10.7 无线校园解决方案

10.7.1 网络建设需求与目标用户

校园网络已经成为校园生活的重要组成部分,成为教师和学生获取资源和信息的主要途径之一。它把学校中的学生、院系和社交、学术、业务活动的行政人员紧密地联系在一起。网络的发展极大地推动了教育系统的信息化进程,在高校教育中的作用与地位日益显著。

随着信息技术的飞速发展,教师和学生对高校校园网的依赖性越来越高,“随时随地获取信息”已成为广大师生们的新需求。但是,传统的有线校园网存在着诸多“网络盲点”,比如在图书馆、大型会议室、体育馆等许多不宜网络布线的场馆设施如何联网,在教室、实验室等场合如何突破网络节点限制,实现多人同时上网的问题。

同时,伴随着笔记本电脑的普及以及无线局域网客户端适配器产品的价格逐步降低,更多的教师和学生有能力拥有无线网络客户端产品。校园用户越来越要求尽可能方便、快速、移动式地使用网络,无线校园的建设正驶向快车道。

无线校园的主要目标用户为老师和学生。通过部署校园无线宽带网络,师生们可以使用自己的笔记本电脑、PDA、手机,在教室、礼堂、会议室、图书馆,甚至在迎新大道、体育馆、足球场、操场等有线网络无法延伸到的场所,连接到校园网。同学们通过无线网络自由地与专家、老师进行网上讨论、访问图书馆电子资源;课堂上教师和学生可通过手持无线设备进行自由沟通和交流。

这样一个美好的无线校园网的实现,需要一个强有力的无线宽带网络来支撑,当前校园无线网络的规模越来越大,从覆盖范围看,无线信号从校园局部覆盖扩展到了整个校园内的覆盖,包括室内、室外马路、操场等的覆盖;从无线AP的数量看,也从最初的几个发展到几十个甚至数百个。无线校园的建设对系统的安全性、稳定性、扩展性、管理性等各方面都提出了更高的要求。

10.7.2 网络建设方案

在无线校园的建设中,要为校园网络提供从接入到认证计费及网络管理的完整Wi-Fi解决方案,并且提供面向客户的定制服务。下面以某高校校园网为例,说明无线校园Wi-Fi网络移动信息化解决方案。该高校“双SSID”Wi-Fi总体网络拓扑结构如图10-8所示。

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图10-8 某高校Wi-Fi总体网络拓扑结构

如图10-8所示,该学校采用思科瘦AP设备进行组网。根据该校900台AP的业务量,采用“与Cat6500集成的WiSM(无线控制模块)+LAP 1242AG”。在该校机房和运营商移动数据机房内分别设置无线控制器WLC6500,且不对原校园Wi-Fi网络做改变,具体描述如下。

AP通过10/100Base-T接口连接到接入交换机,最后上联至学校汇聚交换机。根据高校附近的传输资源情况,校方热点交换机通过运营商的数据传输网接入到位于运营商的核心机房内WLC6500设备上,在WLC6500上旁挂城市热点服务器,辅助完成AC功能。WLC6500直接安全接入整个平台。然后通过运营商网络路由设备,将Wi-Fi无线用户接入到相应的IP网络。

为校园网内部用户设置校内无线控制器WLC6500,该控制器作为校园原有AP和移动新建AP的集中控制器及用户与业务的访问控制器。根据该校900台AP的业务量,本方案中无线控制模块(WiSM)采取“3+1备份”的方式。同时该控制器作为校园网的portal服务器存在,提供对校园Wi-Fi网络内部用户的认证、计费管理及业务控制。该内部接入控制器可根据网络状况连接,保证控制内部流量,并与内部RADIUS网络可达。

在该校,用户分为校园网用户和移动Wi-Fi公网用户两类,建议设置SSID1和SSID2两个SSID对用户进行区分,以保证校园网安全。两类用户分别认证:学生用户群(校内访问)可采用标准的802.1x认证,思科的无线控制器支持标准的802.1x认证,因此只要高校的Radius支持标准的802.1x认证就可以与思科控制器实现互通;学生用户群、公众用户群(因特网访问)可采用Web认证方式,因特网访问流量被校内控制器封装EoIP隧道终端在运营商集中放置的控制器上,而采用的后台认证系统由运营商集中控制,对于Portal页面推送思科的无线控制器系统可以根据接入地点或热点来进行个性化的页面推送。

运营商集中放置的控制器下面是3层网络环境,要求中间路由器支持DHCP透传功能。运营商数据机房的控制器可同时提供除该高校校园外,其他校园的接入。考虑到校方对设备网管的需求,可以开放给学校网络管理中心一个设备远程管理地址以及对应权限的管理用户,方便该高校对控制器设备的维护和管理。

在覆盖区域内,选择教学楼和办公楼为主、其他区域为辅的覆盖方式,实现全校整体无线覆盖。具体分为室内覆盖和室外覆盖两种方式,其中室外场景部分区域采用Mesh覆盖方式。校园网覆盖主要可以采用以下几种方式。

(1)室内型网络覆盖。

对于环境开阔、用户相对集中、对带宽需求较高的地区,主要用户群是校内教师、学生,例如多功能厅、会议室、报告厅等,一般采用单独布放AP的方式覆盖。该环境下,AP安装在室内,实现比较细腻的室内覆盖,AP通过有线接入到楼层交换机。这种方式AP布放比较灵活,同时可以使用较多AP,获得较大的网络容量,以满足师生无线上网的容量需求。

对于房间多、用户数量不多但分布较分散的楼宇,楼长、墙体结构厚、房间多、用户无线应用也比较频繁的地区,主要用户群是校内教师、学生,如教学楼、科研楼等。该环境下,AP安装楼道内,通过内置天线覆盖楼道两侧房间,微波通过房间的门窗传输到室内,AP通过有线接入到楼层交换机。

(2)室外型网络覆盖。

室外型网络覆盖针对宿舍楼、家属楼、部分教学楼、后勤场所、体育场、室外空旷休息区等区域相对比较分散、无线用户应用更加灵活、活动范围更广的情况。

从整体上对全校室外部分进行规划,通过室外建设Wi-Fi射频基站对室外和室内用户进行无线覆盖。体现覆盖范围最大化的覆盖原则,保证无线用户需求。室外射频基站由室外型AP、外接天线(全向、扇区)以及配套避雷设备和报杆等组成。

其中对于体育场等区域可以选用Mesh方案进行覆盖,Mesh节点通过5.8GHz组建无线链路网络,通过2.4GHz对相应区域进行覆盖。无线AP的供电方式采用就近集中式供电(例如由就近的交通路口的信号灯的电源引出),其网络结构图如图10-9所示。

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图10-9 无线校园Mesh解决方案网络结构图

10.7.3 商业运营模式建议

在无线校园的建设模式上,有学校自建和运营商承建、学校共同运营、合作分成两种模式。学校自建一般把Wi-Fi无线网络作为有线网络的补充,为师生在不方便布线而又需要网络的工作场所提供无线覆盖。这种模式应该说还不是无线校园,它仅仅是覆盖了部分工作环境;而运营的无线校园才真正实现了对整个校区的无线覆盖,不仅能为工作、学习所用,还能提供娱乐的宽带连接。

运营商承建的合作运营的无线校园,从运营商角度来看,不仅提供了覆盖校区的无线覆盖,还能提供学生在全市热点地区的Wi-Fi无线上网功能,为学生提供的是一种全面的Wi-Fi无线业务;从学校角度来看,结合校园一卡通功能,实现了业务开通、收费、缴费等一系列方便学生使用的运营问题,是对双方都有利的一种合作模式。

因此在无线校园的建设与运营中,建议采用运营商承建的合作运营的方式。

10.7.4 业务应用推广方案

在“无线校园”的建设模式上,电信运营商可以和学校合作运营。通过推出一系列与学生和老师密切相联系的业务来促进“无线校园”的发展。

就业务的实施来说,可专门针对学生的喜好来设计。

(1)应实现校园内笔记本电脑无线上网的无缝覆盖。在校园内建设无线网络,使学生和教师无论何时何地都能够方便快捷地上网浏览信息,下载文件。还可以建起校内资源共享平台,使校内的师生能通过无线网络共享学习资料、常用软件、电影和音乐等。

(2)可以推出校内即时消息传送业务。只要是在校园内的学生,通过一个注册的ID可以用支持Wi-Fi的手机联到校内的无线宽带网络,通过预装相应的软件,实现免费的点对点的消息传输。这样,学生可以在校内相互无阻碍地进行通信交流,不仅可以传送消息,还可以通过无线宽带网络进行校内通话。在资费设计上可以采取包月的形式,使学生既能够体会到校内通话,传送消息的灵活与快捷,同时又能从中感觉到经济实惠。低价位及方便易用性,将极大地促进无线宽带的使用率及运营商对其他业务的推广。

(3)可以制定一些增值业务,比如通过每日发布“校内资讯”,可以向学生提供校内最近举行的校内活动及新闻信息;在一些自习室相对比较紧缺的学校中,可以提供给学生各教学楼教室占用的一些信息,或是提供一些学生感兴趣的娱乐资讯、IT行业的最新动态和与大学生相联系的一些专业新闻等。

校园是无线宽带网络重要的承载体,学生群体将是未来潜在的客户群主力,因此校园无线宽带网络的宣传和推广势在必行。从长远的角度来看,电信运营商不仅提供全校区的无线覆盖,还为学生提供全面的无线业务,为将来进行多媒体业务及其他增值业务的推广打下良好的基础。同时,通过结合“校园一卡通”的缴费功能,还能方便地实现业务开通、收费、缴费等一系列方便学生使用的运营问题,是对双方都有利的一种合作模式。