隨著現代通信技術的飛速發展，無線校園網已經成為校園生活的重要組成部分，而學生宿舍樓是學生們日常生活中最重要的場所，越來越多的學生習慣了使用平板電腦、智能手機、筆記本電腦等各類無線終端在宿舍內上網。為了滿足學生們在宿舍內日益增長的無線上網需求，對外經貿大學對校內的五個宿舍樓進行了無線網絡的設計和部署，很好地提高了學生使用校園網的滿意程度，同時完善了學校無線網絡布局，推進了校園信息化建設。
宿舍樓無線網絡部署背景
本次無線項目將對校內匯文樓、匯康樓、匯智樓、匯美樓以及虹遠樓五個宿舍樓進行無線網絡改造，實現對每個宿舍無線網絡的全覆蓋。在本次部署之前，此五個樓內的無線網絡均為走廊放裝式部署，僅僅在樓道間布置了有限的AP設備，遠遠滿足不了學生無線上網的需求。
各宿舍樓的平面圖和未改造前走廊放裝式無線網絡部署如圖1和圖2所示。
匯美樓、匯智樓、匯康樓有5層，匯文樓有6層，每個宿舍4到5人，這四個宿舍樓均為男生宿舍，每個宿舍樓各一個設備間，一共約870間宿舍。虹遠樓為女生宿舍樓，共有十層，約2000多間學生宿舍。虹遠樓地上樓層一共有12個設備間，分布在二、五、九層，每層根據東北、東南、西北、西南四個方位分為ACDF區，每個區域各一個設備間，每個區域對應的二、五、九層的設備間互通互聯。
從圖1、2中可以看到，原宿舍樓內僅在樓道間布置了有限的AP，約平均6個宿舍共用一個AP，學生的無線上網體驗感很差。
由上述平面圖可以看到，宿舍樓的無線網絡部署場景有以下幾個特點：一是走廊比較狹長，信號在狹長的空間中被來回反射，容易形成“多徑干擾”;二是由于墻壁的材質等原因，無線信號不容易穿透;三是宿舍內人群多且密集，并發量大，對無線網絡的性能有著極高的要求。
宿舍樓無線網絡設計與部署
建設宿舍樓校園無線網絡，除了要滿足學生容量的現狀與未來幾年內的發展之外，還需要根據無線網絡自身的特點，為其規劃設計一個“有線無線網絡融合、一體化管理、高帶寬、大范圍覆蓋、安全可信”的無線覆蓋網絡，無線網絡規劃將從無線信道帶寬保障、重點區域覆蓋、安全可信、認證及網絡管理充分融合等多方面綜合考慮。
虹遠樓無線部署方案
1.無線網絡拓撲設計
本次項目為無線AP更新及無線網絡新建，所涉及的設備包括AP、POE交換機及匯聚交換機。POE接入交換機采用千兆交換機，千兆上下聯到AP和匯聚交換機，其具有拓展萬兆擴展卡的能力，可以滿足未來大流量需求。匯聚交換機采用小型箱式交換機，具有超高的拓展能力和超強的性能，滿足全宿舍樓2000多個房間、萬人用網的大流量網絡需求。匯聚到核心為萬兆光纖鏈路。
在本次的設計中，虹遠樓無線拓撲如圖3所示，共有20臺POE接入交換機，和一臺匯聚交換機，其中20臺POE接入交換機放在虹遠樓的其中五層，每層根據東南西北四個角分為ACDF四個區域，每一個區域的弱電間各1臺，每臺供其方位的兩層的AP通過雙絞線連接，距離小于100m。
2.室內部署設計
針對虹遠樓的場景特點，采用AP室內分布式部署，其整體方案由無線控制器、室內分布式AP、饋線、智能天線4部分組成。這樣的方式部署簡單，易于管理和維護，節約成本。一個AP可以覆蓋8個房間，數量可以靈活設置，通過將射頻卡引入室內，使得每個房間的用戶共享一塊射頻卡性能，性能大幅增強。
男生宿舍樓無線部署方案
1.無線網絡拓撲設計
匯智樓、匯康樓、匯文樓、匯美樓這四個男生宿舍樓是彼此獨立的樓，樓層低，房間結構相對簡單，因此針對匯字樓的無線網絡采用多級分布式架構部署。在主機側的數據轉發和業務管理上分別采用不同的模塊進行處理，增強設備的性能和穩定性，并輔以萬兆上行接口，可以徹底消除數據傳輸瓶頸;入室部署的微AP射頻模塊采用獨立CPU進行數據處理和轉發，獨立射頻芯片進行多用戶空口調度，消除了因為共享主機性能帶來的性能瓶頸。
主AP+微AP的多級分布式架構設計給該解決方案帶來了超高性能，同時因為主AP的統一規劃管理，對比傳統的獨立AP也可以更好的進行終端的漫游漂移和信道的規劃。
智分+系統中的主AP和微AP射頻模塊在管理上是一個單一AP，微AP射頻模塊是主AP的射頻卡，無需單獨管理、無需軟件升級、無需下發配置、不占用無線控制器licence，同時省去了POE交換機。
24個房間的高性能無線部署僅需管理一臺AP主機即可，為管理人員節約了極大的后期管理成本，即使是上萬個房間規模的無線部署，也僅需管理數百臺AP。這樣的方式部署使得結構簡單，易于管理和維護，且每房間集成了兩塊射頻卡，使得性能不再成為瓶頸，很適合宿舍網這樣的密集部署環境，具體的無線網絡拓撲設計如圖4所示。
2.室內部署設計
匯智樓、匯康樓、匯美樓、匯文樓每個樓各部署了1臺無線匯聚交換機，用以匯聚若干主AP，每一個主AP有24個口，每一個口通過網線連接一個微AP射頻模塊至某一個宿舍，通過這樣的方式實現宿舍樓無線網絡全覆蓋。入室部署的微AP射頻模塊采用獨立CPU進行數據處理和轉發，獨立射頻芯片進行多用戶空口調度，且支持最新的802.11ac wave2技術，支持mu-mimo，適用于各種場景，并具備4個下行口，適合有線無線一體化部署。
無線信號覆蓋指標
為能夠提供優質的無線服務，所有房間(面板AP除外)內要求無線信號在室內任何空間信號強度5G同時不低于-65dBm，丟包率小于1%。同時為了達到信號穩定，同頻率、同信道的干擾信號強度不得高于-75dBm。
宿舍樓無線校園網測試
室內AP部署完成與未部署之前的比較
將走廊放裝式AP開啟，室內AP關閉，分別選取離走廊放裝AP最近和最遠的兩個房間，對其大門與窗口的位置分別進行信號強度測試。然后關閉走廊放裝AP，開啟每一個房間的AP，對此兩個房間的大門與窗口位置分別進行信號強度測試。結果見表1。
從表中數據可以看到，走廊放裝式部署的AP遠遠無法滿足同學們宿舍內的無線上網需求，離AP最遠的宿舍，室內沒有無線校園網信號，離AP最近的宿舍，其室內在較遠位置時，信號強度為-75dbm，基本達到不可用級別。
室內AP與走廊放裝AP間的干擾測試
此測試主要是觀察室內AP與走廊放裝AP彼此干擾時的終端速度。具體操作是：對走廊放裝AP原有移動ssid和學校自有的ssid，不調節放裝AP功率，在功率不降低情況下，部署智分的一個天線到室內，信道與走廊放裝AP信道一致，關聯一個終端，進行速度測試。測試時分別選取床位、陽臺兩個位置的信號，測試結果見表2。從表中可以看到，遠端位置放裝信號為-75dbm，基本不可用，終端連接智分信號則使用正常，下載速度達到2Mbps。近端信號強度相差較小，終端有一定概率連接到放裝AP上，對智分產生干擾。
無線終端漫游測試
關閉走廊AP的學校ssid，在兩到四個房間部署的AP功率調節為50%，用一個終端從一個房間通過走廊依次走到另外的房間，測試關聯情況。主要測試在走廊AP拆除的情況下，是否可以做到終端的走廊漫游不掉線(同AP即可)。測試結果見表3。
對于走廊漫游的功能，智分天線(50%)在走廊的穿墻信號強度為-57dbm，放裝(10%)走廊的信號強度為-56dbm，可見其信號強度相差不大。此種情況下，一般行為取決于終端，一般情況下終端會繼續關聯原AP，但是部分終端會選擇其他的AP，有可能連接到走廊AP上，故需要在AC側做三層漫游隧道功能。
無線網綜合測試
表4為宿舍樓內無線網絡部署完成以后的綜合測試結果。
由于對外經貿大學的校園網分為內網與外網，對其分別測試，測試結果顯示正常。
此外，用戶網關與出口設備的延遲小于10ms，兩者的丟包率均小于3%。
宿舍樓無線網絡監控
對外經濟貿易大學宿舍樓無線校園網部署完成以后，我們通過IT運維管理系統以科技化的手段實時監控無線校園網運行狀況，有效保證綜合網絡的穩定運行。
無線校園網出入流量監測
IT運維管理系統可實時監測宿舍樓的無線校園網，能夠觀測某一個樓任意時間段內無線校園網的出入流量，如圖5與圖6所示。
這兩圖顯示了虹遠樓、某男生宿舍樓某一個時間段內無線校園網的出入流量。從圖中可以看到3月16～23日，虹遠樓每周的入流量峰值為1.95G，出流量的峰值為344M;某男生宿舍樓每周的入流量峰值為151M，出流量峰值為44M。此外，圖中還顯示了無線校園網的高峰期持續時間一般在晚上的10～12點。
無線網用戶數監測
IT運維管理系統可以監測到某一個時間段內無線用戶的數量，如圖7所示。
從圖中可以看到，IT運維系統顯示了3月1日～8日無線校園網用戶數量的趨勢，其中高峰期達到了約10890個用戶，最小用戶數為294個，平均用戶數為8400余個。
無線網故障監測
當無線網絡出現故障時，監測系統可及時發現異常信息并迅速定位故障根源，避免運維人員耗費大量時間精力進行故障排查，如圖8、圖9所示，它們分別顯示了無線網絡監測拓撲圖與故障報警列表。
圖8顯示的拓撲圖為四個男生宿舍樓與一個女生宿舍樓的無線匯聚到校園網宿舍核心上，系統實時監測無線校園網的拓撲鏈路是否存在異常，同時還顯示了每條鏈路的上下行流量。圖9是故障報警列表，它一共分為四個等級：緊急、重要、次要、通知，當宿舍樓的某臺無線匯聚交換機出現故障時，此系統能及時地反饋此故障交換機的IP地址、設備名稱、觸發時間等信息。
通過IT運維管理可以對宿舍樓內無線校園網進行全局把控，監測宿舍樓內的無線網絡運行狀況可及時發現故障信息，化被動為主動，將潛在問題解決在萌芽階段，消除潛在隱患，提高運維效率，高質量地管理宿舍樓無線校園網。
本文以對外經貿大學為例，介紹其宿舍樓無線校園網絡的設計與部署，通過無線網絡解決方案組建了基于WLAN的校園無線網絡，實現了校內五個宿舍樓無線網絡的全覆蓋。經過一年多的使用，網絡運行穩定，學生反映較好，很好地滿足了學生在宿舍內上網的需求，同時以科技化的方式監測宿舍樓無線網絡，有效地推進了信息化校園的建設工作。
