淺談校園WLAN建設(shè)

于雷 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司黑龍江分公司， 哈爾濱市 150080

淺談校園WLAN建設(shè)

于雷 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司黑龍江分公司， 哈爾濱市 150080

從WLAN業(yè)務(wù)使用主體看高校學(xué)生在WLAN業(yè)務(wù)上應(yīng)用潛力巨大，高校wlan建設(shè)是目前WLAN建設(shè)重點(diǎn)。校方也希望能借助運(yùn)營商力量實現(xiàn)校園內(nèi)無線寬帶覆蓋。通過該網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)辦公樓、新區(qū)辦公樓、教學(xué)樓等有線網(wǎng)絡(luò)未能覆蓋和接入眾多區(qū)域進(jìn)行全方位、立體式無線覆蓋，讓師生們隨時隨地、無拘無束地連接到整個校園網(wǎng)絡(luò)。本文從建設(shè)需求、WLAN系統(tǒng)組成、校園建設(shè)方案幾個方面結(jié)合工程實例簡述校園WLAN建設(shè)情況。

WLAN;校園;AC;AP;組網(wǎng)

1 、校園WLAN需求分析

大學(xué)生作為一個特殊消費(fèi)群體已成為各大運(yùn)營商重要目標(biāo)市場。大學(xué)生對新鮮事物勇于嘗試和體驗，如手機(jī)、筆記本、數(shù)碼相機(jī)等在學(xué)校廣泛流行，而運(yùn)營商在2G/2.5G時代在學(xué)生群體也收獲頗豐。面對未來3G市場，大學(xué)生消費(fèi)群體勢必會成為運(yùn)營商必爭之地，一方面是因為大學(xué)生群體當(dāng)前消費(fèi)特征和消費(fèi)能力，另外從長久運(yùn)營商可從用戶大學(xué)時代開始培育潛力巨大3G群體。

以802.11為基礎(chǔ)WLAN技術(shù)作為固定寬帶延伸和3G接入有效補(bǔ)充，可在學(xué)校提供靈活移動寬帶接入。WLAN具有低成本、高帶寬接入優(yōu)勢，當(dāng)前最新802.11n可支持300Mbps真正高速接入，這是3G技術(shù)現(xiàn)階段無法比擬的。高校學(xué)生在wlan業(yè)務(wù)上應(yīng)用潛力巨大，高校wlan建設(shè)是目前wlan建設(shè)重中之重。

2 、WLAN網(wǎng)絡(luò)的基本組成

WLAN網(wǎng)絡(luò)主要由WLAN終端設(shè)備、WLAN接入點(diǎn)設(shè)備、接入控制點(diǎn)等系統(tǒng)組成。

2.1 WLAN終端設(shè)備

WLAN終端設(shè)備需要安裝WLAN網(wǎng)絡(luò)卡，WLAN網(wǎng)絡(luò)卡可是任何支持IEEE802. 11a/b/g/n標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，要求和WLAN接入系統(tǒng)設(shè)備兼容。

2.2 接入點(diǎn)設(shè)備（AP）

AP是WLAN業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)小型無線基站設(shè)備，完成802.11b/802.11g/802.11n標(biāo)準(zhǔn)無線接入。AP也是一種網(wǎng)絡(luò)橋接器，是連接有線網(wǎng)絡(luò)與無線局域網(wǎng)絡(luò)橋梁，任何WLAN終端設(shè)備均可通過相應(yīng)AP接入外部網(wǎng)絡(luò)資源。

2.3 接入控制點(diǎn)（AC）

當(dāng)采用基于WEB方式用戶認(rèn)證時，AC作為安全控制點(diǎn)和后臺RADIUS用戶認(rèn)證服務(wù)器相連，完成對WLAN用戶認(rèn)證。

當(dāng)采用基于802.1x用戶認(rèn)證機(jī)制時，AC可作為WLAN用戶接入安全控制點(diǎn)和后臺認(rèn)證服務(wù)器相連，完成對WLAN用戶認(rèn)證。

3 、校園WLAN建設(shè)方案

3.1 主要建設(shè)思路

3.1.1 校園覆蓋區(qū)域應(yīng)包括寢室樓、教學(xué)樓、辦公樓等公共區(qū)域。

大學(xué)校園WLAN覆蓋根據(jù)場景不同，應(yīng)選取不同方式進(jìn)行建設(shè)。

3.1.2 802.11n標(biāo)準(zhǔn)較802.11a/g在很多方面改進(jìn)，在各個方面都有很大改進(jìn)，推薦在大學(xué)wlan建設(shè)中使用802.11n標(biāo)準(zhǔn)ap，布放型及合路型AP同時使用，按照覆蓋范圍及容量綜合考慮，取定各大學(xué)AP數(shù)量。

3.1.3 3層匯聚交換機(jī)安裝在中心機(jī)房，單棟建筑物內(nèi)POE交換機(jī)大于1臺，需使用2層匯聚交換機(jī)進(jìn)行收斂。交換機(jī)及AP配備專用防盜箱。

3.2 校園WLAN組網(wǎng)

3.2.1 AC組網(wǎng)

①AC設(shè)置位置

為滿足AP接入和網(wǎng)絡(luò)管理需要，應(yīng)充分考慮CMnet城域網(wǎng)建設(shè)情況進(jìn)行AC設(shè)備部署。在建有CMnet城域網(wǎng)地區(qū)，AC設(shè)備邏輯位置與CMnet城域網(wǎng)接入控制層相當(dāng)，在理位置上應(yīng)集中部署以完成對AP集中管理控制。

AC在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時采用集中轉(zhuǎn)發(fā)模式即AP用戶數(shù)據(jù)流經(jīng)由AP與AC之間數(shù)據(jù)隧道匯聚到AC，由AC統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)；在高校等特殊應(yīng)用場景，如果AP用戶數(shù)據(jù)流不通過公司公網(wǎng)，可通過本地轉(zhuǎn)發(fā)這部分?jǐn)?shù)據(jù)流。

3.2.2 熱點(diǎn)組網(wǎng)

熱點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)一般包括兩個層面：

①無線接入點(diǎn)

包括各種類型AP，AP與交換機(jī)/ONU一般采用網(wǎng)線連接，理論傳送距離為100米，通常建議網(wǎng)線不超過80米為宜。在網(wǎng)線傳送距離不足時，可采用光電轉(zhuǎn)換器等方式進(jìn)行連接。

②交換機(jī)/ONU

交換機(jī)用于匯聚各個AP，可根據(jù)熱點(diǎn)數(shù)量、分布情況使用1～2級交換機(jī)：

AP較多、分布較廣時需使用匯聚交換機(jī)匯聚各個接入交換機(jī)；

AP數(shù)量較少、分布集中時只使用一級交換機(jī)即可；

當(dāng)熱點(diǎn)區(qū)域具備PON網(wǎng)絡(luò)接入條件時，可用ONU代替部分或全部交換機(jī)。

3.3 頻率選擇與規(guī)劃

IEEE802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)工作在2.4G頻段，頻率范圍為2.400～2.4835GHz，共83.5M帶寬。劃分為13個子信道，每個子信道帶寬為22MHz，其中互不干擾的頻點(diǎn)只有3個，一般選擇1、6、11三個互不干擾頻點(diǎn)。

IEEE802.11a工作在5.725G～5. 850GHZ，共125M帶寬，劃分為5個信道，每個信道20MHz帶寬，各信道互不交疊。

3.3.1 2.4GHz頻段選擇和規(guī)劃

考慮到2.4GHz頻段存在較多干擾，如有其它運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)、業(yè)主自建網(wǎng)絡(luò)等，建議采用20M帶寬進(jìn)行組網(wǎng)和規(guī)劃，選擇1、6、11三個互不重疊信道。

3.3.2 5.8GHz頻段選擇和規(guī)劃

5.8 GHz頻段相對干擾較少，建議采用兩個40M、一個20M組網(wǎng)方案及五個20M頻段組網(wǎng)。

3.4 工程參數(shù)

3.4.1 無線覆蓋信號強(qiáng)度

在設(shè)計目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)95%以上位置，WLAN覆蓋接收信號強(qiáng)度應(yīng)大于等于-75dBm。

3.4.2 信噪比

在設(shè)計目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)95%以上位置，接收到的信噪比大于20dB。

3.4.3 終端接入速率

要求WLAN（802.11g和802.11n）目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)用戶平均上網(wǎng)速率不低于500Kbps。

為了保證多用戶接入公平性，防止部分用戶帶寬被搶占的現(xiàn)象，在AP端要對用戶進(jìn)行限速。

3.4.4 天線口功率建議值

根據(jù)鏈路預(yù)算，一般情況下建議：

在采用與室內(nèi)蜂窩網(wǎng)分布系統(tǒng)合路系統(tǒng)合路建設(shè)時，天線口功率在10～15dBm；

在采用與室外蜂窩網(wǎng)分布系統(tǒng)合路系統(tǒng)合路建設(shè)時，天線口功率在20～27dBm；

上述建議僅為一般值，規(guī)劃時還需根據(jù)具體無線環(huán)境、天線密度等因素進(jìn)行實際調(diào)整。

3.4.5 單AP容量

在接入用戶帶寬512kbps情況下，802. 11g標(biāo)準(zhǔn)AP，單AP支持并發(fā)用戶按照15～20個用戶考慮；802.11n標(biāo)準(zhǔn)AP，單AP支持并發(fā)用戶按照25～30個用戶考慮。

3.5 具體建設(shè)方式

校園WLAN建設(shè)主要涉及到共用室內(nèi)分布系統(tǒng)，室內(nèi)WLAN獨(dú)立組網(wǎng)，WLAN室外覆蓋幾種方式，具體建設(shè)時應(yīng)結(jié)合實際情況選取合適方式，或幾種方式綜合使用。各種方式使用場景及優(yōu)缺點(diǎn)如下：

室內(nèi)蜂窩網(wǎng)分布系統(tǒng)合路方式

使用場景：適用于室內(nèi)覆蓋面積較大，已有或未來需建設(shè)分布系統(tǒng)且話務(wù)量不高的場景，例如：教學(xué)樓、實驗樓等。

優(yōu)點(diǎn)：GSM/TD/WLAN共用分布系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，綜合建設(shè)投資較小，建設(shè)周期短，無線信號覆蓋面積較大，信號分布均勻。

缺點(diǎn)：需要按GSM/TD/ WLAN聯(lián)合覆蓋需求統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計、優(yōu)化分布系統(tǒng)，滿足各系統(tǒng)無線覆蓋要求，實現(xiàn)大容量覆蓋難度較大。

室內(nèi)獨(dú)立放裝

使用場景：適用于覆蓋區(qū)域比較小，室內(nèi)放裝AP即可覆蓋整個區(qū)域，如會議室等；或區(qū)域內(nèi)WLAN容量需求比較高，如宿舍樓等。

優(yōu)點(diǎn)：AP的部署位置比較靈活，網(wǎng)絡(luò)容量較高。

缺點(diǎn)：工程量較大，后期維護(hù)相對復(fù)雜。室外型AP+天線

使用場景：適用于用戶較為分散、無線環(huán)境簡單區(qū)域，如廣場等；對單體較小、排列比較整齊樓宇也可采用該方式，如多層家屬樓等。

優(yōu)點(diǎn)：部署簡單，成本較低。

缺點(diǎn)：容量較小，一般以信號覆蓋為主；通過室外覆蓋室內(nèi)時，實現(xiàn)室內(nèi)深度覆蓋難度大；業(yè)主協(xié)調(diào)工作量較大。

4 、結(jié)語

校園WLAN建設(shè)和優(yōu)化過程是一個分階段過程，是一個從挖掘用戶潛力到引導(dǎo)用戶使用到保障應(yīng)用質(zhì)量的過程。

隨著校園WLAN業(yè)務(wù)推廣單純某一種建設(shè)手段無法滿足用戶需求，需根據(jù)具體情況采用獨(dú)立布放+室分合路，高頻+低頻多種覆蓋手段，才可為用戶提供一個高質(zhì)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)。

于雷（1982年2月）男，本科，助理工程師，目前從事移動通信方面設(shè)計。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.22.043