WLAN在構(gòu)建無線校園網(wǎng)中的應(yīng)用研究

馬穩(wěn)

摘 要： IEEE802.11無線局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷推陳出新，使無線局域網(wǎng)的應(yīng)用和普及達(dá)到了一個(gè)新的階段。介紹了無線局域網(wǎng)WLAN的概念和相關(guān)技術(shù)，探討了一個(gè)構(gòu)建無線校園網(wǎng)所使用的無線局域網(wǎng)WLAN的方法及應(yīng)該考慮的問題，該應(yīng)用對(duì)高校信息化資源建設(shè)有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞： WLAN； 無線網(wǎng)； 校園網(wǎng)； 高校信息化

中圖分類號(hào)：TP393.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2014）11-14-02

Study on application of WLAN in construction of wireless campus network

Ma Wen

（Xian University of Science and Technology College of Computer Science and Technology， Xi'an， Shanxi 710054， China）

Abstract： With the incessant development of 802.11 wireless LAN technology standards， the application and popularity of wireless LAN have been developed to a new phase. The principle and related technology of wireless local area network are introduced in this paper. The method of WLAN used in constructing the wireless campus network and the related question considered are discussed， which are helpful for the construction of information resource.

Key words： WLAN； wireless network； campus network； campus information

0 引言

WLAN（Wireless Local Area Networks）技術(shù)即無線局域網(wǎng)技術(shù)，它是無線通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的產(chǎn)物。它主要是利用射頻（RF）技術(shù)在空氣中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，取代了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用雙絞線來進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連通的技術(shù)。目前，隨著高校信息化的推進(jìn)與發(fā)展，WLAN無線局域網(wǎng)技術(shù)被越來越多的高校用于構(gòu)建自己的無線校園網(wǎng)，在高校無線校園網(wǎng)的建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

本文在介紹無線局域網(wǎng)WLAN的基礎(chǔ)上，對(duì)無線局域網(wǎng)在無線校園網(wǎng)的組建中所起的作用作了總結(jié)和探討。

1 WLAN技術(shù)介紹

WLAN無線局域網(wǎng)是一種相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)來替代傳統(tǒng)的雙絞銅線傳輸數(shù)據(jù)。和有線局域網(wǎng)相比，它具有很大的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安裝、維護(hù)、簡(jiǎn)單方便，組網(wǎng)費(fèi)用低和客戶接入方便等方面。

從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)上看，目前無線網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有藍(lán)牙（Bluetooth），IEEE802.11系列、HiperLAN、HomeRF技術(shù)等。其中在無線局域網(wǎng)中普及程度最好的是802.11系列標(biāo)準(zhǔn)。802.11系列標(biāo)準(zhǔn)是由美國(guó)電子電氣工程師協(xié)會(huì)（IEEE）為WLAN制定的，先后被市場(chǎng)廣泛接受并采用的主要有802.11a、802.11b、802.11g和802.11n等。其中802.11n標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前WLAN的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

802.11n標(biāo)準(zhǔn)于2009年發(fā)布，是目前吞吐量最高、支持頻段最多、功能最完善的WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)最重要的改進(jìn)就是在OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）正交頻分復(fù)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了先進(jìn)的多輸入多輸出MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術(shù)，最大支持4*4的天線配置；支持更大的信道帶寬（最大40MHz）；支持高性能LDPC（Low Density Parity Check Code）編碼。802.11n的最高傳輸速率可達(dá)600Mbit/s，比之前802.11a/g快10倍以上。由于802.11n支持2.4GHz和5GHz雙工作頻段，在2.4GHz頻段干擾嚴(yán)重時(shí)可以使用5GHz頻段，能夠有效緩解WLAN面臨的干擾問題。

除了802.11a/b/g/n標(biāo)準(zhǔn)之外，IEEE還制定了其他十多項(xiàng)一系列補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)。它們涉及了安全、服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)管理、覆蓋擴(kuò)展、網(wǎng)絡(luò)融合、支持新頻譜和新應(yīng)用等方面內(nèi)容，從而形成了一套比較完整的WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

2 無線校園網(wǎng)

2.1 無線局域網(wǎng)介紹

無線局域網(wǎng)是無線校園網(wǎng)的一個(gè)不可缺少的部分，它可以利用已有的常規(guī)局域網(wǎng)和路由器、交換機(jī)作為整個(gè)無線校園網(wǎng)的骨架。這個(gè)無線局域網(wǎng)通常可以包括無線網(wǎng)卡和無線接入點(diǎn)AP（Access point）。無線接入點(diǎn)的作用是實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)與現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)連接的部分，例如，像無線路由器這樣的設(shè)備，它們支持各種移動(dòng)終端的移動(dòng)與漫游。在現(xiàn)在高校里，像筆記本、PDA（指掌上設(shè)備）及手機(jī)等較為普及。因此，它們可以作為移動(dòng)終端通過無線接入點(diǎn)接入到無線局域網(wǎng)上。無線終端的客戶則可以使用無線網(wǎng)卡來進(jìn)行與無線局域網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)進(jìn)行接入。根據(jù)移動(dòng)客戶端的不同，我們可以將無線網(wǎng)卡分為以下幾類：

⑴ 適用于筆記本電腦并支持熱插拔的無線網(wǎng)卡；

⑵ 適用于臺(tái)式機(jī)的無線網(wǎng)卡；

⑶ 適用于筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)并支持熱插拔的無線網(wǎng)卡；

⑷ 適用于PDA及手機(jī)的無線網(wǎng)卡；

這樣，通過無線接入點(diǎn)AP和無線網(wǎng)卡，我們就可以組成一個(gè)無線局域網(wǎng)。

2.2 無線校園網(wǎng)構(gòu)建方案

通過無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)的連接，就可以構(gòu)建一個(gè)包含了無線局域網(wǎng)的無線校園網(wǎng)，這個(gè)無線校園網(wǎng)從應(yīng)該具有的功能上劃分，主要有以下幾方面的特點(diǎn)：

⑴ 與存在的有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境互為補(bǔ)充，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)使用范圍；

⑵ 為移動(dòng)多媒體教學(xué)應(yīng)用提供移動(dòng)平臺(tái)；

⑶ 進(jìn)一步便于筆記本電腦用戶隨時(shí)隨地的使用網(wǎng)絡(luò)；

⑷ 支持個(gè)人數(shù)字助理（PDA）的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；

⑸ 使得校園網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用更為靈活多變；

⑹ 為外來的賓客提供便捷靈活的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

因?yàn)闊o線局域網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的主要問題一個(gè)是無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，另一個(gè)是無線網(wǎng)系統(tǒng)的容量。作為一種大規(guī)模的無線局域網(wǎng)，無線校園網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)該是在確保所有用戶的服務(wù)（容量導(dǎo)向）的前提下，最大限度地減少AP的數(shù)目（覆蓋導(dǎo)向）。覆蓋導(dǎo)向的設(shè)計(jì)可以最大限度降低無線局域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本。但是對(duì)用戶數(shù)量密集的一些高容量區(qū)域，就必須以容量導(dǎo)向?yàn)榍疤幔紤]使用多個(gè)接入點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。

無線局域網(wǎng)在具體組網(wǎng)時(shí)應(yīng)該考慮在校園原有的有線局域網(wǎng)基礎(chǔ)上構(gòu)建無線校園網(wǎng)，構(gòu)建的無線校園網(wǎng)從邏輯上大體上可以分為室內(nèi)和室外兩部分。室內(nèi)主要是指像圖書館、教室、會(huì)議室、宿舍等，這些地方不方便進(jìn)行大規(guī)模布線或不宜布設(shè)太多信息點(diǎn)的建筑；室外則主要是指分布較遠(yuǎn)的校區(qū)、操場(chǎng)、各種體育場(chǎng)地和各種休閑場(chǎng)地等。

在進(jìn)行室內(nèi)無線局域網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)，應(yīng)首先考慮AP的數(shù)量和位置。各AP通過雙絞線與有線網(wǎng)絡(luò)連接，組成有線加無線覆蓋的服務(wù)區(qū)。各使用無線局域網(wǎng)的終端就近AP接入無線網(wǎng)絡(luò)，從而可以訪問整個(gè)網(wǎng)絡(luò)共享資源。一個(gè)AP最多可以接入80臺(tái)電腦，覆蓋范圍可以達(dá)到30至100m之間。對(duì)于室外無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)，我們?cè)谂渲脽o線接入點(diǎn)時(shí)，應(yīng)該考慮把獨(dú)自成局域網(wǎng)的、有一定距離的樓房連接在網(wǎng)絡(luò)的每一端，每一端都有接入點(diǎn)AP。在進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，出于覆蓋導(dǎo)向的考慮，必須先對(duì)每個(gè)建筑物進(jìn)行詳細(xì)的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試，從而盡量擴(kuò)大AP間距的設(shè)計(jì)原則來定位各個(gè)AP。

2.3 組網(wǎng)應(yīng)考慮的問題

WLAN無線局域網(wǎng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。將WLAN應(yīng)用在無線校園網(wǎng)中，我們就可以使用無線網(wǎng)卡加AP方式來實(shí)現(xiàn)共享無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的資源。在無線校園網(wǎng)建設(shè)中，我們需要考慮的問題有很多，但主要包括以下幾個(gè)方面。首先，應(yīng)該考慮電磁環(huán)境對(duì)人體健康的影響，規(guī)定無線局域網(wǎng)能夠使用的頻段，規(guī)定發(fā)射功率及帶外輻射；其次，無線局域網(wǎng)應(yīng)該支持多徑衰落、相鄰子網(wǎng)間串?dāng)_等問題；再次，應(yīng)該考慮盡可能要與現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件相兼容。另外還應(yīng)考慮無線局域網(wǎng)至少應(yīng)具備1Mbps以上的數(shù)據(jù)傳輸速率。一個(gè)典型的無線校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

[網(wǎng)絡(luò)中心服務(wù)器][傳統(tǒng)校園局域網(wǎng)][AP][AP] [終端][Internet] [AP] [校園骨干網(wǎng)][以太網(wǎng)交換機(jī)] [AP]

圖1 無線校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3 總結(jié)和討論

隨著WLAN技術(shù)的發(fā)展，WLAN在組建無線校園網(wǎng)中扮演著越來越重要的角色。組網(wǎng)方式也越來越靈活、多樣。利用現(xiàn)有的有線校園網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建所需的無線校園網(wǎng)，可以為校園用戶提供全新的互聯(lián)網(wǎng)接入模式和無處不在的無線網(wǎng)路體驗(yàn)，這必將成為一種構(gòu)建無線校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的有效途徑。

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