无线校园网的深度覆盖技术

万幸 李兴华 罗万波 黄敏

摘 要：随着无线校园网的逐步普及，各大高校逐步开始重视无线校园网的覆盖技术。本文结合实际工程经验，介绍了基于802.11协议的无线网络需要考虑的技术细节，并介绍了校园网络的典型覆盖设备，讨论了不同覆盖技术下所需要的系统接入技术。

关键词：无线校园网；WLAN；覆盖；无线接入

1 技术背景

随着校园信息建设的步伐加快以及国家信息化战略的实施，大学校园对于无线网络的需求不断提升。另一方面随着移动互联网的发展，每个教师和学生都必须适应无线网络环境下的生活、工作和学习。而就目前的情况来看随着手机、笔记本及其它无线终端的普及，这种建设无线校园的条件也日益成熟。 基于IEEE 802.11n的无线局域网具有终端丰富、标准成熟、可扩展性强、安全可靠等一系列优点。但由于校园内人流的密集度较高和建筑物结构特殊，造成了校园深度覆盖能力不足。本文结合实际工程经验，介绍了一些较成熟的覆盖技术。

2 无线覆盖

2.1 划分信道 目前WLAN一般采用基于802.11 a/b/g/n协议的技术标准，工作在2.4GHz频段，工作频率范围为2400～2483.5 MHz，属于无需申请的ISM频段（工业、科学、医疗）。由于使用ISM频段，一般使用时划分为13个信道，每个信道带宽为22MHz；信道间隔5MHz。3个非重叠信道： 1、6、11。因此在现场需要部署多台无线接入设备时，需要考虑信道之间的干扰问题，合理利用1、6、11三个信道，需要从水平和垂直两个方向考虑，从而避免信道间的干扰。

2.2 传播距离 室内分型AP的发射功率不超过27dbm（500mW），而无线猫及无线机顶盒的发射功率为不超过20dbm（100mW）， 在设计无线校园覆盖方案时应该保证覆盖区域内的终端接收功率不低于-70dbm。为了保证信号质量，一般还需要预留18dB。在相同的介质中，传播距离每增加一倍衰减增大6dB，不同的介质中衰减量也不相同。除了信号接收功率，接收信号的信噪比也必须满足一定条件。

3 设备选择

3.1 无线机顶盒/无线猫直接覆盖 无线机顶盒以及无线猫方式特点是只要同轴电缆到达的位置均可部署，覆盖场景小，适用于教室或会议内安装了有线电视的场景。这时可以直接通过置换成无线机顶盒或者无线猫来提供WiFi信号，无线机顶盒和无线猫可以分别通过网口和同轴口连接外网，电视回传通道和无线网络共享接入带宽，但回传信号数据流量较小，建议无线机顶盒/无线猫开通6M带宽。为保证用户体验，单台设备配置文件允许最大用户接入数量为15个，同时建议的RF发射功率一般是100mW。

3.2 增强型分布式AP放装覆盖 室分AP方式特点是覆盖面积较大、空间阻断较多、AP要求集中部署，适用于大型公共场景，以及分布在教室通道两侧或办公区域。对于部分没有安装有线电视的教室和小型会议室，可采用100mW的双频AP加强覆盖，合理规划频率资源，减少不同区域间信号的相互干扰。AP全部采用瘦AP模式，通过校园核心机房内的AC进行统一管理，因而免去了现场施工调试过程，但是需提前将AP的MAC地址添加到AC系统内。

3.3 室内分布式AP深度覆盖 对于大型会议室、礼堂和食堂等场所，由于室内空间巨大，若采用无线猫和放装型AP覆盖受到无线信号传播距离的限制，效果很不理想，因此一般采用室内分布系统进行覆盖。一般有两种方案：第一是利用原有的2G/3G/4G分布系统，在原有的线路上进行合路，但是由于WLAN和移动通信系统信号的频率不同以及线路本身固有的频率选择性，必须合理测算信号的衰减，保证信号的质量。第二是单独建设WLAN无线分布系统，这种方案成本较高，而且会破坏建筑物原有的墙面和装修，因此不作为首选方案。采用室内分布式系统，要选择合适天线且准确的设计天线角度的覆盖范围。

3.4 面板AP灵活覆盖 对于一些重要的会议场所，比如校领导会客厅和行政会议室，若采用放装AP会直接影响室内美观，这时可以采用面板AP实现小范围覆盖，只需将普通的信息面板置换为带WIFI功能的信息面即可。

4 网络接入方案

4.1 光纤接入 连续覆盖、大进深的公共区域、跨楼层的公共区域，最好采用光纤+AP方式，可实现千兆接入，需要单芯光纤接入。具体根据现场情况分为放装AP和室分AP两种方式。由于校园教学楼、行政楼、礼堂、活动中心以及食堂等建筑物都属于大容量高密度区域，同时接入时除了考虑无线接入的带宽，还要考虑有线带宽的需求，所以一般采用100M/1000M带宽接入。对于部分大型教学实验楼可采用10G光纤接入。

4.2 五类线接入 五类线的优点是施工难度较低，对于环境的限制较小，超五类线容量甚至可以达到1000Mbit/s。除此以为五类线可以直接通过RJ45接口连接无线接入点，不需要单独设置转换设备，且成本较低，因此获得了广泛的应用。但缺点是五类线传输距离较短，一般不超过90m，因此在一些场合无法使用。五类线一般适合带宽需要不高，布线难度较大的区域。

4.3 同轴线接入 对于安装有线电视的建筑物来说，同轴电缆所提供的带宽虽然有限但是满足了部分场景的特殊需要，但是同轴的电缆的带宽是受限于有限电视终端的数量，一般和终端的数量成正比。因此这部分的接入带宽主要根据无线机顶盒和无线猫的数量来规划的。

4.4 G/4G移动通信系统接入

对于部分难以覆盖的区域或者由于施工难度和现场环境限制无法铺设线缆的区域，可以考虑通过3G/4G移动通信系统接入。这种接入方式只需要在现场布放若干移动信號接收机并将移动信号转换为WLAN信号，因此施工较为容易，但是缺点是可能信号的稳定性和容量不理想。

5 总结

无线校园网是目前校园网建设的热点，本文介绍确保校园网的覆盖范围和网络接入的几种成熟技术方案，在具体设计方案时必须结合建筑物的实际情况进行分析，必要时还可以采取802.11协议以外的其他无线技术进行补充覆盖，进一步提升无线校园网的容量。

基金英目：乐山职业技术学院科学研究计划资助项目（KY2015008）。

作者简介：万幸，男，乐山职业技术学院工程师，毕业于东南大学信息科学与工程学院，硕士研究生，曾任职于中国电信、中兴通讯以及江苏有线，主要研究方向：宽带网络技术。