計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn),使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)悄然走入我們的生活。雖然目前大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)仍是有線的架構(gòu),但是近年來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用卻日漸增加,特別是當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與Internet相結(jié)合時(shí),發(fā)揮了其巨大的優(yōu)勢(shì)。從最早的紅外線技術(shù)到被給予厚望的藍(lán)牙,乃至今日最熱門(mén)的IEEE 802.11(Wi-Fi),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一步步走向成熟。它的出現(xiàn),使網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)傳播擺脫了對(duì)傳統(tǒng)線纜的依賴,在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域得到迅速普及,形成了令人不可低估的用戶群體。
在此影響下,數(shù)字化校園建設(shè)開(kāi)始興起,目前大部分學(xué)校的有線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建已基本完成,并在不斷完善中。在校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的進(jìn)一步拓展升級(jí)中,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其方便快捷優(yōu)勢(shì),更受廣大師生的青睞,從而成為人們翹首以盼的校園新寵。
一、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的定義及特點(diǎn)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò),其英文全稱(chēng)為Wireless network。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涵蓋的范圍非常廣泛,既包括允許其用戶建立遠(yuǎn)距離無(wú)線連接的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),也包括為近距離無(wú)線連接進(jìn)行優(yōu)化的紅外線技術(shù)以及射頻技術(shù)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)用途基本類(lèi)似,它們最大的不同在于傳輸介質(zhì)的不同。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)利用無(wú)線電技術(shù)取代網(wǎng)線,可以和有線網(wǎng)絡(luò)互為補(bǔ)充。它是一種短程無(wú)線傳輸技術(shù),能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無(wú)線電信號(hào)。
隨著技術(shù)的發(fā)展,以及IEEE 802.11a及IEEE 802.11g等標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn),現(xiàn)在IEEE 802.11這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已被統(tǒng)稱(chēng)作Wi-Fi。從應(yīng)用層面來(lái)說(shuō),要使用Wi-Fi,用戶首先要有Wi-Fi兼容的用戶端裝置。在硬件設(shè)備完備并順利運(yùn)行的情況下,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能夠使得任何人隨心所欲的在任意時(shí)間、地點(diǎn)以任何方式和設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行彼此間的有效溝通。幫助用戶訪問(wèn)電子郵件、Web和流式媒體的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),它為用戶提供了無(wú)線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。同時(shí),它也是在家里、辦公室或在旅途中上網(wǎng)的快速、便捷的途徑。能夠訪問(wèn)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的地方被稱(chēng)為熱點(diǎn)。通常能夠接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、MP5等等。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型基本分為無(wú)線廣域網(wǎng)、無(wú)線城域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、和無(wú)線個(gè)人網(wǎng)。
學(xué)校無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以說(shuō)是無(wú)線局域網(wǎng)的具體應(yīng)用實(shí)例,其主要適用于以下三種情況:有大量需要使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的用戶和設(shè)備;由于某些不可逆轉(zhuǎn)因素的限制導(dǎo)致有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法架構(gòu);需要在有線網(wǎng)絡(luò)之外的建設(shè)備用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
二、校園有線網(wǎng)絡(luò)的不足
在網(wǎng)絡(luò)覆蓋率不斷增加的今天,校園網(wǎng)無(wú)疑已經(jīng)成為學(xué)校生活的重要組成部分。無(wú)論是教學(xué)管理還是師生生活都越來(lái)越離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)。正如網(wǎng)絡(luò)對(duì)其他行業(yè)的幫助一樣,互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用極大的提高了學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量,提升了行政人員的工作效率,在教育系統(tǒng)中占有愈發(fā)重要的地位。即使我們承認(rèn)有線網(wǎng)絡(luò)尚能滿足大部分電腦用戶的上網(wǎng)需求,但面對(duì)日益龐大的智能手機(jī)用戶,有線網(wǎng)絡(luò)實(shí)在已經(jīng)是無(wú)法滿足他們的上網(wǎng)需求。增加固定而有限的網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)固然可以在一定程度上緩和師生的這種需要。但利用交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷在辦公大廳和學(xué)校宿舍樓內(nèi)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn),無(wú)疑會(huì)使得本就擁擠網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加復(fù)雜,增加了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行負(fù)載量,給網(wǎng)絡(luò)安全帶來(lái)了不少的隱患。
1.網(wǎng)絡(luò)接入端口不足
在教學(xué)樓、宿舍樓、圖書(shū)館等人流涌動(dòng)區(qū)域,學(xué)生教師們對(duì)方便快捷地接入網(wǎng)絡(luò)有較大的需求。然而,相對(duì)有限的有線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)無(wú)疑是無(wú)法滿足師生們?nèi)找嬖黾拥倪@種需求。出于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)安全,以及學(xué)校經(jīng)費(fèi)等種種方面的考慮,試圖利用交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)從而解決這一矛盾的做法,顯然也是不切實(shí)際的。
2.網(wǎng)絡(luò)接入受地點(diǎn)限制
即使是在能夠自由使用網(wǎng)絡(luò)端口情況下,有線網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)線亦完全將渴望自由上網(wǎng)的師生們綁在幾米至多十幾米的方寸之地。例如在會(huì)議或者演講以及各種活動(dòng)中,主持人或者主講人也許需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)與受眾進(jìn)行即時(shí)交流,然而有線網(wǎng)絡(luò)使得他們只能固定于臺(tái)式電腦前,而不能隨心所欲的在任何位置以網(wǎng)絡(luò)與各類(lèi)受眾進(jìn)行交流。在教室中,特別是小班教學(xué)中,老師更希望與學(xué)生有著近距離的接觸,然而在絕大部分多媒體教室中,電腦的位置都是固定的,使得老師只能在電腦后面隔著投影儀與同學(xué)們交流。
三、校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)
實(shí)際上,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的最大不同在于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)并不需要網(wǎng)線作為其傳輸介質(zhì),這使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)相比更具超時(shí)空特質(zhì)。而這一重要特質(zhì)運(yùn)用在學(xué)校中,無(wú)疑可以更好更快的實(shí)現(xiàn)全方位教學(xué)。在空間上說(shuō),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用可以使得學(xué)生和教師在除教室以外的地方進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。從時(shí)間上來(lái)說(shuō),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)更好的延展了有線網(wǎng)絡(luò)的超時(shí)間性,比如如果我們想要查閱電子閱覽室的某些資料,不必等到規(guī)定的時(shí)間進(jìn)入閱覽室查閱,而是可以拿著自己的筆記本電腦自由地接入電子閱覽系統(tǒng)隨時(shí)隨地進(jìn)行課外學(xué)習(xí)。所以,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校中的主要應(yīng)用首先在擴(kuò)展原有的有線網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)和管理中的作用,突破有線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用局限,從而取長(zhǎng)補(bǔ)短成為有線網(wǎng)絡(luò)的有力補(bǔ)充和后備力量,甚至可以完全取代有線網(wǎng)絡(luò),真正實(shí)現(xiàn)全方位的數(shù)字化校園系統(tǒng)。
1.以最小化成本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入最大化
相比起升級(jí)已有的有線網(wǎng)絡(luò),構(gòu)架新的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),無(wú)疑是最能夠節(jié)省教育經(jīng)費(fèi)的。首先,有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的前期網(wǎng)絡(luò)布線工程,不僅施工周期長(zhǎng),而且對(duì)周邊環(huán)境破壞極大的。在施工過(guò)程中,往往需要破墻掘地、穿線架管。而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)無(wú)疑是免去或減少了網(wǎng)絡(luò)布線的工作量,在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)中,一般只要安裝一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)AccessPoint(簡(jiǎn)稱(chēng)AP)設(shè)備,就可建立覆蓋整個(gè)建筑或地區(qū)的局域網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷能力也是有限,不能無(wú)限容納網(wǎng)絡(luò)接入,但構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)確實(shí)能以較低成本最大限度滿足用戶需求。
2.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的拓展性使得不斷增加網(wǎng)絡(luò)接入成為可能
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提供多種架構(gòu)組合方式,能夠根據(jù)不同用戶的不同需要,靈活選擇,隨意搭配。從只有區(qū)區(qū)幾個(gè)用戶的小型網(wǎng)絡(luò)到動(dòng)輒上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)的拓展升級(jí),在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)范圍內(nèi)都是較為簡(jiǎn)易的事情。在硬件方面,只需增加接入點(diǎn)設(shè)備。在軟件方面,亦只需進(jìn)行相應(yīng)的軟件設(shè)置即可。此外,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能夠提供很多有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法提供的特性,如漫游等等。
3.繼承有線網(wǎng)絡(luò)的便捷化管理
以無(wú)線接入的方式來(lái)訪問(wèn)校園網(wǎng),在安全維護(hù)方面并不需要特別投資。并且在管理方面,則可以繼續(xù)沿用有線網(wǎng)絡(luò)的管理方式,即如設(shè)置防火墻,限定除指定IP段以外的用戶訪問(wèn),給不同的用戶分配不同的使用權(quán)限。此外,構(gòu)架無(wú)線網(wǎng)絡(luò),并不需要對(duì)已有的各類(lèi)信息系統(tǒng)如教務(wù)管理系統(tǒng),圖書(shū)瀏覽系統(tǒng)等,進(jìn)行擴(kuò)充改造。但如有需要,甚至可以開(kāi)發(fā)各類(lèi)終端應(yīng)用,如利用手機(jī)應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的教學(xué)管理。
四、校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在校園中的應(yīng)用主要在彌補(bǔ)有線網(wǎng)絡(luò)的不足,如擴(kuò)大接入點(diǎn),突破網(wǎng)絡(luò)的地點(diǎn)限制等等。具體來(lái)說(shuō),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要在于以下場(chǎng)景或情況:
1.基礎(chǔ)無(wú)線應(yīng)用。目前,多數(shù)學(xué)校建設(shè)無(wú)線網(wǎng)的目的,更主要的是解決難于進(jìn)行綜合布線的公共區(qū)域(如會(huì)議中心、圖書(shū)館等)上網(wǎng)問(wèn)題,無(wú)線校園網(wǎng)建成后,除了能滿足校內(nèi)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性需求外,還能在出現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求的場(chǎng)合(如網(wǎng)上考試報(bào)名等),提供臨時(shí)性的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。無(wú)線信號(hào)覆蓋到校園的任何角落,使整個(gè)校園變成一個(gè)巨大的信息資源空間。
2.移動(dòng)VoIP應(yīng)用。作為最搶眼無(wú)線網(wǎng)應(yīng)用,它已經(jīng)出現(xiàn)在如北京大學(xué)等國(guó)內(nèi)知名院校內(nèi),移動(dòng)VoIP將價(jià)格低廉的VoIP技術(shù)與靈活的無(wú)線技術(shù)相結(jié)合,同時(shí)結(jié)合了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的可移動(dòng)性、隱蔽性和高擴(kuò)展性的特點(diǎn)及VoIP的實(shí)時(shí)性、綜合性特點(diǎn),可以根據(jù)所傳輸?shù)膱D像質(zhì)量調(diào)節(jié)占用的帶寬。符合目前的低成本需求以及移動(dòng)性需求的技術(shù)趨勢(shì)。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)低成本VoIP業(yè)務(wù),將使多媒體會(huì)議、遠(yuǎn)程教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)電話等應(yīng)用的普及率大幅提高。
3.鏈路的冗余備份。目前,大的校園普遍由多個(gè)區(qū)域組成,通常采用租用鏈路的方式將多個(gè)區(qū)域互連。我們可以利用無(wú)線技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,只需在各區(qū)域的建筑物頂上安裝一個(gè)無(wú)線網(wǎng)橋,架設(shè)高增益天線和放大器后,在幾十千米的范圍內(nèi)仍能保證高速數(shù)據(jù)傳輸,實(shí)現(xiàn)區(qū)域間不同網(wǎng)段的鏈路,最大程度地降低在網(wǎng)絡(luò)改造過(guò)程中,由于光纖被挖斷而導(dǎo)致的區(qū)域間斷網(wǎng)情況的影響。
4.無(wú)線化教學(xué)和辦公。無(wú)線校園網(wǎng)可以對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行有效地整合和利用,其中包括已經(jīng)存儲(chǔ)在服務(wù)器中的資料(網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、課件下載中心、綜合教務(wù)系統(tǒng)等),以及正在上的某一節(jié)課,從而改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式,解決了很多學(xué)校學(xué)生多機(jī)器少,排課困難的問(wèn)題。而且可以為學(xué)生復(fù)習(xí)提供第一手資料,可以有更多的交互性,學(xué)校精品課程、優(yōu)秀教師的課堂錄像資料等可以通過(guò)VOD視頻點(diǎn)播、AOD音頻點(diǎn)播學(xué)生可以分享優(yōu)秀教學(xué)資源外提高了學(xué)習(xí)的效率和質(zhì)量。同時(shí),將無(wú)線網(wǎng)覆蓋至學(xué)校的各學(xué)院主要辦公樓或主要辦公區(qū)域,通過(guò)對(duì)主要辦公區(qū)域提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò),使得行政人員的工作地點(diǎn)更為自由,從而提高廣大教職工的辦公效率。
然而,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在繼承有線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),也存在著信息安全問(wèn)題?;ヂ?lián)網(wǎng)最具破壞性的影響是通過(guò)盜竊身份證明,拒絕服務(wù)攻擊,侵犯隱私,刺探以及缺乏相應(yīng)的信任手段對(duì)用戶造成的傷害,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)使這一情況變得更糟,如果用戶信任當(dāng)前打開(kāi)的Wi-Fi連接,有可能使他們?cè)馐軞缧缘娘L(fēng)險(xiǎn)。IEEE最近批準(zhǔn)了802.11w標(biāo)準(zhǔn),它保護(hù)無(wú)線管理幀,使無(wú)線鏈路更好地工作,Networks公司首席分析師Matthew Gast說(shuō):“Wi-Fi客戶端現(xiàn)在可以接收和采用‘落地網(wǎng)絡(luò)’信息,在此之前這個(gè)信息可能是由攻破訪問(wèn)點(diǎn)的黑客利用MAC地址偽造的,11w標(biāo)準(zhǔn)切斷了這種攻擊”。
同時(shí),由于采用無(wú)線電波作為傳輸介質(zhì),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑非常容易受到外來(lái)信號(hào)的干擾和沖擊。高大的樹(shù)木、來(lái)往的車(chē)輛、成片的建筑物,這些都能夠阻礙電磁波的傳輸,影響網(wǎng)絡(luò)的性能。此外,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在凸顯其便捷優(yōu)勢(shì)背后,也隱藏著傳輸速率偏低的問(wèn)題。但隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,這些問(wèn)題都將逐步得到解決,而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)未來(lái)必將在數(shù)字化校園的建設(shè)中占有愈發(fā)重要的地位,便于校園內(nèi)的教學(xué)交流和學(xué)術(shù)交流等各方面業(yè)務(wù)的開(kāi)展。