甩掉线缆的尾巴

作者： 马红静 / 每周电脑报

Monday, March 25 2002 2:31 PM 两年前，一位好友出国攻读MBA，谈到对外国大学IT应用的感受时，她说：“我为笔记本装了一个无线网卡，这样，在图书馆里，我可以抱着笔记本到处上网。”当时听到她对新学校的这样一番描写，我只有由衷的对她的学习环境感到羡慕。如今，无线互联网也逐渐走近了中国的大学校园，清华大学图书馆就采用了无线网络解决方案，解决了师生的上网问题。 

企业级应用成主流

随着清华大学校园网的建设，有线网络基本铺到了所有同学们经常去的地方，他们可以在宿舍很方便的上校园网，也可以在开放试验室上网，甚至可以在教室和图书馆上网。虽然很多地方都可以上网，但是有些地方还是不理想。比如图书馆，在铺设有线网络时，为每个新阅览室安装了5-15个有线网口，在二层建立了一个电脑查询大厅，供学生上网查询图书资料和打印数据，但是不能将数据存储到软盘或移动硬盘中，同时，也不能满足同学们对个性化个人电脑接入的需求，所以越来越多的学生使用笔记本，这样图书馆有线口越来越紧张，同学们没有办法，只能协商交替使用有线网口，感觉很不方便。

清华大学图书馆设在清华大学院内，能同时容纳几千名师生阅览。清华大学图书馆馆舍由联成一体的东西两部分组成。东部（老馆）建于1919年，扩建于1931年；西部（新馆）也即“逸夫馆”于1991年建成。全馆总面积27820平方米。由于图书馆的旧楼未做网络布线，在新馆虽然留有网络接口与电话接口，但是携带笔记本电脑的师生较多，使用Modem拨号设置烦琐、速度慢，也为同学们查阅造成了很大的困难。 为了解决这些问题，清华图书馆在部分阅览室安装了TFW2000无线访问接入点以后，改变了学生上网的紧张状态，使用起来速度和以前一样，同时不见了网线，走动起来很方便，但电源线还不是很方便。

图书馆工作人员对无线上网也深有体会的说：“以前我们在进行新书入库和旧书整理的时候，需要一辆小推车载这一台电脑，用双绞线连接电脑，使用起来很不方便。现在使用无线网络以后，觉得很方便。”

在不断提升持续工作时间、运算速度和存储能力的同时，笔记本电脑的性能已能够与主流级别的台式机相媲美。然而对于绝大多数笔记本电脑用户而言，他们却不得不面对一个尴尬的局面，那就是用笔记本电脑上网通常还是需要依赖线缆的连接——它还没有真正“甩掉”线缆这条“尾巴”。在这种情况下，无线局域网的成功应用，恰恰满足了用户对可移动应用的迫切需求。在清华大学图书馆，有笔记本的师生正是通过其配备的无线上网查阅系统，实现了简单、快速的连接，使同学们利用Internet及时发电子邮件、查询图书资料。

方案设计

为了给很多有笔记本电脑的同学提供更方便的图书资料查询和联接校园网络的功能。清华大学图书馆采用了清华同方无线局域网解决方案，师生只需签署免费租用协议，就可以领取一片无线网卡，在图书馆周围的任何角落随时连接网络，摆脱了线缆的约束。

该方案的核心设备是TFW2000无线接入点系统。它支持IEEE的11Mbps无线局域网标准 802.11b，使用2.4GHz～2.48GHz频段，具备1个USB配置端口和1个10Mbps LAN端口，支持IP漫游，且具有很强的扩充性和较高的性价比。由于该产品即插即用，体积小，可置于墙上、桌面或进行磁吸附式安装，因此非常适用于不便布线的场所。

在清华大学阅览室使用了清华同方提供的“巡天”TFW2000无线接入点（AP）系统, 它具备了10Mbps的出口。系统覆盖整个清华图书馆，使用了5台TFW2000无线接入点系统、目前配备50片TFW1000无线网卡（最多可支持253片无线网卡）。该方案采用了无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，此时，插上无线网卡的PC需要由接入点与 Internet连接。接入点负责频段管理及漫游等指挥工作。无线网络需要与有线网络互连，或无线网络节点需要连接和存取有线网的资源和服务器时，接入点可以作为无线网和有线网之间的桥梁。整个网络还采用了防火墙和专用的DHCP服务器，由于旧馆不能进行布线, 而TFW2000还要放置在屋顶位置,为了提供无线覆盖整个旧馆和网络接入的能力，清华同方将另外一个TFW2000放置在阅览室的服务台处,将其通过以太网口与有线网络联接,再通过无线方式与屋顶处的无线接入点进行联接(应用点对多点的应用模式),这样就很轻松的解决了无法布线的难题,达到了很好的“无限”的连接自由。

三步实施 

整个清华图书馆无线系统的实施只用了一个月的时间，实施过程分三步。

第一步，方案设计，包括用户容量，安全控制，覆盖范围设计。一周时间。

第二步，工程实施，包括设备安装，系统测试。一周时间。

第三步，运行使用宣传期。给同学安装网卡，开始使用。两周时间。

在清华图书馆无线系统实施的过程中，也遇到了一些问题，例如供电问题，TFW2000无线访问 AP需要安装在很高的位置，此位置没有电源需要单独安装220v的电源，但很不安全，为此清华同方单独设计了TFW500以太网络供电器，通过双绞线进行供电，不但美观而且方便。此外还有一个问题是没有以太网口，在图书馆大厅位置顶层由于没有以太网口，但又需要一个无线接入点进行覆盖，所以清华同方在顶端放置了一个TFW2000进行覆盖，接入笔记本电脑，同时在下方放置一个TFW2000将其配置成客户模式，将顶端AP与有线网络连接起来，这种应用的另一个优点是不会破坏装修。

应用特点

无线局域网的网络速度与10M以太网相当，一个AP最多可支持200多个用户的接入（根据使用，连接15'20个用户的效果最佳），最大传输范围可达到几十公里，具有以下的通信特点。

移动性强

无线局域网与有线局域网相比，最大优势在于它的可移动性。无线网络中的微机通过无线方式进行通信，在任何地方都能提供实时的信息服务，摆脱了线缆的束缚，增强了可移动性。同时，无线局域网不仅支持移动主机之间的通信，还允许无线设备接入有线网络。在有线局域网中，两个站点的距离在使用铜缆（粗缆）时被限制在500m，即使采用单模光纤也只能达到3km，而无线局域网中两个站点间的距离，目前可达到50km。由于没有线缆的限制，用户可以随心所欲地增加工作站或重新配置工作站具有高移动性，通信范围受环境条件的限制小，拓宽了网络的传输范围。

灵活性高

无线局域网可以作为一种独立于有线网络的形式存在，在需要时可以随时建立临时网络，而不依赖有线骨干网。安装无线局域网非常快捷方便，受空间和建筑结构的制约小，而有线网络则必须考虑建筑结构进行布线。无线局域网组网灵活，可以满足具体的应用和安装需要。系统结构可以是适用于小数量用户的对等网络，也可以是适用于几千名移动用户的完整的基础网络。在无线局域网中增加或减少移动主机都是相当容易的，增加无线接入点就可以增大用户数量和覆盖范围，并且允许在较大范围内进行漫游。

成本低

与有线网络相比，从长远来看，无线局域网从安装到日后的维护，都具有很大的资金优势。组建局域网的时候，不能单方面考虑购买设备的价格。无线局域网可以消除对布线的需求以及与布线相关的开支，节省因人员的重新定位、对有线网络进行扩展的费用，以及因演示、展览等场合的临时网络安装等多方面的开支。在网络拓扑需要动态变化的环境中，长期费用是主要的，而无线局域网正好能减少维护管理的开销。对于经常移动、增加和变更的动态环境，无线局域网的长远投资收益更加明显。使用无线局域网可以避免安装线缆的高成本费用、租用线路的月租费用以及当设备需要移动而增加的相关费用，建网容易，降低成本，管理方便。相对于有线网络，无线局域网的安装工作非常简单，它无需施工许可证，不需要布线或开挖沟槽，安装时间只有安装有线网络时间的零头，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。同时，无线网络设备可以随办公环境的变化而轻松转移和布置，有效提高设备的利用率和保护用户的设备投资。

抗干扰能力强

微波信号传输质量低，往往是因为在发送信号的中心频点附近有能量较强的同频噪声干扰，导致信号失真。而直扩技术产生的11位随机码元能将源信号在中心频点向上下各展宽11MHz，使源信号独占22MHz的带宽，且信号平均能量降低。在实际传输中，接收端接收到的是混合信号，即混合了（高能量低频宽的）噪声。混合信号经过同步随机码元解调，在中心频点处重新解析出高能的源信号，依据同样算法，混合的噪声反而被解调为平均能量很低可忽略不计的背景噪声。

吞吐量大

无线局域网也可以实现11Mbps的数据传输速率，这个数字高于T1、E1线路的速率。

码分多址能力强

开放的2.4GHz ISM频带（工业、科学教育、医学频带）范围是2.4GHz～2.4835GHz。”巡天”系列无线网络产品支持2.4GHz频带下的13个子信道，并可在2.4GHz频带下同时拥有3个完全独占的信道，因此可将相互干扰减至最小。在每一个子信道内，依据11位随机码元对各基站用户进行编码分址。各用户使用正交或接近正交的扩频编码，各用户的源信号能被复合到同一个无线发射信道中，实现频道复用。

可靠性高

在无线通信领域，安全性是人们一直关注的一个问题，通过使用额外的安全机制无线网络使其安全性超过了有线系统的安全性。安全机制包括：DSSS扩频技术；在单个工作站一级实现访问控制；使用网络标识和一种基于WEP加密技术的可选加密机制等；在无外界信号干扰时，直接序列技术使无线网络可以在较窄的频带宽度内实现信息传输，而无需很宽的频带。当有其他无线电信号干扰时，独特的直扩技术使无线网络可以在噪声进行数据传输。从而确保了无线网络传输的畅通无阻。一般除了通信软件方面的偶尔失误、强信号干扰、天气变化等因素的影响，无线局域网的性能比较稳定可靠。

应用效果

师生进入图书馆后，由工作人员为其安装1片TF无线网卡，进行简单的设置即可实现无线上网。这种上网方式不仅使用方便，而且有效提高了工作效率。一位在图书馆阅览室学习的同学说：“图书馆是同学们阅览图书和学习的地方，以前没有实现无线联网，我们的笔记本电脑拿来后基本帮不上忙，但是现在情况改变了我们不但可以很方便的使用电脑查阅图书资料，也不耽误我们的收发电子邮件，就像手机一样方便！”