án 2: Thêm 7 điểm phát sóng mới và đặt lại tại các cột chiếu sáng D1,D2,D3,D4,D6,D8,D10,D12,D16,D17,D18,D19,D22 với các thông số của thiết bị như sau:
Mô tả Thông số kỹ thuật
Thiết bị Access Point 7161 Thiết kế theo tiêu chuẩn IP67 đáp ứng nhu cầu hoạt động ngoài trời.
Chiều cao của Anten ở cột từ D1 đến D8 28m
Chiều cao của Anten ở cột từ D9 đến
Công xuất của Anten 100mW
Góc nghiêng của anten so với mặt đất -20 o
Bảng 3 3 Thông số của thiết bị ở phương án 2
Phương án 3: Đặt vị trí các điểm phát sóng mới lên tất cả các cột chiếu sáng còn lại với các thông số của thiết bị như sau:
Mô tả Thông số kỹ thuật
Thiết bị Access Point 7161 Thiết kế theo tiêu chuẩn IP67 đáp ứng nhu cầu hoạt động ngoài trời.
Chiều cao của Anten ở cột từ D1 đến D8 28m
Chiều cao của Anten ở cột từ D9 đến D22 15m
Công xuất của Anten 100mW
Góc nghiêng của anten so với mặt đất 180o
Băng tần 5,0 GHz và 2,4 GHz
Bảng 3 4 Thông số của thiết bị ở phương án 3
Các bước sử dụng Ekahau Site Survey để mô phỏng theo các phương án được đặt ra:
Bước 1: Từ giao diện người dùng chọn Add Map trong tab Map
Hình 3 2 Thêm bản đồ vào phần mềm
Bước 2: Dùng công cụ thước để so sánh kích thước trong bản vẽ và thực tế do khách hàng cung cấp.
Hình 3 3 Đo kích thước trong bản vẽ
Sử dụng công cụ Wall để mô phỏng các loại vật liệu và công trình thực tế tại bãi là bước quan trọng Cần điều chỉnh chính xác chiều cao, độ dày và độ suy hao tín hiệu của vật liệu để đảm bảo tính chính xác trong quá trình thiết kế.
Hình 3 4 Biểu thị các loại kiến trúc trên giao diện phần mềm
Bước 4: Sử dụng Coverage Area để khoanh vùng cần bao phủ mạng.
Hình 3 5 Vùng cần bao phủ mạng
Bước 5: Chọn thiết bị AP theo kế hoạch thiết vế và đặt vào các vị trí trong bản vẽ.
Hình 3 6 Chọn Access Point thích hợp
Bước 6: Điều chỉnh các thông số của điểm phát sóng và anten theo các phương án đã được xây dựng ở giai đoạn 2 Cần đảm bảo rằng các điểm phát sóng gần nhau sử dụng các khoảng tần số khác nhau để hạn chế hiện tượng chồng lấn tín hiệu và giảm thiểu nhiễu sóng.
Hình 3 7 Các thông số của Anten
Bước 7 : Điều chỉnh hướng phát sóng của Anten cho tín hiệu đi xa nhất và bao phủ hoàn toàn diện tích vùng được yêu cầu.
Hình 3 8 Điểu chỉnh hướng của Anten
Bước 8: Kiểm tra độ bao phủ, các thông số kỹ thuật so với yêu cầu của khách hàng.
Giai đoạn 3: Tổng hợp kết quả của các phương án được thử nghiệm
Tên tiêu chí Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Yêu cầu tối thiểu
Số lượng thiết bị phát
22 chiếc 12 chiếc 22 chiếc Trên 5 thiết bị
Thông lượngTốc độ tối thiểu
Tốc độ tối thiểu 90Mb/s
Tốc độ tối thiểu 2Mb/s
Băng tần 5,0GHz 2,4GHz 2,4GHz và 5,0
Bảng 3 5 Bảng tổng hợp kết quả
Dựa trên bảng tổng hợp kết quả, tôi đề xuất phương án thiết kế và bố trí các thiết bị Access Point và Anten như hình vẽ mô tả dưới đây.
Hình 3 9 Sơ đồ bố trí lắp đặt thiết bị
Trong thiết kế lắp đặt Access Point và bố trí anten, độ phủ sóng WiFi băng tần 2.4GHz được thể hiện qua sơ đồ sóng, cho thấy cường độ sóng tại các vị trí trong bãi Vật cản trong khu vực này là các container cao 4 tầng, tương đương 11.58m, được làm từ kim loại, ảnh hưởng đến khả năng phát sóng.
Hình 3 10 Cường độ sóng 2,4GHz
Mô hình phủ sóng thiết kế cho phép tốc độ truyền dữ liệu wifi trên băng tần 2.4GHz đạt trên 2Mbps, đáp ứng yêu cầu kết nối giữa các thiết bị và máy chủ ứng dụng của chủ đầu tư Thông số tốc độ kết nối được mô tả chi tiết như sau:
Hình 3 11 Tốc độ truyển tải dữ liệu (Data rate)
Thông số về thông lượng mạng trong thiết kế được thể hiện như sau:
Giá trị nhiễu cho các vùng phủ sóng đạt +20dBm trở lên được thể hiện như sau:
Hình 3 13 Chỉ số nhiễu từ (Signal to Noise Ratio)