WLAN在構建無線校園網中的應用研究

馬穩

摘 要： IEEE802.11無線局域網技術標準的不斷推陳出新，使無線局域網的應用和普及達到了一個新的階段。介紹了無線局域網WLAN的概念和相關技術，探討了一個構建無線校園網所使用的無線局域網WLAN的方法及應該考慮的問題，該應用對高校信息化資源建設有一定的借鑒作用。

關鍵詞： WLAN； 無線網； 校園網； 高校信息化

中圖分類號：TP393.1 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）11-14-02

Study on application of WLAN in construction of wireless campus network

Ma Wen

（Xian University of Science and Technology College of Computer Science and Technology， Xi'an， Shanxi 710054， China）

Abstract： With the incessant development of 802.11 wireless LAN technology standards， the application and popularity of wireless LAN have been developed to a new phase. The principle and related technology of wireless local area network are introduced in this paper. The method of WLAN used in constructing the wireless campus network and the related question considered are discussed， which are helpful for the construction of information resource.

Key words： WLAN； wireless network； campus network； campus information

0 引言

WLAN（Wireless Local Area Networks）技術即無線局域網技術，它是無線通信技術與計算機網絡相結合的產物。它主要是利用射頻（RF）技術在空氣中發送和接收數據，取代了計算機網絡中使用雙絞線來進行計算機網絡連通的技術。目前，隨著高校信息化的推進與發展，WLAN無線局域網技術被越來越多的高校用于構建自己的無線校園網，在高校無線校園網的建設中發揮著越來越重要的作用。

本文在介紹無線局域網WLAN的基礎上，對無線局域網在無線校園網的組建中所起的作用作了總結和探討。

1 WLAN技術介紹

WLAN無線局域網是一種相當便利的數據傳輸系統，它利用射頻技術傳輸數據來替代傳統的雙絞銅線傳輸數據。和有線局域網相比，它具有很大的優勢，主要體現在網絡安裝、維護、簡單方便，組網費用低和客戶接入方便等方面。

從網絡基礎架構上看，目前無線網的技術標準有藍牙（Bluetooth），IEEE802.11系列、HiperLAN、HomeRF技術等。其中在無線局域網中普及程度最好的是802.11系列標準。802.11系列標準是由美國電子電氣工程師協會（IEEE）為WLAN制定的，先后被市場廣泛接受并采用的主要有802.11a、802.11b、802.11g和802.11n等。其中802.11n標準是當前WLAN的主流技術標準。

802.11n標準于2009年發布，是目前吞吐量最高、支持頻段最多、功能最完善的WLAN技術標準。該標準最重要的改進就是在OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）正交頻分復用技術的基礎上，采用了先進的多輸入多輸出MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術，最大支持4*4的天線配置；支持更大的信道帶寬（最大40MHz）；支持高性能LDPC（Low Density Parity Check Code）編碼。802.11n的最高傳輸速率可達600Mbit/s，比之前802.11a/g快10倍以上。由于802.11n支持2.4GHz和5GHz雙工作頻段，在2.4GHz頻段干擾嚴重時可以使用5GHz頻段，能夠有效緩解WLAN面臨的干擾問題。

除了802.11a/b/g/n標準之外，IEEE還制定了其他十多項一系列補充標準。它們涉及了安全、服務質量、網絡管理、覆蓋擴展、網絡融合、支持新頻譜和新應用等方面內容，從而形成了一套比較完整的WLAN技術標準體系。

2 無線校園網

2.1 無線局域網介紹

無線局域網是無線校園網的一個不可缺少的部分，它可以利用已有的常規局域網和路由器、交換機作為整個無線校園網的骨架。這個無線局域網通常可以包括無線網卡和無線接入點AP（Access point）。無線接入點的作用是實現無線局域網與現有的有線局域網連接的部分，例如，像無線路由器這樣的設備，它們支持各種移動終端的移動與漫游。在現在高校里，像筆記本、PDA（指掌上設備）及手機等較為普及。因此，它們可以作為移動終端通過無線接入點接入到無線局域網上。無線終端的客戶則可以使用無線網卡來進行與無線局域網絡的接入點進行接入。根據移動客戶端的不同，我們可以將無線網卡分為以下幾類：

⑴ 適用于筆記本電腦并支持熱插拔的無線網卡；

⑵ 適用于臺式機的無線網卡；

⑶ 適用于筆記本電腦和臺式機并支持熱插拔的無線網卡；

⑷ 適用于PDA及手機的無線網卡；

這樣，通過無線接入點AP和無線網卡，我們就可以組成一個無線局域網。

2.2 無線校園網構建方案

通過無線局域網和有線局域網的連接，就可以構建一個包含了無線局域網的無線校園網，這個無線校園網從應該具有的功能上劃分，主要有以下幾方面的特點：

⑴ 與存在的有線網絡環境互為補充，擴展網絡使用范圍；

⑵ 為移動多媒體教學應用提供移動平臺；

⑶ 進一步便于筆記本電腦用戶隨時隨地的使用網絡；

⑷ 支持個人數字助理（PDA）的網絡應用；

⑸ 使得校園網絡的應用更為靈活多變；

⑹ 為外來的賓客提供便捷靈活的網絡接入服務。

因為無線局域網在設計時應該考慮的主要問題一個是無線網絡覆蓋面積，另一個是無線網系統的容量。作為一種大規模的無線局域網，無線校園網在設計時也應該是在確保所有用戶的服務（容量導向）的前提下，最大限度地減少AP的數目（覆蓋導向）。覆蓋導向的設計可以最大限度降低無線局域網絡建設的成本。但是對用戶數量密集的一些高容量區域，就必須以容量導向為前提，考慮使用多個接入點來實現。

無線局域網在具體組網時應該考慮在校園原有的有線局域網基礎上構建無線校園網，構建的無線校園網從邏輯上大體上可以分為室內和室外兩部分。室內主要是指像圖書館、教室、會議室、宿舍等，這些地方不方便進行大規模布線或不宜布設太多信息點的建筑；室外則主要是指分布較遠的校區、操場、各種體育場地和各種休閑場地等。

在進行室內無線局域網組網時，應首先考慮AP的數量和位置。各AP通過雙絞線與有線網絡連接，組成有線加無線覆蓋的服務區。各使用無線局域網的終端就近AP接入無線網絡，從而可以訪問整個網絡共享資源。一個AP最多可以接入80臺電腦，覆蓋范圍可以達到30至100m之間。對于室外無線局域網的組網，我們在配置無線接入點時，應該考慮把獨自成局域網的、有一定距離的樓房連接在網絡的每一端，每一端都有接入點AP。在進行無線網絡規劃時，出于覆蓋導向的考慮，必須先對每個建筑物進行詳細的信號強度測試，從而盡量擴大AP間距的設計原則來定位各個AP。

2.3 組網應考慮的問題

WLAN無線局域網技術是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。將WLAN應用在無線校園網中，我們就可以使用無線網卡加AP方式來實現共享無線網絡覆蓋區的資源。在無線校園網建設中，我們需要考慮的問題有很多，但主要包括以下幾個方面。首先，應該考慮電磁環境對人體健康的影響，規定無線局域網能夠使用的頻段，規定發射功率及帶外輻射；其次，無線局域網應該支持多徑衰落、相鄰子網間串擾等問題；再次，應該考慮盡可能要與現有的有線局域網、網絡操作系統和網絡軟件相兼容。另外還應考慮無線局域網至少應具備1Mbps以上的數據傳輸速率。一個典型的無線校園網網絡拓撲圖如圖1所示。

[網絡中心服務器][傳統校園局域網][AP][AP] [終端][Internet] [AP] [校園骨干網][以太網交換機] [AP]

圖1 無線校園網網絡拓撲圖

3 總結和討論

隨著WLAN技術的發展，WLAN在組建無線校園網中扮演著越來越重要的角色。組網方式也越來越靈活、多樣。利用現有的有線校園網，在此基礎上構建所需的無線校園網，可以為校園用戶提供全新的互聯網接入模式和無處不在的無線網路體驗，這必將成為一種構建無線校園網網絡的有效途徑。

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