摘要：無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是高校無線校園網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，以寧夏師范學(xué)院為例，研究無線校園網(wǎng)的建設(shè)情況和實(shí)施方案，為學(xué)校師生提供更好校園網(wǎng)資源服務(wù)，加快學(xué)校數(shù)字化校園和信息化建設(shè)的步伐。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)無線局域網(wǎng)無線接入點(diǎn)

中圖分類號：TP393.17

1.概述

作為信息技術(shù)發(fā)展的載體，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋到人類生活的每個角落。從1969年美國國防部高級研究計劃局建成的ARPANET實(shí)驗(yàn)網(wǎng)到如今的光纖到戶（FTTH）的接入技術(shù)。短短幾十年時間，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)從電話線作為主干通信網(wǎng)絡(luò)的4個節(jié)點(diǎn)發(fā)展成現(xiàn)在的一鍵無線上網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)帶給人類的不僅僅是科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，更是一場信息技術(shù)的革新。

校園網(wǎng)是在學(xué)校范圍內(nèi)，在一定的教育思想和理論指導(dǎo)下，為學(xué)校教學(xué)、科研和管理等教育提供資源共享、信息交流和協(xié)同工作的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。[1]有線校園網(wǎng)雖然能夠解決網(wǎng)絡(luò)的使用問題，但存在老舊樓宇內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)布線復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)成本高，露天或空間較大的環(huán)境里有線網(wǎng)絡(luò)無法滿足使用位置的需求，手機(jī)、平板電腦等無線設(shè)備無法獲取校園網(wǎng)絡(luò)資源等問題。鑒于此，高校無線校園網(wǎng)的建設(shè)就顯得任重道遠(yuǎn)，首先，無線校園網(wǎng)擴(kuò)展性很強(qiáng)，不受地理環(huán)境的限制。第二，無線校園網(wǎng)建設(shè)資金投入較低、維護(hù)相對簡單，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化時，只需調(diào)整無線接入點(diǎn)（AP）的位置或者天線的方向即可。第三，無線校園網(wǎng)傳輸速率高、靈活性強(qiáng)。

2.高校無線校園網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r

自2002年北京大學(xué)開始鋪建中國高校第一個無線網(wǎng)絡(luò)后國內(nèi)一大批高校相繼投資建設(shè)了無線校園網(wǎng)，拓寬數(shù)字化校園應(yīng)用。據(jù)一項(xiàng)調(diào)查，到2012年，我國所有高校已建有校園網(wǎng)，其中建有無線校園網(wǎng)的高校有63.2%。2012年浙江大學(xué)建成了全球最大的802.11n無線校園網(wǎng)絡(luò) 。[2]

寧夏師范學(xué)院校園網(wǎng)從2000年開始建設(shè)，覆蓋新、老兩個校區(qū)，學(xué)校兩個校區(qū)主干網(wǎng)絡(luò)采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，核心層采用萬兆路由交換機(jī)，匯聚層使用具有三層路由交換能力的以太網(wǎng)交換機(jī)，接入層將具有10M/100M自適應(yīng)模式的二層交換機(jī)連接到用戶桌面。兩個校區(qū)采用光纖互聯(lián)。為了使校園網(wǎng)更好的利用信息技術(shù)來發(fā)揮教學(xué)、科研、管理等方面的應(yīng)用能力，校園網(wǎng)從有線擴(kuò)充至無線已迫在眉睫。

3.無線校園網(wǎng)的建設(shè)方案

3.1 無線校園網(wǎng)建設(shè)需求

為了使校園網(wǎng)的覆蓋范圍更廣，校園網(wǎng)絡(luò)資源更加高效、便捷的服務(wù)師生，減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝、維護(hù)的復(fù)雜程度和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員的工作量，無線校園網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)勢在必行。

校園網(wǎng)無線技術(shù)組網(wǎng)方式非常靈活，而且容易擴(kuò)展，覆蓋面積廣，管理簡單，不受傳輸介質(zhì)和上網(wǎng)位置的限制。網(wǎng)絡(luò)布線資源較節(jié)省，架設(shè)方便，傳輸速率高。而且，建設(shè)無線校園網(wǎng)能夠給學(xué)校師生提供更加便捷的校園網(wǎng)接入方式，使師生方便、快捷的獲取數(shù)字化的信息資源，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

3.2 無線校園網(wǎng)方案設(shè)計

3.2.1 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計流程

無線校園網(wǎng)的建設(shè)，遵循網(wǎng)絡(luò)流程周期的五個階段，即需求規(guī)范、通信規(guī)范、邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和實(shí)施階段。通過“規(guī)劃-設(shè)計-測試-優(yōu)化-再規(guī)劃”的設(shè)計思想建設(shè)用戶需求的高性能無線局域網(wǎng)。

3.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

無線網(wǎng)絡(luò)的邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計來源于用戶在需求描述中的網(wǎng)絡(luò)行為和性能要求。根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的類別和分布，選擇相應(yīng)的技術(shù)形成需要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.2.3 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)無線局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要采用IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)采用2.4GHz、5GHz雙頻帶，傳輸速度最高達(dá)到600 Mbit/s，采用先進(jìn)的MIMO-OFDM調(diào)制技術(shù)，較IEEE802.11a/b/g標(biāo)準(zhǔn)有很大的改進(jìn)和優(yōu)點(diǎn)。MIMO 技術(shù)的產(chǎn)生，使空間域成為一種提高通信性能的資源。因其收發(fā)兩端的多天線配置而產(chǎn)生的空間自由度和空時信號處理技術(shù)，可以在不增加額外帶寬和功耗的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率[3]，OFDM 技術(shù)將高速數(shù)據(jù)流串并轉(zhuǎn)換成并行低速數(shù)據(jù)流并分別調(diào)制到一組正交子載波上進(jìn)行傳輸。因其子載波之間的正交性，其頻譜相互重疊，節(jié)省了帶寬并且提高了頻帶利用率。其次，OFDM 技術(shù)的正交子載波調(diào)制使其每個子信道上的信號帶寬小于信道相干帶寬，從而可以將無線信道的頻率選擇性衰落在頻域內(nèi)轉(zhuǎn)換成平坦衰落，對于頻率選擇性衰落有很好的抑制作用，提高了系統(tǒng)誤碼率性能。[4]在2.4GHz頻率規(guī)劃中可以選擇1，6，11三個互不干擾的頻點(diǎn)規(guī)劃。

3.2.4 無線校園網(wǎng)設(shè)備

無線局域網(wǎng)絡(luò)由無線網(wǎng)卡（NIC）、無線接入點(diǎn)（AP）、無線接入控制器（AC）、Radius認(rèn)證服務(wù)器、用戶信息數(shù)據(jù)庫等組成。在選擇時需要注意環(huán)境對無線校園網(wǎng)的限制和影響，例如操場、廣場等外部環(huán)境部署AP時無法提供外接電源，因此需要用以太網(wǎng)供電PoE（Power Over Ethernet）技術(shù)滿足設(shè)備直流電需求。

在選擇AP時，選用“瘦”AP進(jìn)行無線接入點(diǎn)接入?！笆荨盇P也就是無線網(wǎng)橋、無線網(wǎng)關(guān)。并配合AC的統(tǒng)一控制，結(jié)合DHCP服務(wù)器、DNS、MAC地址及VPN接入、防火墻等安全功能完成對AP的配置和集中管理。通過無線交換機(jī)部署Radius服務(wù)器產(chǎn)品，選擇WEB+Protal認(rèn)證方式提供WEB、FTP、E-Mail、VPN、OA等校園網(wǎng)基礎(chǔ)服務(wù)。對無線校園網(wǎng)進(jìn)行評估、優(yōu)化，對出現(xiàn)的安全風(fēng)險和網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行預(yù)案分析和制定。

4.結(jié)語

無線校園網(wǎng)的建設(shè)在設(shè)計完成后，需要在實(shí)際環(huán)境中測試無線校園網(wǎng)的連通性、傳輸性及安全性確保無線校園網(wǎng)的運(yùn)行正常。通過無線校園網(wǎng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)無線接入方式訪問校園網(wǎng)資源，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)在校園內(nèi)的全面覆蓋。使師生通過無線上網(wǎng)設(shè)備隨時隨地地使用校園網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無線校園網(wǎng)的無縫漫游。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔚學(xué)鋒.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用[J].信息與電腦，2011，（11）：128-130.

[2]黃述杰.武威職業(yè)學(xué)院無線校園網(wǎng)方案設(shè)計與實(shí)現(xiàn).蘭州大學(xué)碩士論文，2013.

[3]G.J.Foschini，M.J.Gans.On the Limits of Wireless Communications in a Fading Environment When Using Multiple Antennas[J].Wireless Pers.Commun.， 1998， 6（3）： 311-33.5

[4]肖燕燕.面向 WLAN 的上行多用戶MIMO檢測技術(shù)及MAC協(xié)議研究.哈爾濱工程大學(xué)碩士論文，2013.

基金項(xiàng)目：寧夏師范學(xué)院科研項(xiàng)目（YB201444）