利用无线技术建设无线校园网的方案
２００５．９中国电化教育总第２２４期
利用无线技术建设无线校园网的方案
吴秀娟
（甘肃交通职业技术学院，甘肃兰州７３００７０）
摘要：本文简要叙述了无线校园网的发展现状及其优势，重点论述了组建无线校园网的关键技术，并给出了一种组建方案，具有较强的实用性。
关键词：无线校园网；网络技术；建设方案
中图分类号：Ｇ４３４文献标识码：Ａ
目前，大多数高校已经建立起了性能先进、应用广泛的有线校园网络，但是随着计算机技术和通信技术的迅猛发展，传统的有线网络也逐渐暴露出种种问题：难以解决远距离信息传递、无法铺设线缆环境（如施工工地、地形比较复杂的校园环境）中的网络建设、移动办公等等。随着无线局域网技术标准、无线产品的不断推出，无线局域网的应用和普及已发展到了一个新阶段。无线局域网技术的发展对校园网络的建设有何影响，如何将无线局域网技术应用到校园中去，这已成为业界人士日益关注的焦点，拥有安全、便捷、高质量、高效率的校园网络已经成为各个学校信息化建设的迫切需求。
一、无线校园网的发展现状及其优点
１９９７年７月，ＩＥＥＥ定义了ＷｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮ（无线局域网）标准——
—ＩＥＥＥ８０２．１１，在随后的几年中，各家厂商也纷纷推出了商用化无线产品。１９９９年１０月，美国卡内基．梅隆大学在世界上率先启动了校园无线网络，尽管当初采用了２Ｍ传输技术，但是无线网络技术注入校园，无疑是ＩＴ技术在校园信息化中的又一次重要的突破。随着无线互联网技术的飞速发展和商业化普及，“宽带无线”正在取代“宽带”，成为校园网基础建设的热点。
１．无线校园网的两个发展阶段
无线校园网的发展可分为两个阶段。第一阶段，主要采用无线局域网这样的低成本宽带无线技术，这个阶段的主要特征是对现有的校园有线网络基础设施进行延展和补充，无线网络仅仅应用于电教中心、实验班等局部区域，部分师生实现基本的无线接入、组网和应用。上网终端主要依靠笔记本电脑，成本较高，增加了无线校园网方案应用普及的难度。
鉴于这些原因，第二阶段无线校园网在日益成熟的宽带无线ＩＰ技术标准推动下应运而生。这个阶段的主要特征是：移动性已经从局部扩展至全局，从多个数字孤岛走向融合，从笔记本电脑扩展到台式机、掌上电脑等多种设备，以及所有校园网上的其它终端设备。
２．无线校园网的优点
与有线校园网相比，无线校园网具有很大的优势：移动性强：受环境条件的限制小，摆脱了线缆的约束，师生在校园内可以直接使用带有ＷＬＡＮ接口的终端设备“随时随地”访问校园网和互联网。
灵活性高：无线网组网灵活，易于扩展，能满足具体的应用和安装需要，系统结构可以适用于小数量用户的对等网络，也可以适用于几千名移动用户的完整基础网络。
传输速率高：适合进行大量双向和多向多媒体信息的传输，带宽最高可达１１Ｍｂｐｓ，可以大幅度提高网络效率，能充分满足校园网用户对网络速度的要求。
维护成本低：由于后期维护方便，维护成本比有线网络可减少５０％左右，而且对于经常移动、增加和变更的动态环境，无线网络的长远投资收益就更加明显。同时，无线网络设备可以随办公环境的变化而轻松转移和布置，有效的提高了设备的利用率。
二、无线校园网络关键技术
针对校园网络的特点，利用无线局域网主要涉及以下几项应用技术：
１．微蜂窝覆盖及漫游：无线微蜂窝覆盖，就是将多个无线接入点ＡＰ（ＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）形成的各自的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖，各覆盖区域之间无缝连接。所有ＡＰ通过双绞线与有线骨干网络相连，形成以固定有线网络为基础，无线覆盖为延伸的大面积服务区域。所有无线终端通过就近的ＡＰ接入网络。微蜂窝覆盖突破了无线网络覆盖半径的限制，大大扩展了单个ＡＰ的覆盖范围，用户可以在ＡＰ群覆盖的范围内漫游，通讯不会中断。
文章编号：１００６—９８６０（２００５）０９—０１０１—０２
技术与产品
总第２２４期中国电化教育２００５．９
安装在室内的ＡＰ由于受建筑物本身的影响，ＡＰ的发射功率也要严格控制，因此单个ＡＰ所覆盖的面积可能无法满足无线覆盖的规划，例如覆盖整个教学楼，因此可以采用多个ＡＰ进行合理分布和配置，将单个覆盖区域扩大成较大的覆盖区域。在整个覆盖区域中，无线终端设备将自动检测信号的强度，建立最高质量的无线链路。
２．无线中继点：由于微蜂窝覆盖技术中，每个ＡＰ需要与有线网络相连，学校的一些面积较大的场所如大礼堂、阶梯教室、室内体育场等可能无法全面覆盖，这时就需要采用无线中继的方式，通过无线中继点来进行网络接力，进一步扩大无线网络的覆盖范围。中继点的构建，只需要将两个ＡＰ互联，接收前一ＡＰ的无线信号，并形成新的覆盖区域，从而达到无线信号覆盖全场的目的。
３．覆盖开阔区域：有了无线覆盖技术，网络就不仅仅局限于室内狭小的空间，更广阔的学习空间被利用起来，草坪、操场、树荫下不再是网络的终点站，连接了放大器和天线的ＡＰ完全可以将无线信号覆盖到校园的任何角落，每一寸土地都被利用起来，整个校园变成了一个巨大的教学空间。
４．无线网桥：利用ＡｂｏｖｅＣａｂｌｅ无线桥接设备，可以为两个或者多个独立的局域网络建立带宽高达１１Ｍｂｐｓ的空中连接。ＡｂｏｖｅＣａｂｌｅ对于无线链路具有很强大的管理功能，不仅具有链路质量检测、数据安全加密、带宽控制等功能，而且ＡｂｏｖｅＣａｂｌｅ无线桥接网桥具有非常成功的应用经验，桥接距离从几百米到几十公里均有不同的全套方案以及配套设备。无线网桥的构成包括：ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ无线桥接器、２．４ＧＨｚＷＬＡＮ专用天线、信号放大器以及分配器和避雷器等附件设备。ＡｂｏｖｅＣａｂｌｅ无线网桥支持点对点方式以及单点对多点的方式。
５．无线网络设备集中管理：ＡｂｏｖｅＣａｂｌｅ无线网络还为构建校园无线网络提供了多种有效的管理手段，包括Ｔｅｌｎｅｔ、ＳＮＭＰ、Ｗｅｂ等管理界面，网络管理员可以随时随地对无线网络进行配置、监测、控制，大大地提高了工作效率，使无线网络的运行更加有效可靠。
三、无线网校园组建方案
本方案在原有的有线校园网基础上构建无线校园网络，可以分为室内和室外两个部分进行。
１．室内
指原先没有安装有线网络的教室、会议室、临时移动办公室等房间。在室内部署ＷＬＡＮ的第一步是要确定ＡＰ的数量和安装位置，可以根据实际环境（如教室的面积等）、教学环境对网络带宽、速度的要求、覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等来确定ＡＰ的数量和安装位置。采用无线微蜂窝覆盖技术，将多个ＡＰ形成的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖，确保了各覆盖区域之间无缝连接。所有ＡＰ通过线缆与有线骨干网络相连，无线终端通过就近的ＡＰ接入网络，访问整个网络资源。
通常情况下，一个ＡＰ最多可以支持多达８０台计算机的接入，数量为２０－３０台时工作站的工作状态最佳，ＡＰ的典型室内覆盖范围是３０－１００ｍ。根据教室和会议厅的大小，可配置１个或多个无线接入点。例如，可在教室中放置４台ＡＰ，使这个教室最多可容纳８０－１２０个无线网络用户。
２．室外
指校园操场及其他公共场所等。在校园区室外的情况要比室内复杂一些，在该方案中采用的设备主要有：ＡＰ、无线全向天线、无线定向天线，全向天线在所有水平方位上信号的发射和接收都相等，而定向天线在一个方向上发射和接收大部分的信号。
室外无线架设的关键是通过配置无线接入点，把各自成一个局域网而又有一定距离的各栋楼房连接起来。具体的实施过程是：在网络的每一端即每一栋楼房或建筑物上接入ＡＰ，并在距离远或信号弱的地方外接高增益天线，这样就可以实现几公里以内的两个网段之间的互联了。
该方案中，我们在图书馆（中心机房）架设一个全向室外天线和一个室外定向天线，全向天线覆盖校园各教学楼和操场；在实验楼上架设定向天线，将信号传递给教学楼Ａ；教学楼Ａ上也要架设定向天线，将信号传递给教学楼Ｂ；在教学楼Ｂ上可架设全向天线，可以覆盖草坪，同时也可以将信号传递给教学楼Ｃ。其它楼依此类推。
具体操作时，要根据实际情况（如各栋楼之间的实际距离以及障碍物等）来考虑选择设备（如设备型号、是否要加用全向、定向天线，以及增减设备数量等）。在楼房上架设无线网络设备时还需加装避雷器、防潮箱等设备，以防止无线网络设备的损坏。
虽然无线网络有诸多优势，但是我们也应该清楚的看到它的不足：无线网络速率较慢、价格较高。无线局域网还不能完全脱离有线网络，只能作为有线网络的补充和完善，二者并不是技术竞争，而是技术互补。近年来，适用于无线局域网产品的价格正逐渐下降，相应软件也逐渐成熟。相信在未来，无线网络技术在校园网络建设中会有极大的应用前景。
!收稿日期：２００５年５月１８日
责任编辑：刘德亮
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