WLAN在构建无线校园网中的应用研究

2014-04-29马稳

计算机时代 2014年11期

马稳

摘要： IEEE802.11无线局域网技术标准的不断推陈出新，使无线局域网的应用和普及达到了一个新的阶段。介绍了无线局域网WLAN的概念和相关技术，探讨了一个构建无线校园网所使用的无线局域网WLAN的方法及应该考虑的问题，该应用对高校信息化资源建设有一定的借鉴作用。

关键词： WLAN；无线网；校园网；高校信息化

中图分类号：TP393.1 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）11-14-02

Study on application of WLAN in construction of wireless campus network

Ma Wen

（Xian University of Science and Technology College of Computer Science and Technology， Xi'an， Shanxi 710054， China）

Abstract： With the incessant development of 802.11 wireless LAN technology standards， the application and popularity of wireless LAN have been developed to a new phase. The principle and related technology of wireless local area network are introduced in this paper. The method of WLAN used in constructing the wireless campus network and the related question considered are discussed， which are helpful for the construction of information resource.

Key words： WLAN； wireless network； campus network； campus information

0 引言

WLAN（Wireless Local Area Networks）技术即无线局域网技术，它是无线通信技术与计算机网络相结合的产物。它主要是利用射频（RF）技术在空气中发送和接收数据，取代了计算机网络中使用双绞线来进行计算机网络连通的技术。目前，随着高校信息化的推进与发展，WLAN无线局域网技术被越来越多的高校用于构建自己的无线校园网，在高校无线校园网的建设中发挥着越来越重要的作用。

本文在介绍无线局域网WLAN的基础上，对无线局域网在无线校园网的组建中所起的作用作了总结和探讨。

1 WLAN技术介绍

WLAN无线局域网是一种相当便利的数据传输系统，它利用射频技术传输数据来替代传统的双绞铜线传输数据。和有线局域网相比，它具有很大的优势，主要体现在网络安装、维护、简单方便，组网费用低和客户接入方便等方面。

从网络基础架构上看，目前无线网的技术标准有蓝牙（Bluetooth），IEEE802.11系列、HiperLAN、HomeRF技术等。其中在无线局域网中普及程度最好的是802.11系列标准。802.11系列标准是由美国电子电气工程师协会（IEEE）为WLAN制定的，先后被市场广泛接受并采用的主要有802.11a、802.11b、802.11g和802.11n等。其中802.11n标准是当前WLAN的主流技术标准。

802.11n标准于2009年发布，是目前吞吐量最高、支持频段最多、功能最完善的WLAN技术标准。该标准最重要的改进就是在OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）正交频分复用技术的基础上，采用了先进的多输入多输出MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术，最大支持4*4的天线配置；支持更大的信道带宽（最大40MHz）；支持高性能LDPC（Low Density Parity Check Code）编码。802.11n的最高传输速率可达600Mbit/s，比之前802.11a/g快10倍以上。由于802.11n支持2.4GHz和5GHz双工作频段，在2.4GHz频段干扰严重时可以使用5GHz频段，能够有效缓解WLAN面临的干扰问题。

除了802.11a/b/g/n标准之外，IEEE还制定了其他十多项一系列补充标准。它们涉及了安全、服务质量、网络管理、覆盖扩展、网络融合、支持新频谱和新应用等方面内容，从而形成了一套比较完整的WLAN技术标准体系。

2 无线校园网

2.1 无线局域网介绍

无线局域网是无线校园网的一个不可缺少的部分，它可以利用已有的常规局域网和路由器、交换机作为整个无线校园网的骨架。这个无线局域网通常可以包括无线网卡和无线接入点AP（Access point）。无线接入点的作用是实现无线局域网与现有的有线局域网连接的部分，例如，像无线路由器这样的设备，它们支持各种移动终端的移动与漫游。在现在高校里，像笔记本、PDA（指掌上设备）及手机等较为普及。因此，它们可以作为移动终端通过无线接入点接入到无线局域网上。无线终端的客户则可以使用无线网卡来进行与无线局域网络的接入点进行接入。根据移动客户端的不同，我们可以将无线网卡分为以下几类：

⑴ 适用于笔记本电脑并支持热插拔的无线网卡；

⑵ 适用于台式机的无线网卡；

⑶ 适用于笔记本电脑和台式机并支持热插拔的无线网卡；

⑷ 适用于PDA及手机的无线网卡；

这样，通过无线接入点AP和无线网卡，我们就可以组成一个无线局域网。

2.2 无线校园网构建方案

通过无线局域网和有线局域网的连接，就可以构建一个包含了无线局域网的无线校园网，这个无线校园网从应该具有的功能上划分，主要有以下几方面的特点：

⑴ 与存在的有线网络环境互为补充，扩展网络使用范围；

⑵ 为移动多媒体教学应用提供移动平台；

⑶ 进一步便于笔记本电脑用户随时随地的使用网络；

⑷ 支持个人数字助理（PDA）的网络应用；

⑸ 使得校园网络的应用更为灵活多变；

⑹ 为外来的宾客提供便捷灵活的网络接入服务。

因为无线局域网在设计时应该考虑的主要问题一个是无线网络覆盖面积，另一个是无线网系统的容量。作为一种大规模的无线局域网，无线校园网在设计时也应该是在确保所有用户的服务（容量导向）的前提下，最大限度地减少AP的数目（覆盖导向）。覆盖导向的设计可以最大限度降低无线局域网络建设的成本。但是对用户数量密集的一些高容量区域，就必须以容量导向为前提，考虑使用多个接入点来实现。

无线局域网在具体组网时应该考虑在校园原有的有线局域网基础上构建无线校园网，构建的无线校园网从逻辑上大体上可以分为室内和室外两部分。室内主要是指像图书馆、教室、会议室、宿舍等，这些地方不方便进行大规模布线或不宜布设太多信息点的建筑；室外则主要是指分布较远的校区、操场、各种体育场地和各种休闲场地等。

在进行室内无线局域网组网时，应首先考虑AP的数量和位置。各AP通过双绞线与有线网络连接，组成有线加无线覆盖的服务区。各使用无线局域网的终端就近AP接入无线网络，从而可以访问整个网络共享资源。一个AP最多可以接入80台电脑，覆盖范围可以达到30至100m之间。对于室外无线局域网的组网，我们在配置无线接入点时，应该考虑把独自成局域网的、有一定距离的楼房连接在网络的每一端，每一端都有接入点AP。在进行无线网络规划时，出于覆盖导向的考虑，必须先对每个建筑物进行详细的信号强度测试，从而尽量扩大AP间距的设计原则来定位各个AP。

2.3 组网应考虑的问题

WLAN无线局域网技术是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。将WLAN应用在无线校园网中，我们就可以使用无线网卡加AP方式来实现共享无线网络覆盖区的资源。在无线校园网建设中，我们需要考虑的问题有很多，但主要包括以下几个方面。首先，应该考虑电磁环境对人体健康的影响，规定无线局域网能够使用的频段，规定发射功率及带外辐射；其次，无线局域网应该支持多径衰落、相邻子网间串扰等问题；再次，应该考虑尽可能要与现有的有线局域网、网络操作系统和网络软件相兼容。另外还应考虑无线局域网至少应具备1Mbps以上的数据传输速率。一个典型的无线校园网网络拓扑图如图1所示。

[网络中心服务器][传统校园局域网][AP][AP] [终端][Internet] [AP] [校园骨干网][以太网交换机] [AP]

图1 无线校园网网络拓扑图

3 总结和讨论

随着WLAN技术的发展，WLAN在组建无线校园网中扮演着越来越重要的角色。组网方式也越来越灵活、多样。利用现有的有线校园网，在此基础上构建所需的无线校园网，可以为校园用户提供全新的互联网接入模式和无处不在的无线网路体验，这必将成为一种构建无线校园网网络的有效途径。

参考文献：

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