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现在,使用笔记本电脑进行备课和上课的教师越来越多。在家中使用笔记本电脑上网时常常利用无线路由接入互联网,在各个房间移动使用非常方便。而一旦将电脑带到学校,如果学校没有无线覆盖,只能用有线的方式上网,在教学和办公场所受有线网络接口的位置和数量的影响,上网非常不方便。
因此,在校园内进行无线覆盖的需求越来越迫切。但是如果找专业的电脑公司进行设计施工,造价非常高,动辄几千上万,一般的中小学校难以接受。有的学校只好购买一两个无线路由器放在办公室,解决在一两间办公室内的无线上网需求。但是在学校其他的办公室和教室以及校园内大部分地方还是无法使用无线接入校园网。其实,只要了解无线信号传输的一些基本原理,针对校园环境的特点,合理安排无线路由器的位置,利用天线对无线信号的增益放大,只需少量资金就可以对学校进行无线覆盖,将自己的学校建成无线校园。
常用的无线设备使用无线协议802.11b/g/n,其载波的频率为2.4GHz。802.11b传送速度为11Mbit/s,现在只支持802.11b的设备已经被淘汰。目前最常用的是使用802.11g协议,原始传送速度为54Mbit/s,净传输速度约为24.7Mbit/s,能够满足访问校园网中各种媒体资源的需要,大部分笔记本内置的无线网卡都支持802.11b/g。而802.11n连接速度是300Mbit/s,超过了一般校园网百兆有线局域网的速度,但设备相对较贵。选用路由器只需选择支持802.11b/g就可以,价格差别不大的情况下可以选择支持802.11b/g/n,以保证今后扩展。此外,更重要的是要选择可更换天线的无线路由器。
天线对信号变形和在特定方向聚焦的能力称为天线增益,用以表达在所需方向的信号有多强、均匀地在所有方向分布信号的术语。为了与等方性表达一致,它简称为dbi。全方向性的“粗”天线的速率为6~8dbi,表明通过重新定向偏上或偏下的信号到水平位置,可得到4倍的水平信号。抛物面镜的设计很容易取得24dbi。天线的原理决定了天线并不能加大信号功率输出,只是将信号在某个方向进行压缩,从而提高这个方向的信号强度。全向天线的信号在水平方向是360度全向传播,在垂直方向有一定的夹角,增益越大的天线,角度越小。定向天线的信号在水平方向小于180度,可以轻易实现10dbi以上的信号增益。对信号的放大作用是全向天线的数倍以上。
无线局域网的信号是沿直线传播,家用路由功率不大,自带的天线是2dbi到5dbi的全向天线,对信号的放大作用有限。信号经过两三道砖墙后就衰减到无法使用。上下相邻楼层由于处在无线信号的盲区,再加上楼板的钢筋混凝土对信号的屏蔽作用,更是没有信号。一般天线垂直放置,信号水平传播。把路由器放在一层楼的中间房间也很难覆盖整层楼,更不要说上下相邻楼层。更换大功率的无线设备也不能提高覆盖范围,这是因为无线路由器和笔记本电脑的无线通信是双向的。笔记本电脑的无线网卡就算能接收到无线路由器的信号,但无线网卡发出的信号较弱,不能穿过数层墙到达无线路由器的位置,它们也不能建立连接。这就是为什么在房间中放置无线路由器,其有效覆盖范围很窄的原因。
其实,只要把无线路由器装上定向天线,将其安置在需要无线覆盖的大楼对面某个位置,将定向天线指向大楼,就可将信号覆盖整幢大楼。现在的教学楼大都是单列式,并且两边窗户都比较大,这样放置使无线信号不用穿透楼板的钢筋混凝土,只需要穿透一层砖墙或者玻璃就可到达目标电脑。楼房中对于无线信号的屏蔽能力由高到低的顺序是:金属板(网)>钢筋混凝土>砖墙>玻璃。
了解了无线传输的原理,选择无线路由器安放的位置就有了依据。应根据本学校的环境和需要无线覆盖的地方来确定无线路由器的位置和数量。可以到电脑公司购买能更换天线的无线路由器,在网上邮购定向天线,或者利用网上的天线图纸自制定向天线。
将无线路由器和定向天线连接好,在相应位置进行固定,调整好天线所对的角度。安装好无线路由器后,可先用笔记本电脑在校园内需要上网的地点进行测试。如果某些地方没有信号或者信号强度不够,可以调整天线的角度、改变无线路由器及天线的位置,或者适当增加路由器的数量,直到能保证校园内需要上网的地方都能连接上路由器,并有足够的信号强度。
将网线接入路由器,这里介绍两种接法。一是网线接入路由器的WAN接口,此时无线路由器发挥路由器 无线AP的作用。接入此路由器的电脑处于一个单独的子网中,有助于防范局域网内的ARP攻击和广播风暴等。二是将网线接入无线路由器的LAN接口,并关闭路由器的DHCP功能,此时路由器只作为一个无线AP使用,接入此路由器的电脑由校园网主路由器分配IP或者手动设定IP。
路由器的价格一般是100多元,定向天线一般几十元(自制天线的话,只需要一些直径1~2毫米左右的铜丝,长宽几十厘米的薄铁皮或薄铝板,SMA接头等材料成本更低),加上需要的网线、电线,一个覆盖点花费不到300元。一般的中小学只要两三个无线路由器就可使校园内大部分地方实现无线覆盖。此方案既经济又实用,能充分利用校园内原有有线网络,又是对原有网络的补充及加强,今后也可以根据需要进行扩展。
(作者单位:四川南充市嘉陵一中)
因此,在校园内进行无线覆盖的需求越来越迫切。但是如果找专业的电脑公司进行设计施工,造价非常高,动辄几千上万,一般的中小学校难以接受。有的学校只好购买一两个无线路由器放在办公室,解决在一两间办公室内的无线上网需求。但是在学校其他的办公室和教室以及校园内大部分地方还是无法使用无线接入校园网。其实,只要了解无线信号传输的一些基本原理,针对校园环境的特点,合理安排无线路由器的位置,利用天线对无线信号的增益放大,只需少量资金就可以对学校进行无线覆盖,将自己的学校建成无线校园。
常用的无线设备使用无线协议802.11b/g/n,其载波的频率为2.4GHz。802.11b传送速度为11Mbit/s,现在只支持802.11b的设备已经被淘汰。目前最常用的是使用802.11g协议,原始传送速度为54Mbit/s,净传输速度约为24.7Mbit/s,能够满足访问校园网中各种媒体资源的需要,大部分笔记本内置的无线网卡都支持802.11b/g。而802.11n连接速度是300Mbit/s,超过了一般校园网百兆有线局域网的速度,但设备相对较贵。选用路由器只需选择支持802.11b/g就可以,价格差别不大的情况下可以选择支持802.11b/g/n,以保证今后扩展。此外,更重要的是要选择可更换天线的无线路由器。
天线对信号变形和在特定方向聚焦的能力称为天线增益,用以表达在所需方向的信号有多强、均匀地在所有方向分布信号的术语。为了与等方性表达一致,它简称为dbi。全方向性的“粗”天线的速率为6~8dbi,表明通过重新定向偏上或偏下的信号到水平位置,可得到4倍的水平信号。抛物面镜的设计很容易取得24dbi。天线的原理决定了天线并不能加大信号功率输出,只是将信号在某个方向进行压缩,从而提高这个方向的信号强度。全向天线的信号在水平方向是360度全向传播,在垂直方向有一定的夹角,增益越大的天线,角度越小。定向天线的信号在水平方向小于180度,可以轻易实现10dbi以上的信号增益。对信号的放大作用是全向天线的数倍以上。
无线局域网的信号是沿直线传播,家用路由功率不大,自带的天线是2dbi到5dbi的全向天线,对信号的放大作用有限。信号经过两三道砖墙后就衰减到无法使用。上下相邻楼层由于处在无线信号的盲区,再加上楼板的钢筋混凝土对信号的屏蔽作用,更是没有信号。一般天线垂直放置,信号水平传播。把路由器放在一层楼的中间房间也很难覆盖整层楼,更不要说上下相邻楼层。更换大功率的无线设备也不能提高覆盖范围,这是因为无线路由器和笔记本电脑的无线通信是双向的。笔记本电脑的无线网卡就算能接收到无线路由器的信号,但无线网卡发出的信号较弱,不能穿过数层墙到达无线路由器的位置,它们也不能建立连接。这就是为什么在房间中放置无线路由器,其有效覆盖范围很窄的原因。
其实,只要把无线路由器装上定向天线,将其安置在需要无线覆盖的大楼对面某个位置,将定向天线指向大楼,就可将信号覆盖整幢大楼。现在的教学楼大都是单列式,并且两边窗户都比较大,这样放置使无线信号不用穿透楼板的钢筋混凝土,只需要穿透一层砖墙或者玻璃就可到达目标电脑。楼房中对于无线信号的屏蔽能力由高到低的顺序是:金属板(网)>钢筋混凝土>砖墙>玻璃。
了解了无线传输的原理,选择无线路由器安放的位置就有了依据。应根据本学校的环境和需要无线覆盖的地方来确定无线路由器的位置和数量。可以到电脑公司购买能更换天线的无线路由器,在网上邮购定向天线,或者利用网上的天线图纸自制定向天线。
将无线路由器和定向天线连接好,在相应位置进行固定,调整好天线所对的角度。安装好无线路由器后,可先用笔记本电脑在校园内需要上网的地点进行测试。如果某些地方没有信号或者信号强度不够,可以调整天线的角度、改变无线路由器及天线的位置,或者适当增加路由器的数量,直到能保证校园内需要上网的地方都能连接上路由器,并有足够的信号强度。
将网线接入路由器,这里介绍两种接法。一是网线接入路由器的WAN接口,此时无线路由器发挥路由器 无线AP的作用。接入此路由器的电脑处于一个单独的子网中,有助于防范局域网内的ARP攻击和广播风暴等。二是将网线接入无线路由器的LAN接口,并关闭路由器的DHCP功能,此时路由器只作为一个无线AP使用,接入此路由器的电脑由校园网主路由器分配IP或者手动设定IP。
路由器的价格一般是100多元,定向天线一般几十元(自制天线的话,只需要一些直径1~2毫米左右的铜丝,长宽几十厘米的薄铁皮或薄铝板,SMA接头等材料成本更低),加上需要的网线、电线,一个覆盖点花费不到300元。一般的中小学只要两三个无线路由器就可使校园内大部分地方实现无线覆盖。此方案既经济又实用,能充分利用校园内原有有线网络,又是对原有网络的补充及加强,今后也可以根据需要进行扩展。
(作者单位:四川南充市嘉陵一中)