校園無線網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用的探討

楊 朋

（天津師范大學(xué)，天津 300000）

校園網(wǎng)作為數(shù)字化校園和智慧校園的重要載體，在師生的工作和生活中占據(jù)著舉足輕重的地位。一方面，教師在線辦公，移動(dòng)教學(xué)，數(shù)據(jù)共享等廣泛應(yīng)用于數(shù)字教學(xué)中，另一方面，學(xué)生查詢文獻(xiàn)、報(bào)名選課、社交學(xué)術(shù)活動(dòng)等往往都需要校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的支持。基于此，如何進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)布局，如何提高校園網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，如何提升在校師生的用網(wǎng)體驗(yàn)是許多高校下一階段信息化建設(shè)的重點(diǎn)[1]。

1 高校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀

當(dāng)前，天津師范大學(xué)已經(jīng)完成了主干網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備配置，建立了比較健全的校園網(wǎng)體系，主要體現(xiàn)在教學(xué)區(qū)實(shí)現(xiàn)了有線網(wǎng)和無線網(wǎng)的全覆蓋，生活區(qū)宿舍實(shí)現(xiàn)了有線上網(wǎng)全覆蓋。然而隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)便攜設(shè)備的增多，網(wǎng)上教學(xué)、移動(dòng)教學(xué)的發(fā)展，師生對(duì)上網(wǎng)的需求和體驗(yàn)也越來越高，在整個(gè)校園區(qū)域還存在著上網(wǎng)死角，尤其是無線覆蓋面上，像餐廳、學(xué)校范圍內(nèi)的戶外場(chǎng)所、宿舍的無線等區(qū)域無疑是下一步改善校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的重點(diǎn)。

2 校園無線網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

2.1 校園網(wǎng)組建方案

該方案主要指的是基于現(xiàn)在學(xué)校已有的校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化無線校園網(wǎng)絡(luò)，滿足師生對(duì)校園無線網(wǎng)的接入和資源獲取的需求。由于各個(gè)部門、各個(gè)區(qū)域、師生和臨時(shí)人員對(duì)上網(wǎng)的需求存在一定的差異性，對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)于系統(tǒng)復(fù)雜程度、應(yīng)用范圍及規(guī)模上都存在較大的不同。需要將無線局域網(wǎng)技術(shù)依照實(shí)際時(shí)間空間分布情況、人員流動(dòng)和匯集情況、流量運(yùn)行情況進(jìn)行匯總，科學(xué)規(guī)劃和挑選合適位置和數(shù)量的無線接入點(diǎn)，采用更加科學(xué)的管理方法，為廣大師生提供更加優(yōu)質(zhì)的校園網(wǎng)環(huán)境[2]。

2.2 校園無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

2.2.1 總體框架

考慮到我校生活區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)以及學(xué)生分布狀況，此次無線建設(shè)的宿舍區(qū)域?qū)⒉捎脽o線控制器+主AP+分AP的架構(gòu)，由一臺(tái)無線控制器和多臺(tái)無線AP組成。

無線控制器連接至學(xué)校核心交換機(jī)，通過虛擬化技術(shù)將2臺(tái)高性能無線控制器虛擬成一臺(tái)設(shè)備，進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)、統(tǒng)一管理，采用鏈路負(fù)載分擔(dān)方式工作，提高設(shè)備穩(wěn)定性和利用率。主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)的接入功能、審計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)范圍內(nèi)所有無線AP的管理，完成對(duì)用戶原始數(shù)據(jù)的集中控制與轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)還可以無線將與認(rèn)證系統(tǒng)進(jìn)行整合，對(duì)接入用戶進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證。

AP通過匯聚交換機(jī)接入校園網(wǎng)核心設(shè)備，主要是實(shí)現(xiàn)發(fā)射無線信號(hào)，數(shù)據(jù)加密、用戶接入等簡(jiǎn)單功能。主AP直接上聯(lián)到樓宇無線網(wǎng)匯聚交換機(jī)上，既可以散發(fā)無線信號(hào)，還可以對(duì)分AP進(jìn)行供電，分AP部署在房間內(nèi)，獨(dú)立工作，這樣每個(gè)房間內(nèi)的用戶可獨(dú)享單個(gè)AP提供的帶寬，并且無需單獨(dú)供電，節(jié)省了布線和安裝成本，由此可以更加豐富無線網(wǎng)絡(luò)的管理策略制定。

2.2.2 多場(chǎng)景無線互聯(lián)

無線AP的安置需要充分考慮到實(shí)際校園網(wǎng)環(huán)境和樓宇間構(gòu)造的需求，對(duì)學(xué)校各個(gè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)際踏勘來部署和優(yōu)化無線AP，盡可能保證工作信道全覆蓋并相互不干擾，保障無線信號(hào)的強(qiáng)度，從而保證無線校園網(wǎng)的質(zhì)量。針對(duì)我校不同的使用場(chǎng)景需要靈活的選擇不同的AP類型和管理方式。

針對(duì)食堂、會(huì)議室等瞬時(shí)人流量較大的區(qū)域，部署高密AP來實(shí)現(xiàn)無線覆蓋。該AP基于802.11ax協(xié)議，采用高效無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的超千兆高速無線接入設(shè)備，不僅有效的減少AP部署數(shù)量，還可以有效提高在高密度環(huán)境中用戶的吞吐量，大大提高了用戶的并發(fā)數(shù)，同時(shí)無線控制器還可以對(duì)高密AP的流量按照時(shí)間進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，在高峰期多分配帶寬和信號(hào)頻道，而在閑時(shí)則稍微降低信號(hào)頻道，保證校園網(wǎng)寬帶使用率。

針對(duì)宿舍場(chǎng)景，人口密度大，上網(wǎng)流量高，并發(fā)數(shù)大，該區(qū)域需要適量增加AP的數(shù)目，部署采用4根收發(fā)天線的面板式AP，該AP使用MIMO技術(shù)，基于802.11ac Wave2協(xié)議，極大地保障信號(hào)強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時(shí)一個(gè)主AP串聯(lián)4臺(tái)分AP，并蜂窩狀部署，在節(jié)省成本的情況下，保證上網(wǎng)信號(hào)，提高設(shè)備利用率，升多用戶數(shù)據(jù)并發(fā)的處理能力。

在戶外公共區(qū)域，像操場(chǎng)、廣場(chǎng)等，部署高性能室外AP實(shí)現(xiàn)部分戶外區(qū)域的無線覆蓋。該AP外接增益值較高的天線，安裝部署在樓頂或路燈上，盡可能的避開障礙物和一些對(duì)信號(hào)有干擾的區(qū)域。該高性能室外AP一方面可以保障散發(fā)信號(hào)強(qiáng)度高，覆蓋范圍廣，另一方面需要充分考慮到環(huán)境的影響，做好防風(fēng)，抗高溫，抗低溫，防水，防雷電、防人為破壞的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語

該組網(wǎng)技術(shù)可以很好地優(yōu)化學(xué)生在宿舍、餐廳及其他戶外區(qū)域原有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和管理策略，為廣大師生提供了良好的網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境。然而，由于無線局域網(wǎng)技術(shù)的種類繁多，無線產(chǎn)品也呈多元化特征，所以，我們?cè)趯?duì)無線校園網(wǎng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還需要重實(shí)際，量需求、多勘察、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，來擇選和優(yōu)化更加合理的組網(wǎng)方式。