试析校园无线网络的构建及应用
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[摘要]本文尝试分析介绍了无线校园网络的构建方法及其在应用中的注意事项，以促进无线校园网络的快速发展与应用。
著名的梅特卡尔夫法则认为，计算机网络的价值与其结点数的平方成正比，即计算机互联网的数目越多，他对社会的影响就越大。那如何在校园这个有限的范围内，充分的发挥网络的潜力？如何能最大限度的满足各类不同人却对网络的需求呢？无线局域网应运而生。无线局域网是90 年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物, 它提供了使用无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信, 并为通信的移动化、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段。作为与有线网络的相互补充相得益彰的新型技术, 无线网络发展至今日, 技术已日渐成熟。
一、有线校园网的缺陷
校园网络的建设为管理提供了有效的手段；为教育提供了电子化教学平台；为资源提供了共享的便利；为学校提供了对外的窗口。我国的大部分高校网络已经达到了互联互通的程度。然而，仍有些经常面临的问题需要得到更好的解决。
1.网络建设费用较高
作为一项校园设施，校园网络系统建设的投入依然很高，这种投入不仅包括核心网络设备，而且还包括贯穿校园的网络骨干（光纤或铜介质网线）以及巨大的施工代价，这个费用与整个校园网络的大小有直接关系。
2.难以满足日益变化发展的校园格局
虽然校园网络在设计初期均有比较周密的规划，但是教育事业的蓬勃发展以及整个社会的快速发展，势必导致很多难以预料的情况发生，传统的网络技术和产品在应对不断产生的变化方面的能力还显得十分有限。
3.难以适应用户数量的增加
网点的规划是任何一个网络规划的重要环节，校园网络也不例外。然而网点的预测同样是一件很难的事。随着教育手段的变化以及网络终端设备数量的增长，网点的布局将远不能满足需要。
二、无线校园网的优势
1.移动性强，便于教学
无线校园网的显著特点就是移动性强。用户可以在教室、办公室、实验室、图书馆之间自由移动并始终与网络连通。通过无线网络全校师生可以在学校任何地方很方便地连入校园网, 进行信息的查询, 并且即时得到数字化的全文信息, 方便地进行学习、工作。同时, 无线局域网不仅支持移动终端之间的通信, 还允许无线设备接入有线网络。由于没有线缆的限制, 用户可以随心所欲地增加工作站或重新配置工作站, 通信范围受环境条件的限制小, 拓宽了网络的传输范围。
2.组网灵活，投资收效快
在现有校区已有成型的有线网络的前提下，再对现有网络进行扩建、合并、重组，如果通过光纤连接的话, 费用相当高。况且在两个不同大楼内的计算机联网时, 楼间的电缆价格昂贵, 如涉及动土还需要施工许可证, 此时无线网络可以提供一个简单直接的解决方案。相对于有线网络, 无线局域网的安装工作非常简单, 它无需施工许可证, 不需要布线或开挖沟槽, 它的组建、配置和维护较为容易。同时, 无线网络设备可以随办公环境的变化而轻松转移和布置,系统结构可以适用于小数量用户的对等网络, 也可以适用于几千名移动用户的完整基础网络， 有效提高现有设备的利用率,并保护的设备投资。
3.传输速率高
无线网络的传输速率是指它在一定的网络标准之下接收和发送数据的能力。在执行不同的传输标准的时候，传输速率会有明显不同（见上表）。IEEE802.11a标准，由于其兼容性不太好而未被普及。而IEEE802.11b与802.11g标准是可以兼容的，它们最大的区别就是支持的传输速率不同，前者只能支持到11M，而后者可以支持54M。而新推出不久的802.11g+标准可以支持108M的无线传输速率，传输速度可以基本与有线网络持平。
三、无线校园网构建方法
1.无线校园网构建主要有两种方法
一是阀值法。通过调整AP 的阀值设置,控制AP 接入覆盖范围,从而在相同覆盖面积条件下,通过增加AP 数量,提高系统容量;
二是频率复用。学校人群主要由管理人员、教师、科研人员和大量学生构成,以上人群工作和学习生活分布在以下区域:图书馆、教学楼、办公楼、实验研究楼、学生宿舍、运动场以及各类休闲场地(草坪广场等) 。因此,在同一覆盖范围内的多个AP 利用802. 11g 规定的13个可用信道中相互干扰最小信道进行设计，客户端无线网卡根据各AP 信号强度,选择不同信道工作,从而提高系统容量。
2.根据设计原则和方法针对不同区域无线校园网覆盖方案有所不同
(1) 图书馆内多为以宽敞、高大空间,适于无线局域网实现网络的覆盖,使用设备少,覆盖率高,可根据室内面积和估计容量布置AP 。
(2) 教学楼主要为教室,是学生和教师主要活动场所。教室的结构是完整的整体空间,在每个教室根据面积和容纳人数设置一个或多个AP ,从而信号覆盖教室各角落。
(3) 办公楼、实验研究楼和宿舍楼通常是在走廊放置若干AP ,让无线信号覆盖各房间;也可通过室外无线覆盖法,在楼外架设AP + 天线,透过窗户让网络覆盖各宿舍,相对而言室外法构建网络成本较低,且可以兼顾宿舍周边地带无线上网需要;
(4) 运动场以及各类休闲场所一般多为室外空旷地带,可使用室外型AP + 功率放大器+ 大功率天线,以取得大面积网络覆盖。由于目前802. 11g 无线局域网自身的局限,建筑的布局和结构基本决定了每个AP 的覆盖范围。因此,在进行无线网络规划的时候,必须先对每个建筑物进行详细的信号强度测试,同时根据在AP 间无线覆盖缝隙最小的条件下,尽量扩大AP 间距的设计原则定位各个AP。
四、校园无线网络应用中的注意事项
1.无线局域网不可能完全取代有线局域网, 只能作为有线网络的补充和完善。二者并不是技术竞争, 而是技术互补, 互为完善, 互为补充。无线局域网是在现有的有线网络的基础上增加更多实际功能,学校的网络中心作为Internet 的接入点, 也作为无线站的中心站, 负责控制所有站点对网络的访问。
2.无线网络基础构建的时候要考虑采用专业的设施,聘请专业的队伍去操作,否则在规模扩大到一定程度时就会遇到功率控制、频率选择、环境噪声等很多问题。
3.妥善考虑无线网络的支撑系统(包括无线网管、无线安全,无线计费等),否则无线设备之间的不兼容性,或者网络管理的混乱会导致大量问题。
4.由于无线局域网依靠无线电波的传播,电波发射时,受墙壁、大型用具和其他障碍物阻碍,使得网络的性能降低。因此,在校园网内要做到有线和无线的合理布局。
5.要建立可靠的网络安全机制和提供完善的支持服务。无线电波本质上不要求物理性的访问联接,但如果获得网络的访问代码,那么,在无线电波广播范围内的任何人,都可以监听网络的通信。因此，网络安全成为刻不容缓的问题,必须建立起安全可靠的身份确认和授权机制。
参考文献:
[1]王执毅.校园无线局域网的建设.理工科研，2007，(01).
[2]荣曼生，郭兆宏.校园无线网络的构建及其在教学中的应用.中国电化教育，2005，10.
（作者单位：辽宁沈阳药科大学）