基于WLAN的无线校园网的设计与实现

基于WLAN的无线校园网的设计与实现
摘要：随着智能手机、平板电脑等移动终端的高速发展和遍及，高等院校校园
内覆盖无线校园网已经成为难以阻挡的需求。

高校在原有线校园网的基础上，利
用双绞线快速进行无线组网，已经成为校园网覆盖的有效延伸手段，满足了学校
师生教学、办公以及学习方面对无线网络的需求。

本文对基于WLAN的无线校园
网的设计与实现的研究分析，以供参考。

关键词：高校；无线校园网；设计与实现
1前言
随着信息化的高速发展，以笔记本、智能手机、IPAD等移动数据终端为主要
客户端的应用系统应运而生，形成了移动支付、移动办公、移动学习等工作模式。

随着无线网络技术和智慧化校园的日趋发展成熟，许多高校都建设了自己的校园
无线网络，为师生提供无线网络服务，因此无线校园网的建设已成为国内高校网
络建设的新课题。

2无线局域网概念
2.1无线网络与有线网络相比具备的优势
无线网以电磁波的方式进行传输，可以作为有线校园网络的延伸、补充、替代。

其优点在于：
移动性：网络接入端不再受有线网络中线缆的约束，可以在一定范围内自由
移动接入。

无线校园网能够为用户提供实时的无处不在的网络接入功能，使用户
可以很方便地通过网络获取信息。

灵活性：与传统有线网络相比，安装更容易，使用也较为简便。

无线校园网
组网灵活，它可以将网络任意延展并无线缆限制，并可以随意增减、移动、修改
设备。

可伸缩性：通过在需要位置添加无线接入点设备就可以迅速扩展无线网络，
满足扩展组网需要。

经济性：无线校园网可用于物理布线困难或者不适合进行物理布线的地方，
节省了缆线及施工费用。

比如在老旧的教师办公楼进行网络部署，只需要在过道
内进行AP部署，就可以覆盖两侧办公室，不必每个房间进行打孔布线。

对于临
时需要网络的地方，无线局域网也可以低成本地快速实现；对于需要频繁布线或
者更换地方的场所，无线校园网可以节省长期费用。

2.2无线校园网的局限性
无线校园网也存在一些需要克服的局限性，这些局限性也是无线校园网建设
中必须克服的技术难点。

传输可靠性：有线局域网使用线缆进行数据传输，抗干
扰性较强，信道误比特率优于10-9，这样就保证了数据通信的可靠性和稳定性。

无线网络采用无线信道进行数据通信。

无线信道是一个不可靠信道，数据通信过
程中存在信号干扰和噪声，而且受信号强度影响，存在信号的衰落和误码，导致
网络稳定性降低，影响网络稳定。

网络安全性：由于无线校园网是一个开放性网络，其网络接入相比有线网络
更加容易，也导致了其网络更容易受到攻击。

其开放性的特点，使其即便设置了
安全口令等措施，也无法阻止其被偷听和被恶意干扰的可能性。

信号衰减：由于无线校园网以电磁波的形式传播数据，因此会因物体阻隔、
发送距离等原因阻碍网络传输，造成信号衰减，网络效果不佳。

3基于WLAN的无线校园网的设计与实现
3.1校园无线网技术规划
校园无线网技术规划：包含WLAN频率规划、频率复用规划、负载均衡规划
和AP容量规划四方面。

WLAN频率规划。

目前就WLAN技术对无线频段的支持
而言，2.4G频段有3个不重叠的信道，5.8G频段有5个不重叠的信道，本项目无线网络采用2.4G+5.8G双频进行覆盖。

本项目实施时进行工勘与优化，大多数区
域采用系统自动调优功能调节AP信道，体育馆等空旷覆盖场景进行手动信道规划。

2.4G覆盖时采用1、6、11三个信道交错使用，5.8G覆盖时相邻AP采用不
相邻的信道，不同楼层也考虑信道干扰问题。

频率复用规划。

频率复用的设计规
划主要考虑无线AP信号覆盖的重叠区域。

利用现有的802.11DCF即随机征用仲
裁方法并不能做到类似移动网络的控制力度。

结合无线网要实现的不同场景目标，从网络规划的角度出发，使用负载均衡功能实现一定程度上的频率复用。

负载均
衡规划。

无线控制器可以按照AP接入用户数量和AP接入流量设计负载分担策略
并对接入用户在不同AP之间进行负载分担。

当某个AP负载超出设定值，无线控
制器会根据周围AP负载情况将用户引导和转接入其他负载轻的AP。

AP容量规划。

不同厂家和不同型号的无线产品理论接入用户数均约为120-128，并且可以按照
用户的实际需求更改单个无线设备接入的用户数量。

然而从实际部署规划和经验
来看，应按照单个AP单个频段覆盖用户数30-40实施较为合适，这样的部署可
以对接入用户的网络带宽和网络质量做到最优保障。

3.2校园无线网络组网设计
无线汇聚交换机与核心交换机万兆互联，将无线数据流量进行汇聚和转发。

无线控制器AC旁挂于无线汇聚交换机，管理流量经过汇聚交换机到达AC，AC对AP进行管理。

无线控制器可以对用户进行精细的控制管理，具备完善的RF管理
和安全机制，可以支持用户在不同AP之间进行快速漫游，同时具备超强的QoS
保障机制和对IPv6的功能支持等。

无线控制器与无线网管系统和用户认证管理系
统可以进行联动，用来实现对无线用户的接入控制，保障了网络的安全性。

为保
证无线网络的可靠性，无线控制器采用1+1冗余部署，可有效避免单点故障发生。

PoE交换机分布在各楼层配线间，通过万兆或千兆光链路上联无线汇聚交换机。

AP通过部署在配线间的PoE交换机进行PoE供电，采用双频放装部署，室外AP
采用全向天线的方式进行覆盖。

针对不同的环境采用不同的覆盖方式，更好地满
足了用户的实际需求。

3.3无线设备完成的技术指标
为了保证信号覆盖效果，室内无线AP输出点信号强度<20dbm，所有无线网
覆盖区域内任何位置信号强度应-73dbm。

无线网AP的供电方式必须使用PoE交
换机远程供电模式。

所有室内外AP必须同时支持并工作在2.4GHz和5.8GHz频段，用以满足无线网用户大容量需求和今后的扩展需求。

无线AP需提供完备的
用户安全隔离功能，确保无线用户在使用过程中的信息保密。

无线AP可以支持
多个SSID名称，并且可以为不同的SSID使用者提供不同的认证或服务策略。

无
线AP可以自动实现负载均衡并支持用户在无线网内平滑漫游。

4结束语
无线校园网络建设是一个复杂的系统工程，它有庞大的用户数、巨量的传输
数据，因此建设时要全面考虑各方面需求，对实施环境进行系统调研，充分考虑
到网络安全、认证机制、数据流控、设备负载等多方面因素，才能建设成高校师
生都满意的无线校园网络。

随着信息化的不断发展，新的网络技术、设备层出不穷，因此我们要在实践中不断探索前进，优化网络质量，为高校信息化建设提供
优良的基础环境。

参考文献：
[1]邓朝辉.校园网WLAN认证计费系统的设计与实现[D].广西大学，2015.
[2]郑化浦.高校无线校园网方案设计与实现[D].郑州大学，2016.
[3]李鹏.基于WLAN技术的无线校园网设计与实现[D].哈尔滨工业大学，2011.。