校園構(gòu)建WLAN技術(shù)淺談

牛率仁

（平頂山市工業(yè)學(xué)校， 河南 平頂山 467001）

[摘 要] 把學(xué)校建設(shè)成面向校園內(nèi)，也面向社會(huì)的一個(gè)超越時(shí)間、超越空間的網(wǎng)絡(luò)校園，提升傳統(tǒng)校園的效率，擴(kuò)展傳統(tǒng)校園的功能，最終實(shí)現(xiàn)教育過(guò)程的全面信息化。從而達(dá)到提高教育管理水平和效率的目的。

[關(guān)鍵詞] 校園；無(wú)線(xiàn)技術(shù)；WLAN

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

[中圖分類(lèi)號(hào)] G637 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2017）07- 0189- 02

0 前 言

隨著無(wú)線(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步，教育需求和資源的變化、發(fā)展，無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)正逐漸成為不少發(fā)達(dá)國(guó)家教育機(jī)構(gòu)、院校或部門(mén)的重要組成部分。無(wú)線(xiàn)校園已經(jīng)成為提升教學(xué)環(huán)境品質(zhì)，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(hù)信號(hào)質(zhì)量的要求，如何滿(mǎn)足教學(xué)樓、宿舍樓、辦公室、操場(chǎng)等區(qū)域的無(wú)線(xiàn)覆蓋，讓師生們可以在這些區(qū)域隨時(shí)隨地、無(wú)拘束的連接到網(wǎng)絡(luò)，校園無(wú)線(xiàn)承載技術(shù)問(wèn)題將是討論的內(nèi)容。

1 影響無(wú)線(xiàn)信號(hào)的因素

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸不是在純凈的環(huán)境中傳播的，布滿(mǎn)了荊棘和障礙，相距較遠(yuǎn)時(shí)，隨著信號(hào)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(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)采用的是無(wú)線(xiàn)微波頻段。微波的最大特點(diǎn)就是近乎直線(xiàn)傳播，繞射能力非常弱，因此身處在障礙物后面的無(wú)線(xiàn)接收設(shè)備會(huì)接到很微弱的信號(hào)，或沒(méi)有收到信號(hào)。

（2）物理的障礙物，不僅阻擋微波無(wú)線(xiàn)信號(hào)，它還能把電磁的能量給吸收掉，無(wú)線(xiàn)信號(hào)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(hào)幾乎沒(méi)有穿透的可能。

（3）傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的工作頻段為2.4 GHz，而工業(yè)上許多設(shè)備也工作在這一頻段，如微波爐、藍(lán)牙設(shè)備。如果附近有較強(qiáng)的磁場(chǎng)存在，那么無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)肯定會(huì)受到影響，形成阻塞干擾。

（4）如果在無(wú)線(xiàn)環(huán)境中存在多臺(tái)無(wú)線(xiàn)設(shè)備還有可能存在頻道沖突，無(wú)線(xiàn)信號(hào)串?dāng)_的問(wèn)題，形成雜散干擾。

（5）無(wú)線(xiàn)環(huán)境不純凈。

影響無(wú)線(xiàn)信號(hào)穩(wěn)定性和連接速度的因素很多，由于無(wú)線(xiàn)通信的調(diào)制技術(shù)以及傳播信號(hào)原理的不同，引起的就是不同種類(lèi)的干擾。無(wú)線(xiàn)信號(hào)干擾問(wèn)題造成校園無(wú)網(wǎng)信號(hào)范圍覆蓋，信號(hào)的質(zhì)量降低尤其嚴(yán)重，歸結(jié)幾種類(lèi)型的干擾：

（1）加性噪聲干擾。干擾源在被干擾接收機(jī)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(diào)產(chǎn)物等，使被干擾接收機(jī)的信噪比惡化。

（2）交調(diào)干擾。當(dāng)多個(gè)強(qiáng)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)時(shí)，在接收機(jī)前端非線(xiàn)性電路作用下產(chǎn)生交調(diào)產(chǎn)物，交調(diào)產(chǎn)物頻率落入接收機(jī)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(hào)時(shí)，帶外的強(qiáng)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)引起飽和失真所

造成的干擾。

2 解決網(wǎng)絡(luò)信號(hào)干擾因素的分析

各種無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，逐步接入多元化寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的格局，傳播的信號(hào)環(huán)境也變的苛刻，無(wú)線(xiàn)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(guò)技術(shù)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(hào)質(zhì)量與覆蓋面寬度。

空間隔離，對(duì)解決加性噪聲干擾和接收機(jī)阻塞以及互調(diào)干擾都是有效的。隔離的大小取決于各個(gè)干擾需要的最大隔離度。

軟件無(wú)線(xiàn)電中采用擴(kuò)、跳頻抗干擾技術(shù)，完全可以與時(shí)變技術(shù)相結(jié)合。用設(shè)備可以做到既可單獨(dú)跳頻也可直接擴(kuò)展方式工作，還可跳頻與直接擴(kuò)展混合方式工作，這樣將大大增強(qiáng)通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

虛擬智能天線(xiàn)則是利用或借用在同一地域內(nèi)工作的其他同類(lèi)通信裝備天線(xiàn)之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)類(lèi)似智能天線(xiàn)的功能，以加強(qiáng)本天線(xiàn)接收端的信號(hào)干擾比，提高抗干擾性能。

MIMO技術(shù)中的智能天線(xiàn)技術(shù)，該技術(shù)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(hào)抗干擾性更強(qiáng)，無(wú)線(xiàn)傳輸更為精準(zhǔn)快速。

3 原有校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的分析

在傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中，采用自治型AP（無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)收發(fā)器）構(gòu)架，自治型AP缺乏全面管理，每個(gè)無(wú)線(xiàn)AP都是一個(gè)獨(dú)立的管理與工作單元，無(wú)線(xiàn)AP之間無(wú)法進(jìn)行任何溝通，每個(gè)客戶(hù)端均通過(guò)一條與AP相連的無(wú)線(xiàn)鏈路來(lái)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，形成一個(gè)局部的BSS。用戶(hù)如果要進(jìn)行相互通信的話(huà)，必須首先訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)固定的AP（被稱(chēng)為單跳網(wǎng)絡(luò)），設(shè)備必須共享AP，就可能產(chǎn)生通信擁塞并導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行速度降低。單跳網(wǎng)絡(luò)并不能動(dòng)態(tài)地處理通信干擾和接入點(diǎn)的超載問(wèn)題，后果是一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)也就隨之癱瘓。

無(wú)線(xiàn)校園網(wǎng)作為一種重要的獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，它是運(yùn)用傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，無(wú)線(xiàn)獨(dú)立成網(wǎng)即在物理鏈路上AP盡量接入無(wú)線(xiàn)專(zhuān)用的交換機(jī)，AP本身又兼具有網(wǎng)管之功能，需要逐臺(tái)進(jìn)行配置和管理，所有的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無(wú)法形成一個(gè)整體，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的融合性與流量的分配均勻性差。還有無(wú)線(xiàn)信號(hào)在分布系統(tǒng)中傳輸時(shí)，隨著距離增加，信號(hào)逐步衰減。在面積較大區(qū)域進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信號(hào)覆蓋的布置中，將產(chǎn)生信號(hào)分布不均、同頻干擾、工程量大及后期難以維護(hù)管理等諸多問(wèn)題。

4 新校園網(wǎng)布網(wǎng)技術(shù)

無(wú)線(xiàn)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(shù)與原有校園無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路相結(jié)結(jié)合，在原有校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上最終達(dá)到有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不易覆蓋的其他區(qū)域，設(shè)計(jì)原則實(shí)用性，高性能，先進(jìn)性，可擴(kuò)充性，安全性。

4.1 純AP多蜂窩覆蓋

基于單純?cè)黾覣P數(shù)量的思路，它通過(guò)使用布置多個(gè)AP來(lái)達(dá)到大范圍無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)覆蓋的目的。并將需要完成無(wú)線(xiàn)信號(hào)覆蓋的范圍區(qū)域劃分成多個(gè)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(gè)AP實(shí)現(xiàn)覆蓋的，將單個(gè)的AP的覆蓋范圍從單一信號(hào)源擴(kuò)展到由功放、耦合器和多個(gè)天線(xiàn)組成的信號(hào)源矩陣。實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域信號(hào)覆蓋的合理延伸，避免了同頻干擾，減少有源設(shè)備數(shù)量，增強(qiáng)設(shè)備安全保護(hù)，提高無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。