无线宽带覆盖大学校园方案研究

【摘要】无线宽带覆盖是大学校园网络建设的必然要求。本文在概述无线局域网的机动性、方便性、扩充性等优势基础上，阐释了无线宽带网络覆盖的基本原理，并根据大学校园网络的现实情况，设计了三套具体可行的无线覆盖大学校园实施方案。

【关键词】无线宽带；覆盖；大学校园；方案

伴随着网络信息化在大学校园的普及，校园网络已成为高校师生获取信息资源的主要途径，是其校园生活的重要组成部分。无线网络以其自由移动、灵活高效等特性深受高校师生们的青睐，现已成为现代化大学校园网建设的发展趋势。而笔记本电脑的普及也使网络访问能够突破有线网络的局限，为师生随时随地访问校园网络提供了基础性条件。同时，校园网络也是一个蕴藏有丰富知识的宝藏，如此宝贵的资源理应实现充分的共享。高校师生需要尽可能更为方便、快捷、移动式使用网络，他们不仅要求无线宽带覆盖整个大学校园，而且希望能够进行校际互联。况且，一些具有较大规模的高校拥有着多个分校区，校本部与各个分校区的互联互通也已成为校园网络建设的重要一环。这对校园网的建设者、管理者来说，是亟须思考解决的现实问题。

一、无线宽带覆盖是大学校园网络建设的必然要求

大学校园无线网络建设主要是为了帮助高校教师及管理人员提升工作效率，在满足高校教学、管理、科研、服务工作中的移动应用需求的同时，提高学生学习的质量和水平。因此，大学校园网络建设必然要求上网方便快捷、机动灵活。相比传统的有线网络，无线局域网的机动性、方便性、扩充性等优势是显而易见的。

机动性是驱使无线通讯发展的根本动力，最近几年来，携带方便、轻薄短小的笔记本电脑的普及，致使笨重的桌上型计算机已经渐渐被取代，这就很能说明问题。然而，仅仅依靠笔记本电脑和个人数字助理PDA都还是远远不够的，要保持无时无刻的网络连结和信息的高效传递，离开无线通讯是不行的。为计算机带来很大机动性的，是无线局域网络WLAN，它使高校师生传统的工作、学习与生活状态彻底改观。

无线局域网WLAN的优长，还包括其便利性与弹性。它无需大量布线，较传统网络架设方便，并且对网管人员而言，极少需要管路来架设网络线缆，这样不仅大幅缩减了建构网络的时段，以后网络拓扑需要更动的时候，也不必要进行大规模的重新拉线。由于WLAN用无线电波连接取代了铜线或光纤电缆，这在调整上方便了许多，无需为了网络线插孔的移动而大伤脑筋，信息之随手可得简直如同空气一般，很适合网管人员的弹性规划运用，尤其对商业上的应用很具有吸引力。

良好的扩充性是无线局域网WLAN的另一个优点。铺设传统的有线网络，网管一般会为了预防此后额外需要的架设，往往在初次架设时造成不必要的浪费。因其可大可小，WLAN的扩充与升级都比传统有线网络方便得多。只需要增加无线接入点AP，即可拓展整个网络的容量与涵盖范围，因此，对网管人员而言，安装WLAN也是明智的选择。

二、无线宽带网络覆盖的基本原理

最简单的WLAN，即所谓对等（peer-to-peer）网络，只需两个置于有效距离内、装有无线适配卡（wireless adapter card）的PC，无需经过特殊组合也不必有专人管理，更不需要中央服务器（central server），两个移动式PC之间是可以相互对通的。

无线网络访问点AP，可将AD-Hoc网络移动室PC之间的有效距离增大到原来的2倍。连接在有线网络上的访问点，可使移动式PC之间经过服务器而实现网络的互连互通。而每个访问点都能容纳许多PC，其容量可根据数据传输的实际要求达至15到63个PC。由于PC和无线网络交换机之间的有效距离在户外约300米、在室内约150米，大学校园内通常需要多个访问点，需事先考察选定网桥位置，以使WLAN无线宽带能够覆盖整个校园，使所有师生用户都能在一群访问点的覆盖范围内漫游（roam）并确保通讯不致中断。可用EP增大网络的转接范围，以解决覆盖问题。EP的功能与访问点类似，但它并不是接在有线网络上。EP把信号从一个AP传递到另一个AP或EP，由此延伸无线网络的覆盖范围。将EP串在一起，讯号即可从一个AP传递至远方。

可通过安装定向天线来实现楼宇之间无线网络范围的扩展，要互相对准天线的方向，使两个或多个相距较远的建筑物能够接通无线网络。作为共享介质的WLAN，并非为每个接入设备提供专线速度，而是分割可用的吞吐量为若干份。这就要求无线网络的吞吐量规划，必须在计算接入点数目时多预留一些空间。来自网络内部其它接入点甚或是网络外部的干扰是时常遇到的，允许用户漫游（20%到30%为最佳）靠的是一定量的良性蜂窝覆盖重迭。

影响WLAN覆盖范围的因素，既有射频带及吞吐量变化造成的波传播特征，又有自由空间路径损耗和衰减的限制。可将自由空间路径损耗视为开放或户外环境问题，其实质在于无线电信号因波前扩展而引起的扩散，以至于接收天线难以接收到信号。在WLAN的室内安装中，比较常见的衰减，其主要成因是振幅下降或射频信号在穿过墙、门或其它障碍物时减弱。WLAN在密集建筑物周围性能较差，原因就在于此。

三、无线宽带覆盖大学校园具体方案

根据大学校园网络的实际情况，有几种具体的无线覆盖解决方案是切实可行的，简述如下以供选择。

方案一：实施多点覆盖，并且在AP覆盖点使用“BWB510a+全向天线”，每个AP可接入并发用户约为30个，可采用就近接入方式使之与Internet网络连接。单AP无阻挡是此方案的基本要求，约为1.5公里的覆盖半径。和Wireless MESH Net模式相类似，AP覆盖点的形成要靠一个几百或千兆光纤的高宽带接入点。2.4GHz模块外接2.4GHz全向天线用于周边360°，以使BWB510a的双模块无线覆盖的优势得到发挥，而5.8GHz模块利用自带扇区天线回传宽带信号给附近辅覆盖点5.8GHz的定向天线，并通过2.4GHz的全向天线实行周边范围的覆盖。

方案二：对校园内的楼宇通一规划，采用RRU、光纤直放站等方式进行手机信号的覆盖。同时在分布系统中合路WLAN信号。本工程采用7个RRU，21个光纤远端机进行覆盖，同时安装了134个AP，实现校园内手机信号和宽带信号的全覆盖。搭建此无线网络，可使用美国Ubiquiti公司推出的NanoStation系列产品。例如进行室外覆盖，可选用NanoStation2产品。首先，按5000人计算，同时上网的人数概率约25%，即1250人左右，设若每人分配1M带宽，总带宽共需1250M，按NanoStation2净吞吐量21M来计算的话则需要60台设备，为免除信号盲区和便于日后扩容，可以增加NanoStation2设备2至3台，酌情机动安置。工作在2.4GHz的NanoStation2，因其支持802.11b/g协议，故能软件配置成路由器或网桥。于NanoStation2内布置水平覆盖60度角的天线，且要有SMA天线接口，就能外接全向天线、栅格天线等各种天线，现场应用更为方便。

方案三：建立一个宽带接入点，接入BWB510a设备时依凭100Mbps光纤宽带，并以中间加功分器使两个90°2.4Ghz扇区天线之覆盖半径连接起来，实行3公里左右无死角、无阻挡的覆盖。用户端采用改装后的CPE设备，凭借自带天线接收无线上网信号并且借助内置网卡与无线网络连接，再通过网线改装的USB延长线连接到计算机，从而实现无线上网功能。

参考文献：

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