無線校園網建設方案及常見問題

【摘 要】隨著院校師生隨時隨地共享教育網絡資源的需要，無線校園網蓬勃發展起來。國際上，擁有無線校園網，已經成為現代化校園的一個標志。本文主要介紹了無線網絡的原理以及無線校園網的構建和常見問題。

【關鍵詞】無線網絡原理；無線校園網組網；問題

●引言

目前大部分學校都已經建設了有線校園網絡，但是隨著政府機構對教育行業的重視，我國教育網絡得到了很大程度的發展，中國教育和科研計算機網(CERNET)在2005舉行的中國無線校園網建設與發展論壇上宣布，將利用下一代互聯網上的領先優勢，聯合各大廠商，通過貸款方式打造300所筆記本大學。并且由于校園內師生對移動辦公的要求也越來越高，只能提供固定而有限的網絡信息點，而對于如圖書館、階梯教室、會議室等流動性較大的場所，有線網絡的架構都極大地受到環境的約束，已遠遠無法滿足學校師生隨時隨地共享教育網絡資源的需要。因此，利用WLAN技術在高校中建設無線校園網，倡導無線技術的應用意義重大，前景良好。

●無線局域網概念及基本原理

無線局域網WLAN(Wireless Local Area Network)是指以無線信道作傳輸媒介的計算機局域網。其常見的形式是把一個計算機站點以無線方式連入一個計算機網絡中，作為網絡中的一個點，使之具有網絡工作站所具有的各種功能，并能享受網絡中的各種服務。無線入網的計算機能在一定的區域內移動，同時又隨時與網絡系統保持聯絡。與有線網絡相比，WLAN具有移動性強、可靠性高、運行成本低廉、便于維護管理等優點。它能夠有效地作為補充和完善有線局域網，快速、方便地解決以有線方式不能實現的網絡信道的連通問題，充分發揮網絡的利用率。

無線網絡系統由網絡適配器和轉發器兩部分組成。網絡適配器固定在計算機擴展槽上，利用天線發送信息；而轉發器則接收發送信息，通過一條輸出線連接用戶計算機和公共網絡。無線網絡中使用的通信技術主要可分為三類:窄頻微波技術、擴頻技術及紅外線技術。其中擴頻通信技術應用最廣，其基本特征是使用比發送的信息數據速率高許多倍的偽隨機碼對載有信息數據的基帶信號的頻譜進行擴展，形成寬帶的低功率譜密度的信號來發射。擴頻通信技術在發射端以擴頻編碼進行擴頻調制，在接收端以相關解調技術接收信號。這一過程使其具有抗干擾性強、隱蔽性強、易于實現碼分多址、抗多徑干擾等優點。

實現擴頻通信的基本工作方式有直接序列擴頻(Direct Se-quence Spread Spectrum)方式(簡稱DSSS方式)和跳頻(Frequen-cy-Hopping)工作方式(簡稱FH方式)。

●無線校園網建設方案

在校園中建立的無縫無線通訊網絡，使校園的每個角落都處在網絡中，形成真正意義上的校園網。最大的特點是具有高度的空間自由性和靈活性；可以避免大規模鋪設網線和固定設備投入，有效地削減了網絡建設費用，極大地縮短了建設周期；無線局域網帶寬很寬，適合進行大量雙向和多向的多媒體信息傳輸。

國際上，擁有無線校園網，已經成為現代化校園的一個標志。據悉，到2006年，將有600所高校建設無線校園網。中國的大學無線校園網的建設已經如火如荼地展開了。無線校園網正是順應了教育信息化建設的前進步伐而蓬勃發展起來的。當前的教育網用戶非常期待實現許多需求，如網絡信息點流動的需求、難以布線區域網絡建設的需要、利用網絡提高教學效率的需要以及信息化建設中降低成本和保護投資的要求等，通過無線校園網的建設，都可以找到解決的基礎和途徑。隨著無線局域網技術的發展，這些問題都能夠得到妥善的解決。

在校園無線網絡建設需求中，主要存在三種典型的應用環境。第一是校園內的戶外公共區域；第二是局部開放的室內大環境，如典型公共教室、圖書閱覽室等；第三是房間多、用戶數量不多但分布較散的樓宇，如教學辦公樓、宿舍等。

1.室外區域無線覆蓋方案

學校體育場、中心廣場、教學樓宇間公共區域等，一般是學校需要實現無線覆蓋的室外公共區域。根據需覆蓋的室外區域的實際情況，可以設計建立多個無線覆蓋基站，采用重疊交叉無線覆蓋的方式，完成區域的無縫無線覆蓋。

2.室內區域無線覆蓋方案

室內覆蓋區域的大小和建筑結構的復雜程度往往差別很大，根據學校的具體需求，設計多種室內覆蓋解決方案。一般來講，針對局部開發的室內大環境，如圖書閱覽室、禮堂、體育館、大教室等，網絡用戶數量較多而集中，推薦設計以單個AP（Access Point，無線接入點）小面積覆蓋，多個AP整合交叉覆蓋形成大面積覆蓋區域，每個AP都獨立接到交換機上，保證有效帶寬更寬。在具體實施項目中，一般采用兼容802.11b/g標準的室內無線AP產品完成無線網絡的室內覆蓋。

針對辦公樓、教學樓等結構較為復雜的室內區域，可根據建筑結構具體情況，選用以下兩種方案:方案一，采用高靈敏度、穿透能力強的無線AP產品，配合分離式吸頂天線，以一個AP配合一個天線，或一個AP配合多個天線，完成室內區域的完全覆蓋。一般要選用專用的無線AP，配合室內吸頂天線，完成樓宇內部無線覆蓋。采用分離式天線設計，可以適應無線設備與高增益天線的連接使用，以保障高質量的無線信號能夠覆蓋更遠距離，同時增強設備在干擾較大的頻率環境中使用的能力。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，穿透能力更強。設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。

●常見問題

目前，無線校園網還有很多不近人意的地方，很多學校在建設和管理維護校園無線網絡的時候，經常會面臨兩個棘手的問題，怎樣解決好這兩個問題也成為完善和發展無線校園網的關鍵。

問題1：——無線信號的傳播深受環境影響

多徑等問題導致無線信號在不同方向上存在非常復雜的衰減現象，實際的信號覆蓋和理想的信號衰減模型往往存在一定差異。所以WLAN網絡的實施往往需要周密的網絡規劃、詳細的工勘、網絡部署后的調優等一系列活動。即使完成這些活動后，網絡應用階段的射頻參數調整仍然是必不可少的。這是因為無線環境是不斷地變化的，障礙物的移動、微波等工作帶來的干擾等都可能對無線信號的傳播造成影響，所以無線接入點的信道、發射功率等射頻資源必須能夠動態地調整以適應用戶環境的變化。這樣的調整過程是復雜的，需要豐富的射頻技術經驗和定期的工勘，無疑需要非常高的操作成本。

問題2：——無線環境調整的自適應性

為了提高WLAN網絡的容量，常用方法是增加接入點。然而，接入點的數量增長帶來了新的問題。無線頻譜的分配就是一個典型問題。WLAN無線頻譜是一種固定資源802.11b/g標準，只支持三個非重疊信道，為了避免相鄰接入點出現同頻干擾，需要讓相鄰AP盡量使用不同的信道，隨著AP數量的增多，避免相鄰接入點使用相同的信道變得十分困難。如果管理老師新增一個AP，周邊AP功率和信道都要像多米諾骨牌一樣調整，這會讓幾百臺AP的校園網管理工作趨于崩潰。

參考文獻：

[1]王樹斌.無線局域網技術概述.中國科技信息，2006（7）

[2]王執毅.校園無線局域網的建設.科教文匯，2007（1）■