淺談校園WLAN建設

于雷 中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司， 哈爾濱市 150080

淺談校園WLAN建設

于雷 中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司， 哈爾濱市 150080

從WLAN業務使用主體看高校學生在WLAN業務上應用潛力巨大，高校wlan建設是目前WLAN建設重點。校方也希望能借助運營商力量實現校園內無線寬帶覆蓋。通過該網絡實現辦公樓、新區辦公樓、教學樓等有線網絡未能覆蓋和接入眾多區域進行全方位、立體式無線覆蓋，讓師生們隨時隨地、無拘無束地連接到整個校園網絡。本文從建設需求、WLAN系統組成、校園建設方案幾個方面結合工程實例簡述校園WLAN建設情況。

WLAN;校園;AC;AP;組網

1 、校園WLAN需求分析

大學生作為一個特殊消費群體已成為各大運營商重要目標市場。大學生對新鮮事物勇于嘗試和體驗，如手機、筆記本、數碼相機等在學校廣泛流行，而運營商在2G/2.5G時代在學生群體也收獲頗豐。面對未來3G市場，大學生消費群體勢必會成為運營商必爭之地，一方面是因為大學生群體當前消費特征和消費能力，另外從長久運營商可從用戶大學時代開始培育潛力巨大3G群體。

以802.11為基礎WLAN技術作為固定寬帶延伸和3G接入有效補充，可在學校提供靈活移動寬帶接入。WLAN具有低成本、高帶寬接入優勢，當前最新802.11n可支持300Mbps真正高速接入，這是3G技術現階段無法比擬的。高校學生在wlan業務上應用潛力巨大，高校wlan建設是目前wlan建設重中之重。

2 、WLAN網絡的基本組成

WLAN網絡主要由WLAN終端設備、WLAN接入點設備、接入控制點等系統組成。

2.1 WLAN終端設備

WLAN終端設備需要安裝WLAN網絡卡，WLAN網絡卡可是任何支持IEEE802. 11a/b/g/n標準設備，要求和WLAN接入系統設備兼容。

2.2 接入點設備（AP）

AP是WLAN業務網絡小型無線基站設備，完成802.11b/802.11g/802.11n標準無線接入。AP也是一種網絡橋接器，是連接有線網絡與無線局域網絡橋梁，任何WLAN終端設備均可通過相應AP接入外部網絡資源。

2.3 接入控制點（AC）

當采用基于WEB方式用戶認證時，AC作為安全控制點和后臺RADIUS用戶認證服務器相連，完成對WLAN用戶認證。

當采用基于802.1x用戶認證機制時，AC可作為WLAN用戶接入安全控制點和后臺認證服務器相連，完成對WLAN用戶認證。

3 、校園WLAN建設方案

3.1 主要建設思路

3.1.1 校園覆蓋區域應包括寢室樓、教學樓、辦公樓等公共區域。

大學校園WLAN覆蓋根據場景不同，應選取不同方式進行建設。

3.1.2 802.11n標準較802.11a/g在很多方面改進，在各個方面都有很大改進，推薦在大學wlan建設中使用802.11n標準ap，布放型及合路型AP同時使用，按照覆蓋范圍及容量綜合考慮，取定各大學AP數量。

3.1.3 3層匯聚交換機安裝在中心機房，單棟建筑物內POE交換機大于1臺，需使用2層匯聚交換機進行收斂。交換機及AP配備專用防盜箱。

3.2 校園WLAN組網

3.2.1 AC組網

①AC設置位置

為滿足AP接入和網絡管理需要，應充分考慮CMnet城域網建設情況進行AC設備部署。在建有CMnet城域網地區，AC設備邏輯位置與CMnet城域網接入控制層相當，在理位置上應集中部署以完成對AP集中管理控制。

AC在轉發數據時采用集中轉發模式即AP用戶數據流經由AP與AC之間數據隧道匯聚到AC，由AC統一轉發；在高校等特殊應用場景，如果AP用戶數據流不通過公司公網，可通過本地轉發這部分數據流。

3.2.2 熱點組網

熱點的網絡基本結構一般包括兩個層面：

①無線接入點

包括各種類型AP，AP與交換機/ONU一般采用網線連接，理論傳送距離為100米，通常建議網線不超過80米為宜。在網線傳送距離不足時，可采用光電轉換器等方式進行連接。

②交換機/ONU

交換機用于匯聚各個AP，可根據熱點數量、分布情況使用1～2級交換機：

AP較多、分布較廣時需使用匯聚交換機匯聚各個接入交換機；

AP數量較少、分布集中時只使用一級交換機即可；

當熱點區域具備PON網絡接入條件時，可用ONU代替部分或全部交換機。

3.3 頻率選擇與規劃

IEEE802.11b/g標準工作在2.4G頻段，頻率范圍為2.400～2.4835GHz，共83.5M帶寬。劃分為13個子信道，每個子信道帶寬為22MHz，其中互不干擾的頻點只有3個，一般選擇1、6、11三個互不干擾頻點。

IEEE802.11a工作在5.725G～5. 850GHZ，共125M帶寬，劃分為5個信道，每個信道20MHz帶寬，各信道互不交疊。

3.3.1 2.4GHz頻段選擇和規劃

考慮到2.4GHz頻段存在較多干擾，如有其它運營商的網絡、業主自建網絡等，建議采用20M帶寬進行組網和規劃，選擇1、6、11三個互不重疊信道。

3.3.2 5.8GHz頻段選擇和規劃

5.8 GHz頻段相對干擾較少，建議采用兩個40M、一個20M組網方案及五個20M頻段組網。

3.4 工程參數

3.4.1 無線覆蓋信號強度

在設計目標覆蓋區域內95%以上位置，WLAN覆蓋接收信號強度應大于等于-75dBm。

3.4.2 信噪比

在設計目標覆蓋區域內95%以上位置，接收到的信噪比大于20dB。

3.4.3 終端接入速率

要求WLAN（802.11g和802.11n）目標覆蓋區域內用戶平均上網速率不低于500Kbps。

為了保證多用戶接入公平性，防止部分用戶帶寬被搶占的現象，在AP端要對用戶進行限速。

3.4.4 天線口功率建議值

根據鏈路預算，一般情況下建議：

在采用與室內蜂窩網分布系統合路系統合路建設時，天線口功率在10～15dBm；

在采用與室外蜂窩網分布系統合路系統合路建設時，天線口功率在20～27dBm；

上述建議僅為一般值，規劃時還需根據具體無線環境、天線密度等因素進行實際調整。

3.4.5 單AP容量

在接入用戶帶寬512kbps情況下，802. 11g標準AP，單AP支持并發用戶按照15～20個用戶考慮；802.11n標準AP，單AP支持并發用戶按照25～30個用戶考慮。

3.5 具體建設方式

校園WLAN建設主要涉及到共用室內分布系統，室內WLAN獨立組網，WLAN室外覆蓋幾種方式，具體建設時應結合實際情況選取合適方式，或幾種方式綜合使用。各種方式使用場景及優缺點如下：

室內蜂窩網分布系統合路方式

使用場景：適用于室內覆蓋面積較大，已有或未來需建設分布系統且話務量不高的場景，例如：教學樓、實驗樓等。

優點：GSM/TD/WLAN共用分布系統基礎設施，綜合建設投資較小，建設周期短，無線信號覆蓋面積較大，信號分布均勻。

缺點：需要按GSM/TD/ WLAN聯合覆蓋需求統一規劃、設計、優化分布系統，滿足各系統無線覆蓋要求，實現大容量覆蓋難度較大。

室內獨立放裝

使用場景：適用于覆蓋區域比較小，室內放裝AP即可覆蓋整個區域，如會議室等；或區域內WLAN容量需求比較高，如宿舍樓等。

優點：AP的部署位置比較靈活，網絡容量較高。

缺點：工程量較大，后期維護相對復雜。室外型AP+天線

使用場景：適用于用戶較為分散、無線環境簡單區域，如廣場等；對單體較小、排列比較整齊樓宇也可采用該方式，如多層家屬樓等。

優點：部署簡單，成本較低。

缺點：容量較小，一般以信號覆蓋為主；通過室外覆蓋室內時，實現室內深度覆蓋難度大；業主協調工作量較大。

4 、結語

校園WLAN建設和優化過程是一個分階段過程，是一個從挖掘用戶潛力到引導用戶使用到保障應用質量的過程。

隨著校園WLAN業務推廣單純某一種建設手段無法滿足用戶需求，需根據具體情況采用獨立布放+室分合路，高頻+低頻多種覆蓋手段，才可為用戶提供一個高質穩定的網絡。

于雷（1982年2月）男，本科，助理工程師，目前從事移動通信方面設計。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.22.043