基于校園網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建方案淺析

摘要:國內(nèi)已經(jīng)著手開始建設(shè)無線城市。香港已經(jīng)完成建設(shè)，深圳等發(fā)達(dá)城市也在實(shí)施中在校園中建設(shè)無線校園有著更實(shí)際的意義。我校的校園網(wǎng)建設(shè)比較早，也有一定規(guī)模，校舍改造時(shí)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了重新布局，增加了教育網(wǎng)的接入，增加核心路由器及核心三層交換機(jī)，但還沒有考慮到無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，目前教師都配置了帶有內(nèi)置無線網(wǎng)卡的筆記本電腦，對無線上網(wǎng)有需求，從應(yīng)用需求方面考慮，無線網(wǎng)絡(luò)很適合學(xué)校的一些不易于網(wǎng)絡(luò)布線的場所應(yīng)用?，F(xiàn)在大部分校園都建有有線局域網(wǎng)，如何對原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步擴(kuò)充，使校園的每個(gè)角落都處在網(wǎng)絡(luò)中，形成真正意義上的校園網(wǎng)。該文所要介紹的就是如何采用無線局域網(wǎng)技術(shù)來組建校園網(wǎng)。讓網(wǎng)絡(luò)更輕松更方便的到每一個(gè)角落，更輕松的維護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞:無線局域網(wǎng);WLAN;AP;802.11G

中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)14-3684-03

Exploring the Model of Expansion of Wireless Campus Network Based on Network Resource in Vocational School

ZHOU Li-shan

(Ningbo Vocational Education Centre School， Ningbo 315000， China)

Abstract: Our country is starting establishment of wireless cities. Hongkong has finished the project， while developed cities like Shenzhen are also preceding the project. Establishing the wireless campus network has more practical meaning.Our school starts construction of the campus network early， with a certain scale. When the school building was transformed， the school network was re-distributed to increase access of education network， the three core routers and core switches，but without considering the wireless network. At present， each teacher is equipped with a built-in WLAN notebook computer， demanding wireless Internet access. Wireless network can be applied to some places not easy to be cabled. Now most schools have network， the question is how to make the network reach every corner of the schools， shus forming the real campus network. This article introduces the way to construct the campus network using WLAN technology， make network reach every place in school and maintain the network easily.

Key words: WLAN Network; WLAN; AP; 802.11G

1 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析和基礎(chǔ)架構(gòu)

無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，簡稱WLAN)技術(shù)有藍(lán)牙(Bluetooth)、IEEE 802.11 系列、HiperLAN、HomeRF技術(shù)等。其中，目前得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)是IEEE 802.11 系列。IEEE 802.11b可支持11Mbps共享接入速度，采用2.4GHz ISM頻段;與此相似的有IEEE 802.11a 技術(shù)，它采用了5GHz頻段，其速率高達(dá)成54Mbps;新出現(xiàn)的IEEE 802.11g其實(shí)是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，它即能適應(yīng)IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)，又符合IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)。在目前業(yè)界已經(jīng)推出最新的802.11N，其傳輸速率可以達(dá)到驚人的雙向300Mbps 單向600Mbps。但在目前情況下，相對來說價(jià)格會比較高一點(diǎn)。從性能，產(chǎn)品成熟度，穩(wěn)定性，成本等綜合考慮，IEEE 802.11g 無論在各方面占有優(yōu)勢，因此無線校園網(wǎng)目前可選擇IEEE 802.11g標(biāo)準(zhǔn)。

無線局域網(wǎng)的組成包括無線網(wǎng)卡和無線接入點(diǎn)(Access Point，簡稱AP)。無線局域網(wǎng)利用常規(guī)的局域網(wǎng)(如10/100/1000M以太網(wǎng))及其互聯(lián)設(shè)備(路由器、交換機(jī))構(gòu)成骨干支撐網(wǎng)。利用無線接入點(diǎn)(AP)來支持移動(dòng)終端(MT)的移動(dòng)和漫游。配有無線網(wǎng)卡的臺式PC機(jī)、筆記本電腦或其他設(shè)備就可以與無線網(wǎng)絡(luò)連接起來。

對于客戶端，無線網(wǎng)卡作為無線網(wǎng)絡(luò)的接口實(shí)現(xiàn)與無線網(wǎng)絡(luò)的連接。無線網(wǎng)卡根據(jù)接口類型的不同，主要有三種類型:PCMCIA無線網(wǎng)卡(適用于筆記本電腦，支持熱插拔)、PCI無線網(wǎng)卡(適用于臺式機(jī))和USB無線網(wǎng)卡(適用于筆記本電腦和臺式機(jī)，支持熱插拔)。

無線接入點(diǎn)的作用是完成WLAN和LAN之間的橋接。WLAN工作站也可漫游(Roaming)在不同的AP之間。若不加外接天線，AP的覆蓋理論上在視野所及之處約250m。但若在半開放性空間，或有間隔的區(qū)域，則約30~50m左右。由于微波是直線傳播，所以微波都是小角度穿透幾面墻體，墻體將減弱信號，如果墻體為鋼筋混凝土，信號則會更弱。所以，在實(shí)際情況下(通常在室外)，還需要加上外接增益天線，使距離到達(dá)更遠(yuǎn)、信號更強(qiáng)。

2 校園網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃選擇——“有線”還是“無線”?

校園網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)有多種解決方案，依學(xué)校的類型規(guī)模和性質(zhì)的不同，以使網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案有所不同，體現(xiàn)在技術(shù)、應(yīng)用上更是不同。在傳統(tǒng)的語音服務(wù)(諸如電話、蜂窩移動(dòng)電話)無法滿足人們的各種信息需求的今天，對圖形、圖像、視頻等多媒體信息需求的不斷增長，已成為人們依賴計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息共享和交流的重要資源。學(xué)校教師的教學(xué)、科研工作和學(xué)生的學(xué)習(xí)生活對一個(gè)高速的、資源豐富的和應(yīng)用多方面的校園網(wǎng)絡(luò)的需求是迫切的、必需的。也是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)者永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)。

校園內(nèi)部鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)的工程涉及面很廣，無論是在室內(nèi)還是在室外，均會對現(xiàn)有的校園環(huán)境產(chǎn)生不少影響，這一點(diǎn)在發(fā)展歷史較長、校內(nèi)新老建筑并舉的校園內(nèi)表現(xiàn)的尤為明顯。從投資、施工周期、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、升級等多個(gè)方面著眼，學(xué)校需要一整套能夠多快好省建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)的方案。

隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)和無線產(chǎn)品的成熟，無線網(wǎng)絡(luò)為校園網(wǎng)建設(shè)提出了新的可行的思路。無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11a/b/g 能夠與現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行平滑無縫的連接，并能與現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備互聯(lián)，與有線網(wǎng)絡(luò)資源具有良好的兼容性和整合性。

無線網(wǎng)絡(luò)的特殊優(yōu)勢在于:采用無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有高度的空間自由性和網(wǎng)絡(luò)靈活性，避免了大規(guī)模鋪設(shè)網(wǎng)線，有效的削減了施工費(fèi)用，并且建設(shè)周期很短。無線局域網(wǎng)帶寬很寬，適合進(jìn)行大量雙向和多向的多媒體信息傳輸。無線局域網(wǎng)產(chǎn)品通常與有線以太網(wǎng)配合使用，主要適用于便攜終端應(yīng)用較多的場所、范圍較大而信息點(diǎn)分布稀疏的場所、環(huán)境惡劣或其它不適合布線的場所等，有助于簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性和靈活性。

目前，無線校園局域網(wǎng)在國內(nèi)已經(jīng)被越來越多的用戶接受，很多大學(xué)及少數(shù)中學(xué)等相繼采用了無線方式搭建或者補(bǔ)充校園網(wǎng)。無論是校園內(nèi)部信息點(diǎn)的分布設(shè)計(jì)、校園內(nèi)建筑物間的網(wǎng)絡(luò)連接，還是學(xué)校本部和分部的聯(lián)網(wǎng)，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都能發(fā)揮作用。此外，無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的引入，也為嶄新的無線多媒體提供了應(yīng)用平臺，將教育信息化建設(shè)引入新的天地。

無線校園網(wǎng)，就是通過無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，簡稱WLAN)技術(shù)，在校園中建立的無縫無線通訊網(wǎng)絡(luò)，使校園的每個(gè)角落都處在網(wǎng)絡(luò)中，形成真正意義上的校園網(wǎng)。 目前絕大多數(shù)學(xué)校已擁有的有線網(wǎng)絡(luò)，只能提供固定而有限的網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)，無法滿足學(xué)校師生隨時(shí)隨地共享教育網(wǎng)絡(luò)資源的需要。無線校園網(wǎng)正是順應(yīng)了教育信息化建設(shè)的前進(jìn)步伐，蓬勃發(fā)展起來的。 無線校園網(wǎng)最大的特點(diǎn)是具有的高度的空間自由性和靈活性;可以避免大規(guī)模鋪設(shè)網(wǎng)線和固定設(shè)備投入，有效地削減了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用，極大地縮短了建設(shè)周期;目前教育網(wǎng)用戶非常期待實(shí)現(xiàn)的許多需求，如網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)流動(dòng)的需求、難以布線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需要、利用網(wǎng)絡(luò)提高教學(xué)效率的需要、以及信息化建設(shè)中降低成本和保護(hù)投資的要求等，通過無線校園網(wǎng)的建設(shè)，都可以找到解決的基礎(chǔ)和途徑。 國際上，擁有無線校園網(wǎng)，已經(jīng)成為現(xiàn)代化校園的一個(gè)標(biāo)志。

3 無線校園網(wǎng)建議方案

在校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求中，主要存在三種典型的應(yīng)用環(huán)境。第一是校園內(nèi)的戶外公共區(qū)域;第二是局部開放的室內(nèi)大環(huán)境，如典型公共教室、圖書閱覽室等;第三是房間多、用戶數(shù)量不多但分布較散的樓宇，如教學(xué)辦公樓、宿舍等。

3.1 室外區(qū)域無線覆蓋方案

學(xué)校體育場、中心廣場、教學(xué)樓宇間公共區(qū)域等，一般是學(xué)校需要實(shí)現(xiàn)無線覆蓋的室外公共區(qū)域。根據(jù)需覆蓋的室外區(qū)域的實(shí)際情況，可以設(shè)計(jì)建立多個(gè)無線覆蓋基站，采用重疊交叉無線覆蓋的方式，完成區(qū)域的無縫無線覆蓋。具體項(xiàng)目實(shí)施中選用室外型無線路由器，在空曠地方，信號傳輸距可以達(dá)到300M~600M左右，視空間大小可以使用多個(gè)，或者使用室外無線 AP，配合室外大夾角定向天線，成功實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

圖1 無線校園網(wǎng)解決方案圖2校園平面示意圖

3.2 室內(nèi)區(qū)域無線覆蓋方案

室內(nèi)覆蓋區(qū)域的大小和建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度往往差別很大，根據(jù)具體需求，設(shè)計(jì)多種室內(nèi)覆蓋解決方案。

一般來講，針對局部開發(fā)的室內(nèi)大環(huán)境，如圖書閱覽室、禮堂、體育館、大教室等，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量較多而集中，推薦設(shè)計(jì)以單個(gè)AP小面積覆蓋，多個(gè) AP整合交叉覆蓋形成大面積覆蓋區(qū)域，每個(gè)AP都獨(dú)立接到交換機(jī)上，保證有效帶寬更寬。在具體實(shí)施項(xiàng)目中，采用兼容802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)的室內(nèi)無線Ap產(chǎn)品，完成無線網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋。針對辦公樓、教學(xué)樓等結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的室內(nèi)區(qū)域，可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)具體情況，選用以下兩種方案:

方案一:采用高靈敏度、穿透能力強(qiáng)的無線AP產(chǎn)品，配合分離式吸頂天線，以一個(gè)AP配合一個(gè)天線，或一個(gè)AP配合多個(gè)天線，完成室內(nèi)區(qū)域的完全覆蓋。在項(xiàng)目具體實(shí)施中，選用無線AP，配合室內(nèi)吸頂天線，完成樓宇內(nèi)部無線覆蓋。采用分離式天線設(shè)計(jì)，可以適應(yīng)無線設(shè)備與高增益天線的連接使用，以保障高質(zhì)量的無線信號能夠覆蓋更遠(yuǎn)距離，同時(shí)增強(qiáng)設(shè)備在干擾較大的頻率環(huán)境中使用的能力。

方案二:采用室外覆蓋方式，選用室外無線AP，通過天線聚集無線信號，使無線覆蓋范圍更大、更遠(yuǎn)，穿透能力更強(qiáng)。設(shè)備與天線安置于樓宇頂部或底部，以無線信號向下或向上整體覆蓋樓宇。在項(xiàng)目具體實(shí)施中，系列室外無線AP，配合全向天線或定向天線，完成無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求。

選用具有AP、AP CLIENT、點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)無線網(wǎng)橋多種工作模式的設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)單AP工作、多AP組網(wǎng)連接、大范圍無線覆蓋、漫游等多種工作模式，使用非常靈活方便(如圖5)。全天候防水、防塵全密封的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品擁有超強(qiáng)的免維護(hù)特性。 這樣的設(shè)備現(xiàn)在各主要廠商生產(chǎn)的都有，包括CISCO，華為，H3C等廠商都有全系列的產(chǎn)品用來組建無線校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。

總之，主干網(wǎng)絡(luò)采用穩(wěn)定的有線高速傳輸?shù)幕A(chǔ)上，采用無線網(wǎng)各來進(jìn)一步擴(kuò)展這是非常理想的一種建設(shè)方案，也大大增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)使用的靈活性，無線上網(wǎng)帶來了極大的自由和方便，移動(dòng)性的需求都是需要的。更主要的是無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有著成本低，維護(hù)方便等明顯優(yōu)點(diǎn)，在學(xué)校中，有著實(shí)際廣泛的應(yīng)用，也是以后校園網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)，有條件的學(xué)校應(yīng)考慮著手實(shí)施。

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