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由于存在体育场、会议室等不易于网络布线的场所和教师移动办公的应用需求,很多学校需要利用无线网络对有线校园网络进行扩充。随着无线局域网技术标准、无线产品的不断推出和价格降低,无线校园网的应用和普及已发展到一个新阶段。
1 无线局域网技术
(1) 无线局域网
无线局域网是指利用微波等无线技术进行信息传递的局域网。无线网络和有线网络一样,同样需要传送介质,常见的传送介质有射频系统、红外线、微波以及激光,无线局域网主要采用射频系统。
(2) 无线校园网关键技术
微蜂窝覆盖及漫游:无线微蜂窝覆盖,就是将多个无线接入点AP形成的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖,各覆盖区域之间无缝连接。所有AP通过双绞线与有线骨干网络相连,形成以固定有线网络为基础,无线覆盖为延伸的大面积服务区域。无线终端通过就近的AP接入网络。微蜂窝覆盖大大扩展了单个AP的覆盖范围。
无线中继点:由于微蜂窝覆盖技术中,每个AP需要与有线网络相连,学校面积较大的场所如大礼堂、室内体育场等可能无法全面覆盖,这时就需要采用无线中继的方式,通过无线中继点来进行网络接力,进一步扩大无线网络的覆盖范围。中继点的构建,需将AP互联,从而达到无线信号覆盖全场的目的。
无线网桥:利用无线桥接设备,可以为两个或者多个独立的局域网络建立空中连接。无线网桥的构成包括:无线桥接器、2.4GHz WLAN专用天线、信号放大器以及分配器和避雷器等附件设备。无线网桥支持点对点方式以及单点对多点的方式。
(3) 无线网络的拓扑结构
无线网络通常使用两种拓扑结构:一种为对等网,每台装有无线网卡的PC机同距其300英尺内的装有无线网卡的PC机发送和接收数据;另一种拓扑结构中, PC机接收和发送数据则要通过一个接入点。当接入点接收到数据后,能够更大范围地将信号通过无线频率传送到所覆盖区域的其他PC机上去,或者传送到有线的以太网络上。
(4) 无线网络设备
①无线网卡。无线网卡有适用于便携机的内置PCMCIA卡、台式机的内置PCI+PCMCIA卡,以及外接USB适配器等种类。
②无线基站AP。无线接入点 AP是无线子网的基站,同时也实现WLAN和LAN之间的桥接。通常一个AP最多可支持80台计算机接入,数量为20~30台时工作状态最佳,典型室内覆盖范围是30~100m。
2 无线校园网的优点
与有线校园网相比,无线校园网具有很大的优势:
移动性强:摆脱了线缆的约束,师生可以在教室、办公室、实验室、图书馆之间自由移动并和网络保持持续连接,在校园内“随时随地”访问校园网和互联网。
灵活性高:组网灵活,易于扩展,用户可以随心所欲地增加工作站或重新配置工作站,通信范围受环境条件的限制小,拓宽了网络的传输范围。
传输速率高:随着技术的发展,无线网络带宽目前可达108Mbps甚至更高,能充分满足校园网用户对网络速度的要求。
维护成本低:由于后期维护方便,维护成本比有线网络可减少50%左右,而且对于经常移动、增加和变更的动态环境,无线网络的长远投资收益就更加明显。例如单位改组、内部调整、新配办公室、新增办公大楼时,无线网络设备可以随办公环境的变化而轻松转移和布置,有效提高设备的利用率,并保护用户的设备投资。
3 无线校园网组建方案
在原有的有线校园网基础上构建无线校园网,可以分为室内和室外两个部分进行。
(1) 室内指原先没有安装有线网络的教室、会议室等房间。首先要确定AP的数量和安装位置,可根据实际环境(如教室的面积等)、教学环境对网络带宽、速度的要求、覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等来确定AP的数量和安装位置。AP通过线缆与有线骨干网络相连,无线终端通过就近的AP接入网络,访问整个网络资源。
(2) 室外指校园操场及其他公共场所等。室外的情况要比室内复杂一些,采用的设备主要有:AP、无线全向天线、无线定向天线。全向天线在所有水平方位上信号的发射和接收都相等,而定向天线在一个方向上发射和接收大部分的信号。
室外无线架设的关键是通过配置无线接入点,把距离较远的局域网连接起来。具体的实施过程是:在网络的每一端即每一栋楼房或建筑物上接入AP,并在距离远或信号弱的地方外接高增益天线,以实现几公里以内的两个网段之间的互联。具体操作时,要根据实际情况(如各栋楼之间的实际距离以及障碍物等)来考虑选择设备。在楼房上架设无线网络设备时还需加装避雷器、防潮箱等设备,防止无线网络设备的损坏。
通过有线和无线的有机结合,将使学校校园网发挥更大的作用。一个覆盖校园每个角落的安全、便捷、高质量、高效率的校园网将对学校的教学模式、教学理念及教学管理产生深远影响,也将对师生的学习、工作、生活方式产生积极影响。最后需要强调的是无线校园网建设必须考虑数据的安全性,因为无线网络覆盖范围中任何人都可以监听网络的通信,所以必须建立可靠的网络安全机制和提供完善的支持服务。
参考文献
[1]校园无线网络解决方案.中国教育科研和计算机网.
[2]校园无线网络的构建及其在教学中的应用.中国电化教育,2005,(10).
1 无线局域网技术
(1) 无线局域网
无线局域网是指利用微波等无线技术进行信息传递的局域网。无线网络和有线网络一样,同样需要传送介质,常见的传送介质有射频系统、红外线、微波以及激光,无线局域网主要采用射频系统。
(2) 无线校园网关键技术
微蜂窝覆盖及漫游:无线微蜂窝覆盖,就是将多个无线接入点AP形成的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖,各覆盖区域之间无缝连接。所有AP通过双绞线与有线骨干网络相连,形成以固定有线网络为基础,无线覆盖为延伸的大面积服务区域。无线终端通过就近的AP接入网络。微蜂窝覆盖大大扩展了单个AP的覆盖范围。
无线中继点:由于微蜂窝覆盖技术中,每个AP需要与有线网络相连,学校面积较大的场所如大礼堂、室内体育场等可能无法全面覆盖,这时就需要采用无线中继的方式,通过无线中继点来进行网络接力,进一步扩大无线网络的覆盖范围。中继点的构建,需将AP互联,从而达到无线信号覆盖全场的目的。
无线网桥:利用无线桥接设备,可以为两个或者多个独立的局域网络建立空中连接。无线网桥的构成包括:无线桥接器、2.4GHz WLAN专用天线、信号放大器以及分配器和避雷器等附件设备。无线网桥支持点对点方式以及单点对多点的方式。
(3) 无线网络的拓扑结构
无线网络通常使用两种拓扑结构:一种为对等网,每台装有无线网卡的PC机同距其300英尺内的装有无线网卡的PC机发送和接收数据;另一种拓扑结构中, PC机接收和发送数据则要通过一个接入点。当接入点接收到数据后,能够更大范围地将信号通过无线频率传送到所覆盖区域的其他PC机上去,或者传送到有线的以太网络上。
(4) 无线网络设备
①无线网卡。无线网卡有适用于便携机的内置PCMCIA卡、台式机的内置PCI+PCMCIA卡,以及外接USB适配器等种类。
②无线基站AP。无线接入点 AP是无线子网的基站,同时也实现WLAN和LAN之间的桥接。通常一个AP最多可支持80台计算机接入,数量为20~30台时工作状态最佳,典型室内覆盖范围是30~100m。
2 无线校园网的优点
与有线校园网相比,无线校园网具有很大的优势:
移动性强:摆脱了线缆的约束,师生可以在教室、办公室、实验室、图书馆之间自由移动并和网络保持持续连接,在校园内“随时随地”访问校园网和互联网。
灵活性高:组网灵活,易于扩展,用户可以随心所欲地增加工作站或重新配置工作站,通信范围受环境条件的限制小,拓宽了网络的传输范围。
传输速率高:随着技术的发展,无线网络带宽目前可达108Mbps甚至更高,能充分满足校园网用户对网络速度的要求。
维护成本低:由于后期维护方便,维护成本比有线网络可减少50%左右,而且对于经常移动、增加和变更的动态环境,无线网络的长远投资收益就更加明显。例如单位改组、内部调整、新配办公室、新增办公大楼时,无线网络设备可以随办公环境的变化而轻松转移和布置,有效提高设备的利用率,并保护用户的设备投资。
3 无线校园网组建方案
在原有的有线校园网基础上构建无线校园网,可以分为室内和室外两个部分进行。
(1) 室内指原先没有安装有线网络的教室、会议室等房间。首先要确定AP的数量和安装位置,可根据实际环境(如教室的面积等)、教学环境对网络带宽、速度的要求、覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等来确定AP的数量和安装位置。AP通过线缆与有线骨干网络相连,无线终端通过就近的AP接入网络,访问整个网络资源。
(2) 室外指校园操场及其他公共场所等。室外的情况要比室内复杂一些,采用的设备主要有:AP、无线全向天线、无线定向天线。全向天线在所有水平方位上信号的发射和接收都相等,而定向天线在一个方向上发射和接收大部分的信号。
室外无线架设的关键是通过配置无线接入点,把距离较远的局域网连接起来。具体的实施过程是:在网络的每一端即每一栋楼房或建筑物上接入AP,并在距离远或信号弱的地方外接高增益天线,以实现几公里以内的两个网段之间的互联。具体操作时,要根据实际情况(如各栋楼之间的实际距离以及障碍物等)来考虑选择设备。在楼房上架设无线网络设备时还需加装避雷器、防潮箱等设备,防止无线网络设备的损坏。
通过有线和无线的有机结合,将使学校校园网发挥更大的作用。一个覆盖校园每个角落的安全、便捷、高质量、高效率的校园网将对学校的教学模式、教学理念及教学管理产生深远影响,也将对师生的学习、工作、生活方式产生积极影响。最后需要强调的是无线校园网建设必须考虑数据的安全性,因为无线网络覆盖范围中任何人都可以监听网络的通信,所以必须建立可靠的网络安全机制和提供完善的支持服务。
参考文献
[1]校园无线网络解决方案.中国教育科研和计算机网.
[2]校园无线网络的构建及其在教学中的应用.中国电化教育,2005,(10).