淺談高校校園網絡無線化設計與實施方案

張賀友

摘要：隨著移動智能終端普及，人們越來越多的使用手機，平板電腦等設備替代傳統臺式電腦或筆記本電腦進行信息獲取和通訊娛樂。移動終端因其便攜性等特點，大多沒有預留傳統有線網絡接口，而是內置了無線網卡，以便通過基于802.11協議的無線網絡接入互聯網。特別是在高等學校中，由于年齡特點和宿舍智能限電等原因，移動通訊終端成為首選，而很多高校樓宇設計之初并沒有為無線網絡進行規劃，多采用傳統的網線或電話線入戶的方式，雖然近些年光進銅退，但依然保持著傳統有線接入的方式，學生需要使用無線路由器才能讓移動終端接入網絡。但由于房間密集，路由器較多，受限于無線信道數量有限，導致用戶無線網絡體驗不佳。該文旨在分析高校網絡現狀，結合現有駐地網的結構，對新舊樓宇分別提出適用于高校校園網絡無線化的設計方案，并結合實際實施中遇到問題進行討論，為高校網絡無線化規劃提供借鑒。

關鍵詞：無線網;FTTH;AP;校園網絡

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）16-0003-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 題目背景與高校網絡現狀

隨著互聯網普及發展，移動智能終端普及和人們隨時隨地碎片化的信息獲取需求加重，移動終端成為獲取信息，溝通交流，生活娛樂的首選智能終端設備，但由于便攜性的要求，移動終端體積越來越小，對傳統有線網絡RJ45接口的支持逐漸弱化，更多地采用基于無線網絡的接入方式，對于家庭用戶和商超等具有無線網絡的場景下，很容易滿足此種無線上網需求，而對于高校環境，特別是高校宿舍，辦公區域等人員密集型地方，大多由于建筑物設計時只預留了網絡接口或電話線接口，新建小區預留光纖等，均是傳統有線接入方式，學生若想使用無線終端上網，必須使用無線路由器才行。然而對于人員密集的高校宿舍場景和辦公場景以及公共教學區域，顯然上述方式存在弊端。

首先，從安全角度講，私接無線路由器，由于其品牌型號眾多，設備用電安全良莠不齊，一些高校墻壁面板接口有限，還需要自行購買插排進行擴展，由于學生對設備選購上大多只注重價格和插孔數量，很少關注產品安全性，加之使用上不注意，又增加了安全隱患，新聞報道中也屢見宿舍私接用電導致火災等案例。

其次，從技術角度，無線通信信道數量有限，在人員密集的區域，無線路由器多了，而信道一般用戶很少手動調測，因此同頻干擾現象嚴重，對用網體驗帶來的直觀感受就是網速慢，延遲高，這時候往往會加大路由器信號功率，試圖改善上述現象，但結果確是同頻信道重疊率提高，網絡質量更差。

另外對于公共區域，通過增加無線路由的方式也不太便于實現。因此越來越多的高校提出新建校區優先采用無線接入方案，對于老舊校區逐步推行無線化改進方案。本文通過對天津地區高校網絡現狀分析，結合工作中遇到的案例情況，針對新舊校區樓宇情況，提出高校網絡無線化的設計方案供借鑒。

2 老舊校區樓宇無線化方案

老舊校區一般現行網絡規劃為駐地網模式，也就是常說的FTTH的接入方式，也有部分高校采取樓層或樓宇交換機匯聚，網線入戶的方式。先來說下常規的FTTH方式，一般是由校方BRAS下接核心交換機，核心交換機與OLT相接，再通過光纜，連接到各樓宇內，經過分光器送入各戶，用戶通過ONU進行光電信號轉換后與終端連接，如用戶需要無線上網，需要下掛無線路由器發射無線信號給移動終端，其整個結構如圖1所示。部分校區或辦公區采用LAN口入戶方式，其結構可以理解為將ONU集中放置于弱電間或單獨管理室內，通過光纜入樓，網線入戶的方式，在樓宇或樓層內放置交換機與ONU相連，完成光電轉換功能，用戶直接將終端接入墻壁預留信息面板即可上網。無論上述何種方式，如果需要給筆記本，手機，平板電腦等移動設備提供網絡接入，均需要自行掛接無線路由器才可以。其弊端已經在上一節中提到，這里不再贅述。

無線網絡常規接入方法為AC+AP的方式，其網絡結構一般為校方BRAS下接核心交換機，交換機下掛AC控制器，并通過光纜連接到各樓宇的匯聚交換機，在接到每層的接入交換機，通過網線入戶后與室內AP相連。該種接法利用AC對所有AP進行統一管理，AP自動發現、所有的配置集中在網關AC上完成， 簡單便捷[1]。同時可以對每個AP進行信道定義，對AP功率進行調控，避免產生較大的信道重疊干擾。

鑒于老舊校區現有駐地網接入模式，為盡量減少施工對正常辦公，生活帶來影響，重新按照標準無線網絡設計方案布線顯然不太合適。因此提出一種適用于已經具備駐地網的老舊校區的OLT+ONU+AP+AC的FTTH+WLAN設計方案，其網絡結構如圖2所示。校方BRAS與AC控制器同時接入核心交換機，將利用VLAN技術，將AP與AC通信的管理VLAN與實際業務VLAN隔離。AP接入ONU，通過OLT與核心交換機相連，并根據不同VLAN進行數據交換，實現AP統一管理，完成有線網絡接入到無線網絡接入的改造工作。

AP工作需要供電，一般AP供電有POE供電和傳統DC電源供電，POE技術利用現有的五類及以上雙絞線，在傳遞信號的同時也將電源傳送給無線AP，省去了本地電源，越來越受到運營商的歡迎[2]。由此又衍生出很多新型供電方式，如POE模塊供電，即該模塊同時具有數據傳輸和供電功能，將傳輸數據的網線接入輸入口，將AP接到輸出口，接通電源后輸出口同時提供48V直流電以及來自輸入口的網絡數據。還有具備POE功能的ONU產品，該產品將POE交換機與ONU二合一，也能為AP提供48V工作電壓。

關于AP設備類型，即選用室內面板式AP還是樓道內的吸頂式AP方面，這一方面取決于上述提到的是光纖入戶還是網線入戶的不同環境。同時也要與學校信息中心和物業等部門的配合，商定接入方式。當然，如果需要進行室外安裝的話，就只能選用室外AP了。一般來說，對于光纖入戶的情況，可以將光纖抽回，將ONU放置在弱電間或統一管理室內，通過ONU下接POE交換機的方式，采用吸頂式AP，根據AP覆蓋范圍和樓層結構選點安裝。對于網線入戶情況，就可以采用面板式AP直接替換掉原有信息面板，將接入POE交換機下掛在每個樓宇的匯聚交換機或ONU下即可。

現階段， 2.4G頻段的無線AP能夠應用的頻道有10余個， 但只有1、6、11是完全不被覆蓋的[3]。由于室內安裝較為密集，建議采用雙頻AP設備，并對2.4G頻段的無線信號采取V字型開啟，也就是不存在兩個相鄰的房間同時開啟2.4G頻段，并根據信道不重疊特征，僅能分配1，6，11這三個互不重疊的信道給相應的AP，這在初期設計時就根據房間平面圖做好規劃。對于5G頻段目前開放的8個民用信道能夠滿足實際需求，只需要避免信道重疊即可。雖然統稱為5G頻段，但其實5G頻段被劃分為5.2G，5.5G，5.8G，其中5.5G尚未被廣泛使用，目前可用的36、40、44、48信道為5.2G，149、153、157、161、165為5.8G。而5.2G與5.8G在網絡承載能力上存在細微差距，頻率越高速度越快，但在整體布局統一規劃時，往往忽略他們之間的差距，認為都是5G頻段，將上述頻段統一規劃給不同的AP。

3 新建校區樓宇無線化方案

對于新建校區的樓宇，大多已經預留室內信息點位，強、弱電間等，我們可以采用標準無線設計方案進行入場施工即可，即通過在樓宇內放置匯聚交換機，上聯核心交換機，下接POE交換機，在管理上將AC與AP相連，在業務上將用戶與BRAS相連。同時也可以采用與老舊樓宇改造后的FTTH+WLAN網絡結構一樣，實現校內網絡結構統一，便于維護管理。

值得注意的是，有些新舊樓宇同時存在的校區，由于以前采用的有線接入，BRAS上沒有分配過WEB認證的接入方式，但對于辦公區域開放過IPOE的上網方式，即DHCP獲取IP上網的方式。為了使新舊樓宇無線化上網一致，并且能夠做到覆蓋區域內用戶能夠無線漫游，可以采用支持認證的AC廠商設備，將認證環節從BRAS改到AC上來做，這樣對于原始網絡結構可以在一定程度內給予保留，并且能夠實現校園內無線覆蓋下無縫漫游。避免在不同的上網方式間或不同區域間來回變化。

對于需要多運營商運營業務時，此種AC+AP的方式更有利于簡化布線和網絡設備投入，只需在核心交換機上接入各運營商線路，劃分不同VLAN，通過AC控制AP發射不同SSID，并對不同SSID綁定不同VLAN，以實現多運營商同時運行的場景。避免了一個運營商一種布線標準和多組設備的投放，降低了管理和維護成本，也更有利于高校方信息化管理，實現設備統一管控。

4 方案實施與總結

該方案具有改造時間短，體驗效果好，管理方便，維修簡便等特點。方案已經在工作中對天津某高校實施，實施過程中總結了幾點注意事項，在此提出以供參考。

對于通過ONU接入AP的方式，用戶在不同ONU之間漫游時，會出現短暫斷網情況，經排查，是屬于ONU的一種防止MAC地址漂移的特性，MAC漂移檢測的目的是消除非正常MAC漂移對交換設備的影響[4]，而我們的用戶在不同ONU之間漫游，正是MAC地址在不同交換口中進行漂移的過程，只是該過程是正常的，被允許的。該功能可以在OLT中進行關閉，關閉后需要注意網絡結構中不要存在可以讓用戶MAC地址從ONU下端漂移到上端的環境存在，否則可能導致整體網絡出現問題。

通過上述基于PON網的FTTH+WLAN的無線化網絡設計方案的提出，對于高校無線化接入網絡改造，以及降低安全風險，優化用戶上網體驗起到很好的幫助。

參考文獻：

[1] 劉鵬，黃英楠，張國圓.基于EPON網絡的無線組網模式探討[J].廣播與電視技術，2015，42（09）：107-111.

[2] 烽火網絡.WLAN接入及供電方式分析[J].電信技術，2011（08）：85-87.

[3] 張珊，王晨，田海量.無線AP在企業WLAN中的價值體現[J].電腦知識與技術，2019（09）：61-62.

[4] 趙咸紅，桂剛.一種MAC漂移檢測功能的實現與應用[J].郵電設計技術，2013（08）：67-69.

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