无线网络在高校中的应用

　　摘要:本文简单介绍了无线局域网技术以及其特征,作者提出了并具体说明了在高校中无线局域网连入有线局域网的室内和室外的具体实施方案,给出了详细的说明.

关键词：无线局域网；无线校园网

0引言


随着我国大学建设的快速发展，校园信息化已成为各类大学基础建设的标志之一，大学几乎都建立了校园网。校园网是学校行政人员、教师及学生获取信息，传递资料，社交和远程教育的主要途径。现阶段的大学校园网都是采用有线局域网作为初期建设，由于资金不足校园范围大及建筑物分散的原因，有线网络的用户插口点不可能全面覆盖，只能先按需求在使用房间安装用户插口点。随着用户的增加，位置的移动，房间功能的调整，尤其是报告厅学术交流会及相关部门每年学生的信息注册，使得原来设置的有线网络很难再应对用户网络信息的需求。近几年来，由于无线局域网技术的发展，使其数据传输方便，组建简单，造价便宜及施工影响面小等优点，无线局域网逐步成为现阶段大学校园网的补充和延伸，与已建的有线局域网相辅相成，共同构成新的大学校园网。
无线校园网，就是通过无线局域网技术，无线校园网最大的特点是具有的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。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。WLAN技术在校园中的无线应用有广阔的前景，在实现与其他运营商之间的互联互通之后，将会发挥出更强的作用。因此，在学校中建设无线校园网，倡导无线技术的应用意义重大，拥有良好前景。



1无线局域网技术
无线局域网,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从本质上来说,它是固定局域网的一种延伸。WLAN对用户来说是完全透明的,使用起来与有线局域网一样。无线局域网技术有IEEE802.11系列、蓝牙(Bluetooth)、HiperLAN、HomeRF技术等。其中,目前得到广泛应用的技术是IEEE802.11系列。
IEEE802.11b(通常称WirelessFidelity,Wi-Fi),是现在最普及的无线标准之一,有无线以太网兼容性联盟WECA的支持,目前它在无线局域网领域占据优势。802.11b使用开放的2.4GHz频段,采用直接序列扩频(DSSS)技术,最大数据传输速率为11Mbps。具有3个不重叠信道。支持范围在室外300米,在办公室环境中最长为100米。
IEEE802.11a是一种新技术的代表,与802.11b互不兼容。它工作在5GHz频带,采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术,最大传输速率为54Mbps。其优点是:高带宽、5GHz频段存在干扰少,8个不重迭信道,具有更高的部署灵活性。缺点为:传输距离较短,覆盖范围小;成本偏高。通常用作WLAN的中继链路而非用于覆盖。
IEEE802.11g是一种混合标准,能向下兼容传统的802.11b标准。IEEE802.11g54Mbps的高数据吞吐量是802.11b的5倍,使高带宽数据应用成为可能,如:同时传送多个DVD质量的视频流。IEEE802.11g覆盖方法类似于802.11b设备,具有3个不重叠信道。802.11g将逐渐成为WLAN的主流产品。

2WLAN设备介绍
无线局域网的主要设备有:无线网卡、无线接入点、无线网桥、无限网关、接入控制器、认证服务器。此外还包括天线、POE供电设备、适配器等。
无线网卡(WirelessLANCard):安装在用户的笔记本电脑或PDA等设备上,提供可移动的无线连接。功能类似于有线LAN中的网卡。
无线接入点AP(AccessPoint):每个AP可以支持多个无线网卡,并在室内或室外环境提供蜂窝式无线覆盖。作为无线网卡的集线器(或中心点)与有线以太网连接。在大型的配置中,多个AP可以提供蜂窝式漫游的功能,使用户在自由移动的同时,能够无缝隙、无中断的接入到网络中.
无线网桥(WirelessBridge):无线网桥产品在以太网之间提供高速、远距离(30Km以内)的视距连接。一般用于连接两个或多个LAN(每个LAN位于不同建筑物内),适合高吞吐量的应用,以及有线难以铺设的场所。
无线网关(WirelessGateway):无线网关也叫无线协议转换器,在传输层实现网络互联,是最复杂的网间互联设备,仅用于两个高层协议不同的网络互联。无线网关通过不同设置可完成无线网桥和无线路由器的功能,也可以直接连接外部网络,如WAN,同时实现AP功能。
无线局域网接入控制器AC(AccessControl):无线局域网接入控制器(AC)是WLAN和IP骨干网和外部网络之间的接口网关。在非802.1x的WLAN中,AC负责发起认证请求,监视用户实时使用情况并采集计费信息送入AS中进行计费。
认证服务器(AS):提供与WLAN无线接入区域之间的IP认证和计费信息接口。AS、AC、AP之间使用标准的RA-DIUS协议传送认证、鉴权和计费信息。AS能支持多个AC和AP,即能够同时满足大范围的WLAN接入需求。
3校园无线网设计原则
校园无线网的设计原则建立在充分考虑学校使用需要的基础上,力求满足整个校园网的可靠性、先进性、实用性、可兼容及可扩展性、安全性和可管理性。
(1)可靠性:保证系统可靠运行,关键设备应有冗余;
(2)先进性:采用当今国内、国际上最先进和成熟的计算机软、硬件技术,使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术和业务发展的需要;
(3)实用性:能够最大限度地满足实际工作的要求,是每个信息系统在建设过程中所必须考虑的一种系统性能,它是自动化系统对用户最基本的承诺;
(4)可兼容及可扩展性:在进行方案建设时,力求做到网络结构清晰、合理并具有扩展能力;硬件配置先进、可靠,能够满足网络及软件运行的需要;系统软件安全、可靠,界面友好,易于操作和维护。大规模无线网络设计与规划的主要指标是:无线网络的覆盖面积、系统的容量、数据吞吐量。覆盖面积和系统的容量之间常常需要进行取舍。必须在确保所有用户服务(容量导向)的前提下,最大限度减少接入点的数目(覆盖导向)。覆盖导向设计最大限度降低了无线网络建设的成本,但针对用户数量密集的高容量区域,就必须以容量导向为前提,使用多个接入点。　　
4设计思路及具体方案
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。

室内建设方案
室内区域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的数量和位置。也就是要将多个AP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接人网络，访问整个网络资源。覆盖区的间隙会导致在这些区域内无法连通。安装人员可以通过地点调查来确定AP的位置和数量。地点调查可以权衡实际环境(如教室的面积等)和用户需求考虑到教学环境对网络带宽、网络速度的要求，这包括覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等。多个AP通过线缆连接在有线网络上，使无线终端能够访问网络的各个部分。通常情况下，一个AP最多可以支持多达80台计算机的接人，当然，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个或多个无线接人点。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。

室外建设方案
室外指校园操场及其他公共场所等。
1)设备的选择:AP、无线全向天线、无线定向天线。其中:无线全向天线用于在所有水平方位上信号的发射和接收都相等的情况。无线定向天线用子在一个方向上发射和接收大部分的信号。
2)室外考虑因素
与室内建设方案不同的是，在校园区室外配置无线接人点要复杂一些，因为它要把各自连成一个局域网而又有一定距离的各栋楼房连接起来。此时，可以在网络的每一端接人AP，并在距离远或信号弱地方，同时外接高增益天线，这样就可以实现几公里以内的两个网段之间的互连了。
具体操作时，要根据实际情况(如各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、是否要加用全向天线，以及增减设备数量等)。当然，在楼房上架设无线网络设备还需要加装避雷器、防潮箱等设备，以防止无线网络设备的损坏。
5结束语
无线网络为校园网建设提出了新的可行的思路。无线局域网技术的发展将能够与现有的计算机网络进行平滑无缝的连接,并能与现有的计算机网络和终端设备互联,与有线网络资源具有良好的兼容性和整合性,弥补了传统有线局域网的不足,为局域网开辟了一个崭新的技术和应用领域。
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