校園WLAN網(wǎng)絡(luò)解決方案

目前，國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商正在大規(guī)模建設(shè)和擴(kuò)充WLAN網(wǎng)絡(luò)，WLAN已成為繼3G之后運(yùn)營(yíng)商新一輪網(wǎng)絡(luò)大戰(zhàn)的焦點(diǎn)。低成本、高帶寬的WLAN網(wǎng)絡(luò)對(duì)分流3G網(wǎng)絡(luò)壓力和補(bǔ)充固網(wǎng)寬帶的作用已受到被運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)可。

中國(guó)目前的高校數(shù)量超過(guò)3000所，加上為數(shù)眾多的職業(yè)院校，使得校園成為WLAN目前應(yīng)用較好的場(chǎng)景之一。校園具有人員相對(duì)固定、帶寬要求高、網(wǎng)絡(luò)并發(fā)概率高等特點(diǎn)，而且學(xué)生愿意嘗試新技術(shù)追隨新潮流，對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)的促進(jìn)和推廣作用明顯。

基于校園場(chǎng)景的特點(diǎn)，在校園WLAN網(wǎng)絡(luò)中需要注意網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，同時(shí)引入802.11n、PON+WLAN解決方案、雙SSID及室內(nèi)偽裝天線(xiàn)等關(guān)鍵新技術(shù)方案，為打造優(yōu)質(zhì)的校園WLAN網(wǎng)絡(luò)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

在前期的校園WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，由于技術(shù)積累和工程經(jīng)驗(yàn)的不足，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)常常缺乏良好的規(guī)劃，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題，常見(jiàn)的主要問(wèn)題包括客戶(hù)端搜索不到信號(hào)、無(wú)法關(guān)聯(lián)SSID、網(wǎng)速慢等。

WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是否合理直接影響到WLAN用戶(hù)的體驗(yàn)，合理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)考慮到以下幾個(gè)方面：用戶(hù)容量、網(wǎng)絡(luò)上層總帶寬、多業(yè)務(wù)VLAN的劃分、DHCP地址池容量等。

· 上層網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

上層網(wǎng)絡(luò)是WLAN網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。沒(méi)有上層網(wǎng)絡(luò)的保障，位于接入網(wǎng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)，即使建設(shè)得再好，也只能是白白浪費(fèi)資源。因此必須保證上層網(wǎng)絡(luò)的健壯性，尤其在校園WLAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求高且并發(fā)率高，一旦網(wǎng)絡(luò)癱瘓，影響的用戶(hù)數(shù)多。在校園WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，建議采取雙出口模式，在關(guān)鍵路徑設(shè)置冗余，同時(shí)設(shè)置多業(yè)務(wù)VLAN用以隔離用戶(hù)流量并開(kāi)啟抑制廣播風(fēng)暴，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。上層網(wǎng)絡(luò)至少應(yīng)為WLAN接入網(wǎng)提供出口帶寬為1.2倍的高峰期最大用戶(hù)數(shù)與每戶(hù)限制帶寬的乘積，即：1.2 x (L x B)，其中L為高峰期最大用戶(hù)數(shù)，B為運(yùn)營(yíng)商為每用戶(hù)限制的帶寬。

· 用戶(hù)容量規(guī)劃

在規(guī)劃用戶(hù)容量時(shí)，應(yīng)充分考慮覆蓋區(qū)域的用戶(hù)數(shù)量、并發(fā)率等因素，由此來(lái)決定部署的AP數(shù)量和位置。

校園場(chǎng)景中宿舍和教室等場(chǎng)所，是用戶(hù)上網(wǎng)最集中的地方，需重點(diǎn)考慮用戶(hù)容量和帶寬。由于校園用戶(hù)對(duì)帶寬要求比較高，建議在校園場(chǎng)景中每AP規(guī)劃的并發(fā)用戶(hù)最大不超過(guò)15個(gè)，在用戶(hù)密集的宿舍和教室應(yīng)提高AP布放的密度以增加用戶(hù)容量保證每用戶(hù)的帶寬。

· 無(wú)線(xiàn)鏈路規(guī)劃

由于WLAN網(wǎng)絡(luò)采用無(wú)線(xiàn)接入的方式，其無(wú)線(xiàn)鏈路的預(yù)算顯得尤為重要。

WLAN發(fā)射機(jī)的輸出功率Pt，發(fā)射天線(xiàn)增益Gt，空間路徑損耗Lo，其他損耗Ld，則接收機(jī)處信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)可表示為P：

P=Pt+Gt-Lo-Ld

自由空間傳播模型定義的路徑損耗可用以下公式表示

Lo(db)=92.4+20log(d)+20log(f)

其中d為傳輸距離，單位為Km；f為工作頻率，單位為GHz。

WLAN信號(hào)的2.4GHz電波經(jīng)過(guò)各種材質(zhì)的穿透損耗的經(jīng)驗(yàn)值見(jiàn)下表：

在衡量墻壁等對(duì)于WLAN信號(hào)的穿透損耗時(shí)，需考慮WLAN信號(hào)的入射角度。

在實(shí)際WLAN網(wǎng)絡(luò)部署中，還需考慮天線(xiàn)饋頭、室分合路器、避雷器等器件對(duì)信號(hào)衰減的影響。在實(shí)際WLAN覆蓋工程中，要求覆蓋區(qū)域邊緣信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)不低于-75dB。需要特別注意的是，WLAN網(wǎng)絡(luò)為反向覆蓋受限，用戶(hù)終端的RF發(fā)射功率最小，WLAN網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和效果往往受限于用戶(hù)終端。在進(jìn)行WLAN網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)側(cè)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)綜合考慮上下行鏈路預(yù)算。

· 無(wú)線(xiàn)信道規(guī)劃

WLAN網(wǎng)絡(luò)2.4GHz頻段在我國(guó)一共有13個(gè)信道，這13個(gè)信道是有部分重疊的。為了實(shí)現(xiàn)AP的有效覆蓋，同時(shí)避免信道間的相互干擾，在信道的分配時(shí)可以引進(jìn)蜂窩覆蓋的原理，進(jìn)行信道的分配，同一區(qū)域內(nèi)所選的頻率應(yīng)該至少間隔25MHz，我們可以同時(shí)使用3個(gè)不重疊信道（如信道1、6、11），實(shí)現(xiàn)蜂窩式覆蓋。

關(guān)鍵新技術(shù)方案

· 802.11n

傳統(tǒng)的802.11b理論速率只有11Mbps，802.11a/g也只有54Mbps，已經(jīng)逐漸不能滿(mǎn)足用戶(hù)高流量、高質(zhì)量的帶寬需求。2009年9月11日，IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)正式批準(zhǔn)發(fā)布了802.11n標(biāo)準(zhǔn)。802.11n由于采用了MIMO、信道捆綁等多項(xiàng)核心技術(shù)，在速率提升上有了質(zhì)的飛躍，物理層速率最高可達(dá)600Mbps，全面提升了用戶(hù)體驗(yàn)，滿(mǎn)足用戶(hù)高清視頻、高速游戲等高帶寬業(yè)務(wù)需求。802.11n引入了MRC等智能天線(xiàn)技術(shù)，改善用戶(hù)接收效果，在增大覆蓋范圍的同時(shí)減小了其他信號(hào)造成的干擾，大大提升WLAN網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)性能。另外，802.11n設(shè)備可支持2.4GHz和5GHz（國(guó)內(nèi)為5.8GHz）兩個(gè)頻段，通過(guò)在兩個(gè)頻段上混合部署，可有效降低設(shè)備間的信道干擾現(xiàn)象。同時(shí)，802.11n全面向下兼容傳統(tǒng)的802.11a/b/g，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向802.11n的平滑升級(jí)。

終端方面，截止2010年底，全球已有1800多種采用802.11n技術(shù)的設(shè)備獲得Wi-Fi聯(lián)盟產(chǎn)品認(rèn)證。2010年出廠(chǎng)的多數(shù)Wi-Fi產(chǎn)品采用了802.11n技術(shù)，802.11n產(chǎn)品出貨超過(guò)4.5億部，預(yù)計(jì)到2012年有望超過(guò)10億部，占Wi-Fi產(chǎn)品總數(shù)的86%。由此可見(jiàn)，WLAN無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)即將全面進(jìn)入11n時(shí)代。

所以，為解決當(dāng)前校園WLAN網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)帶寬不足，用戶(hù)容量有限，覆蓋效果不佳的矛盾，必須引入802.11n AP以提供用戶(hù)體驗(yàn)更好的WLAN網(wǎng)絡(luò)。

PON+WLAN解決方案

當(dāng)前校園WLAN網(wǎng)絡(luò)中，熱點(diǎn)接入帶寬不足已成為制約校園WLAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和用戶(hù)體驗(yàn)的關(guān)鍵因素。為解決熱點(diǎn)覆蓋接入帶寬瓶頸和室內(nèi)WLAN部署時(shí)“插頭夠不到”，“電源找不著”等AP供電問(wèn)題，應(yīng)采用PON+WLAN方案結(jié)合PoE以太網(wǎng)供電技術(shù)。在一些AP部署位置較遠(yuǎn)、有線(xiàn)資源難以到達(dá)的區(qū)域，可采用低端口ONU設(shè)備，通過(guò)光纖延伸有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，實(shí)現(xiàn)ONU+AP、ONU為AP供電并提供上行鏈路的部署。尤其是在802.11n模式的AP設(shè)備開(kāi)始逐步部署，PON+WLAN方案能更好地切合這一趨勢(shì)，通過(guò)千兆以太網(wǎng)接口和千兆PoE供電，滿(mǎn)足802.11n AP數(shù)百兆的高帶寬承載要求。

雙SSID方案

不少高校都希望WLAN網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)樾@內(nèi)網(wǎng)提供一張單獨(dú)的網(wǎng)，用于校園網(wǎng)內(nèi)部的信息化建設(shè)。所以在組網(wǎng)設(shè)計(jì)上，結(jié)合客戶(hù)需求，應(yīng)采用雙SSID方案，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)與校園內(nèi)網(wǎng)在同一套WLAN網(wǎng)絡(luò)上的要求。組網(wǎng)如下圖所示：

在該方案中，AP劃分兩個(gè)SSID，其中一個(gè)SSID1為×××_EDU，另外一個(gè)SSID2為運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)名。其中，SSID1工作在本地轉(zhuǎn)發(fā)模式，設(shè)置單獨(dú)的VLAN1，接入SSID1的用戶(hù)數(shù)據(jù)通過(guò)VLAN1到達(dá)校園匯聚交換機(jī)、認(rèn)證服務(wù)器；SSID2工作在集中轉(zhuǎn)發(fā)模式，用戶(hù)數(shù)據(jù)通過(guò)AP與AC之間的隧道，到達(dá)AC，然后經(jīng)AC到達(dá)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)。
室內(nèi)偽裝天線(xiàn)

室內(nèi)偽裝天線(xiàn)可在用戶(hù)察覺(jué)不到的情況下，將室分AP的WLAN信號(hào)引入室內(nèi)更接近用戶(hù)，降低用戶(hù)對(duì)天線(xiàn)的抵觸情緒和物業(yè)談判的難度。

· 室內(nèi)偽裝天線(xiàn)：

在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署中，可根據(jù)宿舍墻體和用戶(hù)密度程度，選擇合適的AP設(shè)備數(shù)量：

示例一：適用于宿舍間墻體對(duì)信號(hào)衰減較小的情況下

示例二：適用于宿舍間墻體對(duì)信號(hào)衰減較大，用戶(hù)很密集的情況下

總結(jié)

為打造優(yōu)質(zhì)的校園WLAN網(wǎng)絡(luò)，提升用戶(hù)體驗(yàn)和感知，在部署校園WLAN網(wǎng)絡(luò)前，應(yīng)事先做好網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作，同時(shí)引入802.11n、PON+WLAN解決方案、雙SSID方案及室內(nèi)偽裝天線(xiàn)等關(guān)鍵新技術(shù)方案，為用戶(hù)提供穩(wěn)定、高速、優(yōu)質(zhì)的WLAN網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商、學(xué)校和用戶(hù)的共贏。