（武汉大学）
摘要：校园无线网是高校“智慧校园”重要的组成部分，通过无线网络建设，可满足数据、语音、视频、图像、多媒体等相关教育信息的传输，可实现校园网的运营收费、办公自动化系统、多媒体教学管理、数字图书馆和上网访问等网络应用。文章在分析高校校园无线网络建设优势与特点及难点的基础上，介绍分析高校无线校园网络建设方案。
1高校无线校园网络建设的优势与特点
第一，安装方法简便：WLAN网传输系统在实际安装的过程上对技术人员的操作水准要求不是很高，最为重要的一点事无线网络在实际的管线敷设中基本不涉及管道与布线工作，这意味着人力与物力上的节约。第二，使用灵活：无线技术的出现让WLAN设备的位置与安装过程变得更加灵活，也就是说很多有限网络覆盖技术无法达到的区域，都可以通过无线网络技术来进行实现。这让校园网络覆盖面积得到了较大程度扩展，也间接提升了校园工作落实的效率。第三，成本低廉：WLAN网络由于很少涉及线路，因此布线与设备建设上占用的资金可以得到较大限度的节约，网路体系结构的简化，也让协议转换器设备上的资金占用问题得到完美解决，设备维护上也是一笔笔资金开销的占用点，但是无线网络技术基本不涉及，让成本得到了最大限度的节约。第四，便于扩展：WLAN网桥系统对扩扑结构以及平滑扩容工作上的种类适应性强，可以支持多种型号，并在容量传输系统升级上拥有较强的转换能力，小容量传输系统平滑扩展可以直接扩展为中容量传统系统。
2高校无线网络建设的难点
第一，高校中师生数量非常多，用户的密度很高，不适合无线广域网的使用。无论是现在的4G，还是发展中的5G，因为它接入用户的区域面积较大，同时又是信道共享的，因此每一信道只能供少量的用户使用，无线信道数量又受无线频率的限制。所以，对高密度用户区域，只能通过无线局域网替代无线广域网。第二，无线网技术的发展日新月异，即使在建设之初采用的是当时最先进的标准，采购的是性能最高的软硬件，也许等项目还没验收完成，又有新的网络标准问世，即还没有使用已经落后了。所以，建议高校无线网络的建设需采用“灵活弹性”的理念，统一规划，分步实施。第三，无线网络的干扰严重，用户频繁掉线和认证，无线网络不稳定，用户使用体验差。第四，无线网络架构的持续发展能力差，一旦在使用的无线网标准不适应用网的需求，只能推倒重来，整网重新建设，没法实现系统平滑升级与资源利旧。第五，建设的无线网络，没法兼顾使用的高便利性与网络的高安全性，如无法很好解决无线网络的数据空中加密和快速认证。第六，不能很好兼顾“无线”校园和“生态”校园的矛盾，无线信号覆盖效果和节能始终是个矛盾。
3高校无线校园网络建设方案
3.1总体建设目标
无线校园网的规划与设计是为了解决目标区域的无线网络覆盖，需要在了解WiFi网络优缺点的基础上，全面了解相关网络设备的主要特性，在有限的资源条件下，最大限度地提高WiFi网络的整体性能，给用户(学校师生员工)提供最佳的使用体验。良好的用户体验，在数字无线校园网的规划与设计时需要制订如下目标：（1）能够同时承载语音和数据业务，并且语音业务用户感知接近或者达到传统移动通信的水平。（2）具有管理方便，认证、计费系统和有线网络统一，能够无缝互联。（3）具有可扩展性，能够根据业务需求随时扩展，方便扩展。（4）具有较高的安全性，能够有效防护和对抗网络的入侵。（5）建设标准统一，沿用国际通用标准，设备的选型也要做到兼容、通用和性能指标一致。
3.2前端AP场景设计
3.2.1公共室内区域应用场景
公共室内区域应用场景包括教学楼、实训楼、体育馆、图书馆、食堂等。
（1）设计方案
此类场景可采用高无线性能的802.11ac和智能型放装式AP来解决无线信号用户性能和接入速率问题。智能天线彻底解决传统天线存在覆盖盲区的弱点；快速、准确地识别终端类型，如果是使用功率较低的手机、平板电脑等移动终端，智能天线能够通过动态信号补偿技术，根据移动终端的类型和位置动态调节无线信号覆盖角度、强度及大小，保障移动终端在任何位置的无线信号覆盖。
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（2）AP点设置
设计中将不规整区域分成若干小区域，在中心位置处设置1台AP放置于天花板上；如果层高超过6m，为了保证覆盖效果，采用壁挂部署；覆盖半径15-20m，根据需要设置1-2台。
3.2.2室外场景
室内场景包括室外活动场、校园楼宇之间公共区域等。选用了室外型AP，采用最新标准的802.11ac协议，可以提供高达1.167Gbps的接入速率。采用IP68防护等级的外壳设计，适合在极端的室外环境中使用，可有效避免室外恶劣天气和环境影响，大大降低了安装和维护难度。室外型AP分为定向和全向产品，无线信号覆盖的角度不同，设计方案时根据校园总图的位置，在校园四角选用室外型AP定向产品，在学校中心位置选用全向产品，覆盖半径约为100m，可设置在多层教学楼或者宿舍的屋面处。根据总图测算，整体校园需要部署13个AP点。
3.3无线校园网的拓扑结构
无线校园网建设采用无线控制器AC+FitAP的组网方式。无线控制器AC旁挂在现有的有线网络的核心交换机上，可以方便对整网的无线AP进行统一配置和管理。旁挂的组网方式使无线网络的部署更为灵活，可将无线AP部署到单独建立的一套无线网络，也可直接将无线AP部署到现有的有线网络中。部署在不同位置的AP通过六类双绞线与POE交换机进行通信，同时POE交换机利用六类双绞线为AP供电。各个POE交换机通过多模光纤汇总到该栋楼的汇聚交换机上。各栋楼的汇聚交换机通过单模光纤汇总至无线控制器侧的核心交换。这样，无线AP接入POE交换机将无线数据转发，经过上联的汇聚交换机，汇总至核心交换机最终由无线控制器AC对其数据进行处理。
3.4无线网络性能测试和优化
无线校园网络建设完，需要对其进行一系列的性能测试。无线信号覆盖强度是无线局域网性能的一项重要指标。可在具有无线网卡的笔记本电脑上运行专用测试软件“WirelessMon”，对无线信号覆盖强度进行测试。无线信号覆盖强度的指标要求为：95%以上的区域的信号强度应大于-80dBm。信噪比是无线网络中信号和噪声的比例，可在具有无线网卡的笔记本电脑上运行专用测试软件“NetworkStumbler”对信噪比进行测试。信噪比的指标要求为：95%以上的区域中，用户接收到的信噪比应大于20dBm。
3.5网络安全管理
首先，将无线网络单独划分。根据校园用户的人数以及其信息重要程度，可以将校园的校园网络分为三个网络：无线网、校园网、资源网，为保证校园网络信息安全，将网络单独区分开来，并通过核心交换机对不同子网间的访问进行严格控制，从而防止无线网路对有线校园网络的非法侵入。其次，建立无线网络的实施监控与访问机制。解决网络信息泄露和破坏问题，首先要做好防御问题，由于校园无线网络变化范围大，因此，管理人员必须做好网络访问监控工作，并且对于网络访问用户做好核实工作，便将用户身份分不同层次，范围内的用户不能越界访问其他网络，避免网络攻击者截取用户信息，获取更多访问权限的问题。最后，加强对网络病毒防范。在校园移动客户端和网络管理中心必须安装防病毒软件，并且禁止未安装防毒软件的用户随意访问校园资源。此外使用者应该加强安全防
4高校无线网络运维管理
高校作为国家的高等学府，对网络的需求量大质高，对高校无线校园网络的运维人员提出了更高的要求。高校必须构建一个全面科学的无线校园网运维体系保障其高效运行。
首先建立一个无线校园网络监控平台，对整个网络系统运行状况进行实时监控、诊断、评估、决策。同时通过可视化、仪表化、智能化的网络管理模式，把复杂的运维管理工作简单化、人性化，从而提升网络的服务质量，保证网络的稳定运行。
5结束语
在网络技术发展日新月异的今天，无线网络的覆盖已经是大势所趋，WLAN无线网正逐步取代传统的有线网络。高校也加快了“智慧校园”网络的建设，实现向无线网络化教学模式的转变，为信息时代培养更多的高素质人才提供了有力支撑。
参考文献
[1]宋鹏.基于瘦AP组网方式的高校无线校园网的研究与设计[D].湖南大学,2013.
[2]高春阳,白亮,孙平.高校无线校园网建设研究[J].电脑知识与技术,2013,9(35):7913-7914.
[3]郑化浦.高校无线校园网方案设计与实现[D].郑州大学,2016.
论文作者:戴兵红
论文发表刊物:《信息技术时代》2018年3期
论文发表时间:2019/1/2
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