楊春花

摘 要：WLAN（Wireless LAN無線局域網(wǎng)）擴展技術(shù)能夠解決校園無線網(wǎng)絡(luò)中難以避免會出現(xiàn)的信號盲點、信號衰減、信號不穩(wěn)定、信號延遲掉線的狀況，文章通過分析現(xiàn)代無線局域網(wǎng)的多種擴展技術(shù)特點，并討論合理有效部署WLAN擴展技術(shù)的實施注意事項，以便更好地滿足校園教職員工及學(xué)生的教與學(xué)、工作和生活的網(wǎng)絡(luò)需求，具有一定的現(xiàn)實意義，值得實踐和推廣。

關(guān)鍵詞：WLAN擴展技術(shù);校園無線網(wǎng)絡(luò);應(yīng)用模式

0? ? 引言

校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是教育現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志，加快開展數(shù)字校園、智慧校園建設(shè)與應(yīng)用是各大校園的必然趨勢。校園網(wǎng)絡(luò)由有線網(wǎng)和無線網(wǎng)組成：有線網(wǎng)主要是作為骨干網(wǎng)，將Internet連接到校園之中;無線網(wǎng)作為除有線網(wǎng)之外的接入網(wǎng)，將眾多移動用戶終端接入到校園網(wǎng)中或通過無線網(wǎng)絡(luò)進入Internet。

無線網(wǎng)絡(luò)因其具有安裝便捷、使用靈活、低成本、易擴展的優(yōu)點成為校園網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。隨著近幾年來無線移動終端用戶數(shù)飛速增多，無線網(wǎng)變得尤為重要。然而，由于無線局域網(wǎng)采用的是微波傳輸，信號易受外界環(huán)境因素的影響，而且在校園無線網(wǎng)中還存在有學(xué)校初期建設(shè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計不科學(xué)、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、AP數(shù)量不足等現(xiàn)象，導(dǎo)致了信號無法做到校園全覆蓋、網(wǎng)絡(luò)擴展困難、難以滿足大量終端同時接入等狀況。

1? ? 應(yīng)用WLAN擴展技術(shù)的現(xiàn)實意義

WLAN擴展技術(shù)是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一部分，通過此類技術(shù)將信號發(fā)送端的信號增強或延展，以改善和彌補出現(xiàn)的信號盲點、信號衰減、信號不穩(wěn)定、信號延遲掉線等狀況，從而提升用戶的體驗滿意度。WLAN擴展技術(shù)是無線網(wǎng)絡(luò)的有力和必要補充，在校園網(wǎng)中應(yīng)用WLAN擴展技術(shù)具有以下重要的現(xiàn)實意義。

1.1? 教育行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變對WLAN擴展技術(shù)的迫切需求

近日，中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心（CNNIC）發(fā)布了第46次《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》，報告指出了“2020上半年在線教育發(fā)展的三大特點：從供給端看，在線教育與教育信息化建設(shè)相互促進發(fā)展;從用戶端看，疫情期間大眾對在線教育的認知和使用迅速提升;從發(fā)展趨勢看，OMO（Online-Merge-Offline線上線下融合）將成為教育行業(yè)發(fā)展的主流模式”[1]。圖1為2017年6月至2020年6月在線用戶規(guī)模及使用率的變化。

校園無線網(wǎng)絡(luò)作為承載OMO這一新的主流教育發(fā)展模式的重要載體，只有保證穩(wěn)定可靠的入網(wǎng)環(huán)境和較高的服務(wù)質(zhì)量才能承載這一重要使命。WLAN擴展技術(shù)是無線網(wǎng)絡(luò)重要的補充技術(shù)，與無線網(wǎng)絡(luò)的其他技術(shù)相輔相成、相互融合，共同承擔(dān)起這一使命。

1.2? 后疫情時代教學(xué)場景的多樣化對WLAN擴展技術(shù)的迫切需求

隨著新冠疫情防控的常態(tài)化即后疫情時代的到來，視頻會議、網(wǎng)上教育、網(wǎng)絡(luò)授課等變得非常普遍，“停課不停學(xué)”“課堂與在線融合”的教學(xué)場景讓在線教育成為傳統(tǒng)課堂教育的不可或缺的補充。網(wǎng)絡(luò)的泛在需求使WLAN擴展技術(shù)作為“最后三十米”這一末端技術(shù)變得非常重要。

智能手機、筆記本電腦和平板電腦等移動智能設(shè)備成為普遍而廣泛的教育終端設(shè)備，隨時隨地需要接入校園無線網(wǎng)絡(luò)，或通過校園無線網(wǎng)上Internet訪問大量的外部教育資源。然而，在操場、學(xué)生宿舍、教師公寓、圖書館、辦公樓里經(jīng)常出現(xiàn)“最后30米電波消失”和“信號入室難”等尷尬現(xiàn)象，WLAN擴展技術(shù)能夠解決這一燃眉之急。

2? ? WLAN擴展技術(shù)應(yīng)用模式分析

WLAN擴展技術(shù)是對校園無線網(wǎng)絡(luò)存在的不足和缺失進行有效的修正和補充，應(yīng)用范圍是無線發(fā)射源與終端之間的較小范圍（30～100 m）。目前，WLAN擴展技術(shù)應(yīng)用模式主要有：信號增強、中繼、橋接、電力貓、mesh組網(wǎng)、級聯(lián)、AC/AP等模式，這些模式都有各自特點和適宜的應(yīng)用場景，其中后四種需要架設(shè)有線環(huán)境，因此不是本文重點討論的部分。

2.1? 信號的增強放大

無線射頻模塊的傳輸范圍受設(shè)備自身功率大小的影響，在國家限定標(biāo)準(zhǔn)之下，調(diào)整無線設(shè)備內(nèi)部功率參數(shù)可以增大發(fā)射功率、拓展信號覆蓋范圍。一般無線設(shè)備的功率設(shè)置有節(jié)能、正常、增強三個選項，選擇增強可以增大發(fā)射的功率。其次，可以更換高增益天線（一般建議使用最大7 dBi增益天線）來達到增強無線信號目的。增強后覆蓋區(qū)域信號強度應(yīng)達到-65 dBm為合適，一般AP設(shè)備通過修改功率或更換天線，無障礙擴展距離可達到30～60 m。

2.2? 信號的中繼

無線設(shè)備的信號覆蓋范圍有限，而且隨著傳輸距離的延長，無線信號會越來越弱。無線信號的衰減還與設(shè)備周圍的環(huán)境相關(guān)，學(xué)生宿舍、教師公寓、圖書館、辦公樓等建筑物的隔間結(jié)構(gòu)就阻礙著信號的傳播，造成信號大幅衰減，產(chǎn)生“最后30 m電波消失”“信號入室難”的情況。采用WDS（無線分布式系統(tǒng)）中的中繼模式能實現(xiàn)信號的向前續(xù)傳，從而延伸無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。這是最常用的一種擴展無線網(wǎng)絡(luò)信號的模式。信號中繼模式需要開啟從設(shè)備的WDS功能，掃描并連接信號源的SSID（無線網(wǎng)絡(luò)名稱），并修改與之相同的信道進行信號接力，由于信號中繼模式同時收與發(fā)會出現(xiàn)沖突，造成傳輸速率不升反降，因此2.4 GHZ頻率的設(shè)備一般只能接4～5個中繼設(shè)備進行串聯(lián)。

2.3? 信號的橋接

無線分布式系統(tǒng)（WDS）中的另一種信號擴展模式是無線橋接模式，與信號中繼模式不同的是無線橋接只點對點或者點對多點的信號無線數(shù)據(jù)擴展，不能串聯(lián)。橋接的設(shè)備與信號源設(shè)備用的是不同的SSID號，使用自己獨立的SSID。無線橋接模式所連設(shè)備IP地址由信號源設(shè)備分配，中繼模式可自己分配。無線中繼能實現(xiàn)漫游，但橋接模式無法實現(xiàn)。圖2為這3種應(yīng)用模式的主要特點圖示。

2.4? 電力貓模式

無線電力貓是一款用于寬帶聯(lián)網(wǎng)的電力線通信終端產(chǎn)品。既可以實現(xiàn)無線傳輸又有電力線傳輸功能，其子設(shè)備是WLAN擴展技術(shù)的一個配套設(shè)備，可以延伸無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信號無死角，支持主流HomePlugAV和IEEE1901標(biāo)準(zhǔn)，然而這種擴展模式需要購置母子成套設(shè)備，還需要有線的接入，不適用于純無線擴展的場景。

2.5? Mesh組網(wǎng)模式

Mesh網(wǎng)絡(luò)即“無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)”，是“多跳（multi-hop）”網(wǎng)絡(luò)，任意的兩個設(shè)備均可以保持無線互聯(lián)，是一個動態(tài)的可以不斷擴展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠形成相對穩(wěn)定的轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，具有很好的擴展性。同樣，這種模式需要購置價格不菲的設(shè)備，也需要有線的接入及要求發(fā)射源原本就支持這一特性，因此也不適用于純無線擴展的場景。

3? ? WLAN擴展技術(shù)應(yīng)用之下的注意事項

3.1? 嚴(yán)格遵守校園網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則，維護校園網(wǎng)公共秩序和穩(wěn)定

由于無線網(wǎng)絡(luò)開放性的特點，無論采用何種模式實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的信號擴展，保障校園網(wǎng)絡(luò)的安全是第一要務(wù)。新接入的AP設(shè)備要務(wù)必設(shè)置密碼，避免非法用戶接入;由于校園無線接入用戶終端設(shè)備多樣化，校園無線網(wǎng)絡(luò)認證方式應(yīng)采用Portal認證、802.1x認證或兩種認證方式并存。

WLAN擴展技術(shù)對信號進行續(xù)傳需要增加無線設(shè)備，相近建筑物、相同樓層或相鄰房間的無線設(shè)備如果信道設(shè)置相同或相近都會引起同頻干擾，因此應(yīng)合理部署新增AP的數(shù)量和位置，同時將設(shè)備劃分到相差5個頻段的信道，如典型的無干擾信道的設(shè)置方式為分別為1，6，11信道。

3.2? 兼顧未來校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的技術(shù)迭代、改造、升級和優(yōu)化

對于校園無線網(wǎng)絡(luò)而言，WLAN擴展技術(shù)的使用僅僅是權(quán)宜之計，如果出現(xiàn)移動用戶數(shù)量急劇增加或業(yè)務(wù)量大幅增大，現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)狀況將難以滿足教育教學(xué)的剛性需求，學(xué)校就應(yīng)考慮對已有的網(wǎng)絡(luò)進行全面技術(shù)改造或優(yōu)化，增大和改善無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。因此，在實施WLAN擴展技術(shù)時，如果需要穿墻鑿洞或購置價格不菲的設(shè)備時就不用再考慮。

4? ? 結(jié)語

隨著國家對教育的重視力度不斷加大，校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必將會迎來大的發(fā)展，嶄新的無線通信技術(shù)如5G，WiFi6將闊步進入校園，建立一個高速實用、穩(wěn)定可靠、安全可控、管理完善和多業(yè)務(wù)融合的校園網(wǎng)絡(luò)，以支撐各類終端泛在接入和泛在的信息服務(wù)，更好地承載OMO這一新的教育發(fā)展模式勢在必行。當(dāng)然，隨著無線技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，WLAN擴展技術(shù)也會不斷地進步，從而為教育的現(xiàn)代化之泛在目標(biāo)保駕護航。

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（編輯 姚 鑫）