无线校园应用商洛职业技术学院.docx
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无线校园应用商洛职业技术学院.docx
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无线校园应用商洛职业技术学院
商洛职业技术学院无线校园
解决方案
北京正文合创科技有限公司
2012年3月
1.前言
所谓“移动教育”,是指依托目前比较成熟的无线移动网络、国际互连网以及多媒体技术,学生和教师通过使用移动设备来更为方便灵活地实现交互式教学活动。
这一新型的教学模式已经逐渐受到了世界范围内的关注,远程教育其实就是它的一个经典应用。
通过无线网络,教师和学生从空间场所的束缚中解放出来,随时随地都可以检索图书馆的网上资料、服务器的教案、寝室电脑里的作业,极大地提高了教学的效率,也为校园网内资源的共享应用提供了更为便利的条件,提高了资源的利用率。
另外,由于移动终端在学生教师中的普及,以及化教学手段的应用,对点的数量提出了越来越高的要求,然而一些地方由于空间局限、资金投入等问题,不可能以大量布置网络接口的方式来满足对点日益增长的需求。
无线网络无疑是个理想优势的选择,通过它,可以轻松实现从一个点扩展到成百上千个点的应用。
相应的,无线网络也解决了一些场所,如实验室、体育馆、礼堂等地点难以布线的尴尬,既节约了布线和治理维护的成本,又扩大了使用范围,收效十分理想。
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网络来支撑,当前校园无线的规模越来越大,从覆盖范围看,无线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上百个AP。
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。
2.无线校园应用
个性化的教学指导
每一个学生的学习进度可能是不一样的。
使用无线网络连接的笔记本电脑,老师们可以方便地根据每一个学生的实际情况,来分别布置任务,让他们去完成。
这样的教学方式非常具有针对性,容易取得好的效果。
灵活多变的教室布局
如果想要你根据一个特定的教学节目来编排座位;如果你想要在一个多媒体网络教室里增加学生,那么安氏领信的无线网络解决方案就能够很方便的解决这些问题。
有了无线网络,无须用网线把PC机连接到每一个以太网端口,所以你在移动一台联网的PC机时跟移动一张课桌一样方便。
科学数据的及时收集
有了无线校园网,学习将变得不受约束。
学生可以带着笔记本电脑去教室或者图书馆,这些场所的有线网络端口一般是不能满足所有学生的上网需求的。
学生们还可以很方便地将刚刚听到的信息或得来的实验结果到网上去查找相关资料验证,而没必要等到下次去机房时再查对。
比如,一个对动物好奇的学生带着笔记本电脑走在校园里,突然他看见了一只颜色艳丽的青蛙,他可以马上打开电脑上网查询,并与实物对照,看看是否一致。
并找出关于这一类青蛙的习性来。
创建网上作业
使用无线网络学生将更容易跟踪自己完成任务的情况。
学生们可以从不同的老师主页上下载布置的作业和活动安排,来建立自己的主页,与各门科程的教学任务保持同步。
背包里的笔记本电脑
现在各综合性大学都设立了MBA专业。
由于MBA开设的课程有许多是跟实际结合强,MBA学生可以充分利用无线校园网随时随地连接的优越性,去上网查阅资料。
在这一群有多年工作经验的学生中,无线网络对于他们的意义将更大。
有许多大学的MBA专业甚至规定每一个学生必须配备笔记本电脑,以方便教学、完成作业、项目讨论及台前演示等。
而无线校园网络的建立,将使那些老的教学内容更加丰富多彩。
交互式视频
无线局域网系统可以让多台PC机同时点播交互式视频。
这样一来,多媒体教学将变得十分容易。
相比之下,以前老师需要从另一个教室搬来一台录像机,而且需要把教室里的灯关掉。
在大学的图书馆和学生宿舍
有了无线局域网,学生们可以方便地在图书馆或者宿舍里做研究工作,而不需要排队等候公用计算机来做他们想做的事情。
安氏领信无线校园网解决方案可以以合理的系统结构、低价位的成本让每一个学生在自己的宿舍里都可以轻松上网获取资源或收发电子邮件。
其它优越性
1)较低的建网成本
许多新教室需要配置30个以太网口来供30台PC同时联网。
但如果使用无线网络,一个无线接入点即可满足要求。
学校为满足广大学生的上机需要,一般都投入大量的资金来建设一个机房。
如果应用无线局域网技术和笔记本电脑相结合,将能节省建一个大型机房的空间和一大笔维护一个大型机房的费用。
并且,无线网络系统的实用价值还会更高。
2)提高教师的电脑使用率
无线网络意味着更多的网络连接。
更多的网络连接意味着教室可以更加频繁地使用网络。
这样可以产生更多的教学和交流的方式。
比如教师可以把家庭作业和课程计划放到网上,这样学生或家长可以随时查看。
3)无线网络的语音应用
基于无线宽带网络的基础上,可以考虑其他的应用。
比如SmartLAN,就是在无线局域网范围内,可以使用支持IEEE802.11协议的无线终端设备如手机、PDA或PocketPC等来进行语音交流。
这一全IP的无线语音系统将具有巨大的应用前景。
4)网络文件服务器
在有无线网路覆盖的校区,学生和教师都可以十分容易去学校的网络文件服务器上下载最新版本的软件及其更新内容。
这种信息的同步将省去许多不必要的麻烦和管理成本。
真正体现出新的技术带来的应用上的优越性。
3.商洛职业技术学院无线校园网建设需求
3.1.项目背景
商洛职业技术学院是经陕西省人民政府批准、国家教育部备案,列入高等教育序列的全日制公办专科层次,以培养高素质、技能型人才为办学宗旨的高等职业技术学院。
由商洛市人民政府主管,是商洛市属唯一的一所高等职业院校。
学院成立于2005年,现有在校生5000余人,教职工466人。
学院现形成了医药医学、人文教育、机电工程、建筑工程、机械工程、管理等6大专业群。
商洛职业技术学院非常注重现代化的校园网络建设,已部署了包含办公、科研、电子阅览室在内的完善的有线网络,然而有线网络只能提供用户固定的、有限的网络信息点,随着社会的信息化发展与笔记本电脑的普及,学校的师生们需要能随时随处地获取网络提供的各种资源。
需要在在无线网络环境下多种用户类别共存、高安全性、高稳定性、可管理等,有针对性的提出校园无线网络整体解决方案。
针对大量的移动终端来讲,灵活的接入网络非常重要。
通过无线网络利用教育科研信息网和互联网上的各种信息,实现资源共享,能够为移动终端提供高效率的连接方式。
因此,商洛职业技术学院校园无线网络建设是一个典型的面向未来网络化、信息化、具备多媒体综合业务发展需求的网络。
3.2.项目需求
此次网络建设是在不影响商洛职业技术学院校园原有的有线网络上,建设独立完善无线网络。
要求完成全方位立体式无线覆盖,让师生们可以在这些区域随时随地、无拘束的连接到网络,教职工可以依托无线完成各项教学办公事务,外来来宾可以顺畅的访问校内和校外网络资源。
商洛职业技术学院原本具有完善的有线网络结构,新的无线网络建设在网络互联、认证计费、安全防御等方面有一套独立的系统,校园有线网络各部分主体结构内部不需要改变任何项目,与原有的网管、认证、计费系统相互独立,互不干扰,对原有网络没有任何的更改和影响。
此次校园WLAN具体的建设需求包括:
WLAN做到校区覆盖:
包括图书馆、行政、宿舍。
为教学、科研、办公及学习、生活、交流提供切实可用的、稳定的无线网络环境。
基于个人用户的运营管理:
无线网络系统需要支持运营管理功能,能够根据单个用户实现用户管理,包括:
认证、计费、安全控制、QoS控制等。
支持用户全网漫游:
校园WLAN网络支持用户全网快速、安全、无缝漫游,保证用户在校园内移动过程中可以保证IP地址不变、网络连接不间断、应用会话不间断,从而保证用户网络应用在移动中的不间断性。
采取先进通行的协议标准:
目前无线局域网普遍采用802.11系列标准,无线局域网提供802.11n、802.11b、802.11g标准的联网支持,可以匹配802.11n、802.11b、802.11g无线设备,提供可供实际应用的稳定网络通讯服务。
实现室内无线网络的合理布建:
考虑室内实现无线网络的不同情况和特点以及目前学生教室笔记本用户数量日益增多的情况,应采取合理的布网方式满足现在以及未来发展的需要。
保证覆盖区域最大用户并发数:
考虑图书馆、报告厅、宿舍等人员密集,用户并发数量较多的情况,保证比较充分的用户使用带宽。
3.3.需求分析
随着无线校园网规模的扩大,带来了一系列的问题:
(1)如何针对大规模无线网的配置、调整,省掉用户99%的工作量大规模AP初始化配置工作耗费网络中心大量精力,需要使这些过程对安装用户透明,实现统一的策略下发?
(2)如何实现降低的RF管理维护成本校园环境如果新增一个AP,周边AP功率和信道都要象多米诺骨牌一样调整,这回让几百台AP的校园网管理员工作量剧增。
如何实现RF自动化管理,提高无线网络的布网灵活性?
(3)如何实现在校内漫游环境下避免重新认证校园移动业务,尤其是对切换时间要求最苛刻的语音业务,普遍需要漫游,并支持快速漫游,漫游切换时间小于50ms。
对于校园网用户,漫游很重要的一个需求就是用户跨AP接入漫游不必重新认证。
以上关键需求,是传统胖AP无法解决的!
在无线校园网建设中,为了解决大规模部署情况下的统一配置、调整问题,以及射频的智能管理问题,正文合创采用国内知名厂商安氏领信的无线网络整体解决方案,推出基于了瘦AP+无线控制器+集中认证系统的一体化建网方案。
瘦AP的另一个好处是实现了漫游环境下避免重新认证,从而使漫游切换时间小于50ms。
这对于校园移动业务,尤其是对切换时间要求最苛刻的语音业务意义重大。
4.商洛职业技术学院WLAN无线网络解决方案
4.1.WLAN解决方案概述
正文合创推出的高校WLAN解决整体解决方案采用了国内知名WLAN厂商安氏领信的商用WLAN解决方案。
安氏领信产品具有特点:
4.2.WLAN无线网络规划
WLAN的前期规划需要考虑用户需求、覆盖范围、用户密度、建筑结构、用户业务等各方面的需求,才能做出合室内直接覆盖方案适用于用户密度高,信号衰减小的区域,如图书馆、学术厅、学生宿舍等区域;室外覆盖方案适合于操场、广场、迎新大道等室外开阔区域;理的WLAN规划。
首先安氏领信无线网络解决方案采用无线控制器AC+瘦AP的架构,由无线控制器实现无线AP的管理和控制,无线AP实现无线信号的加密解密;这种组网方式具有组网灵活,业务开展能力强等特点,瘦AP组网方案和传统的胖AP解决方案对比如下:
FATAP方案
FITAP方案
技术模式
传统主流
新生方式,增强管理
安全性
传统加密、认证方式,普通安全性
增加射频环境监控,基于用户位置安全策略,高安全性
网络管理
对每AP下发配置文件
AC上配置好文件,AP本身零配置
用户管理
类似有线,根据AP接入的有线端口区分权限
无线专门虚拟专用组方式,根据用户名区分权限
WLAN组网规模
L2漫游,适合小规模组网,成本较低
L2、L3漫游,拓扑无关性,适合大规模组网,成本较高
增值业务能力
实现简单数据接入
可扩展语音等丰富业务
其次安氏领信方案的WLAN规划采用软件模拟+设备实测+现场工勘的方式完成,这种方案既能简化现场勘测的工作量,同时结合用户实际情况,又能避免普通网络规划软件考虑不周全带来的方案失真。
第一步,根据用户提供的平面图或者CAD图,使用专业的WLAN网络规划软件,模拟目标区域的覆盖效果;
第二步,典型区域现场测试:
对于比较有典型性同时又可能出问题的区域,需要带设备进行实测,根据测试结果,调整覆盖方案;
第三步,对于条件受限不能进行实测的区域,由专业的WLAN规划团队进行现场勘测,结合现场测试和规划软件结果,输出最终的WLAN规划方案。
4.3.WLAN无线网络部署
WLAN的部署需要根据不同的目标区域提供不同的WLAN覆盖方案,根据覆盖区域和用户要求的不同,安氏领信可以采用室内直接覆盖、室外覆盖等多种覆盖方案。
室内直接覆盖方案适用于用户密度高,信号衰减小的区域,如图书馆、学术厅、学生宿舍等区域;室外覆盖方案适合于操场、广场、迎新大道等室外开阔区域;
●公寓楼AP部署方案
宿舍楼的建筑结构一般有走廊单边宿舍、走廊双边宿舍以及小区套间结构。
建筑材质一般以钢筋混凝土为主,屏蔽效应较强,无线信号从走廊穿透宿舍难度较大,无线网络覆盖重点是宿舍区每个房间。
商洛职业技术学院有4个公寓楼、1个图书馆需要进行无线覆盖,经过现场勘察,4个公寓楼均为6层,每层楼房间数在26到28不等,每个房间住的学生数在6到8人不等,其中8人间居多,在部署AP的时候,应适当增加AP数量,尽量减少由于拐角墙体带来的信号衰减,避免盲区的出现。
在高校高容量需求的情况下,应根据并发用户数需求,确定每台AP安装位置和覆盖区域。
设备一般安装在宿舍走廊;天线一般安装在走廊的顶部,如条件允许,可将天线延伸至房间中。
对于房间信号穿透损耗较小(如采用木质门、有窗户等)的宿舍,可采用AP+自带鞭状天线;对于房间信号穿透损耗较大(如铁质门、无窗户、实心水泥墙体等)的宿舍,可采用AP+定向板状天线方式。
建议信号只穿透一堵墙为宜。
商洛职业技术学院宿舍楼房间为钢筋混凝土结构的走廊双边宿舍,木门,有窗户,可采用AP+自带鞭状天线即可。
由于宿舍排列密集,故采用室内型100mWAP,每台AP安装在所覆盖宿舍门的走廊顶部。
每个AP覆盖4个房间。
整栋楼由POE交换机集中供电。
由图可看出若每个AP覆盖相对的两个宿舍,那么相邻AP太近,无线信号相互干扰太大,无法正常使用,故采用每个AP覆盖4个房间。
按照无线网络覆盖原则,各宿舍楼无限接入点(AP)的分布如下:
1号楼:
42个
2号楼:
42个
3号楼:
42个
4号楼:
42个
在公寓楼部署的AP数量168个;
●图书楼AP部署方案
学院图书楼需部署无线,图书楼的3、4、5层每层需4个AP;6层有2间电子阅览室需8个AP。
图书馆共需部署AP数量在20个。
根据以上的实地勘察与部署方案的计算,在商洛职业技术学院共需部署无线AP在188个。
同时安氏领信无线校园解决方案能够实现自学习的、智能的、实时的无线资源管理功能,能够动态管理所有AP的功率、信道等参数并实现AP间的负载均衡,从而在实现无线信号覆盖的同时,将信号干扰降到最低,保证无线覆盖质量。
智能射频管理模型如下:
1.扫描
每个接入点启动后,通过CAPWAP协议与无线控制器建立隧道,并从无线控制器获取基本的配置。
无线控制器负责协调网络中的无线接入点执行扫描过程。
通过定期的信道扫描,系统能够分析和了解信道的质量、干扰情况、邻居接入点的分布等。
2.分析
无线控制器将对无线接入点定期上报的数据进行聚合分析。
这些数据包括:
干扰:
其他工作在802.11频段的无线网络对无线介质的影响。
噪音:
非802.11信号,如雷达、蓝牙、无绳电话、微波等等对信号的影响。
丢包率:
包差错率(由于隐藏的节点或信号变形)
信道负载:
用来衡量媒介的繁忙程度。
有效信号强度:
在一定时间内观察到的每个邻居的信号强度和整个信道的平均信号强度。
这些数据将帮助无线控制器构建无线网络的完整视图,为管理控制提供决策数据。
3.决策
利用前期分析的数据,无线控制器将采用智能的算法对射频资源进行优化和调整,以适应无线环境的变化。
系统使用了优化的信道和功率选择算法、加权判断以及抑制限度,自动评估资源调整的影响,能够确保系统的控制是可靠的。
4.执行
无线控制器将新的发射功率,信道分配等决策发送到接入点,接入点负责使能这些配置。
系统提供了两种控制模式:
参考模式和立即模式,增加了系统使用的灵活性。
参考模式下,系统不进行实际的控制策略执行,只是给出建议的功率、信道的设定值,管理员可以决定是否执行这些配置,确保了用户控制的灵活性。
立即模式下,将根据系统计算出的信道等参数进行立即的设置。
上述过程是闭环过程,一旦配置下发以后,控制器将持续监视网络环境。
任何无线环境的变化与波动都会被定期记录下来,为下一轮的优化做准备。
4.4.WLAN无线网络安全
由于无线网络的特殊性,校园无线用户的安全问题就更加突出。
对高校WLAN无线网络用户来说,所有有线网络存在的安全威胁和隐患都同样存在。
同时,任何不可信的无线设备可以在信号覆盖范围内进行网络接入的尝试,一定程度上也加剧了无线用户所面临的安全隐患。
无线校园的安全问题已经不再是单一的物理层安全,也包括了用户接入安全、网络层安全、设备安全、安全管理等多个层面上,如何能使校园无线用户在使用网络时能够像使用有线网络一样安全、可靠,正逐渐成为无线校园建设所关注的核心。
安氏领信能够提供全面的WLAN安全解决方案,实现从链路层到应用层的安全防护和策略下发,能够发现和防护常用的无线攻击,确保无线信号传输过程中的安全性。
安氏领信除了支持WEP、WPA/WPA2、TKIP、CCMP等多种标准通用的加密方式外,还可以通过采取无线入侵检测等安全解决方案来保证网络的安全性。
总之,安氏领信运营级高校WLAN无线网络解决方案能够提供全方位的WLAN安全解决方案,为无线网络的稳定可靠运营保驾护航。
4.5.WLAN无线网络业务
传统的Internet接入已经不能满足高校日常教学和科研的需求,迫切需要发挥WLAN可移动性的优势,提供更多的业务,为高校教育科研提供更多的增值服务。
通过在高校园区内部署全覆盖WLAN网络,可为广大师生提供更灵活的接入方式和更优质的网络服务。
可在任何区域随时访问学校电子数据库和互联网,极大的方便了学生和老师查阅资料。
在授课时还可以通过无线网络进行网络交互式教学。
安氏领信运营级高校WLAN无线网络全面支持802.11e协议,能够提供端到端的QoS保障,为WLAN承载语音、视频等多媒体业务打下良好的基础。
同时,AP之间可以实现快速漫游,确保漫游过程中对业务的影响降到最低。
安氏领信运营级高校WLAN无线网络解决方案除了提供Internet接入应用,同时依托于安氏领信功能强大的平台,能够全面支持802.11n,体现出良好的后向兼容性。
4.6.WLAN无线网络运营
WLAN的运营,既有WLAN自身的特点,又需要和现有的有线网保持一致。
安氏领信基于对传统校园网的深刻理解和对WLAN技术的创新,提出了运营级高校WLAN无线网络解决方案。
认证方面,安氏领信解决方案全面支持WebPortal认证,满足高校WLAN无线网络认证灵活的特点;计费方面,安氏领信解决方案通过认证中心能够实现基于时长、基于流量等方式的计费。
安氏领信运营级高校WLAN无线网络解决方案充分考虑到校园网建设的各个环节,在实际建设校园网过程中得到了各个高校的充分肯定,目前安氏领信高校WLAN无线网络解决方案已经在国内知名高校广泛应用。
5.正文合创全新商业合作模式
5.1.免费为学校建无线网络
免费为学校建设WLAN网络,整合资源为学校打造无线校园、智慧校园。
5.2.共同打造无线网络的智慧校园
共同打造移动数字校园,向校园用户提供便捷的、一站式的、全方位的、个性化的、主动式的服务
5.3.提供基于无线网络的就业门户
●免费为学生提供基于WLAN网络的就业资讯门户,提高就业能力、提供就业机会
●专业就业分析为学生就业提供指导
通过专业分析系统定期发布世界500强公司的就业需求分析
通过专业分析系统定期发布外资企业的就业需求分析
通过专业分析系统定期发布热门职业需求等等
●覆盖全国高校80%专业的就业实训系统为学生提高就业能力
●覆盖全国的有效职位搜索系统为学生带来就业机会
5.4.共同运营共同收益
●学校通过运营无线校园收取运营费用
●学校获得收取的运营费用分成
●正文合创获得收取的运营费用分成
6.无线网络解决方案设备清单
分类
产品/服务代码
产品/服务描述
单位
数量
1
领信无线接入控制器LTAC3000TC3207
1个console口/4个千兆电口/可管理128个AP/VLAN数4094/并发用户数16K/220V交流电源/支持双AC热备份
台
3
2
领信无线接入点LTAP3000TPO3102EN
集中控制型AP(瘦AP),室内型,单频,支持802.11b/g/n,2*2,100mW
台
20
3
领信无线接入点LTAP3000TPI3101EN
集中控制型AP(瘦AP),室内放装型,单频,支持802.11b/g/n,1*1:
1,100mW
台
168
4
POE交换机安氏领信LTCOM2424ME
24口百兆+4口千兆光电复用可网管以太网交换机,支持POE供电
台
10
5
无线认证计费系统
用户有管理权限的认证计费系统(IDC机房)
套
1
总投资额
约100万
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