1、某高校学生公寓纯 WLAN 的建设实践陈贻品 刘家乐（湖南高速铁路职业技术学院 湖南衡阳 421001）【摘 要】本文简要分析了 802.11n 的技术特点，剖析了学生公寓网络在建设与管理上存在的突出问题和某学院的实际情况。在此基础上提出了学生公寓网络完全摒弃有线接入，全部采用无线接入的网络建设思想，并提出了基于 802.11n 的 WLAN 的建设方案，以实际运行效果证明了该方案的可行性。【关键词】学生公寓网络；802.11n； WLANConstruction practice of pure WLAN of a college student apartmentsChen Yi-pin，
2、Liu Jia-le(Hunan Technical College of Railway High-speed,Hengyang 421001,Hunan Provice)【Abstract】This article briefly analyzes the technical features of 802.11n, dissects the outstanding issues that exist on the student apartments network in the Construction and management, and the actual situation
3、of a college.On this basis ,the network construction thought that completely abandon cable access and entirely adopt wireless access in student apartment network is proposed. The construction solution based on WLAN 802.11n is proposed. The actual operating results demonstrate the feasibility of the
4、solution.【Key words】Student apartments network；802.11n； WLAN1 引言当前，WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网）技术逐渐走向成熟，无线网络不再只是有线网络的补充，而是独当一面自成网络。WLAN 的技术标准主要有包括用 5.8GHz 频段的 802.11a 协议、使用 2.4GHz 频段的 802.11b 和 802.11g 协议，以及采用双频工作模式（包含 2.4GHz 和 5.8GHz 两个工作频段）的 802.11n 协议。802.11a/b/g 协议的每个信道带宽是 20MHZ，802.1
5、1n 协议的每个信道带宽可以是 20MHz 也可以是 40MHz。 802.11n 协议接入速度可达 300Mbps，甚至 600Mbps，可与 100Mbps 的快速以太网相匹敌。基于 802.11n 的 WLAN 的最大传输范围可达几十千米，它具有以下几大特点： 具有高移动性，通信范围不受地理环境条件的限制，拓宽了网络的传输范围； 抗干扰性强，采用直序扩频码分多址（DS-CDMA）调制技术有效地提高了系统的抗干扰能力，增强了网络的安全性和稳定性； 作为无线网络，拥有线网络所无法比拟的易扩展性； 作为无线局域网，组建、配置和维护较为容易； 组网速度快、工程周期短； 管理与运营成本低。2 高校
6、学生公寓网络存在的主要问题目前，我国高校新建、改建的学生公寓网络大多数都采用有线网络为主、无线网络为辅的建设方案。学生在宿舍间集中交流时往往会因感觉有线网线接口不足而私自接入无线路由器。这些私接的无线路由器必然会与统一布设的 WLAN 设备频率重叠，产生同频干扰，从而影响公寓区 WLAN 的正常运行。3 设计原则与需求分析某学院新校区总共有 16 外走道式幢学生宿舍，每幢 6 层，多数宿舍房间定员 4 人，少数定员 6 人，共有 1248 间宿舍，约可接纳 6000 名学生入住。该学院建设了万兆校园网，但因建设资金紧张，学生公寓网络采用 BOOT（Build-Own-Operate-Trans
7、fer，即建设 拥有经营转让）的形式与中国联通合建。建成后的学生公寓网络是该学院校园网的有机组成部分；学生访问校内资源是免费的，只有访问因特网时才需要向联通公司支付相应的费用。综合考虑各种因素，该学院学生公寓区未建设有线网络，而是采用了基于 802.11n 的纯无线接入方式。该学生公寓 WLAN 的需求主要有以下几点：（1）根据学院学生宿舍的实际床位数和单个 AP（Access Point）的最佳接入能力，要求每个 AP 最多覆盖四间学生宿舍。（2）采用 802.11n 技术，兼容 802.11b、802.11g，对每个终端的接入进行限速，以平衡 802.11n 和802.11b、802.11
8、g 设备之间的访问流量差异，确保每个终端获得不低于 2Mbps 的交换流量。（3）设计过程中，应确保网络结构清晰合理，精心控制频段和功率分配，尽可能减弱 AP 之间可能产生的同频干扰；确保设备配置可靠、管理界面良好、易于操作和维护；确保天馈系统满足 2G、3G 移动通信网络整合的要求。（4）整个无线网络采用瘦 AP 技术，各 AP 直接接入无线网络控制器，采用 PoE 远程供电模式，简化线路布置。各 AP 通过有线网络与汇聚交换机连接，汇聚交换机通过光纤与中心机房核心交换机连接，实现各终端对 Internet 和校内数据资源的快速访问。（5）学生在宿舍通过 WLAN 上网时可以自由地在 Int
9、ernet 和校园网之间切换。汇聚层接入到认证服务器和 RADIUS 计费服务器。接入用户在访问因特网时须进行 Web 身份认证（强制） ，只有通过认证的用户才能访问 Internet。（6）整个 WLAN 必须给校方开放管理接口，以便随时接受校方的监督和管理。4 解决方案4.1 方案概述采用纯无线网络解决方案，使用成熟的“瘦 AP+AC（Access Control） ”接入技术，实现整个学生宿舍网络的无缝覆盖和集中控制管理。所谓的瘦 AP 也称无线网桥、无线网关，此其传输机制相当于有线网络中的集线器。任何一台装有无线网卡的终端均可通过 AP 来分享有线局域网络甚至广域网络的资源。AP 的布
10、置采用 1、6、11 交错的三维信道设计。4.2 方案实施整个宿舍区 WLAN 系统的拓扑结构 如图 1 所示。Internet路由器Quidway S9303（汇聚层）MASE Link AC2400PoE交换机（接入层）AP防火墙光缆双绞线无线信号图 例AP.校园网图 1 学生公寓 WLAN 系统拓扑示意图在学院网络中心安装一台 AC2400 无线控制器作为 AP 的集中管理器；配置一台 S9306 交换机作为汇聚交换机，通过单模光纤接入联通公司的中心机房。学生公寓安装 48 台 PoE 交换机、672 个 AP。交换机分别安装在各宿舍楼 2、4、6 层的弱电井中。AP 每层楼配置 7 个
11、，包括三个合路 AP，四个未合路的 AP。合路 AP 分别装在各层的弱电井中，未合路的 AP 安装在各层远离弱电井的宿舍外墙上，间隔 23个宿舍安装一个，每个 AP 通过功分器连接 23 个定向天线。定向天线伸入到宿舍内部，暗藏于门上的壁柜中，每间宿舍安装一个。各宿舍楼的门厅采用吸顶的全向天线。主要设备使用情况如表 1 所示。表 1 某学院学生公寓 WLAN 系统主要设备使用表名称 型号 数量交换机 华为 S9306 1 台WLAN终端认证计费BAS中心机房网络交换机 华为 S2326 48 台无线控制器 AC 京信 MASE Link AC2400 1 个无线接入点 AP 京信 MASE L
12、ink AP2400-IFU 672 个4.3 主要性能参数及运行效果该工程完工后，进行了主要性能的测试，结果如表 2 所示。表 2 某学院学生公寓 WLAN 性能测试结果表性能参数 测试结果无线网卡最低接收电平 -75dBm无线信号信噪比（S/N） 20dB网络数据吞吐率 20Mbps数据接受误帧率（FER） 9000 个每个 AP 的并发接入用户数 30 个5 结束语该 WLAN 网络运行一年多以来的实际效果，证明了该学院学生公寓网络摒弃有线网络，采用基于802.11n 的纯无线网络的方案是完全可行的，完全可以满足学生学习方面的需要。总体上，WLAN 拥有接近于有线网络的连接稳定性，移动性
13、和可管理性则好于有线网络。本方案中单个 AP 最多覆盖四间宿舍的要求基本合理。事实上，若四间四人间宿舍接入到同一个AP，每人一台笔记本，学生对网络接入满意，很少出现竞争断网的现象；若四间六人间接入到同一个AP，每人一台笔记本电脑，学生上网基本满意，偶尔出现竞争断网的现象。由于没有有线接口，学生私接无线路由器的现象很少出现，个别学生不明就里无意间安装自带的无线路由器确实给网络带来一些影响，但这一问题经过宣传教育后这个问题得到了很好的解决。由此可见，设计良好的 802.11n 无线网络完全可以在学生宿舍区代替有线网络，尽管在连接的速度上与有线网络还存在一定的差距，但距并不影响学生正常的学习使用。学生对网络的不满意更多指向集中上网时段（比如晚上睡前的两个小时）因特网出口的拥塞；如果加大因特网出口带宽，这个问题可以得到很好的解决。参考文献1尹林佳WLAN 无线局域网在干扰环境下性能分析及研究D北京邮电大学，20102张国栋，李寿鹏WLAN 网络中同频 AP 互相干扰的研究J电信工程技术与标准化，2011（01）3中国联通衡阳分公司湖南高速铁路职院学生公寓无线网络建设方案2011：564朱坤华, 李长江.企业无线局域网的设计及组建研究河南科技学院学报(自然科学版)2008.36 卷.2期 120 页作者简介：陈贻品（1972,07） ，男，硕士，研究方向为网络应用与教育信息化。
