无线校园网建设方案及常见问题

魏晓波

【摘 要】随着院校师生随时随地共享教育网络资源的需要，无线校园网蓬勃发展起来。国际上，拥有无线校园网，已经成为现代化校园的一个标志。本文主要介绍了无线网络的原理以及无线校园网的构建和常见问题。

【关键词】无线网络原理；无线校园网组网；问题

●引言

目前大部分学校都已经建设了有线校园网络，但是随着政府机构对教育行业的重视，我国教育网络得到了很大程度的发展，中国教育和科研计算机网(CERNET)在2005举行的中国无线校园网建设与发展论坛上宣布，将利用下一代互联网上的领先优势，联合各大厂商，通过贷款方式打造300所笔记本大学。并且由于校园内师生对移动办公的要求也越来越高，只能提供固定而有限的网络信息点，而对于如图书馆、阶梯教室、会议室等流动性较大的场所,有线网络的架构都极大地受到环境的约束，已远远无法满足学校师生随时随地共享教育网络资源的需要。因此，利用WLAN技术在高校中建设无线校园网，倡导无线技术的应用意义重大，前景良好。

●无线局域网概念及基本原理

无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网。其常见的形式是把一个计算机站点以无线方式连入一个计算机网络中，作为网络中的一个点，使之具有网络工作站所具有的各种功能，并能享受网络中的各种服务。无线入网的计算机能在一定的区域内移动，同时又随时与网络系统保持联络。与有线网络相比,WLAN具有移动性强、可靠性高、运行成本低廉、便于维护管理等优点。它能够有效地作为补充和完善有线局域网,快速、方便地解决以有线方式不能实现的网络信道的连通问题,充分发挥网络的利用率。

无线网络系统由网络适配器和转发器两部分组成。网络适配器固定在计算机扩展槽上，利用天线发送信息；而转发器则接收发送信息，通过一条输出线连接用户计算机和公共网络。无线网络中使用的通信技术主要可分为三类:窄频微波技术、扩频技术及红外线技术。其中扩频通信技术应用最广，其基本特征是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码对载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率谱密度的信号来发射。扩频通信技术在发射端以扩频编码进行扩频调制，在接收端以相关解调技术接收信号。这一过程使其具有抗干扰性强、隐蔽性强、易于实现码分多址、抗多径干扰等优点。

实现扩频通信的基本工作方式有直接序列扩频(Direct Se-quence Spread Spectrum)方式(简称DSSS方式)和跳频(Frequen-cy-Hopping)工作方式(简称FH方式)。

●无线校园网建设方案

在校园中建立的无缝无线通讯网络，使校园的每个角落都处在网络中，形成真正意义上的校园网。最大的特点是具有高度的空间自由性和灵活性；可以避免大规模铺设网线和固定设备投入，有效地削减了网络建设费用，极大地缩短了建设周期；无线局域网带宽很宽，适合进行大量双向和多向的多媒体信息传输。

国际上，拥有无线校园网，已经成为现代化校园的一个标志。据悉，到2006年，将有600所高校建设无线校园网。中国的大学无线校园网的建设已经如火如荼地展开了。无线校园网正是顺应了教育信息化建设的前进步伐而蓬勃发展起来的。当前的教育网用户非常期待实现许多需求，如网络信息点流动的需求、难以布线区域网络建设的需要、利用网络提高教学效率的需要以及信息化建设中降低成本和保护投资的要求等，通过无线校园网的建设，都可以找到解决的基础和途径。随着无线局域网技术的发展，这些问题都能够得到妥善的解决。

在校园无线网络建设需求中，主要存在三种典型的应用环境。第一是校园内的户外公共区域；第二是局部开放的室内大环境，如典型公共教室、图书阅览室等；第三是房间多、用户数量不多但分布较散的楼宇，如教学办公楼、宿舍等。

1.室外区域无线覆盖方案

学校体育场、中心广场、教学楼宇间公共区域等，一般是学校需要实现无线覆盖的室外公共区域。根据需覆盖的室外区域的实际情况，可以设计建立多个无线覆盖基站，采用重叠交叉无线覆盖的方式，完成区域的无缝无线覆盖。

2.室内区域无线覆盖方案

室内覆盖区域的大小和建筑结构的复杂程度往往差别很大，根据学校的具体需求，设计多种室内覆盖解决方案。一般来讲，针对局部开发的室内大环境，如图书阅览室、礼堂、体育馆、大教室等，网络用户数量较多而集中，推荐设计以单个AP（Access Point，无线接入点）小面积覆盖，多个AP整合交叉覆盖形成大面积覆盖区域，每个AP都独立接到交换机上，保证有效带宽更宽。在具体实施项目中，一般采用兼容802.11b/g标准的室内无线AP产品完成无线网络的室内覆盖。

针对办公楼、教学楼等结构较为复杂的室内区域，可根据建筑结构具体情况，选用以下两种方案:方案一，采用高灵敏度、穿透能力强的无线AP产品，配合分离式吸顶天线，以一个AP配合一个天线，或一个AP配合多个天线，完成室内区域的完全覆盖。一般要选用专用的无线AP，配合室内吸顶天线，完成楼宇内部无线覆盖。采用分离式天线设计，可以适应无线设备与高增益天线的连接使用，以保障高质量的无线信号能够覆盖更远距离，同时增强设备在干扰较大的频率环境中使用的能力。方案二，采用室外覆盖方式，选用室外无线AP，通过天线聚集无线信号，使无线覆盖范围更大、更远，穿透能力更强。设备与天线安置于楼宇顶部或底部，以无线信号向下或向上整体覆盖楼宇。

●常见问题

目前，无线校园网还有很多不近人意的地方，很多学校在建设和管理维护校园无线网络的时候，经常会面临两个棘手的问题，怎样解决好这两个问题也成为完善和发展无线校园网的关键。

问题1：——无线信号的传播深受环境影响

多径等问题导致无线信号在不同方向上存在非常复杂的衰减现象，实际的信号覆盖和理想的信号衰减模型往往存在一定差异。所以WLAN网络的实施往往需要周密的网络规划、详细的工勘、网络部署后的调优等一系列活动。即使完成这些活动后，网络应用阶段的射频参数调整仍然是必不可少的。这是因为无线环境是不断地变化的，障碍物的移动、微波等工作带来的干扰等都可能对无线信号的传播造成影响，所以无线接入点的信道、发射功率等射频资源必须能够动态地调整以适应用户环境的变化。这样的调整过程是复杂的，需要丰富的射频技术经验和定期的工勘，无疑需要非常高的操作成本。

问题2：——无线环境调整的自适应性

为了提高WLAN网络的容量，常用方法是增加接入点。然而，接入点的数量增长带来了新的问题。无线频谱的分配就是一个典型问题。WLAN无线频谱是一种固定资源802.11b/g标准，只支持三个非重叠信道，为了避免相邻接入点出现同频干扰，需要让相邻AP尽量使用不同的信道，随着AP数量的增多，避免相邻接入点使用相同的信道变得十分困难。如果管理老师新增一个AP，周边AP功率和信道都要像多米诺骨牌一样调整，这会让几百台AP的校园网管理工作趋于崩溃。

参考文献：

[1]王树斌.无线局域网技术概述.中国科技信息,2006（7）

[2]王执毅.校园无线局域网的建设.科教文汇，2007（1）■