高校学生宿舍无线有线网络一体化建设实践

林维锵

摘要：针对目前大部分高校学生宿舍同时部署有线无线两套网络系统的现状，以广东理工职业学院具体实践为例，创新提出一种新颖、高性能、 智能化的无线有线一体化建设方案，相对传统建设方案，该方案在节省一半成本同时，提供了相同体验，为其他高校的学生宿舍网络建设提供了参考。

关键词：无线网络;无线有线一体化;802.11AC WAVE2

中图分类号：TP311     文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）25-0027-02

1 引言

随着智慧校园建设的推进和移动互联网的普及，无线上网已经成为连接校园网的主要方式，且有线上网的方式将逐渐被无线替代，这已经成校园网接入发展趋势。高校学生宿舍对于无线网络的性能要求也在不断提高，宿舍作为大学生主要生活学习场所，除了需要建设有传统的有线网络外，还需建设高性能的无线网络来满足大量无线接入需求。大部分的高校宿在原有的宿舍有线网络上，需投入接近有线网络建设成本的资金，来部署独立的无线网络系统，以满足学生日益增长的无线网接入需求。

2 高校学生宿舍网建设现状

目前高校学生宿舍在提供有线网络的基础上，为满足学生无线接入需求，绝大部分都建设了无线网络，一般采用以下部署方式：

1）采用独立放装AP室外部署，这种无线覆盖模式采用典型的无线控制器 + 瘦AP部署架构，无线AP安装在走廊，根据不同宿舍结构，一般是4到6个宿舍共用一个AP，这种模式曾经也是高校自建无线网络的主要部署方式。其优点是：成本较低，多个宿舍共用一个AP;安装方便，不用穿墙，减低施工难度;维护方便，故障节点相对少，不用进入宿舍维护等。但是存在一些问题：无线信号在长走廊多次反射将形成“多径干扰”;宿舍墙壁一般厚且宿舍门一般是铁门，无线信号穿透后衰减严重，信号强度较弱，大部分宿舍信号都低于-65dB，尤其在宿舍的角落;一般来说宿舍人口密度很大，特别是高峰期上网并发量大，容易出现掉线或速度慢等问题。

2）采用AP天线入室分布式部署，这种方式是利用无线室内覆盖系统的天馈线，通过合路器将无线AP信号馈入，达到无线信号通过天馈系统的天线来扩大覆盖区域，电信、移动和联通等运营商实现校园无线覆盖时大多使用这种方式，这种方式曾经在某个时期也是对宿舍进行无线覆盖的主流方案。其优点是：综合拥有成本较低，一个AP信号可覆盖4-8个宿舍;宿舍内部的信号强度较好，用户体验较好。但也存在一些问题：多个宿舍共用同个AP 空口资源，无线通信方式是采用CDMA通信模式，同一时间只能有一个终端可以使用，用户并发性不好;线路合路器的安装比较复杂，且随着无线馈线长度的加长，信号衰减严重，发生故障时维护也比较麻烦。

3）采用面板式AP 入室覆盖，面板式可安装在宿舍原有的有线模块底座上，利用原有网线进行部署，打破了无线网络建设的传统建设方式，无须部署综合布线系统，较好的利用了既有网络，将无线网络建设对宿舍影响降到最低，实现了快捷对宿舍进行无线网络覆盖，可避免放装AP直接部署在楼道中须穿透墙壁带来的室内信号弱、网络可用性差的问题。其优点是：部署方便、施工容易，可利用原有综合布线系统，无线信号覆盖效果好;其缺点是：面板式AP无线穿透能力较弱，若面板前较厚物品挡住时，信号将受到较大影响。

3 高校宿舍网络的无线有线一体化方案

目前大部分高校宿舍网采用有线与无线网络独立组建方式，存在建设成本较高、日常管理运维繁杂、无法真正实现一体化管理等特性。而随着学生上网的无线化和移动化，采用新型的无线有线一体化网络建设方案，具有可提供高性能的无线网络、性价比高、管理便捷等特点，适合高校宿舍网的建设。

无线有线一体化网络建设方案采用主体+分体AP无线覆盖和有线延伸的方式。针对多房间结构建筑，如宿舍这样的场景做无线覆盖时，传统的方案是采用室外独立放装AP、天线入室或AP直接部署在室内，在信号、性能或性价比方面存在不足。主体+分体AP无线覆盖方案针对这类场景采用了全新的组网架构，创新地解决了该类覆盖的信号和性能问题，实现了每个房间的无线千兆接入速率，并提供了有线接入端口。该方案采用无线控制器+主体AP+分体AP的主体架构，对比传统的瘦AP架构，新增了“主体AP”这个中间互联设备，每个房间仍然有一个分体AP覆盖，分体AP通过网线连接到主体AP，为这些分体AP进行PoE供电的同时，也能够进行管理和維护。本方案所采用设备可通过标准的管理协议来实现有线无线一体化管理，从而实现对无线设备的设备管理、故障管理、性能监控、版本管理、配置管理、用户管理等功能，并可对其他类型网络设备进行统一管理，实现智能型有线无线一体化管理。该方案具有以下特点：

3.1 提供基于802.11AC Wave2的高性能千兆无线宿舍网

802.11ac Wave 2对比之前标准，其中最重要特性是采用了MU-MIMO技术，该技术可实现AP在同一时刻向多个无线终端发送数据，相对比传统无线网络串行通信和共享信道的机制，无线频谱资源利用率得到较大提升，接入用户数得到了较大提高，提升高密度用户情况下的用户体验，单个AP能提供整机超过1 Gbps的接入能力，让用户的体验达到有线接入一般的高速效果，可充分满足学生在线学习交流和观看高清资源的带宽需求。

3.2 实现宿舍网络无线有线网络一体化

部署在宿舍内部的分体AP除了对外发射高性能的无线信号，同时还提供有4个千兆的RJ45有线以太网口，能提供给台式电脑、笔记本或网络打印机等有线设备的高速接入，满足对有线需求的用户。分体AP所提供有线端口，可根据实际需要进行开启、关闭及分配不同VLAN等管理操作，满足各种不同场景需求。这种创新的无线有线一体化结构，可同时提供高性能无线接入及稳定有线接入，实现无线有线融合部署管理。

3.3 部署灵活，无线信号覆盖良好

主体AP 和分体AP之间，通过网线入室部署，无穿墙衰减与馈线损耗，信号覆盖无死角。分体AP支持壁挂、吸顶等安装方式，主体AP可以选择放置在弱电间，不需要在楼道内部署，施工方便美观。信号覆盖性能体验胜于放装及馈线部署方式，室内的信号强度可保持在-50dbm以上，室外走廊也不低于-60dbm，可保证宿舍网用户始终能与AP保持较高速率，获得良好的无线网络品质。

3.4 采用先进的多级分布式架构部署，高效节能

通过分层设计， 将传统的“无线控制器+瘦AP”的两层结构升级为 “无线控制器+主体AP+分体AP”的多层结构，主体和分体AP各自内置专用模块进行数据转发和控制管理，以保证系统的性能和稳定性，主体AP设备与汇聚层的互联可采用万兆上行光纤接口，可确保数据传输不存在瓶颈;分体AP具备独立的CPU、 独立的射频芯片，可保证高效快速进行用户数据处理和转发，及解决多用户空口占用问题，避免采用共享主体AP带来的性能瓶颈问题。主体AP和分体AP在管理上是一个统一整体，分体 AP的无线射频可实现统一管理、升级、配置，主体AP 可直接为分体AP供电，与传统方案相比，综合节能达到40%以上。

3.5 建设成本较低，管理便捷

单台主体AP主机可以对24个宿舍或房间实现高性能无线部署，能较好节约建设及后期管理的成本，部署一两百台主体AP，就可以管理几千个宿舍，适合高校宿舍大规模部署。这种部署方式在提供高性能无线同时还提供了有线网络，同等规模下建设成本大概是传统有线、无线网络独立建设成本的一半左右。在部署覆盖类似规模的宿舍可以使用更少的主体AP，使得无线控制器和网管系统对于AP的管理得到简化，实现整网管理更加简单便捷。

3.6  无线优化难度较低

无线网的优化是非常重要，建成后的无线网一般需要投入大量时间和精力进行调试优化，才能保证网络性能。现对室外独立放装AP或馈线部署方式，这种入室AP的无线优化难度现对较低，一般采用对每个宿舍内的分体AP信道进行统一规划配置，采用蜂窝覆盖和信道间隔的原则，相邻的蜂窝使用交叉的信道;适当降低分体AP的发射功率，减少分体AP之间的可见性，避免同频干扰;启用同个VLAN之间二层隔离功能，减低广播报文对信道占用，减低空口使用率;禁止低速率及弱信号的无线终端接入，提升AP整体速率;优先引导无线终端使用高速率、低干扰的5G频段，提升用户体验。

4 结束语

这种创新的无线有线一体化宿舍网建设方案在广东理工职业学院实施半年多以来，根据学生用户反馈及网络监测数据显示，用户无线体验良好，即使在上网高峰期，无线网依然保持良好性能。在学校宿舍无线网络能持续提供高质量服务情况下，根据后台数据分析显示，宿舍网的无线有线用户比为10：1，且有线用户在持续降低。随着校园应用移动化，可预见宿舍网用户对有线网络需求还将进一步减少，采用这种无线有线一体化的宿舍网建设方案在取得良好使用效果同时，显著降低了建设成本，值得推广借鉴。

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