魏曉波

【摘 要】隨著院校師生隨時隨地共享教育網(wǎng)絡(luò)資源的需要，無線校園網(wǎng)蓬勃發(fā)展起來。國際上，擁有無線校園網(wǎng)，已經(jīng)成為現(xiàn)代化校園的一個標志。本文主要介紹了無線網(wǎng)絡(luò)的原理以及無線校園網(wǎng)的構(gòu)建和常見問題。

【關(guān)鍵詞】無線網(wǎng)絡(luò)原理；無線校園網(wǎng)組網(wǎng)；問題

●引言

目前大部分學(xué)校都已經(jīng)建設(shè)了有線校園網(wǎng)絡(luò)，但是隨著政府機構(gòu)對教育行業(yè)的重視，我國教育網(wǎng)絡(luò)得到了很大程度的發(fā)展，中國教育和科研計算機網(wǎng)(CERNET)在2005舉行的中國無線校園網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展論壇上宣布，將利用下一代互聯(lián)網(wǎng)上的領(lǐng)先優(yōu)勢，聯(lián)合各大廠商，通過貸款方式打造300所筆記本大學(xué)。并且由于校園內(nèi)師生對移動辦公的要求也越來越高，只能提供固定而有限的網(wǎng)絡(luò)信息點，而對于如圖書館、階梯教室、會議室等流動性較大的場所,有線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)都極大地受到環(huán)境的約束，已遠遠無法滿足學(xué)校師生隨時隨地共享教育網(wǎng)絡(luò)資源的需要。因此，利用WLAN技術(shù)在高校中建設(shè)無線校園網(wǎng)，倡導(dǎo)無線技術(shù)的應(yīng)用意義重大，前景良好。

●無線局域網(wǎng)概念及基本原理

無線局域網(wǎng)WLAN(Wireless Local Area Network)是指以無線信道作傳輸媒介的計算機局域網(wǎng)。其常見的形式是把一個計算機站點以無線方式連入一個計算機網(wǎng)絡(luò)中，作為網(wǎng)絡(luò)中的一個點，使之具有網(wǎng)絡(luò)工作站所具有的各種功能，并能享受網(wǎng)絡(luò)中的各種服務(wù)。無線入網(wǎng)的計算機能在一定的區(qū)域內(nèi)移動，同時又隨時與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)保持聯(lián)絡(luò)。與有線網(wǎng)絡(luò)相比,WLAN具有移動性強、可靠性高、運行成本低廉、便于維護管理等優(yōu)點。它能夠有效地作為補充和完善有線局域網(wǎng),快速、方便地解決以有線方式不能實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)信道的連通問題,充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的利用率。

無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)適配器和轉(zhuǎn)發(fā)器兩部分組成。網(wǎng)絡(luò)適配器固定在計算機擴展槽上，利用天線發(fā)送信息；而轉(zhuǎn)發(fā)器則接收發(fā)送信息，通過一條輸出線連接用戶計算機和公共網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)中使用的通信技術(shù)主要可分為三類:窄頻微波技術(shù)、擴頻技術(shù)及紅外線技術(shù)。其中擴頻通信技術(shù)應(yīng)用最廣，其基本特征是使用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機碼對載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進行擴展，形成寬帶的低功率譜密度的信號來發(fā)射。擴頻通信技術(shù)在發(fā)射端以擴頻編碼進行擴頻調(diào)制，在接收端以相關(guān)解調(diào)技術(shù)接收信號。這一過程使其具有抗干擾性強、隱蔽性強、易于實現(xiàn)碼分多址、抗多徑干擾等優(yōu)點。

實現(xiàn)擴頻通信的基本工作方式有直接序列擴頻(Direct Se-quence Spread Spectrum)方式(簡稱DSSS方式)和跳頻(Frequen-cy-Hopping)工作方式(簡稱FH方式)。

●無線校園網(wǎng)建設(shè)方案

在校園中建立的無縫無線通訊網(wǎng)絡(luò)，使校園的每個角落都處在網(wǎng)絡(luò)中，形成真正意義上的校園網(wǎng)。最大的特點是具有高度的空間自由性和靈活性；可以避免大規(guī)模鋪設(shè)網(wǎng)線和固定設(shè)備投入，有效地削減了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費用，極大地縮短了建設(shè)周期；無線局域網(wǎng)帶寬很寬，適合進行大量雙向和多向的多媒體信息傳輸。

國際上，擁有無線校園網(wǎng)，已經(jīng)成為現(xiàn)代化校園的一個標志。據(jù)悉，到2006年，將有600所高校建設(shè)無線校園網(wǎng)。中國的大學(xué)無線校園網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)如火如荼地展開了。無線校園網(wǎng)正是順應(yīng)了教育信息化建設(shè)的前進步伐而蓬勃發(fā)展起來的。當前的教育網(wǎng)用戶非常期待實現(xiàn)許多需求，如網(wǎng)絡(luò)信息點流動的需求、難以布線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需要、利用網(wǎng)絡(luò)提高教學(xué)效率的需要以及信息化建設(shè)中降低成本和保護投資的要求等，通過無線校園網(wǎng)的建設(shè)，都可以找到解決的基礎(chǔ)和途徑。隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，這些問題都能夠得到妥善的解決。

在校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求中，主要存在三種典型的應(yīng)用環(huán)境。第一是校園內(nèi)的戶外公共區(qū)域；第二是局部開放的室內(nèi)大環(huán)境，如典型公共教室、圖書閱覽室等；第三是房間多、用戶數(shù)量不多但分布較散的樓宇，如教學(xué)辦公樓、宿舍等。

1.室外區(qū)域無線覆蓋方案

學(xué)校體育場、中心廣場、教學(xué)樓宇間公共區(qū)域等，一般是學(xué)校需要實現(xiàn)無線覆蓋的室外公共區(qū)域。根據(jù)需覆蓋的室外區(qū)域的實際情況，可以設(shè)計建立多個無線覆蓋基站，采用重疊交叉無線覆蓋的方式，完成區(qū)域的無縫無線覆蓋。

2.室內(nèi)區(qū)域無線覆蓋方案

室內(nèi)覆蓋區(qū)域的大小和建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度往往差別很大，根據(jù)學(xué)校的具體需求，設(shè)計多種室內(nèi)覆蓋解決方案。一般來講，針對局部開發(fā)的室內(nèi)大環(huán)境，如圖書閱覽室、禮堂、體育館、大教室等，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量較多而集中，推薦設(shè)計以單個AP（Access Point，無線接入點）小面積覆蓋，多個AP整合交叉覆蓋形成大面積覆蓋區(qū)域，每個AP都獨立接到交換機上，保證有效帶寬更寬。在具體實施項目中，一般采用兼容802.11b/g標準的室內(nèi)無線AP產(chǎn)品完成無線網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋。

針對辦公樓、教學(xué)樓等結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的室內(nèi)區(qū)域，可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)具體情況，選用以下兩種方案:方案一，采用高靈敏度、穿透能力強的無線AP產(chǎn)品，配合分離式吸頂天線，以一個AP配合一個天線，或一個AP配合多個天線，完成室內(nèi)區(qū)域的完全覆蓋。一般要選用專用的無線AP，配合室內(nèi)吸頂天線，完成樓宇內(nèi)部無線覆蓋。采用分離式天線設(shè)計，可以適應(yīng)無線設(shè)備與高增益天線的連接使用，以保障高質(zhì)量的無線信號能夠覆蓋更遠距離，同時增強設(shè)備在干擾較大的頻率環(huán)境中使用的能力。方案二，采用室外覆蓋方式，選用室外無線AP，通過天線聚集無線信號，使無線覆蓋范圍更大、更遠，穿透能力更強。設(shè)備與天線安置于樓宇頂部或底部，以無線信號向下或向上整體覆蓋樓宇。

●常見問題

目前，無線校園網(wǎng)還有很多不近人意的地方，很多學(xué)校在建設(shè)和管理維護校園無線網(wǎng)絡(luò)的時候，經(jīng)常會面臨兩個棘手的問題，怎樣解決好這兩個問題也成為完善和發(fā)展無線校園網(wǎng)的關(guān)鍵。

問題1：——無線信號的傳播深受環(huán)境影響

多徑等問題導(dǎo)致無線信號在不同方向上存在非常復(fù)雜的衰減現(xiàn)象，實際的信號覆蓋和理想的信號衰減模型往往存在一定差異。所以WLAN網(wǎng)絡(luò)的實施往往需要周密的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、詳細的工勘、網(wǎng)絡(luò)部署后的調(diào)優(yōu)等一系列活動。即使完成這些活動后，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用階段的射頻參數(shù)調(diào)整仍然是必不可少的。這是因為無線環(huán)境是不斷地變化的，障礙物的移動、微波等工作帶來的干擾等都可能對無線信號的傳播造成影響，所以無線接入點的信道、發(fā)射功率等射頻資源必須能夠動態(tài)地調(diào)整以適應(yīng)用戶環(huán)境的變化。這樣的調(diào)整過程是復(fù)雜的，需要豐富的射頻技術(shù)經(jīng)驗和定期的工勘，無疑需要非常高的操作成本。

問題2：——無線環(huán)境調(diào)整的自適應(yīng)性

為了提高WLAN網(wǎng)絡(luò)的容量，常用方法是增加接入點。然而，接入點的數(shù)量增長帶來了新的問題。無線頻譜的分配就是一個典型問題。WLAN無線頻譜是一種固定資源802.11b/g標準，只支持三個非重疊信道，為了避免相鄰接入點出現(xiàn)同頻干擾，需要讓相鄰AP盡量使用不同的信道，隨著AP數(shù)量的增多，避免相鄰接入點使用相同的信道變得十分困難。如果管理老師新增一個AP，周邊AP功率和信道都要像多米諾骨牌一樣調(diào)整，這會讓幾百臺AP的校園網(wǎng)管理工作趨于崩潰。

參考文獻：

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