校園無線網絡教室設計

摘要:當前越來越多的高校實施了校園網無線覆蓋工程。該文分析了無線教室建設的意義，介紹了無線教室建設的主要技術，并以某學院軟件樓為例介紹了無線教室設計的過程。

關鍵詞:無線教室;設計;WLAN

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)32-8948-02

The Design of Wireless Classroom in Campus

DENG Wen-da1， DENG Ning2

(1.Changsha Social Work College， Changsha 410004， China; 2.Beijing Applied Senior Technical School， Beijing 100085， China)

Abstract: Nowadays， more and more colleges and universities begin to build their wireless campus network. The author introduced the main technology of the wireless classroom in campus， and provide an instance in building wireless classroom in a college.

Key words: wireless classroom; WLAN; design

無線網絡與有線網絡相比，有著靈活便利的優勢。隨著越來越多的師生開始擁有筆記本電腦，校園網的無線覆蓋逐漸成為熱門。校園網無線覆蓋可以使得教師和學生在校園的任何地方，只要擁有無線上網設備，都可以很方便的接入網絡，訪問校園網或者互聯網上的各種資源。但是，目前大多數校園網無線絡覆蓋方案，都沒有考慮無線網絡教室的問題。

無線教室網絡有其特殊性。所有位于同一教室的用戶在同一局域網中，要能夠互相訪問，共享資源;而且需要統一網絡管理，不同教室根據需要設定不同的權限;同時無線教室存在大量用戶集中訪問，并發流量較大的問題。在一般的校園網無線覆蓋方案中，只解決了用戶接入位置的問題，而對上述問題沒有涉及，無法實現無線教學。

1 無線教室建設的意義

當前許多高校越來越重視學生動手實踐能力的培養。特別是高職院校，紛紛著手建立教學做一體化教室。對于計算機及相關專業來說，就是建立計算機房。傳統的計算機房建設，面臨的最大問題是，機器設備的更新問題。一般來說，一臺在機房公用的計算機，使用壽命在三年左右，超過這個時間，一方面損耗嚴重，需要較大的維修成本;另一方面，性能較差，很難滿足教學需要。同時，如果學校想要重新購買設備，則大量的淘汰設備處理起來也有一定難度。

無線教室是對傳統計算機房的改進，極大地降低了設備損耗和管理人員的費用，同時，學校也可以將原來計劃建設計算機房的資金，用于資助學生購買筆記本電腦等無線上網設備。

2 無線教室設計的主要技術

1)802.11n技術

802.11n技術是相對于傳統的802.11a/g提出的。802.11a/g可以實現54Mbps的帶寬，實際的用戶吞吐率一般在20-25Mbps左右。802.11n可以實現300-600M的物理帶寬，數據吞吐率至少在百兆以上，和百兆有線的速率相當，可以滿足一些高帶寬的應用需求，比如高清的在線教學、IPTV等。

802.11n采用智能天線技術，通過多組獨立天線組成的天線陣列，可以動態調整波束，保證讓WLAN用戶接收到穩定的信號，并可以減少其它信號的干擾，使覆蓋范圍能達到11G的6倍以上。

在802.11g模式下，如果有多個用戶同時接入網絡，可能會因為QoS得不到良好的保障，影響實時業務。802.11n在這方面則有很大的改善，由于采用了MIMO技術，無線信號多路收發，有效地解決了多徑干擾問題，信號穩定性及抗干擾能力等方面比802.11g產品大大提高，可以支持WIFI語音等實時業務。

802.11n在設計之初就保證了后向的兼容性，與802.11a/b/g的終端設備仍可以接入802.11n網絡。

2)雙頻AP技術

WLAN可運行于2.4GHz頻段和5GHz頻段。2.4GHz頻段是ISM頻段，無需授權就可以使用，因此該頻段存在很多干擾設備，如藍牙、微波爐、無繩電話、玩具遙控器等。這些設備都會對2.4GHz頻段產生干擾，造成網絡吞吐速率下降。

而5GHz頻段相對來說受到干擾的可能性較小，可以很方便的獲得較高的吞吐率。如果AP能夠支持同時工作在2.4GHz和5GHz頻段，則單個AP可連接30～40個用戶。這樣就可以在相同的物理空間內，提供雙倍的接入密度。另外，802.11n也必須要支持5GHz才能達到300Mbps的高速接入。

目前市面上Intel迅馳系列筆記本全部同時支持2.4G和5G頻段。

3)FIT AP技術

當前業內解決無線網絡部署的技術，主要是FAT AP解決方案和FIT AP解決方案。FAT AP方案中，每個AP單獨配置管理，適于家庭應用。組建無線教室需要采用FIT AP方案，所有AP通過無線控制器集中進行配置和管理，AP自身不需要配置，對于WLAN的管理和維護、網絡安全管理都在無線控制器上實現，非常的簡便快捷。

3 無線教室的設計

無線教室的特點是，地點集中，用戶數量大，并發流量大，對于無線網絡的設計和實施，都有一定的挑戰性。

某學院有軟件教學樓一棟，現擬建成無線教室教學樓。學院計劃在建立無線教室之后，將原本用于計算機房建設的資金用于資助學生購買筆記本，使得學生可以使用自己的筆記本電腦在無線教室中學習。

該教學樓每層有9間教室，最多每層可以同時容納712人同時上課。如果將教室改造成機房，則原來50座的教室只能容納24個計算機機位，學生容量將大大減少，同時還面臨機房裝修、布線和電源改造等若干問題。該教學樓的樓層平面圖如圖1所示。

一般情況下，一個無線AP單頻可以容納15～20人，而雙頻雙模的無線AP，可以容納的用戶數量加倍。因此，要滿足大量用戶同時訪問，最好采用雙頻多模的無線AP。目前有的廠商的無線AP，可以同時工作在WLAN的2.4GHz頻段和5GHz頻段，并支持IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g和IEEE802.11n四種模式，提供超過100Mbps的無線接入帶寬。

為了保證接入容量，該教學樓采用的所有無線AP均為雙頻雙模，部署位置如圖2所示，整個設計采用蜂窩式覆蓋。為了避免干擾，分別使用了2.4GHz和5GHz兩個頻段的各三個信道。

所有無線AP以FIT AP方式工作，共使用無線AP23個，需要無線控制器一臺。一般的無線控制器可以管理24個AP。無線控制器管理AP的數量是可以擴展的。同時，為了便于布線和管理，一般采用POE交換機對AP進行POE供電。

在施工時，要根據情況測試和調整AP的發射功率，確保無線覆蓋互不干擾，并能夠有效實現用戶接入的均衡分擔，滿足無線教室高密度集中接入的需求。單個用戶的無線接入速度可達到3Mbps以上，能夠滿足日常課程教學的需要。

另外，在無線教室使用前，還需要對教室電源進行改造，以便筆記本電腦在上課時可以及時充電，保證教學的順利進行。

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