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关键词:TD;无线网优平台;关键技术
中图分类号:C35文献标识码: A
引文
虽然现在研究领域有关TD无线网络建设的论文与专著数量很多,但是大部分的论著的侧重点还是停留在TD无线网络规划概况加以分析。而本文将结合着实际的工程技术来对TD无线网优平台的某些关键的技术是如何实现的来加以探讨。因为我国国内还没有最终明确TD所采用的具体频段,所以本文将不再具体地讨论频率的规划,而只是从OFDM的技术角度、多天线的技术角度、规划站点选取的技术角度、分布系统建设的技术角度等方面,来对整个的TD无线网络建设提供一些有力的技术层面上的支持。
一、TD无线网优平台中的关键技术的研究
针对TD系统的关键技术,主要有以下几个方面。
1、TD无线网优平台中的OFDM技术
OFDM技术主要是运用基于正交频分复的频分多址的技术,这种技术和过去的那些技术所不同的地方在于其中的各载波是采用彼此叠加与正交的方式从而成功避免干扰的,这样做的优点在于既能够将宽带的资源使用的效率大大提高,又能够把频率的利用的效率从中得到适当的提高。OFDM这一技术的核心便是它的调制与解调,主要还是通过对离散傅里叶变化DFT来实现的,从而让调制工作变得越来越简单,不断的循环前缀CP,这也是OFDM技术的又一个重要层面。OFDM技术,是TD无线网络规划关键技术中的多址技术,它有着高效的频谱利用率、简便的接收机、强化的带宽扩展性;容易地去帮助MIMO系统的实现,和能够让它和同连接路的自适应技术加以结合等优点,然而因为这一技术的峰均功率相对较高,这也就大大降低了射频功率方面的效益,进而造成了发射机射频模块在资金的投入上和耗电等方面都有所增加。由于OFDM技术的上下行多址的方式,可以通过提高投入的资金与相对复杂的技术的方法,进而帮助TD系统能够获得更高的数据频率,并且再通过SC-FDMA的相关使用,便极好的解决掉了OFDM眼中的高PAPR的问题。
2、TD无线网优平台中的多天线技术的具体情况
TD无线网优平台上的多天线技术,也被称作MIMO技术。主要就是在发送端和接收端,来借助设置多条天线的方式,去完成负责信号的接收工作与发送工作,进而使系统的容量大大增加,系统容量的提升是可以加快信息的传输速率的,由于信息的冗余度在增加,还可以提高它的可靠性与安全性。采用这种技术,其关键的步骤是可以提高对于空间加以复用的频谱利用效果,与此同时借助这一技术还可以对系统传输的可靠性提供保障的作用,最终把接收机的灵敏度能够降低至一定的程度,然后便有效地提高了系统容量与小区覆盖的半径。
3、TD无线网优平台的物理层技术
首先就是TD无线网优平台的结构,在TDD双工模式下TD系统的结构,其主要功能是为在同一工作频率的上下行提供占用资源的时间和位置信息。对其TD无线网优平台的物理层资源块,主要包括资源单元(RE)、资源块(RB)、资源单元组(REG)、控制信道单元(CCE)等四类资源块,TD无线网优平台中一些关键技术的实现分析且具有OFDM技术的多址特点;物理层信道主要包括上行和下行信道,用于承载来自高层信息的资源单元。
二、TD无线网优平台中关键技术的实现
1、TD无线网优平台中关键技术的需求
TD网络建设要以市场业务需求为导向,将网络建设到用户真正需求的地方,中国移动建设TD无线网络平台,最大的可能是采用D频段或者F频段,而TD无线网络覆盖范围与频段的选择是密切相关的。一般情况下,D频段覆盖室外热点区域,F频段进行室外全覆盖,选择TD无线网络覆盖范围时不应仅仅考虑网格测试区、主城区、城区等范围,建议对影响因素进行综合考虑。首先对网络覆盖应该重点考虑数据区域和网络测试区,在规划TD无线网络覆盖区域时应尽量连续,特别是规划D频段时,不能因为D频段是覆盖热点区域,而被划分成一个个的小区域,如果规划覆盖范围过小,会造成后期网络测试及TD无线网络业务推广均会出现很大的问题。
2、TD无线网优平台宏站规模
通常根据覆盖预测来进行TD宏蜂窝站点数量的确定。根据理论计算,在达到同等覆盖质量的前提下,如果使用F频段可比使用D频段节省46%的建站资源。在进行TD规划时,D频段站点可略多于覆盖预测的站点。但由于TD频段规划站点多于现网TD-SCDMA站点数,受限于选点难度,新选站点不宜太多。但在进行F频段的TD无线网络规划时,相对于覆盖预测,建议加大F频段的站点数量。因为在TD无线网络采用F频段时,站点数少与同覆盖区的TD-SCDMA站点数,站点可选择的余地较大,而且TD无线网络采用F频段的目的是进行连续覆盖,为了保证TD的网络质量,宜加大F频段的站点数量。
3、TD无线网优平台分布系统选择
因为TD无线网络的频段较高,对于规划区内的TD-SCDMA物业点均建议建设TD无线系统,TD无线网络室内分布系统建设方式包括单路建设方式和双路建设方式两种。双路分布系统相对于单路分布系统具有1.5~1.8倍的容量增益,对于提升小区吞吐量和用户峰值速率体验具有明显的性能优势,故在数据流量较大的区域,网络应建设双路分布系统。但实际规划设计中很难按此考虑,双路分布系统由于需要双路馈线和双倍天线,建设难度很大,特别对已建单路分布系统的物业点,再建设一路分布系统协调难度很大。对某地市的现网情况进行调研后发现,现网有双路分布系统的物业点不到1%,主要原因就是因为协调困难。而且从投资效益上说,双路分布系统投资接近翻倍,但是很多物业点并没有建设双路分布系统的必要。现网很多分布系统是为了解决TD-SCDMA网络的覆盖需求而建设的,并没有很高的用户数及数据流量,在这些物业点建设双路分布系统会造成投资浪费。
三、TD无线网优平台关方面的设计
TD无线网络规划得主要步骤上分为网络规模的估算、网络规划的需求分析、覆盖容量的仿真工作、站址的选择与无线参数的规划设计等几大部分。在设计TD无线网络时,能够采用以下几个环节来进行。
1、TD网络的频率规划
为了最终解决好小区间的干扰问题,在TD无线网络的频率规划的具体阶段,应当大力提高对于频段的分配与复用工作。运用同频组网或者异频组网的方法来实现。
2、TD网络的覆盖规划
进行TD无线网络的覆盖规划工作,要求覆盖对象要多样化,编码的调制方式也要多样化,并且帧结构的支持覆盖的极限功能要实现进一步的提高。借助由覆盖目标的计算覆盖的半径与采用覆盖的区域半径来计算覆盖的速率这两种方有效法,最终进行网络的覆盖规划。
3、TD网络的链路预算
在进行规划的仿真工作的前期,是需要来采用相关的链路预算的方法的,从而预计出系统覆盖的具体性能。在这一实现阶段,需要首先制定出一个相对明确的、尽量详细的计划,包括技术和时间等多个方面,并使用制定的预算来确定TD网络建设的大体规模,以及主要需求、重要参数和所需要补充的设备等等。
4、TD网络的容量规划
进行TD无线网络的容量规划工作,主要是使用系统的仿真、实际测量来统计数据的方法,从而获取小区的吞吐量、小区的边缘的吞吐量的信息,最终使得站址选择工作更为便捷。
5、TD网络的仿真规划
TD网络的仿真规划需要具备多天线的增益配置、承载参数配置与ICIC干扰的消除功能的,和无线资源调度等特点。在这一阶段当中,还需要应用专门的TD仿真工具去对已经确定的规划方案来进行相应的测试工作,并一定要注意对其容量和覆盖的范围加以仿真的分析。具体上讲也就是要做好导入规划数据、规划邻区、传播预测、时隙以及频率规划、蒙特卡罗仿真、业务模型配置等内容。
结束语
通过对TD无线网优平台中一些关键技术的研究探讨,能够帮助实现TD无线网络的合理规划设计,以及帮助未来TD无线网络的部署工作展开。当前中国移动计划部以及工信部都已经开始对其展开网络试验,并推动TD无线网络产业特别是终端产品的商用化发展,从某种程度上说,TD无线网优平台技术成为日后通信领域的主流发展趋势。
参考文献
论文摘要:数字校园是高校教育信息化在数字时代的必然目标,对中国高校教育改革起到积极的推动作用。但高校资源紧张,为使教学资源得到充分优化利用,有效的方法是建设无线校园网,创建数字化校园,实现超时空虚拟大学。
1引言
人类全面进人信息化社会,世界发达国家高度重视信息技术对教育的影响和作用,高等教育必须适应信息化社会对教育的需求。但随着高校扩招的推进,各高校在校学生人数激增,教学资源紧张日趋严重,为使教学资源得到充分优化利用,有效的方法是建设无线校园网,营造数字化校园已是大势所趋、人心所向,创建数字化校园,实现超时空虚拟大学。
2数字校园
2.1数字化校园内涵
数字化校园是以数字化信息为基础,以计算机技术和网络系统为依托,支持学校教学和管理信息流,实现教育、教学、科研、管理、技术服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输、应用,使教学资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。
2.2数字化校园是传统校园的时空拓展
(1)空间拓展。传统意义上的教室不复存在,将校园的功能突破围墙的限制,成为一个可以覆盖网络可达范围的无疆域的大学。
(2)时间拓展。人们可以根据自己的需要自主安排学习时间,突破了传统上定时定点集中上课的束缚,在网络覆盖区任何角落,只要有一台笔记本电脑,便可以随意上网接受教育。这种不受时间和地点限制、不受电缆和网络线、布线限制的网络访问模式,就是无线上网。现在无线局域网络(WirelessLocalAreaNet-work,WLAN)在全球各地的数字化校园建设中已悄然兴起,成为教育网络发展的主要潮流。
3无线局域网
移动设备的发展催生了无线数据传输的应用。在此以前桌面机和服务器以及各种连接的电缆线还统治着市场,网络线,电话线们构筑起整个有线世界。随着Internet的飞速发展,无线网络还是被推上了日程。作为无线网络之一的WLAN,满足了人们实现移动办公的梦想。WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接人。WLAN可应用于办公、医院、校园、社区、厂房、监控、会议等,是当今网络发展的一个主要潮流。
3.1WLAN网络配置
在WLAN环境中要配置两种设备。一种是用来专门进行数据接收和发送被称作无线访问节点AP(AccessPoint)的设备见图1。一个AP能够在几十至上百米的范围内连接上百个无线用户。另一种就是提供给终端用户使用的无线网卡(WLANCard),通过无线网卡才能访问整个网络。
3.2WLAN特性
WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特性。刚开始是作为有线局域网络地延伸而存在的,各单位广泛采用WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步拓展,WLAN已发展成为公共WLAN,成为Internet宽带接人手段。
3.3WLAN应用范畴
WLAN应用包括:①休闲旅游。应用在生活社区、游乐园、旅馆、机场车站等游玩区域;②移动办公。应用在政府办公大楼、校园、企事业单位、医疗、金融证券等。③变化区域。难于布线及频繁变化的环境,临时需要的宽带接人,流动工作站等,建立WLAN是理想的选择。
3.4WLAN网络安全
用有线网络的安全措施可以满足其安全性需求,但对于安全性要求特高的用户,仍然存在着安全隐患,需要在无线接人点AP上加密即可达到安全要求。
4创建无线校园网络
随着高等学校大量扩招,教室、公共机房、电子阅览室、实验室等都无法满足教学的需要,教学资源相当紧张,造成这种困境的根本原因是教学受地点和时间的限制。改变这种局面的有效方法是建设无线校园网,人们可以根据自己的需要随时随地自主安排学习,实现教学不再受地点和时间的限制。
4.1安装、维护简单易行
无线校园网络系统可有效解决上述场所物理布线困难等难题,是目前局域网用户升级、改造现有网络最佳途径。既可用于物理布线困难的地方,调试也相对简单,更能节省大量的维护费用。其特点是有良好的先进性、开放性、可靠性、扩充性、管理性、实用性。
4.2实现动态管理
运用无线网络技术,笔记本电脑和服务器之间无需物理连接,通过AP实现与现有有线网络的连接,多人可同时上网;同时支持动态接人,在有效范围内,传输信号可以穿透墙壁等固体物质。
4.3教学资源利用充分
学校不必再投人大量的资金来建设许多公共机房;有笔记本学生用其笔记本上网,无笔记本的学生用现有PC上网,无需作更多的投资就能真正实现数字化校园的功能。教学不再受地点和时间的限制,缓解教学资源紧张的矛盾。
4.4节约经费
网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里,节省大量的布线成本。而笔记本的价格正变得越来越平易近人,在笔记本上搭载无线连接技术也成了一块新兴的市场。教师和学生都使用笔记本电脑办公,学校就无需购置专用的教学PC,仅需购置无线网卡即可。
4.5易管理
无线校园网在安全维护上并不需要特殊的投资,在管理上则完全按照有线网络来管理。即通过服务器来给不同的用户设置权限,这样不同的用户只能访问特定的资源,即使是外来用户进人无线校园网的辐射区域,只能访问公开的信息。
5存在问题
5.1无线校园网未普及
全国虽然已经有很多高校建起了校园局域网,但使用无线校园网络的高校却不很多。因此,真正实现无线网络的数字化校园,还是任重道远。
5.2信息共享欠缺
校园内部网络安全防范与信息过滤欠缺,各个应用系统之间难以保证信息的一致和及时的数据交换,形成了很多“信息孤岛”,没有资源共享的平台,造成大量可用资源无法得到充分的使用。
5.3加密防火墙
对于无线网络来说,除存在有线网络存在的网络间黑客攻击和病毒侵袭以外,最大的问题是加密密码被泄露或破解问题,因此需安装二道防火墙,以确保关键系统不被人侵。
5.4信号接收不稳
无线网络虽然免去了布线的烦恼,但是它同样也给用户出了一个难题,AP放置地点、位置、无线网卡质量好坏、用户上网的地点、位置、方向、天气等都影响信号的接收以及信号的稳定。
6国内外高校应用实例
创建无线网络的数字化校园在国内外很多大学中已经启动,如斯坦福大学、麻省理工学院(MIT)、加州大学伯克利分校、纽约州立大学、德国亚深大学、北京大学、香港城市大学、香港中文大学、新加坡南洋理工学院等著名高等院校。
6.1北京大学
北京大学是中国率先进行校园无线局域网络建设的大学,而校园无线网络项目的投人使用,无疑使北大的教育网络建设在国内院校中率先走向了国际化。北京大学无线校园网共设计有250个节点,分布在办公区、教学区、学生宿舍区、图书馆、大讲堂、场、静园、勺园、朗润园、未名湖畔等处,覆盖了整个主校区。北大师生只要通过移动PC和无线网卡就可以在校园的任何地方上校园局域网或联接互联网,上网访问、查阅资料。无线网络的实施标志着北京大学将成为中国首家拥有校园WLAN的高校,也标志着中国高等院校教育网络建设在与国际接轨的道路上又迈出了重要一步。
6.2德国亚深大学
论文摘要:本文简要叙述了无线网络技术的发展现状及其优势,重点论述了无线网络技术在校园图书馆中的应用以及在建设图书馆无线局域网过程中需要注意的问题。
随着人们生活和工作方式的转变,生活工作地点的移动也越来越频繁,因此移动电话、笔记本电脑、PDA等移动设备大行其道。随着计算机技术和通信技术的迅猛发展,传统的有线网络也逐渐暴露出种种问题:难以解决远距离信息传递、无法铺设线缆环境(如施工工地、地形比较复杂的校园环境)中的网络建设、移动办公等等。随着无线局域网技术标准、无线产品的不断推出,无线局域网的应用和普及已发展到了一个新阶段。无线局域网技术的发展对校园图书馆的建设有何影响,如何将无线局域网技术应用到校园图书馆中去已经成为各个学校图书馆信息化建设探索的目标。
1什么是无线局域网
无线局域网是在有线局域网的基础上发展起来,以无线信道作传输媒介的局域网络(Wireless Local Area Net-work),简称WLAN。它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它利用无线多址信道支持计算机之间的通信,为计算机在移动中通信提供了可能。因此,无线局域网是不通过传统网络传输介质提供以太网或者令牌网络服务的计算机网络。无线局域网在发展过程中还拓广了局域网技术概念:联接不仅仅是连接;“本地”的距离从米延伸到了公里;基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙里;网络能够随着机构的发展而移动或变化。只要在笔记本或PC上安装PC Card适配器,用户就能够在无线网络覆盖区内自由移动而保持与网络的联结。将无线局域网技术应用到台式机系统,则具有传统局域网无法比拟的灵活性。桌面用户能够安放在缆线所无法到达的地方,台式机的位置能够随时随地进行变换。
无线局域网技术应用到台式计算机,可以提供传统局域网无法比拟的灵活性。用户可以随心所欲地将桌面计算机安放在传统缆线无法到达的地方,且允许其位置能够随时随地进行变换。无线局域网对于那些临时建立的工作机构或者快速发展的组织而言是最合适不过的选择。无线局域网的组建、配置和维护都较为简单,一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。
2无线局域网图书馆解决方案
按与有线局域网的关系,无线局域网分为独立式和非独立式两种。独立式无线局域网指整个网络都使用无线通信的无线局域网,非独立式无线局域网指局域网中无线网络设备与有线网络设备相结合使用的局域网。目前非独立式无线局域网居于无线局域网的主流,在有线局域网的基础上通过无线访问节点、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现,其本身还要依赖于有线局域网,是有线局域网的扩展和补充,而不是有线局域网的替代产品。非独立式无线局域网,带有无线网卡的电脑与接人点(Access Point,简称“AP")实现无线通信,访问点通过线缆与网络的其他部分相连接。一个接人点覆盖的半径在35-100米之间,实际连接距离和速度视环境有无障碍物而定。而本校的图书馆无线局域网接人方案采用的就是非独立式无线局域网的拓扑结构,现在就结合本校实例对方案进行说明。
本校之所以选择无线局域接人学校图书馆主要考虑到以下几个方面:
2.1接入网络信息系统
通过无线局域网络,在校的老师或学生可以用便携式计算机或移动设备(如:PDA、智能手机等),通过无线网卡在学校任何地方连人信息系统查看最新的图书信息和连人数字图书馆。
2.2难以布线的环境
由于本校图书馆大楼时间较长比较陈旧导致有些部门布线困难所以采用无线局域网结构。
2.3使用移动设备进行网络连接
考虑到近几年在校师生使用便携式计算机等可移动设备的人数较多,而大多数移动设备便携式计算机都支持无线网卡所以采用无线局域网结构。
3无线局域网图书馆应注意的问题
无线局域网必须支持高速突发数据业务,在室内使用时要解决包括多径衰落、相邻子网间串扰等问题。下面我们列出组建图书馆无线局域网时必须注意和克服的4项技术难点。
3.1可靠性
有线局域网的信道误比特率达10-9,这样保证了通信系统的可靠性和稳定性。无线局域网的信道误比特率应尽可能低,否则,当误比特率过高而不能被纠错码纠正时,该错误分组将被安排重发。这样大量的重发分组会使网络的实际吞吐性能大打折扣。根据我们的实验数据表明,如系统分组丢失率,10-5,或信道误比特率
3.2兼容性
对室内应用的局域网,应尽可能与现有有线局域网兼容,现有的网络操作系统和网络软件应能在无线局域网上不加修改地正常运行。
3.3数据传输数率
为了满足局域网的业务环境,无线局域网至少应具备1 Mbps以上的数据传输数率。
3.4电磁环境、无线电频段的使用范围
在室内使用的无线局域网,应考虑电磁波对人体健康的损害及其它电磁环境的影响。无线电管理部门应规定无线局域网能够使用的频段,规定发射功率及带外辐射等各项技术指标。
关键词:高等学校;无线校园;WLAN
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)20-4684-03
With the Construction of University Campus Wireless Network Based on WLAN
LIU Yan
(School of information science and technology, Jiujiang University, Jiujiang 332005,China)
Abstract: In recent years, with the continuous introduction of IEEE802.11 standard wireless LAN, wireless LAN based on WLAN wireless communication technology has made rapid development. As an extension of wired campus network, wireless campus network has become the foundation of digital campus. Students' and teachers' growing demand in the network, the wireless campus network construction put forward a huge challenge. Based on the planning and construction of university campus wireless network, WLAN introduced the construction of wireless campus network based on the aim, summing up the advantages and disadvantages, proposes the construction goal and solutions, design method.
Key words: high school campus wireless; WLAN
全国的高校通过几年的建设,基本都已建成校园有线网,并在日常教学与工作中发挥了巨大的作用。近年来,随着移动通讯、无线技术的日渐成熟,无线网愈来愈而多的融入到人们的日常生活当中,无线应用的普及使得高校中原有的校园有线网络已经无法满足师生教学、工作、生活的需要。作为校园有线网的延伸,无线校园的引入,使校园网突破了区域的限制,师生可以在图书馆、会议室、餐厅等无线网络覆盖到的任何区域,利用无线终端连入校园网。可以说无线校园的引入,是教育信息化的重要手段,为高校教育改革提供了平台。
WLAN无线通信技术是基于802.11无线局域网技术标准,随着三大运营商3G业务的快速发展以及用户规模的不断扩大,3G网络面临巨大的压力。在3G网络下,用户获得的带宽十分有限,上网质量无法得到保证,同时3G网络资费相对较高,在高校中大规模推广困难较大,并且3G网络不能访问校园网内部资源,很多优秀的校内资源不能很好共享。而WLAN技术具有成本低、施工便捷、规划简单、扩展性强等优点,使之成为建设校园无线网络的首选技术方案。中国移动、中国联通、中国电信三大运营商从2010年开始部署WLAN网络,抢占高校移动接入市场,由此WLAN开始步入大规模发展阶段。
1 WLAN无线校园网的意义与目的
高等院校中人员多,人员流动性大,虽然,现在高校基本上都建成了校园网,但随着学校的不断发展,教学科研水平的提高,学术活动的增多,无线设备在学生中所占的比重越来越大,有线网在图书馆、体育馆、食堂等特殊区域受到端口数量的限制,不可能提供很多接入点,无法为师生在这些区域提供上网服务,要想通过改造有线网来增加接入点几乎是一件不可能完成的工作,而无线网施工简单、成本低、组网灵活、覆盖范围广,可以轻松地提供出几百个信息点。这使得无线网络已经不单单是有线网的延伸,他与有线网一同组成了高校的校园网络,成为数字化校园建设中不可或缺的一部分。
2 WLAN无线校园网的设计理念
无线校园网的设计原则应该在充分满足学校使用需要的基础上,体现以下几点:
1) 性能。无线网络建设应该采用先进成熟的技术,使得无线校园网能够满足今后日益增长的业务需求。
2) 可靠性。无线网络应该具备很高的容错能力,关键设备和模块应该有冗余,具备负载均衡、故障恢复能力,保障网络能够可靠地运行。
3) 兼容性和扩展性。无线校园网应该能够与现有的校园网无缝对接,现有的服务器、数据库以及其他各种资源,在无线校园网中都能够得到支持,并且针对今后需求的发展,无线网应该能够方便的扩展。
4) 管理性。无线网应该可以在线监控,快速解决故障,合理分配网络资源,提高网络使用效率。
5) 安全性。无线网络应该提供完整有效的安全控制机制和防范措施,防止信息泄露和非法入侵。
3 WLAN无线校园网建设方案
3.1 总体架构
在WLAN建设中,学校不同,运营商不同,其WLAN架构也不相同。论文以某高校为例,对其网络架构进行探讨与研究。
本WLAN架构由校园网络部分与运营商网络两部分构成,主要采用的设备包括:AP、接入交换机、汇聚交换机等等。如图1所示。
图中的WLAN架构中考虑到该高校的特点,采用瘦AP+AC的架构,有线无线一体化的建设方式。在此架构中,AP功能简单,不能单独工作,需在AC上注册后,在其控制下完成无线射频功能,而AC则完成安全策略、漫游等大量的网络功能。一个AC可以集中管控多个AP,此架构适应大型无线网建设。在学校的每个需要布放无线网络的环境中安放一定数量的AP,每个环境中的各个AP通过接入交换机连接到学校机房的汇聚交换机上,并接入校园网,通过多业务路由连接到运营商的网络上。
3.2 无线覆盖方案
高校中的环境复杂多样,包括:宿舍、教学、办公、图书馆、操场、广场等等。各种环境对无线的需求不一样,对无线的覆盖要求也不一样,根据校园中不同的环境,可以采用不同的布放方式和覆盖方案。
对于宿舍环境,其特点是房间多,用户集中,晚高峰阶段对带宽和流量的需求大,可以采用室分AP进行布放。由于AP的传输带宽和空口资源有限,虽然AP没有明确限制接入用户数量,但在实际应用中,考虑到WLAN并发率,WLAN终端渗透率等因素,而宿舍楼中用户高度集中,因此,在安装AP时需要充分考虑宿舍楼中房间的分布情况和用户情况,限制单个AP的在线用户数,以单个AP同一时刻用户数不超过20个为宜。如图2所示。
对于教学楼、办公楼、图书馆等环境,其特点是空间宽阔,阻挡少,用户分散且布线困难,可以采用放装AP进行布放,为了减少对建筑物的影响,可以将AP安装在天花板或角落上。如图3所示。
对于操场和广场环境,其特点是空间开阔,用户较少,可以采用室外AP+增益天线进行布放,如图4所示。
4 WLAN与校园网融合
WLAN网络是运营商与学校共建的网络,他是基于校园网之上的,因此要将WLAN与校园网充分融合,既要保证师生能够方便通过WLAN访问校园网,又要保证校园网的安全,使学校能够对WLAN进行监管。在实际组网过程中,可以考虑划分TEACHER和STUDENT以及CMCC三个SSID,这三个SSID分别对应不同的VLAN。教师用户接入TEACHER可以免费访问校园网资源和互联网资源,学生用户接入STUDENT可免费访问校园网资源,此两个SSID由学校进行认证,为了有利于管理,采用PORTAL方式进行认证,用户名和密码根据师生相关信息制定并通知用户。而学生用户需要通过WLAN访问互联网资源,则需接入CMCC,用户需到运营商处申请开通WLAN业务,获取账号与密码,由运营商进行认证,并通过计费系统进行流量统计和计费。
5 结束语
本文从无线校园网建设意义和设计理念出发,介绍了基于WLAN的高校无线校园网的构建方案,通过学校与运营商的合作,融合双方资源,为高校师生提供价格低廉,访问便捷的网络服务,为运营商提升品牌影响力、抢占市场都有重要的意义。总而言之,运营商与高校合作共建基于WLAN的无线校园网络,对双方而言是一种双赢的模式,值得进一步探讨。
参考文献:
[1] 高春阳.高校无线校园网建设研究[J].电脑知识与技术,2013,9(35):7913-7914.
论文摘要近年来,随着个人数据通信的发展,功能强大的便携式数据终端以及多媒体终端得到了广泛的应用。为了实现使用户能够在任何时间、任何地点均能实现数据通信的目标,要求传统的计算机网络由有线向无线、由固定向移动、由单一业务向多媒体业务演进,由此无线网络技术得到了快速的发展。在互联网应用快速普及的今天,无线网络技术已成为通信发展的重要新兴领域。无线技术使得人们使用品种广泛的设备在世界任何位置访问数据的愿望成为可能。
一、无线网络概述
无线网络技术涵盖的范围很广,既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术。通常用于无线网络的设备包括便携式计算机、台式计算机、手持计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、笔式计算机和寻呼机。无线技术用于多种实际用途。例如,手机用户可以使用移动电话查看电子邮件。使用便携式计算机的旅客可以通过安装在机场、火车站和其他公共场所的基站连接到Internet。在家中,用户可以连接桌面设备来同步数据和发送文件。
二、无线网络的标准
为了解决各种无线网络设备互连的问题,美国电机电子工程师协会(IEEE)推出了IEEE802.11无线协议标注。目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三个标准。最开始推出的是802,11b,它的传输速度为lIMB/s,最大距离室外300米,室内约50米。因为它的连接速度比较低,随后推出了802.11a标准,它的连接速度可达54MB/s。但由于两者不互相兼容,致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备在新的802,11a网络中不能用,所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b标准且与802.11a速率上兼容的802.11g标准,这样通过802.11g,原有的802.11b和802.11a两种标准的设备就可以在同一网络中使用。IEEE802.11g同802.11b一样,也工作在2.4GHz频段内,比现在通用的802.11b速度要快出5倍,并且与802,11完全兼容,在选购设备时建议弄清是否支持该协议标准。选择适合自己的,802.11g标准现在已经开始普及。
三、无线网络类型
(一)无线广域网(WWAN)。无限广域网技术可使用户通过远程公用网络或专用网络建立无线网络连接。通过使用由无线服务提供商负责维护的若干天线基站或卫星系统,这些连接可以覆盖广大的地理区域,例如若干城市或者国家(地区)。目前的WWAN技术被称为第二代(2G)系统。2G系统主要包括移动通信全球系统(GSM)、蜂窝式数字分组数据(CDPD)和码分多址(CDMA)。现在正努力从2G网络向第三代(3G)技术过渡。一些2G网络限制了漫游功能并且相互不兼容;而第三代(3G)技术将执行全球标准,并提供全球漫游功能。ITU正积极促进3G全球标准的指定。
(二)无线局域网(WLAN)。无线局域网技术可以使用户在本地创建无线连接(例如,在公司或校园的大楼里,或在某个公共场所,如机场)。WLAN可用于临时办公室或其他无法大范围布线的场所,或者用于增强现有的LAN,使用户可以在不同时间、在办公楼的不同地方工作。WLAN以两种不同方式运行。在基础结构WLAN中,无线站(具有无线电网卡或外置调制解调器的设备)连接到无线接入点,后者在无线站与现有网络中枢之间起桥梁作用。在点对点(临时)WLAN中,有限区域(例如会议室)内的几个用户可以在不需要访问网络资源时建立临时网络,而无需使用接入点。
(三)无线个人网(WPAN)。无线个人网技术使用户能够为个人操作空间(POS)设备(如PDA、移动电话和笔记本电脑等)创建临时无线通讯。POS指的是以个人为中心,最大距离为10米的一个空间范围。目前,两个主要的胛AN技术是“Bluetooth”和红外线。“Bluetooth”是一种电缆替代技术,可以在30英尺以内使用无线电波传送数据。Bluetooth数据可以穿过墙壁、口袋和公文包进行传输。“Bluetooth专门利益组(SIG)”推动着“Bluetooth”技术的发展,于1999年了Bluetooth版本1.0规范。作为替代方案,要近距离(一米以内)连接设备,用户还可以创建红外链接。
为了规范无线个人网技术的发展,IEEE已为无线个人网成立了802.15工作组。该工作组正在发展基于Bluetooth版本1.0规范的WPAN标准。该标准草案的主要目标是低复杂性、低能耗、交互性强并且能与802.11网络共存。无线个人网和无线局域网并不一样。无线个人网是以个人为中心来使用的无线个人区域网,它实际上就是一个低功率、小范围、低速度和低价格的电缆替代技术。但无线局域网却是同时为许多用户服务的无线网络,它是一个大功率、中等范围、高速率的局域网。
最早使用的WPAN是1994年爱立信公司推出的蓝牙系统,其标准是[EEE802.15.1[w-BLUE]。蓝牙的数据率为720kb/s,通信范围在10米左右。为了适应不同用户的需求,无线个人网还定义了另外两种低速WPAN和高速WPAN。
(四)无线城域网(WMAN)。无线城域网技术使用户可以在城区的多个场所之间创建无线连接(例如,在一个城市或大学校园的多个办公楼之间),而不必花费高昂的费用铺设光缆、铜质电缆和租用线路。此外,当有线网络的主要租赁线路不能使用时,WWAN还可以作备用网络使用。WWAN使用无线电波或红外光波传送数据。为用户提供高速Internet接入的宽带无线接入网络的需求量正日益增长。尽管目前正在使用各种不同技术,例如多路多点分布服务(MMDS)和本地多点分布服务(LMDS),但负责制定宽带无线访问标准的IEEE802.16工作组仍在开发规范以便实现这些技术的标准化。
无线城域网服务范围可覆盖一个城市的部分区域,通信的距离变化较大(远的可达50公里),因此接收到的信号功率和信噪比等也会有很大的差别。这就要求有多种的调制方法。因此工作在毫米波段的802.16必须有不同的物理层。802.16的基站可能需要多个定向天线,各指向对应的接收点。由于天气条件(雨、雪、雹、雾等)对毫米波的传输的影响较大,因此与室内工作的无线局域网相比较时,802.16对差错的处理也更为重要。