無線校園網的深度覆蓋技術

萬幸 李興華 羅萬波 黃敏

摘 要：隨著無線校園網的逐步普及，各大高校逐步開始重視無線校園網的覆蓋技術。本文結合實際工程經驗，介紹了基于802.11協議的無線網絡需要考慮的技術細節，并介紹了校園網絡的典型覆蓋設備，討論了不同覆蓋技術下所需要的系統接入技術。

關鍵詞：無線校園網；WLAN；覆蓋；無線接入

1 技術背景

隨著校園信息建設的步伐加快以及國家信息化戰略的實施，大學校園對于無線網絡的需求不斷提升。另一方面隨著移動互聯網的發展，每個教師和學生都必須適應無線網絡環境下的生活、工作和學習。而就目前的情況來看隨著手機、筆記本及其它無線終端的普及，這種建設無線校園的條件也日益成熟。 基于IEEE 802.11n的無線局域網具有終端豐富、標準成熟、可擴展性強、安全可靠等一系列優點。但由于校園內人流的密集度較高和建筑物結構特殊，造成了校園深度覆蓋能力不足。本文結合實際工程經驗，介紹了一些較成熟的覆蓋技術。

2 無線覆蓋

2.1 劃分信道 目前WLAN一般采用基于802.11 a/b/g/n協議的技術標準，工作在2.4GHz頻段，工作頻率范圍為2400～2483.5 MHz，屬于無需申請的ISM頻段（工業、科學、醫療）。由于使用ISM頻段，一般使用時劃分為13個信道，每個信道帶寬為22MHz；信道間隔5MHz。3個非重疊信道： 1、6、11。因此在現場需要部署多臺無線接入設備時，需要考慮信道之間的干擾問題，合理利用1、6、11三個信道，需要從水平和垂直兩個方向考慮，從而避免信道間的干擾。

2.2 傳播距離 室內分型AP的發射功率不超過27dbm（500mW），而無線貓及無線機頂盒的發射功率為不超過20dbm（100mW）， 在設計無線校園覆蓋方案時應該保證覆蓋區域內的終端接收功率不低于-70dbm。為了保證信號質量，一般還需要預留18dB。在相同的介質中，傳播距離每增加一倍衰減增大6dB，不同的介質中衰減量也不相同。除了信號接收功率，接收信號的信噪比也必須滿足一定條件。

3 設備選擇

3.1 無線機頂盒/無線貓直接覆蓋 無線機頂盒以及無線貓方式特點是只要同軸電纜到達的位置均可部署，覆蓋場景小，適用于教室或會議內安裝了有線電視的場景。這時可以直接通過置換成無線機頂盒或者無線貓來提供WiFi信號，無線機頂盒和無線貓可以分別通過網口和同軸口連接外網，電視回傳通道和無線網絡共享接入帶寬，但回傳信號數據流量較小，建議無線機頂盒/無線貓開通6M帶寬。為保證用戶體驗，單臺設備配置文件允許最大用戶接入數量為15個，同時建議的RF發射功率一般是100mW。

3.2 增強型分布式AP放裝覆蓋 室分AP方式特點是覆蓋面積較大、空間阻斷較多、AP要求集中部署，適用于大型公共場景，以及分布在教室通道兩側或辦公區域。對于部分沒有安裝有線電視的教室和小型會議室，可采用100mW的雙頻AP加強覆蓋，合理規劃頻率資源，減少不同區域間信號的相互干擾。AP全部采用瘦AP模式，通過校園核心機房內的AC進行統一管理，因而免去了現場施工調試過程，但是需提前將AP的MAC地址添加到AC系統內。

3.3 室內分布式AP深度覆蓋 對于大型會議室、禮堂和食堂等場所，由于室內空間巨大，若采用無線貓和放裝型AP覆蓋受到無線信號傳播距離的限制，效果很不理想，因此一般采用室內分布系統進行覆蓋。一般有兩種方案：第一是利用原有的2G/3G/4G分布系統，在原有的線路上進行合路，但是由于WLAN和移動通信系統信號的頻率不同以及線路本身固有的頻率選擇性，必須合理測算信號的衰減，保證信號的質量。第二是單獨建設WLAN無線分布系統，這種方案成本較高，而且會破壞建筑物原有的墻面和裝修，因此不作為首選方案。采用室內分布式系統，要選擇合適天線且準確的設計天線角度的覆蓋范圍。

3.4 面板AP靈活覆蓋 對于一些重要的會議場所，比如校領導會客廳和行政會議室，若采用放裝AP會直接影響室內美觀，這時可以采用面板AP實現小范圍覆蓋，只需將普通的信息面板置換為帶WIFI功能的信息面即可。

4 網絡接入方案

4.1 光纖接入 連續覆蓋、大進深的公共區域、跨樓層的公共區域，最好采用光纖+AP方式，可實現千兆接入，需要單芯光纖接入。具體根據現場情況分為放裝AP和室分AP兩種方式。由于校園教學樓、行政樓、禮堂、活動中心以及食堂等建筑物都屬于大容量高密度區域，同時接入時除了考慮無線接入的帶寬，還要考慮有線帶寬的需求，所以一般采用100M/1000M帶寬接入。對于部分大型教學實驗樓可采用10G光纖接入。

4.2 五類線接入 五類線的優點是施工難度較低，對于環境的限制較小，超五類線容量甚至可以達到1000Mbit/s。除此以為五類線可以直接通過RJ45接口連接無線接入點，不需要單獨設置轉換設備，且成本較低，因此獲得了廣泛的應用。但缺點是五類線傳輸距離較短，一般不超過90m，因此在一些場合無法使用。五類線一般適合帶寬需要不高，布線難度較大的區域。

4.3 同軸線接入 對于安裝有線電視的建筑物來說，同軸電纜所提供的帶寬雖然有限但是滿足了部分場景的特殊需要，但是同軸的電纜的帶寬是受限于有限電視終端的數量，一般和終端的數量成正比。因此這部分的接入帶寬主要根據無線機頂盒和無線貓的數量來規劃的。

4.4 G/4G移動通信系統接入

對于部分難以覆蓋的區域或者由于施工難度和現場環境限制無法鋪設線纜的區域，可以考慮通過3G/4G移動通信系統接入。這種接入方式只需要在現場布放若干移動信號接收機并將移動信號轉換為WLAN信號，因此施工較為容易，但是缺點是可能信號的穩定性和容量不理想。

5 總結

無線校園網是目前校園網建設的熱點，本文介紹確保校園網的覆蓋范圍和網絡接入的幾種成熟技術方案，在具體設計方案時必須結合建筑物的實際情況進行分析，必要時還可以采取802.11協議以外的其他無線技術進行補充覆蓋，進一步提升無線校園網的容量。

基金英目：樂山職業技術學院科學研究計劃資助項目（KY2015008）。

作者簡介：萬幸，男，樂山職業技術學院工程師，畢業于東南大學信息科學與工程學院，碩士研究生，曾任職于中國電信、中興通訊以及江蘇有線，主要研究方向：寬帶網絡技術。