摘要：为了解决传统宿舍局域网构建中有线接入模式存在的问题，该文将根据高校宿舍的特点，采用无线局域网的接入方式，就设计中遇到的应用需求、信号覆盖及网络安全等问题，介绍高校宿舍WLAN的主要设计思路。
关键词：无线局域网；信号覆盖；网络安全
目前，互联网已经成为学生获取信息以及娱乐的主要途径。而传统宿舍局域网的构建大多采用有线接入的模式，这种有线网络往往也伴随着一系列的问题，如：老校区的宿舍楼因设计问题无法实现布线时要如何进行网络构建？学生如何突破网络节点的限制实在同时上网？如何在满足学生上网的同时不会因为拉线的混乱而影响了宿舍楼的美观？针对以上问题，无线局域网的优势呼之欲出。
无线局域网(Wireless LAN,WLAN)是使用无线连接的局域网，它的组成包含无线网卡和无线接入点（Access Point，AP），通过AP将装有无线网卡的台式机、笔记本电脑等无线设备连入无线局域网中。随着该技术的高速发展——更好的移动性、灵活性、安全性，传统局域网中的许多问题都将得到改善。
1.宿舍WLAN应用需求
1.1 业务需求
目前高校学生在宿舍主要以访问互联网和校园内部网络为主，业务类型包含网页浏览、网络游戏、P2P下载、视频聊天等。在这些主流业务传输过程中，大部分为小于160字节的小包。因此在无线传输中，将以小包传输为主。
1.2 接入需求
宿舍WLAN的构建，除了业务需求外，还由宿舍楼层数、每层寝室数量、寝室内学生人数等所决定。如：一宿舍楼共5层，每层15个宿舍，每个宿舍住6名学生，则每层需要AP接通约90个用户。按照无线AP的接入能力，一般情况下一个AP允许接入20～25个用户，则需要在每层放置4个AP。
1.3 安全需求
针对学生群体好奇心强，时间充裕等特点，WLAN的安全需求也是宿舍无线局域网构建中需要重点考虑的功能之一。
需求分析配合实地勘测，记录建筑结构、现场人流量等现场环境因素，使得AP安装后能够满足用户的需要、并吸收潜在客户。
2.宿舍WLAN设计原则
2.1 移动性
强大的移动性是WLAN主要的技术特征，WLAN可以为无线终端提供在宿舍内任何地点的实时通信服务，彻底脱离有线电缆的限制。
2.2 灵活性
灵活快捷、可扩展可维护也是WLAN设计中需要考虑的问题之一。随着无线技术的不断发展，网络系统容量、处理能力等方面将来都会有进一步提高，因此在设计网络的时候也应当充分考虑到网络的可扩展性，方便地增减用户数量，在保护现有的网络资源的基础上改善网络环境。
2.3 安全性
WLAN安全性不会受到地形、电缆的限制，但在保证网络高速稳定的基础上，系统仍应具备有效阻止各种网络攻击的能力，防止各种形式的非法侵入以及机密信息的泄露。
3.宿舍WLAN无线覆盖
3.1 覆盖范围
在覆盖范围确定的过程中，必须要经过实地的测量，再进行调整才能确定宿舍楼中AP数量。为了节约成本，需要在保证覆盖区域无间隙的基础上做到AP之间重叠区域最小。
AP覆盖区域的确定可以由接收到的信号强度来判断，设定一个信号强度阈值，如：宿舍中占用带宽较大的业务是视频点播，通过测量得知其信噪比在20dB时可保证视频流畅传输，那么在测量过程中可采用信号测量软件（如WirelessMon、Network Stumbler ），信号不低于该阈值的都属于AP覆盖范围，最后根据实际情况逐步调整AP位置以获得最佳覆盖。
3.2 无线干扰
无线传输过程中伴随着反射和折射现象，信号会出现不同程度的衰减，并且同频之间干扰也会直接影响信号质量。
3.2.1信号衰减
无线信号衰减主要由传输路径中的障碍物所引起，信号遇见障碍物，往往会产生反射、折射等现象，造成信号相位周期的变化。不同的障碍物产生的信号衰减也有所不同，如表3-1。宿舍障碍物主要为水泥墙和木板墙，普通AP室内覆盖距离约50m，无线信号经过水泥墙后传输距离约5m有效距离，经过木板墙传输距离约15m有效距离。
3.2.2 同频干扰
同频干扰主要指相邻AP间无线信号相互干扰的现象。目前WLAN采用的主流标准是802.11b/g，该标准工作在2.4GHZ，并且划分为11个频道。为了避免AP等无线设备间的同频干扰，可为系统分配3个互不重叠的频道，如1，6，11。在保证无线漫游的基础上，尽量减小相邻AP交叉重叠的范围。
3.3 网络盲区
天线角度、AP功率等因素可能导致部分区域WLAN信号覆盖不到，尤其是室外覆盖室内容易产生该现象。通常可采用增加设备的方式来改善网络盲区的覆盖。
4.宿舍WLAN布置方式
如图4-1，该宿舍共5层，长80m，宽20m，每层15个宿舍，分布在过道两侧，每个宿舍可容纳6名学生。
4.1 室外覆盖
高校内宿舍通常平行排列，为了降低施工难度，可采用室外AP覆盖方案。
优点：施工简单方便，可迅速扩建WLAN无线网络，并且设备较少。
缺点：室外覆盖容易受到环境影响，如树木生长、天气变换等，并且由于无线信号从宿舍玻璃窗覆盖到宿舍内，容易出现覆盖盲区，增加网络维护难度，很难满足高密度覆盖要求。
如图4-2，该五层宿舍楼中每一面7～8个宿舍，当接通并发率为25%时，约需6个AP，6个定向天线，安放在对面宿舍楼3楼位置，以每个AP提供36Mb/s的带宽计算，可为学生提供约200Mb/s的带宽，基本满足学生需求。但由于一个AP需要覆盖1~5层楼，必然会带来覆盖盲区等众多问题，可能导致出现部分学生网速慢，甚至无法连接的现象。
4.2 室内覆盖
大功率AP成本较高，且需要额外加入室内分布系统，不宜维护。因此在无现成室内分布系统的条件下可选用小功率AP进行宿舍WLAN的覆盖，通过无线控制器控制维护宿舍楼中所有AP。
优点：扩容能力强，维护方便，且信号分布均匀，可做到全方位覆盖，基本无网络盲区。
缺点：施工费用较室外覆盖高，功率控制不当容易造成同频干扰。
如图4-3，每层楼配置3个AP，以1，6，11这3个频道进行全方位覆盖，AP之间相邻25m，适当降低AP功率，通过以上方式将同频干扰减少到最低。
5 .宿舍WLAN安全
为了保证宿舍WLAN的安全性，要同时做好访问控制和数据加密。
5.1 访问控制
访问控制即通过用户身份验证，防止未经许可的用户访问WLAN，通常可通过服务集标识SSID认证和MAC地址认证控制访问。每个AP都会拥有一个SSID，AP检查覆盖区域内无线终端设备与自身SSID是否相匹配，只有匹配时才接受无线终端设备的请求。MAC地址认证方式则是只有注册的用户才可以连入区域内WLAN，有效的防止未经授权用户访问WLAN。
5.2 数据加密
使用较多的是有线对等加密协议，在AP上使用WEP，没有正确WEP密钥的设备即使通过认证也无法访问WLAN，进一步保证了无线局域网安全。
参考文献
[1] William Stallings著,何军等译. 无线通信与网络.清华大学出版社. 2010.7
[2] 黎连业等.无线网络及其应用技术.清华大学出版社. 2004.6
[3] CISIO公司.无线局域网基础.人民邮电出版社. 2004.5