关于高校无线网络建设的探讨

韦程馨 余兰

摘 要：无线校园网已经成为当前高校信息化应用的重要组成部分，截止2016年，国内已有超过400 所高校建设了无线校园网，无线校园网已经与高校教学、科研、办公管理等应用的结合愈加紧密。目前无线设备技术已经非常成熟，价格也不断下降，许多高校的無线建设都经历了多次扩展和持续性建设。本文笔者将以所在单位的无线校园网建设为例分别从：无线需求分析，无线建设的现场工勘，无线方案规划，无线覆盖方式选择，无线网络优化等方面谈谈几点建设体会，同时希望能对其他高校的无线校园建设提供参考。

关键词：无线校园网；规划设计；无线AP；射频；802.11ac；wave2

随着信息技术的发展，移动上网终端已经成为学校学生日常学习，教师办公教学重要工具，为了满足学校师生的教学、科研管理需要，校园无线网络建设势在必行。

无线校园网建设的优劣将直接影响用户的体验和后续的持续扩展应用与建设。笔者所在的单位无线校园网建设起步较晚，进行分期建设，现就单位的无线建设过程提出以下几点体会与大家探讨。

1无线需求分析

1.1从技术需求角度考虑，建议选择采用802.11ac wave2（支持MU-MIMO）的无线主流产品。802.11n协议在2009年5月发布，为近几年的主流无线协议，随着2012年IEEE发布的802.11ac，可以使无线访问的理论速率达到1.3Gbps，目前支持802.11ac的终端产品逐年倍增，支持802.11ac的AP产品已经在业界大规模取代802.11n的产品成为无线建设主流，考虑到技术先进性的，能满足学校未来5年能够交付高品质无线的能力。

1.2应用场景需求确认。应充分考虑建设的中重点覆盖区域、普通覆盖区域。如，会议室、图书馆阅览室、报告厅、阶梯教室等，人员密集，终端数量多，上网时间集中的特点，这些地点在同一时间会有大量人员接入无线网络，针对这一场景，传统802.11n的AP并发接入将会产生瓶颈，同时要考虑满足日益增长的5GHZ终端集中接入支持，这将能较好的实现师生良好的无线体验感。

1.3现场工勘需求分析。工勘在无线建设中非常重要，一套规范、完整的图纸，会在项目的实施中体现得淋漓尽致。工勘主要考虑：供电方式是否有明确要求，现场有哪些供电设施和区域，是否可使用；障碍物类型和规格，比如普通砖墙，大概厚240mm等；注意图纸所能提供的信息有限，不直观，有时需要拍一些照片，才能够看出现场环境的布局结构，如区域、墙体、天花板等；施工可行性，要考虑AP能否布放，到交换机的距离，到供电点的距离，之间走线是否可行；充分考虑综合布线施工，是敷设明线还是暗线，如果是在原有线基础上进行建设应避免破坏建筑外，观建议尽量走暗线；办公区域建议采用面板式AP入室部署，选择能复用现有的86mm网口面板暗盒，安装位置要符合标准并兼顾后期维护的方便。

2方案规划设计

学校是在原有的有线校园网基础上构建无线校园网络，笔者从以下几个方面进行方案的设计：

2.1网络结构设计，可采用层次化模型设计或扁平化架构。因预算有限，在用的核心设备性也能满足无线接入和扩展，笔者在核心交换机上旁挂部署了两台无线控制器作为无线AP的统一管理平台，并釆用传统的三层网络结构，在接入层，以每栋建筑为单位，基本上每个楼层都布置有接入交换机，无线AP就连接在接入交换机上。在汇聚层中，根据建筑的接入点数量和地理位置的不同，设计有不同的汇聚交换机，通常一栋大的建筑有一个汇聚交换机。

2.2无线覆盖方式选择。一般要求重点覆盖区域RSSI=-40～-65dBm，边缘区域RSSI>-75dBm，同频干扰<-80dBm，单AP覆盖半径可按照20米规划。

信号传输的距离与衰减值的关系表：

笔者在一些场景应用上选择采用的设备如下：

（1）普通教室场景覆盖，采用的AP遵从802.11ac wave2 MU-MIMO技术协议标准，能提供2流（2-Streams） 空间，无线传输速率600Mbps以上，整机具备千兆接入能力。

（2）多功能厅、报告厅场景覆盖，采用三频八流，支持802.11ac Wave2，六条空间流，具备三个射频卡，其中两个5G射频卡，一个2.4G射频卡，整机可同时向6终端发送数据，最高速率应大于2Gbps的高密AP。

（3）办公室场景覆盖，可采用面板式并AP入室部署，设备尺寸应为标准的86x86尺寸，选择支持整机四流设计，可同时工作在802.11a/b/g/n/ac/ac wave2模式，具备MU-MIMO功能，且MU-MIMO协商速率不低于500Mbps的普通AP。此外，要充分考虑在安装之后，不会对原有周边可能存在的其他插座面板或装修事物造成影响。

2.3频率规划。根据国家码及当地法规，确定该地区可用频点，建议主要以5GHz频段做为无线网络覆盖的重要频谱资源，因为5GHz频点干扰程度通常远小于2.4GHz频段，在802.11ac的时代，5GHz频段已成为无线覆盖的主要频段，我国之前已经开放149，153，157，161和165频段，在2017年工信部又开放了5.15GHz-5.35GHz频段。目前已经有13个独立的20M信道可供使用，可解决了2.4G频段无线资源匮乏的问题。虽然绝大多数终端支持5GHz频段的无线网络接入，但仍然优先关联2.4GHz，5GHz频段的资源被白白浪费掉，而一些具有频谱导航技术功能的设备可让无线AP在用户终端关联时优先判断用户终端是否支持5GHz频段接入。

2.4容量规划。一般最大并发用户数可以根据覆盖场景的人数的50%～70%进行估计，AP数量=最大并发用户数÷单AP容纳用户数，用户分配的带宽可以自行设置一个中间值，进行计算估计，如果经费充裕建议采用大容量AP，可减少部署AP数量。此外，还要考虑空口利用率。一般影响覆盖的最大因素是空口利用率，用户数据无关报文对空口的占用不要超过33%，如果在没有部署前空口利用率就已经达到60%或以上，那么WLAN 覆盖就几乎没有效果了。

2.5无线网络运维管理。要充分考虑无线有线一体化管理，部署的IT运维管理软件应具备对无线设备的面板管理、故障管理、性能监控、软件版本管理、配置文件管理、接入用户管理、用户认证管理等功能，并可对网络中的其它设备进行统一管理，实现有线无线一体化管理；认证管理要充分考虑多类型的智能终端漫游和无感知认证即“一次接入，多次使用”，并能提供多种认证模式，避免出现与传统Peap、Portal认证的终端兼容性和易用性难的问题，同时要注意有线与无线应是同一系统的统一认证，避免出现多个账号、密码认证。

3无线网络优化

无线网络优化指的就是通过网络试运行之后，根据用户使用反馈的问题，将这些信息统计规整，做出相应的报表、进行现场测试、硬件设备的检查，以及信息的分析等作为工作方法，找出影响无线网络正常运行的限制性因素，然后，通过对这些影响参数的修改和调试，实现了对无线网络运行质量的提升和效率的提高。在测试运行阶段，笔者发现影响无线网络的主要因素有：同频干扰（AP过于密集）、信道干扰（用信道较少）、私设WIFI干扰、远端接入、覆盖不足，负载过高等。我们可以通过以下途径解决途：1）调整AP信号功率，一般功率调整是无线网络的首要的、最先实施的优化方法，通常通过无线控制器调整AP功率發射，调整同一信道的AP的发射功率，降低这些AP之间的可见度，加强相同信道频谱资源的复用，提高无线网络的整体性能。

2）调整AP数量，这需要施工方的介入。在实际的使用中会出现AP数量安装不合理，需要增加或减少，技术指标再好也是需要调整，这是必须要做的工作。

3）通过行政手段禁止私设无线路由器。在无线建设前，为了方便工作许多办公都会购买家用无线路由器来解决应用需求，当无线建设后还继续使用，为了减少干扰和统一管理可以通过下发通知文件方式督促各办公室继续使用无线路由器。

4结语

校园无线网络技术技术的传播和普及为校园师生带来极大便利的同时，也加大了学校的信息化建设的速度。我们生活在大数据的时代，在进行无线校园建设规划不应仅局限于基础网络架构的建设，应与当前新的应用技术领域相结合，未来校园无线网不仅仅解决用户随时随地上网的需求，更重要的是它作为一枚“探针”存在着，而对于校园的这枚“探针”，它存在于操场、在教室、在食堂、在宿舍等等学校的各个角落。通过它可以随时获取数据，挖掘有价值的信息，未来如何将无线、大数据技术进行结合为学生为老师的教学、生活、娱乐创造更好的环境和体验是大家需要努力的方向。

参考文献：

[1]喻鋆.建设无线校园网[J].网络安全和信息化，2017，（10）.

[2]萧益民.高职院校无线校园网络的分析与设计[J].电脑知识与技术，2017，（7）.

[3]王鹏.无线网络优化技术应用及发展[J].通讯世界，2017，（7）.

[4]王志军.校园网中无线网络技术的应用[J].电子技术与软件工程，2017，（03）.

作者简介：1、韦程馨，男，硕士，研究方向：计算机网络及应用；2、余兰，女，硕士，研究方向：计算机辅助教学。