孙钰
中国移动通信集团福建公司三明分公司 365000
摘要：WLAN无线网络具有移动性、便利性和灵活性的特点，随着校园内移动应用需求的增加和无线网络的高速发展，在校园部署无线接入网络，提供新的无线校园信息化服务已经成为一种趋势。而由运营商为校园建设高品质WLAN无线网络，不仅可以满足校园自身的需求，WLAN无线接入还可以作为手机上网和固网有线宽带的有效补充，实现业务捆绑和对手机上网的分流，从而提高用户业务感知，促进移动通信业务放号。
关键词：AP；AC；802.11ac
引言
随着科技的快速发展，越来越多人的上网方式正在由传统的有线宽带连接转变为无线宽带，转变的发生主要是因为WLAN的操作方式非常便捷、灵活，成本较低且易于管理。在这种情况下，认知能力和接受能力都相对较强的高校学生自然也不甘落后，对WLAN的需求远超于其他年龄段人群，因此运营商已将校园市场作为WLAN网络的主要竞争市场，建设着高品质无线校园。
一、高校无线网络建设现状分析
（一）建设背景
早在2009年，福建运营商就开始关注校园市场，并将无线网络建设作为一项重要的战略投资，在校园开展无线网络业务，服务于广大师生，在这种背景下，2011-2012年是高校802.11n标准WLAN网络大建设时期。目前，各高校均存在早期802.11g及802.11n设备并发用户数较少、认证接入体验差等问题。特别是宿舍区域，之前建设的合路型AP天线未安装在房间内，多数布放在走廊，相互干扰严重；放装型AP也是1个AP覆盖2～4间甚至是6间以上的宿舍，宿舍内存在严重的弱覆盖问题，他们越来越希望能够在图书馆、体育馆、宿舍楼等区域也能够快速连接上网络，重建高品质无线校园网络可以满足这一需求。高品质WLAN无线校园网络要求速度快、延迟低、覆盖好、不掉线、体验佳，因此采用802.11ac标准放装型AP进行WLAN无线网络建设，能够为教职员工以及学生的生活带来更大的便利，这也是为了适应校园网广泛服务发展需求而采取的必然举措。
（二）WIFI标准分析
WiFi标准历经了802.11a/g/b/n/ac五代标准，其中802.11n是目前主流的应用，802.11ac是最新一代标准，也就是第五代标准，802.11ac标准作为一个伟大的充满革命性和创新性地技术标准，将无线接入带入真正的G比特时代。802.11ac与802.11n相比主要有四大技术演进：更宽的频宽绑定、更多的空间流、更先进的调制技术以及更灵活的MIMO机制。
二、网络部署方案
高校无线网络建设，从技术角度来看，无线网络技术已经成熟，对其进行广泛应用已经具备了技术条件；从实际应用角度来看，校园网原有网络设施已经相当完备，在此基础上搭建无线网络也已具备了现实基础。无线网络建设具体采用哪种部署方式，其主要依据是覆盖区域接入用户的密度，就校园而言，建议采用场景化的部署方式，根据图书馆、礼堂、食堂、宿舍、操场各场景的用户数不同，在此基础上制定相应的建设方案。
1）礼堂等场景下采用高密度AP，单AP可同时支持高达100个用户使用无线网络，保证千人的会场仅需部署5、6个AP，防止AP数量过多造成干扰；
2）食堂、图书馆场景下采用中密度AP,单AP可同时支持60个并发用户数，防止AP数量超过3个后出现同频干扰的问题；
3）宿舍场景下采用主AP+微AP方式，AP主机部署在弱电间，微AP部署在房间内，采用标准网线连接，最长可达100米，每个房间内分别提供独享的5.8G 11ac和2.4G 11n的信号。
4）操场场景下采用室外大容量AP进行覆盖，可满足用户终端100人以上同时接入，解决有活动时人群密集，突发性强、覆盖范围大、并发用户数很多的情况。
三、网络覆盖质量要求
高品质校园WLAN无线网络覆盖需满足如下要求：
1）网络覆盖质量较好，没有明显隐藏节点、同频干扰、邻频干扰等问题；用户平均接入信噪比高于24dB；边缘场强不低于-65dBm。
2）新建系统要求宿舍WLAN目标覆盖区域内的用户平均接入速率不低于10Mbps，在其他非宿舍区域，用户平均接入速率不低于4Mbps。另外为了防止多用户接入时带宽被部分用户抢占而影响其他用户接入，应在网络侧对用户进行限速，或者在设备层面通过公平调度技术手段保障终端的带宽均衡分配。
3）802.11ac标准AP容量：在宿舍区域，在接入用户带宽10Mbps情况下，单AP并发支持用户按照20个考虑；在接入用户带宽20Mbps情况下，单AP并发支持用户按照10个考虑。在非宿舍区域，在接入用户带宽2Mbps情况下，单AP并发支持用户按照60～100个考虑；在接入用户带宽8Mbps情况下，单AP并发支持用户按照50～60个考虑；在接入用户带宽20Mbps情况下，单AP并发支持用户按照30～40个考虑。
4）PingAC时延不高于50ms；PingAC丢包率不高于1%。
四、认证方式
采用统一融合认证，实现有线+无线全融合。通过万兆传输路由将核心交换机（WLAN认证网关）与校园网互联，学生通过有线或者无线接入网络，通过1X或者Portal方式进行认证；在核心交换机上做集中认证网关，向校园网（SAM）认证系统发起认证请求；校园网SAM根据学生办理的移动手机套餐，通过运营商SAM/SAM运营商组件向移动省AAA系统进行认证；学生缴费手机套餐，省移动AAA判断是否允许通过认证；认证通过后可以访问移动互联网。校园网帐号和运营商账号绑定，统一认证方式，简化用户操作复杂度，用户体验畅快网络。
五、校园WLAN无线网络建设实例
实际应用中，校园内WLAN无线网络要实现宿舍、食堂、图书馆、礼堂和操场等五大场景的全面覆盖，尤其对于宿舍要实现AP天线延伸进室内，达到降低干扰、强化覆盖效果的目的。为避免室分天线对WLAN的干扰，独立布放的WLAN AP与室分天线之间的空间间隔距离要求大于相应规定值，具体如下表：
7.1礼堂的覆盖
该区域在举办活动、会议期间，人流量大，带宽需求高，建议采用室内高密度放装型AP进行覆盖，单AP可同时支持高达100个以上用户接入，将AP部署于天花板或者墙上，单AP覆盖半径为25米，单用户接入带宽可达2～4Mbps。
以水院礼堂为例，大厅长 150 米、宽 70 米，室内结构简单、空旷。采用室内高密度AP进行覆盖，AP根据需求壁挂安装。该礼堂在活动期间有1000人进行活动，并发用户需求 500 人，按照单个 AP 可以容纳 100个用户同时上网，则需要5 个 AP 满足容量需求，单用户按照 4Mbps 带宽计算，并发用户按照500人计算，本层共需要2000M 流量带宽。
7.2食堂、图书馆的覆盖
（下转第496页）
该部分区域的使用终端大部分为PAD、手机，满足日常网页浏览、普通视频观看即可，根据食堂、图书馆并发人数的特点，采用室内中密度放装型AP覆盖，单AP可同时支持高达60个以上用户接入，将室内中密度AP部署于天花板或是墙上，单AP覆盖半径为20米，单用户接入带宽可达2～4Mbps。
以水院图书馆为例，阅览室为钢筋混凝土结构，木门。每层有 2 个大型阅览室，1个书库，6个小办公室。单层面积约 2700 平方米。采用室内中密度AP进行覆盖，AP安装在吊顶上。该图书馆600人在平层进行活动，并发用户需求 300 人，按照单个 AP 可以容纳 50个用户同时上网，则需要6个 AP 满足容量需求，单用户按照2Mbps带宽计算，并发用户按照300人计算，本层共需要600M带宽。
7.3宿舍楼的覆盖
宿舍区域作为学生无线接入的并发高密区域，是无线网络覆盖的重点和难点，该区域还需满足可观看高清视频的业务需求。高密增强智能分布型AP 1套AP主机最大支持24个微AP天线，可覆盖24间宿舍，每个房间独享一块802.11ac微射频模块，同时独享一块2.4G双流模块，单个房间可独享733Mbps连接速率，单宿舍8个终端平均10Mbps、最高可至20Mbps的接入带宽。
以水院宿舍为例，房间为钢筋混凝土结构的走廊双边宿舍，铁质门，无窗户。每层有 24 间宿舍，共 200人，并发用户需求 100 人，按照每并发用户10Mbps 需求计算，楼宇传输带宽需求为1Gbps。采用高密增强智能分布型AP进行覆盖，AP主机部署在弱电间，提供24口POE供电，利用学校原综合布线或重新铺设网线进入每个房间，微AP天线伸入宿舍覆盖，微AP根据需求壁挂安装。
7.4 操场的覆盖
根据该场景特点，方案设计采用室外大容量AP进行覆盖，可满足用户终端100人以上同时接入。将AP部署于操场、体育馆等就近楼宇顶层，或通过立杆方式进行定点覆盖，定向天线单AP覆盖半径为100米，全向天线单AP覆盖半径为50米，单用户接入带宽可达2～4Mbps。
以水校操场为例，200×200米左右的操场，日常人流量3000人左右，活动期间并发使用人数在600人左右，按照单个 AP 可以容纳 100个用户同时上网，则需要6个 AP 满足容量需求。将AP安装于就近传输基站的楼宇顶处安装，通过定向双频天线进行覆盖。AP通过光缆直接接到汇聚交换机，每个用户需求按2Mbps带宽，满足600人同时并发使用，总计需求总出口带宽为1.2Gbps。
结束语
随着人们对网络的依赖度越来越高，对WLAN网络的速度和容量的要求也越来越高，这就要求运营商还要继续弥补WLAN网络的缺陷和不足、提升服务的质量，满足人们的需求。还要在设计、规划的时候，多考虑校园建筑的材料使用和建设质量，确保WLAN网络的信号强度和容量大小。改善网络的运行质量，打开潜在的市场，大力发展WLAN网络。
参考文献：
[1]马倩.校园无线网络规划与建设探讨.技术与市场.2013.09
[2]王凤霞.校园网无线网络管理与应用优化.复旦大学.2016.09
论文作者:孙钰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/8
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