校園構建WLAN技術淺談

牛率仁

（平頂山市工業(yè)學校， 河南 平頂山 467001）

[摘 要] 把學校建設成面向校園內(nèi)，也面向社會的一個超越時間、超越空間的網(wǎng)絡校園，提升傳統(tǒng)校園的效率，擴展傳統(tǒng)校園的功能，最終實現(xiàn)教育過程的全面信息化。從而達到提高教育管理水平和效率的目的。

[關鍵詞] 校園；無線技術；WLAN

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 083

[中圖分類號] G637 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）07- 0189- 02

0 前 言

隨著無線技術的進步，教育需求和資源的變化、發(fā)展，無線系統(tǒng)正逐漸成為不少發(fā)達國家教育機構、院?；虿块T的重要組成部分。無線校園已經(jīng)成為提升教學環(huán)境品質，提高教育資源利用率，增加教育靈活性和交流性的重要方式。然而，眾多的用戶信號質量的要求，如何滿足教學樓、宿舍樓、辦公室、操場等區(qū)域的無線覆蓋，讓師生們可以在這些區(qū)域隨時隨地、無拘束的連接到網(wǎng)絡，校園無線承載技術問題將是討論的內(nèi)容。

1 影響無線信號的因素

無線網(wǎng)絡信號傳輸不是在純凈的環(huán)境中傳播的，布滿了荊棘和障礙，相距較遠時，隨著信號的減弱，傳輸速率明顯下降，這些障礙的大致有這些：

（1）校園空間都比較擁擠，其中房間中的墻壁是最主要的障礙物。由于無線局域網(wǎng)采用的是無線微波頻段。微波的最大特點就是近乎直線傳播，繞射能力非常弱，因此身處在障礙物后面的無線接收設備會接到很微弱的信號，或沒有收到信號。

（2）物理的障礙物，不僅阻擋微波無線信號，它還能把電磁的能量給吸收掉，無線信號在校園環(huán)境中最大的金屬物體的障礙物是內(nèi)有鋼筋網(wǎng)的樓板，信號幾乎沒有穿透的可能。

（3）傳統(tǒng)無線標準的工作頻段為2.4 GHz，而工業(yè)上許多設備也工作在這一頻段，如微波爐、藍牙設備。如果附近有較強的磁場存在，那么無線網(wǎng)絡肯定會受到影響，形成阻塞干擾。

（4）如果在無線環(huán)境中存在多臺無線設備還有可能存在頻道沖突，無線信號串擾的問題，形成雜散干擾。

（5）無線環(huán)境不純凈。

影響無線信號穩(wěn)定性和連接速度的因素很多，由于無線通信的調制技術以及傳播信號原理的不同，引起的就是不同種類的干擾。無線信號干擾問題造成校園無網(wǎng)信號范圍覆蓋，信號的質量降低尤其嚴重，歸結幾種類型的干擾：

（1）加性噪聲干擾。干擾源在被干擾接收機工作頻段產(chǎn)生的噪聲，包括干擾源的雜散、噪聲、發(fā)射互調產(chǎn)物等，使被干擾接收機的信噪比惡化。

（2）交調干擾。當多個強信號同時進入接收機時，在接收機前端非線性電路作用下產(chǎn)生交調產(chǎn)物，交調產(chǎn)物頻率落入接收機有用頻帶內(nèi)造成的干擾。

（3）阻塞干擾。接收微弱的有用信號時，帶外的強信號同時進入接收機引起飽和失真所

造成的干擾。

2 解決網(wǎng)絡信號干擾因素的分析

各種無線技術的發(fā)展，逐步接入多元化寬帶無線網(wǎng)絡的格局，傳播的信號環(huán)境也變的苛刻，無線通信受到干擾的幾率大增。干擾的存在是避免不了，只能通過技術手段有效地降低它的干擾程度，從而在提高校園網(wǎng)的信號質量與覆蓋面寬度。

空間隔離，對解決加性噪聲干擾和接收機阻塞以及互調干擾都是有效的。隔離的大小取決于各個干擾需要的最大隔離度。

軟件無線電中采用擴、跳頻抗干擾技術，完全可以與時變技術相結合。用設備可以做到既可單獨跳頻也可直接擴展方式工作，還可跳頻與直接擴展混合方式工作，這樣將大大增強通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

虛擬智能天線則是利用或借用在同一地域內(nèi)工作的其他同類通信裝備天線之間的相互作用，實現(xiàn)類似智能天線的功能，以加強本天線接收端的信號干擾比，提高抗干擾性能。

MIMO技術中的智能天線技術，該技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的吞吐量、傳送距離和頻譜利用率，信號抗干擾性更強，無線傳輸更為精準快速。

3 原有校園無線網(wǎng)的分析

在傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)中，采用自治型AP（無線局域網(wǎng)收發(fā)器）構架，自治型AP缺乏全面管理，每個無線AP都是一個獨立的管理與工作單元，無線AP之間無法進行任何溝通，每個客戶端均通過一條與AP相連的無線鏈路來訪問網(wǎng)絡，形成一個局部的BSS。用戶如果要進行相互通信的話，必須首先訪問一個固定的AP（被稱為單跳網(wǎng)絡），設備必須共享AP，就可能產(chǎn)生通信擁塞并導致系統(tǒng)的運行速度降低。單跳網(wǎng)絡并不能動態(tài)地處理通信干擾和接入點的超載問題，后果是一個節(jié)點出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡也就隨之癱瘓。

無線校園網(wǎng)作為一種重要的獨立的網(wǎng)絡基礎設施，它是運用傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)絡構成，無線獨立成網(wǎng)即在物理鏈路上AP盡量接入無線專用的交換機，AP本身又兼具有網(wǎng)管之功能，需要逐臺進行配置和管理，所有的無線網(wǎng)絡設備無法形成一個整體，整個網(wǎng)絡的融合性與流量的分配均勻性差。還有無線信號在分布系統(tǒng)中傳輸時，隨著距離增加，信號逐步衰減。在面積較大區(qū)域進行無線信號覆蓋的布置中，將產(chǎn)生信號分布不均、同頻干擾、工程量大及后期難以維護管理等諸多問題。

4 新校園網(wǎng)布網(wǎng)技術

無線校園網(wǎng)的部署并不是一蹴而就的，需要把各種抗干擾技術與原有校園無線網(wǎng)路相結結合，在原有校園網(wǎng)絡基礎上最終達到有線網(wǎng)絡不易覆蓋的其他區(qū)域，設計原則實用性，高性能，先進性，可擴充性，安全性。

4.1 純AP多蜂窩覆蓋

基于單純增加AP數(shù)量的思路，它通過使用布置多個AP來達到大范圍無線射頻信號覆蓋的目的。并將需要完成無線信號覆蓋的范圍區(qū)域劃分成多個范圍較小的區(qū)域范圍，這些較小的區(qū)域范圍是使用單純一個AP實現(xiàn)覆蓋的，將單個的AP的覆蓋范圍從單一信號源擴展到由功放、耦合器和多個天線組成的信號源矩陣。實現(xiàn)對目標區(qū)域信號覆蓋的合理延伸，避免了同頻干擾，減少有源設備數(shù)量，增強設備安全保護，提高無線系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。