基于802.11N無線技術的移動學習網絡構建研究

【摘 要】在全球信息化飛速發展的今天，隨著無線互聯技術在各領域的廣泛應用，基于開放教學理念的電大系統迎來了教學模式飛躍發展的新契機。

【關鍵詞】數字化校園 移動學習 無線 802.11N

中圖分類號：G202 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2013.12.164

隨著信息化的不斷發展，信息技術在基層電大系統的重要地位日益突顯，基層電大系統在完成傳統網絡升級改造的同時，更多的目光聚焦在無線網絡的開發應用上。在以開放教學模式為基礎的學習環境下，師生越來越要求盡可能方便、快速、移動式的訪問校園信息化的資源。同時，師生使用筆記本電腦、平板電腦、智能手機等移動終端越來越普及，無線網絡為廣大師生提供了隨時隨地的訪問校園網絡或是接入INTERNET的方式。在很多傳統有線網絡無法延伸到的場合，如大型教室、禮堂、會議室、圖書館、體育場館、及至校內其它活動休閑場所，師生同樣能夠方便地接入公網或訪問校園網絡，分享學習資源，感受校園文化氛圍等。無線的應用已經出現在在教學、科研、管理、服務等越來越多的方面。

設計目標

（一）技術目標

1.“超越有線”的無線網絡覆蓋。

首先要實現覆蓋無死角，可保證業務連續性，不掉線；同時要保障性能強勁，可承載大流量的業務應用，不阻塞；要有較突出的帶機能力，可降低密度，減少干擾；

2.“無感知”的網絡訪問控制。

首先通過網絡訪問控制確保無線的安全，避免具有破壞攻擊性人員接入網絡；采用無感知設計提升認證易用性，即僅需首次認證，后續自動認證；使用全自助的二維碼掃描接入完成訪客管理，降低管理工作量，提升訪客體驗，實現訪客自助開戶與指定周期內重復使用；實現基于人員、設備的網絡訪問權限管理，實現不同人員、設備不同的權限。

3.“一體化”的設備和人員管理。

實現可視化的無線網管、遠程故障定位，如：遠程定位故障AP節點，常規故障的排除等；同時滿足基于各種協議的身份系統對接，從而免去開戶、用戶維護的煩瑣事務。

（二）功能目標

要滿足電大系統在教學、科研、管理、服務等幾個主要方面的多種實際需求，如圖：

圖1、無線網絡綜合功能圖

具體實施

（一）接入采用智能雙路802.11n無線技術

選用全面支持802.11n 協議的無線智能網絡設備。802.11n技術由于采用了多種無線技術，極大地提升了無線接入的帶寬和覆蓋范圍。智能無線設備通過MIMO（多輸入、多輸出）、OFDM（正交頻分復用）、40 MHz Channels（通道綁定）Packet Aggregation（數據包聚合），其理論帶寬達到150Mbps-600Mbps，實測接入帶寬可以達到100Mbps-300Mbps，是傳統無線的5倍。同時極大地提高了無線的覆蓋范圍，同環境下比802.11a、b/g模式的覆蓋范圍提高了20%。

（二）控制器采用AC線速轉發

采用模塊塊設計的無線控制器，直接插在核心交換機上。對用戶量大、業務豐富多遠、且新應用不斷涌現的需求，提供了堅實的硬件基礎。

（三）智能無線技術規劃

考慮到采用了802.11n技術的無線網絡中，集中式的數據轉發架構已經不合適了。每個802.11N的AP上百兆的流量，是不可能都通過AC集中轉發的。分布式轉發的概念應運而生，第一代的分布式轉發，不能區分數據類型，將一些涉及到安全問題的數據也統統通過本地交換機轉發了。

因此采用第二代智能轉發架構，使用智能流分類前置設計，充分利用本地轉發與集中式轉發的優勢，實現802.11n環境下的高速低延時、高安全轉發。實現智能流分類：可根據SSID、VLAN等信息劃分不同數據流；實現智能轉發：通過本地AP策略，使不同流分別走AC集中轉發或AP本地轉發 ；實現本地轉發類流：時延敏感類數據，快速轉發，延遲最低，更適合語音、視頻直播等校園網應用；實現集中轉發類流：安全敏感類數據，集中加解密處理，適合學校OA、選課、一卡通等校園網應用。

圖2、基于802.11n無線網絡拓撲

擴展思考

無線網絡和有線網絡一樣是教育信息化建設的基礎，為師生提供了更靈活、更便捷的接入方式，隨著無線網絡的建設和發展，無線正在融入到學校的信息化、多業務的各個方面，為師生提供精彩的無線校園生活體驗。

無線網絡的建設需要滿足未來學校多種信息化的應用，下一代無線校園網解決方案，深刻理解校園信息化的業務發展，其解決方案以其先進性、前瞻性為學校教育信息化建設的未來提供了堅實的發展平臺，為學校的教學、科研、管理、服務等各項應用提供了基礎無線平臺。無線多媒體教室、無線科研數據傳輸、無線IPv6應用、無線一卡通、無線視頻監控、無線訪問視頻課程、無線語音、無線網絡運營商租賃等將會在不久的將來融入開放學習的舞臺。