基于WLAN的无线校园网技术应用初探

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摘要：随着教育手段的革新与无线网络技术的发展，目前基于wlan的无线校园网络构建技术已成主流，成为有线校园网网络延伸的重要手段之一。文章对无线局域网技术、无线校园网的构建做了介绍，并以淄博职业学院新校区的无线校园网建设为实例，提出了初步的设计方案。

关键词：无线局域网；WLAN；无线校园网；实现方案

中图分类号：TP393文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2007)05-11213-01

1 引言

目前，在大学的校园里，校园网已经得到普遍的应用。校园网对高校的教学、科研、管理，起到了不可估量的作用。但目前绝大多数学校拥有的是有线局域网，只能提供固定而有限的网络信息点，无法满足学校师生随时随地共享教育网络资源的需要。随着无线局域网技术的迅速发展，无线校园网技术可以解决这些问题。

2 WLAN技术简介

无线校园网是无线局域网的实例之一。无线局域网，简称WLAN（Wireless Local Area Network），是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。WLAN代替了常规LAN中使用的双绞线或同轴线路或光纤，通过电磁波传送和接收数据。它能满足各类便携设备的入网要求，能实现计算机局域联网、远端接入、图文传真、电子邮件等多种功能。网络上的各个节点可以根据需求而轻易地进入或脱离网络，使得网络各节点的变动不会受线缆的制约。

2.1 WLAN的技术标准

随着无线通信技术的发展和对无线局域网通信速率要求上的不断提高，无线局域网的标准也在不断发展，总的趋势是数据速率越来越高、安全性越来越好、服务质量越来越有保证。从无线局域网标准来看，中国标准与IEEE的802.1x系列标准基本保持一致。

在802.1x系列标准中，涉及物理层的有4个标准：802.11、802.11b、802.11a、802.11g。

802.11标准是IEEE于1997年推出的，它工作于2.4GHz频段，物理层采用红外、DSSS(直接序列扩频)或FSSS(跳频扩频)技术，共享数据速率最高可达2Mbps。它主要用于解决办公室局域网和校园网中用户终端的无线接入问题。 802.11的数据速率不能满足日益发展的业务需要，于是IEEE在1999年相继推出了802.11b、802.11a两个标准。并且在2003年通过802.11g方案，该方案可在2.4GHz频带上实现54Mbps的数据速率，并与802.11b标准兼容。

802.11b工作于2.4GHz频带，这属于国际上通用的免许可证频段，采用DSSS直序扩频技术，能够支持5.5Mbps和11Mbps两种速率，可以与速率为1Mbps和2Mbps的802.11 DSSS系统交互兼容。802.11a工作于5GHz频带，采用OFDM(正交频分复用)技术。802.11a支持的数据速率最高可达54Mbps。 802.11a速率虽高，但和802.11b不兼容，并且成本也比较高，所以在目前的市场中802.11b仍然占据主导地位，802.11a产品预计将在今后几年内快速发展。

802.11g与已经得到广泛使用的802.11b是兼容的，这是802.11g相比于802.11a的优势所在。 802.11g是对802.11b的一种高速物理层扩展，同802.11b一样，802.11g工作于2.4GHz ISM频带，但采用了OFDM技术，可以实现54Mbps的数据速率，与802.11a相当，并且较好地解决了WLAN与蓝牙的干扰问题，因此更具有下一代标准的实力。

2.2 WLAN常用的组网设备

WLAN常用的组网设备包括进行通信的客户端无线网卡和网络接入点。根据不同的物理层标准，无线局域网设备通常可被归为不同的类别，如常说的802.11b无线局域网设备、802.11a无线局域网设备等。

(1) 无线网卡(NIC)

无线网卡是作为计算机与无线网络的接口，实现与无线网络的连接，其作用类似于以太网中的网卡。无线网卡有适用于笔记本电脑的PCMCIA卡、台式机的内置PCI卡、以及两者皆适用的外接USB卡等。

(2) 无线接入点AP(AccessPoint)

无线接入点就像是无线网络的一个基站，它的作用是提供无线网络和有线网络之间的桥接，即在无线局域网和有线局域网之间接收、缓冲存储和传输数据。AP通常是通过标准以太网线连接到有线局域网上，并通过天线与无线设备进行通信。其作用半径取决于天线的方向和增益。在有多个AP时，用户可以在AP之间漫游切换。通过添加更多的AP，就可以扩充无线局域网，从而减少网络拥塞并扩大网络的覆盖范围。

3 基于WLAN的无线校园网技术的应用

使用基于WLAN的无线校园网技术技术，可以把因特网世界带到课堂、操场和校园的各个角落，具体应用如下：

3.1 构建电子的移动教室

配置了无线网络的PC 机或笔记本电脑可以很方便地放到教室或实验室进行教学和演示；或者可以让学生们用它来就地查阅网上资料或递交电子文档的作业等。这样的带无线网络的电脑可以在整个校园内移动，其网络连接不会中断，因此可以十分方便地创造“移动教室”，使学校最大限度地节省投资。

3.2 实现灵活多变的教室布局

有了无线网络，无须用网线把PC机连接到每一个以太网端口，移动一网的PC 机跟移动一张课桌一样方便。这样就可以根据一个特定的教学节目来编排教室的座位。

3.3 及时收集科学数据

学生带着笔记本电脑去教室或者图书馆学习，这些场所的有线网络端口一般是不能满足所有学生的上网需求的。有了无线校园网，学生们的网上学习将变得不受约束。可以很方便地到网上去查找相关资料。

3.4 不同校区间的连接

对于地理位置分布较远的多个校区之间的校园联网，采用无线局域网技术可以将学校内所有校区的局域网联网，实现资源共享。

3.5 移动办公的需求

随着教职员工的移动办公设备越来越多，对移动办公的要求越来越高，如会议、校长办公等都适合使用无线局域网。另外，基于无线宽带网络，还可以考虑其他的应用。比如VoIP，就是在无线局域网范围内，使用支持IEEE802.11 协议的无线终端设备如手机、PDA 或PocketPC 等来进行语音交流。这一全IP的无线语音系统将具有巨大的应用前景。还可以利用无线网络进行室外视频的实时转播，完全摆脱有线的束缚。

4 淄博职业学院新校区无线校园网覆盖方案

据考查，校园内主要存在以下三种典型的环境结构：典型环境一：房间密集但用户数量不多且分散；典型环境二：局部开放环境，用户集中；典型环境三：室外开放环境；

针对这些典型的环境结构，分别提供不同的设计方案。

4.1 无线覆盖之典型环境一

环境特点是：房间密集、用户数量相对分散，主要用户群是校内教师、学生。若是采用传统的覆盖方式，即在楼道中放置AP每层楼需要5－7个甚至更多的AP才能较好的完成对整层楼面覆盖；而若把AP放置在教室中，所需设备数量又过多。按照这种方式来看，首先，参照2.4GHz ISM频段仅提供3个完全不干绕信道来看，5－7个AP之间将很难做到信号同时不互相干扰而又均匀覆盖的问题；其次，实验楼用户使用环境相对难以管理，将设备直接安装在走廊位置很难采取防盗、防止破坏的措施。针对这些特点方案设计时我们采用IEEE802.11g标准的AK2400-G100系列54M无线接入点配和昂科无线室内分部系统（天馈），在每个楼层中安装1到2套，实现用最少的AP对最大范围的信号均匀覆盖。设计思路：每个楼层采用一套AK2400-G100设备，放在专用的室内机箱内，信号传输先通过功率放大器加强，然后通过1/2”馈线传送到各个信号发射点（天线）。这种方式的特点是：完全避免信道的干扰，确保无线信号的均匀分部。

4.2 无线覆盖之典型环境二

环境特点是用户集中、覆盖范围较小、信号覆盖难度不大。在这种环境下，采用单个AP单点覆盖的方式比较适合，根据用户数量的多少，酌情增加AP的数量。

4.3 无线覆盖之典型环境三

环境特点是用户少，覆盖面积大且遮挡物很少。这种环境宜采用AP＋大角度室外天线方式对目标区域进行覆盖。天线放在室外，如楼顶、平台等无遮挡处。考虑到防水和设备安全等因素，AP应安装在专用防水箱内，并放置在室内安全处。

5 结束语

无线校园网的实现对校园网络资源的充分利用具有很大的促进作用。以上只是对以AP为中心基于WLAN的覆盖的方案初步探讨，要实现这整个无线校园的构建，还要考虑很多问题。比如网络安全方案、用户管理方案等。

参考文献：

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[3]杨嵩山，秦春燕.无线局域网技术及应用[J].邮电设计技术.2002(4).

[4]刘克俭，于锦霞 无线局域网在我院的应用[J] .实用医药杂志，2004(8).

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