關(guān)于高校無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的探討

韋程馨 余蘭

摘 要：無線校園網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)前高校信息化應(yīng)用的重要組成部分，截止2016年，國內(nèi)已有超過400 所高校建設(shè)了無線校園網(wǎng)，無線校園網(wǎng)已經(jīng)與高校教學(xué)、科研、辦公管理等應(yīng)用的結(jié)合愈加緊密。目前無線設(shè)備技術(shù)已經(jīng)非常成熟，價格也不斷下降，許多高校的無線建設(shè)都經(jīng)歷了多次擴展和持續(xù)性建設(shè)。本文筆者將以所在單位的無線校園網(wǎng)建設(shè)為例分別從：無線需求分析，無線建設(shè)的現(xiàn)場工勘，無線方案規(guī)劃，無線覆蓋方式選擇，無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等方面談?wù)剮c建設(shè)體會，同時希望能對其他高校的無線校園建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：無線校園網(wǎng)；規(guī)劃設(shè)計；無線AP；射頻；802.11ac；wave2

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，移動上網(wǎng)終端已經(jīng)成為學(xué)校學(xué)生日常學(xué)習(xí)，教師辦公教學(xué)重要工具，為了滿足學(xué)校師生的教學(xué)、科研管理需要，校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)勢在必行。

無線校園網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)劣將直接影響用戶的體驗和后續(xù)的持續(xù)擴展應(yīng)用與建設(shè)。筆者所在的單位無線校園網(wǎng)建設(shè)起步較晚，進行分期建設(shè)，現(xiàn)就單位的無線建設(shè)過程提出以下幾點體會與大家探討。

1無線需求分析

1.1從技術(shù)需求角度考慮，建議選擇采用802.11ac wave2（支持MU-MIMO）的無線主流產(chǎn)品。802.11n協(xié)議在2009年5月發(fā)布，為近幾年的主流無線協(xié)議，隨著2012年IEEE發(fā)布的802.11ac，可以使無線訪問的理論速率達到1.3Gbps，目前支持802.11ac的終端產(chǎn)品逐年倍增，支持802.11ac的AP產(chǎn)品已經(jīng)在業(yè)界大規(guī)模取代802.11n的產(chǎn)品成為無線建設(shè)主流，考慮到技術(shù)先進性的，能滿足學(xué)校未來5年能夠交付高品質(zhì)無線的能力。

1.2應(yīng)用場景需求確認(rèn)。應(yīng)充分考慮建設(shè)的中重點覆蓋區(qū)域、普通覆蓋區(qū)域。如，會議室、圖書館閱覽室、報告廳、階梯教室等，人員密集，終端數(shù)量多，上網(wǎng)時間集中的特點，這些地點在同一時間會有大量人員接入無線網(wǎng)絡(luò)，針對這一場景，傳統(tǒng)802.11n的AP并發(fā)接入將會產(chǎn)生瓶頸，同時要考慮滿足日益增長的5GHZ終端集中接入支持，這將能較好的實現(xiàn)師生良好的無線體驗感。

1.3現(xiàn)場工勘需求分析。工勘在無線建設(shè)中非常重要，一套規(guī)范、完整的圖紙，會在項目的實施中體現(xiàn)得淋漓盡致。工勘主要考慮：供電方式是否有明確要求，現(xiàn)場有哪些供電設(shè)施和區(qū)域，是否可使用；障礙物類型和規(guī)格，比如普通磚墻，大概厚240mm等；注意圖紙所能提供的信息有限，不直觀，有時需要拍一些照片，才能夠看出現(xiàn)場環(huán)境的布局結(jié)構(gòu)，如區(qū)域、墻體、天花板等；施工可行性，要考慮AP能否布放，到交換機的距離，到供電點的距離，之間走線是否可行；充分考慮綜合布線施工，是敷設(shè)明線還是暗線，如果是在原有線基礎(chǔ)上進行建設(shè)應(yīng)避免破壞建筑外，觀建議盡量走暗線；辦公區(qū)域建議采用面板式AP入室部署，選擇能復(fù)用現(xiàn)有的86mm網(wǎng)口面板暗盒，安裝位置要符合標(biāo)準(zhǔn)并兼顧后期維護的方便。

2方案規(guī)劃設(shè)計

學(xué)校是在原有的有線校園網(wǎng)基礎(chǔ)上構(gòu)建無線校園網(wǎng)絡(luò)，筆者從以下幾個方面進行方案的設(shè)計：

2.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計，可采用層次化模型設(shè)計或扁平化架構(gòu)。因預(yù)算有限，在用的核心設(shè)備性也能滿足無線接入和擴展，筆者在核心交換機上旁掛部署了兩臺無線控制器作為無線AP的統(tǒng)一管理平臺，并釆用傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在接入層，以每棟建筑為單位，基本上每個樓層都布置有接入交換機，無線AP就連接在接入交換機上。在匯聚層中，根據(jù)建筑的接入點數(shù)量和地理位置的不同，設(shè)計有不同的匯聚交換機，通常一棟大的建筑有一個匯聚交換機。

2.2無線覆蓋方式選擇。一般要求重點覆蓋區(qū)域RSSI=-40～-65dBm，邊緣區(qū)域RSSI>-75dBm，同頻干擾<-80dBm，單AP覆蓋半徑可按照20米規(guī)劃。

信號傳輸?shù)木嚯x與衰減值的關(guān)系表：

筆者在一些場景應(yīng)用上選擇采用的設(shè)備如下：

（1）普通教室場景覆蓋，采用的AP遵從802.11ac wave2 MU-MIMO技術(shù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，能提供2流（2-Streams） 空間，無線傳輸速率600Mbps以上，整機具備千兆接入能力。

（2）多功能廳、報告廳場景覆蓋，采用三頻八流，支持802.11ac Wave2，六條空間流，具備三個射頻卡，其中兩個5G射頻卡，一個2.4G射頻卡，整機可同時向6終端發(fā)送數(shù)據(jù)，最高速率應(yīng)大于2Gbps的高密AP。

（3）辦公室場景覆蓋，可采用面板式并AP入室部署，設(shè)備尺寸應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)的86x86尺寸，選擇支持整機四流設(shè)計，可同時工作在802.11a/b/g/n/ac/ac wave2模式，具備MU-MIMO功能，且MU-MIMO協(xié)商速率不低于500Mbps的普通AP。此外，要充分考慮在安裝之后，不會對原有周邊可能存在的其他插座面板或裝修事物造成影響。

2.3頻率規(guī)劃。根據(jù)國家碼及當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)，確定該地區(qū)可用頻點，建議主要以5GHz頻段做為無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重要頻譜資源，因為5GHz頻點干擾程度通常遠小于2.4GHz頻段，在802.11ac的時代，5GHz頻段已成為無線覆蓋的主要頻段，我國之前已經(jīng)開放149，153，157，161和165頻段，在2017年工信部又開放了5.15GHz-5.35GHz頻段。目前已經(jīng)有13個獨立的20M信道可供使用，可解決了2.4G頻段無線資源匱乏的問題。雖然絕大多數(shù)終端支持5GHz頻段的無線網(wǎng)絡(luò)接入，但仍然優(yōu)先關(guān)聯(lián)2.4GHz，5GHz頻段的資源被白白浪費掉，而一些具有頻譜導(dǎo)航技術(shù)功能的設(shè)備可讓無線AP在用戶終端關(guān)聯(lián)時優(yōu)先判斷用戶終端是否支持5GHz頻段接入。

2.4容量規(guī)劃。一般最大并發(fā)用戶數(shù)可以根據(jù)覆蓋場景的人數(shù)的50%～70%進行估計，AP數(shù)量=最大并發(fā)用戶數(shù)÷單AP容納用戶數(shù)，用戶分配的帶寬可以自行設(shè)置一個中間值，進行計算估計，如果經(jīng)費充裕建議采用大容量AP，可減少部署AP數(shù)量。此外，還要考慮空口利用率。一般影響覆蓋的最大因素是空口利用率，用戶數(shù)據(jù)無關(guān)報文對空口的占用不要超過33%，如果在沒有部署前空口利用率就已經(jīng)達到60%或以上，那么WLAN 覆蓋就幾乎沒有效果了。

2.5無線網(wǎng)絡(luò)運維管理。要充分考慮無線有線一體化管理，部署的IT運維管理軟件應(yīng)具備對無線設(shè)備的面板管理、故障管理、性能監(jiān)控、軟件版本管理、配置文件管理、接入用戶管理、用戶認(rèn)證管理等功能，并可對網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)有線無線一體化管理；認(rèn)證管理要充分考慮多類型的智能終端漫游和無感知認(rèn)證即“一次接入，多次使用”，并能提供多種認(rèn)證模式，避免出現(xiàn)與傳統(tǒng)Peap、Portal認(rèn)證的終端兼容性和易用性難的問題，同時要注意有線與無線應(yīng)是同一系統(tǒng)的統(tǒng)一認(rèn)證，避免出現(xiàn)多個賬號、密碼認(rèn)證。

3無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化指的就是通過網(wǎng)絡(luò)試運行之后，根據(jù)用戶使用反饋的問題，將這些信息統(tǒng)計規(guī)整，做出相應(yīng)的報表、進行現(xiàn)場測試、硬件設(shè)備的檢查，以及信息的分析等作為工作方法，找出影響無線網(wǎng)絡(luò)正常運行的限制性因素，然后，通過對這些影響參數(shù)的修改和調(diào)試，實現(xiàn)了對無線網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量的提升和效率的提高。在測試運行階段，筆者發(fā)現(xiàn)影響無線網(wǎng)絡(luò)的主要因素有：同頻干擾（AP過于密集）、信道干擾（用信道較少）、私設(shè)WIFI干擾、遠端接入、覆蓋不足，負載過高等。我們可以通過以下途徑解決途：1）調(diào)整AP信號功率，一般功率調(diào)整是無線網(wǎng)絡(luò)的首要的、最先實施的優(yōu)化方法，通常通過無線控制器調(diào)整AP功率發(fā)射，調(diào)整同一信道的AP的發(fā)射功率，降低這些AP之間的可見度，加強相同信道頻譜資源的復(fù)用，提高無線網(wǎng)絡(luò)的整體性能。

2）調(diào)整AP數(shù)量，這需要施工方的介入。在實際的使用中會出現(xiàn)AP數(shù)量安裝不合理，需要增加或減少，技術(shù)指標(biāo)再好也是需要調(diào)整，這是必須要做的工作。

3）通過行政手段禁止私設(shè)無線路由器。在無線建設(shè)前，為了方便工作許多辦公都會購買家用無線路由器來解決應(yīng)用需求，當(dāng)無線建設(shè)后還繼續(xù)使用，為了減少干擾和統(tǒng)一管理可以通過下發(fā)通知文件方式督促各辦公室繼續(xù)使用無線路由器。

4結(jié)語

校園無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)技術(shù)的傳播和普及為校園師生帶來極大便利的同時，也加大了學(xué)校的信息化建設(shè)的速度。我們生活在大數(shù)據(jù)的時代，在進行無線校園建設(shè)規(guī)劃不應(yīng)僅局限于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建設(shè)，應(yīng)與當(dāng)前新的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域相結(jié)合，未來校園無線網(wǎng)不僅僅解決用戶隨時隨地上網(wǎng)的需求，更重要的是它作為一枚“探針”存在著，而對于校園的這枚“探針”，它存在于操場、在教室、在食堂、在宿舍等等學(xué)校的各個角落。通過它可以隨時獲取數(shù)據(jù)，挖掘有價值的信息，未來如何將無線、大數(shù)據(jù)技術(shù)進行結(jié)合為學(xué)生為老師的教學(xué)、生活、娛樂創(chuàng)造更好的環(huán)境和體驗是大家需要努力的方向。

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作者簡介：1、韋程馨，男，碩士，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用；2、余蘭，女，碩士，研究方向：計算機輔助教學(xué)。