無線網絡在校園網中的應用

摘要：介紹了無線局域網及其相關的IEEE802系列協議，并就無線局域網在校園網中的應用提出了一些建議。

關鍵詞：無線局域網；校園網；IEEE802．1l；無線接入站

0引言

無線局域網(Wireless Local Area Network，簡稱WEAN)是使用方便的數據傳輸系統，它包含有藍牙(Bluetooth)、IEEE802．11系列、HiperLAN、HomeRF等技術。其中，目前得到廣泛應用的技術是IEEE 802．11系列。無線局域網絡，能利用簡單的存取架構讓用戶達到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界。無線局域網絡一般不是用來取代有線局域網絡，而是用來彌補有線局域網絡之不足，以延伸網絡。無線局域網在解決信息點的移動問題和提高教學效率與節約網絡綜合布線成本等方面都具有非常明顯的優勢，特別適合不便于進行大規模布線或不宜布設太多信息點的建筑，如：圖書館、辦公大樓、多媒體教室、實驗室、會議室和報告大廳等。

1無線網絡的應用技術

無線局域網可以在普通局域網基礎上通過無線Hub、無線接入站AP(Access Point)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現。無線網通信協議通常采用的標準有：IEEE 802．11a、IEEE 802．11b和IEEE 802．11g等。目前，大多無線局域網絡采用IEEE 802．11b／g標準。

802．11a標準是一個獲得正式批準的無線以太網標準。它工作在5GHz頻段上，使用正交頻分復用技術，將5GHz分為多個重疊的頻率，在每個子信道上進行窄帶調制和傳輸，以減少于信道之間的相互干擾，使帶寬可以達到54Mbps。但是802．11a標準并沒有得到迅速普及，因為它采用了正交頻分復用技術，該技術的實現方法相對于直接序列擴頻更為復雜，所以開發的進程也相對較慢。由于這個原因，首先得到應用的反而是802．1 1b標準。

802．11b規定設備工作在2．4GHz的范圍內，使用直接序列擴頻技術來發送無線信號。直接序列擴頻技術將信號一次性擴展到多個頻率上，以避免干擾。它選取一個字節的數據，將其分解成幾部分，再通過不同的頻率，以多路傳輸的方式將各個部分同時發送出去，使帶寬可以達到11Mbps。

802．11g標準從2001年11月就開始草擬，它可以提供與802．11a相同的54Mbps數據傳輸速率，它還有一種重要的優勢，即對802．11b設備向后兼容。這意味著802．11b客戶端可以與802．11g接入點配合使用，而802．11g客戶端也可以與802．11b接入點配合使用。需要指出的是，802．11b產品無法“軟件升級”到802．11g，這是因為802．11g無線收發裝置采用了一種與802．11b不同的芯片組，以提供更高的數據傳輸速率。但是，就像以太網和快速以太網的關系一樣，802．11g產品可以在同一個網絡中與802．11b產品結合使用。

2無線網絡的優勢與不足

2．1無線網絡的優勢

節約成本在許多情況下，安裝一個無線網絡比常規的有線網絡要便宜，特別是在兩個不同大樓內的計算機聯網時，樓間的電纜價格昂貴，有時還受施工和其他方面的限制，而無線網絡可以提供一個簡單直接的解決方案；從長遠考慮，在單位改組、內部調整、人才更變、新配辦公室、新增辦公大樓、加強部分職能等情況下，調整無線網絡可以節省大量資金。

高可靠性有線網絡線路由于金屬接頭生銹、滲水、人為意外地切斷或者網絡的聯接不良而造成中斷，線路失效，可能破壞網絡的數據交換，檢查問題往往需要很長時間。而使用無線網絡則不會出現這方面的問題。

可移動性 無線網絡最突出的優勢就是移動性，用戶可以四處移動而同時與網絡保持聯接，傳輸范圍大大拓寬，最大傳輸范圍可達到數10km。

2．2無線網絡的缺陷

干擾無線局域網依靠無線電波的傳播，受墻壁、大型用具和其他障礙物阻礙，網絡的性能會降低。

安全因為無線電波不要求物理地聯接，如果獲得網絡的訪問代碼，那么，在無線電波廣播范圍內的任何人，都可以監聽網絡的通信，無線網絡容易被破壞，攻擊者可以利用訪問代碼和適當的設備截取敏感數據。

速度理論上，有線網絡上的數據傳輸速率可達到10～1000Mbps，而無線網絡上的速率要慢得多，數據訪問速率在l～54Mbps，在具體應用中，效果會很不同。

3無線網絡常用的設備

3．1無線網卡

在無線局域網中，無線網卡是操作系統與無線產品之間的接口，用來創建透明的網絡連接。其功能與有線網卡差不多，按照不同的接口，無線網卡主要有用于便攜機的內置PCMCIA卡、臺式機的內置PCI+PCMCIA卡、以及兩者皆適用的外接USB適配器三種類型。它們用于數字設備(計算機、掌上型電腦等)之間的短距離高速無線組網。

3．2無線基站AP(Aeeoss Pointl

無線接入點AP是—個無線子網的基站。它在無線局域網和有線網絡之間接收、緩沖存儲和傳輸數據，來支持—組無線用戶的設備。在多個WLAN站設備組網時，AP作為子網核心是必不可少的。同時，它也是WLAN和LAN之間的橋接設備。無線訪問接入點通常通過標準以太網線連接到有線網絡上，并通過天線與無線設備進行通信。其作用半徑取決于天線的方向和增益。

3．3無線路由器

無線路由器屬于一種典型的網絡層設備，是兩個局域網之間傳輸數據包的中介系統，負責完成網絡層中繼或第三層中繼任務。近來，為了提高通信能力和效率，不少無線路由器還整合了交換機和防火墻等功能。

4無線網絡在校園網中的應用

對于無線局域網來說，一方面要考慮無線網絡的覆蓋問題，另一方面也要考慮無線網絡安全問題。校園局域網一般具有較大的規模，不是無線產品的簡單組合，而是一種整體的校園網絡系統。考慮到日后擴展的需要，校園無線局域網系統應盡量保證高吞吐量、安全的移動性以及與有線網絡的無縫結合。

在WLAN技術的驅動下，師生可以使用電腦上課，通過WLAN對因特網上所有的學習資源實現快捷、靈活訪問。學生利用WLAN訪問學校自身的網絡資源，可以從內部網頁下載學習軟件，檢索課件，使用Office軟件做筆記，生成多媒體講演稿，通過網絡隨時隨地與其他同學和老師進行交流，還可以發送電子郵件、訪問學校網上圖書館中海量的電子資料，等等。

校園無線網原則上應作為有線網絡的補充和延伸，在現有網絡的基礎上增加更多實際功能。學校的網絡信息中心作為Intemet的接入點，也作為無線站的中心站，負責控制所有站點對網絡的訪問。在距離較遠的校區、布線不方便的校園建筑物可通過無線網橋與中心連接，在網絡的每一端設置無線接入點，并外接高增益天線，可以實現兩個網段之間的互聯。各樓內部可根據具體情況使用小型有線局域網或在一些教室、辦公室的墻上安裝AP進行無線接入。在大型教室、實驗室和報告廳，可以配置1個或多個無線接入點。在校園公共休息場所，有計劃地安裝一些AP充當學校有線以太網和無線用戶之間的網橋，允許多個用戶同時收發數據。隨著需求不斷增加，校園WLAN可以迅速、方便地部署更多的接入點，并且在需要的時間和地點經濟有效地拓展連接能力。

5結束語

有線計算機網絡已經在教育領域得到了廣泛的應用，它對教育所起到的積極作用是有口皆碑的，并產生了新的教學方式——數字化教學。近年來，隨著無線網絡協議標準的進一步完善和無線網絡產品性價比的提高，無線網絡逐漸走入校園并在校園網的建設中扮演越來越重要的角色，無線教學模式的出現將使無線網絡在教育中得到更廣泛的應用。

(注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。)