【正文】 影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的處理能力。圖書(shū)館作為校園信息最重要的傳播載體，位于校區(qū)核心位置。在圖書(shū)館每個(gè)自習(xí)室部署4 個(gè) AP 以滿足 50 人的基本需求以及將來(lái)可能產(chǎn)生的額外需求。 定向天線 是一種采用了先進(jìn)的波束轉(zhuǎn)換技術(shù)和自適應(yīng)空間數(shù)字處理技術(shù)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用，它可以產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束即最大增益點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分高效利用移動(dòng)用戶信號(hào)并刪除或抑制干擾信號(hào)的目的，也達(dá)到了方案設(shè)計(jì)中高可靠性的目的。常用的方法有，劃分 VLAN、配置以太通道、 STP 生成樹(shù)防環(huán)以及選擇合適的路由協(xié)議等。如圖 49 所示， 8 跟物理線路邏輯上形成了 1 跟線路。該協(xié)議有收斂快、觸發(fā)更新、拓?fù)涔潭ā⒃趲捪嗟惹闆r下選擇最短路徑以及支持不同廠商設(shè)備等特點(diǎn)，并且能支持大量主機(jī)。一般情況下可以選擇支持更高帶寬的端口來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如 10Gbit端口，但是無(wú)疑增加了建設(shè)成本。其平均覆蓋范圍為 300 米，如圖 47 所示，中繼設(shè)備部署在體育場(chǎng)與宿舍和實(shí)驗(yàn)樓中間，宿舍和教學(xué)樓之間，教學(xué)樓和實(shí)驗(yàn)樓之間，達(dá)到了全網(wǎng)中繼效果，避免了無(wú)線 MESH 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的衰減，保證了數(shù)據(jù)的可靠傳輸。 圖 45 圖書(shū)館無(wú)線 MESH 設(shè)備部署示意圖 2）室外定向天線 : 除了主要教學(xué)樓之外，西南科技大學(xué)校區(qū)建設(shè)有諸多公共活動(dòng)區(qū)域，如定期舉辦招聘會(huì)的東八科技廣場(chǎng)、每學(xué)年舉辦運(yùn)動(dòng)會(huì)的體育場(chǎng)，這些場(chǎng)所平時(shí)人流稀xxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 28 少，但是在上述如運(yùn)動(dòng)會(huì)等特定情況時(shí)，人流量會(huì)相應(yīng)上升。 xxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 27 由于學(xué)校用戶的帶寬確定為 2MB，而當(dāng)前主流無(wú)線終端設(shè)備的網(wǎng)卡支持的協(xié)議多為 a/b/g，由 IEEE 制定的標(biāo)準(zhǔn)可得用戶可達(dá) 2Mb 帶寬時(shí)候在頻率復(fù)用情況下 AP 的理想接入用戶為 25 人左右。 圖 43 校園無(wú)線 MESH 網(wǎng)絡(luò)整體示意圖 圖 44 為西南科技大學(xué)新區(qū)示意圖，如圖所示，由圖書(shū)館校園的為布局核心，教學(xué)區(qū)位于圖書(shū)館周?chē)?，用地相?duì)平整開(kāi)闊、布局集中而規(guī)整，包括由行政樓、會(huì)議中心形成的行政辦公區(qū)，各個(gè)院系教學(xué)樓、院系行政樓組成的教學(xué)實(shí)驗(yàn)區(qū)。這些應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬、延遲等有著不同的要求，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要具備為各種應(yīng)用分配優(yōu)先級(jí)、帶寬的能力。用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的需求經(jīng)常隨著應(yīng)用而發(fā)生變化，系統(tǒng)應(yīng)具有一定的靈活性，為滿足用戶的不同需求而作靈活的系統(tǒng)配置和資源的再分配。另外管理員還需對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行監(jiān)視、分析，得出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性報(bào)告，以有效地堵防漏洞，保證網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。 3）負(fù)載均衡，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠根據(jù)不同的策略、充分利用不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，提供網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷均衡功能，以 充分利用帶寬，以保證可用性。因此，為了實(shí)現(xiàn)高效、高性能的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，應(yīng)該將下面幾點(diǎn)作為總體設(shè)計(jì)思路。借助無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可隨時(shí)隨地下載導(dǎo)師的課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，隨時(shí)隨地重放導(dǎo)師課程的現(xiàn)場(chǎng)直播；與導(dǎo) 師、同學(xué)進(jìn)行在線討論；組織或參與重要的學(xué)術(shù)性視頻會(huì)議等等。通過(guò)移動(dòng)寬帶這樣的方式，不需要每個(gè)學(xué)生都在同一時(shí)間在同一教室上課，完全可以在不同的地點(diǎn)、不同時(shí)間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的方式上課，這實(shí)際上擴(kuò)展了學(xué)校教學(xué)資源的空間，提高了其利用效率。而對(duì)于無(wú)線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)，則可以通過(guò) WR 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷轉(zhuǎn)發(fā)，直至把它們送至目的節(jié)點(diǎn)，從而把接入點(diǎn)的覆蓋服務(wù)延伸到幾公里遠(yuǎn)。但是在采用星型結(jié)構(gòu)的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一旦某條鏈路出現(xiàn)故障，可能造成大范圍的服務(wù)中斷。 AWR 在移動(dòng)和固定的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中都表現(xiàn)出色。 (1)無(wú)線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分類(lèi) 目前出現(xiàn)的一些 WMN 路由協(xié)議方案，主要有以下類(lèi)型 : 1)多判據(jù)路由 2)多信道路由 3)多徑路由 4)分級(jí)路由 5)跨層路由 6)QoS 路由 7)基于地理位置信息的路由 (2)自適應(yīng)無(wú)線路由協(xié)議 自適應(yīng)無(wú)線路由協(xié)議 (AWR)是專(zhuān)為無(wú)線網(wǎng)狀組網(wǎng)設(shè)計(jì)的自適應(yīng)的、分布式的主動(dòng)式路由協(xié)議。無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)是低功率的多級(jí)跳點(diǎn) (multihop)系統(tǒng)，它們處理消息的方式是把信息包從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳遞到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直到信息包到達(dá)目的地。圖 21 中圖例 a 顯示了兩個(gè) WLAN Mesh 網(wǎng)與 橋接的例子。此外，與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)無(wú)線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)相比，對(duì)終端用戶設(shè)備要求增加了，因?yàn)樵诳蛻舳藷o(wú)線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中終端用戶設(shè)備必須有路由和自配置等額外的功能。如果它們使用不同的無(wú)線電技術(shù)，客戶端必須通過(guò)與Mesh 路由器有以太網(wǎng)連接的基站進(jìn)行通信。 Mesh 客戶端通常只有一個(gè)無(wú)線接口沒(méi)有網(wǎng)關(guān)或者網(wǎng)橋的功能。在室內(nèi)、外環(huán)境中， 802. 20 均支持 WMN 結(jié)構(gòu)。 目前， 工作組內(nèi)新組建的 Mesh Ad hoc特別委員會(huì)正在研究點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹С?、信?hào)障礙穿越等問(wèn)題。另外， Mesh 系統(tǒng)可以利用地形和建筑物，使用低傳輸功率和相對(duì)短的鏈路來(lái)減少干擾。鑒于無(wú)線 Mesh 網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展， 標(biāo)準(zhǔn)工作組將 Mesh結(jié)構(gòu)納入最近推出的 。對(duì) DCF 或 EDCA 加以必要的改進(jìn)，可高效地工作于多跳 Mesh網(wǎng)絡(luò)中。通常需要通過(guò)增加 AP 的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn) 擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋 ，無(wú)疑增加了建設(shè)成本。其本質(zhì)其實(shí)是一種替 代線纜的技術(shù)而不是純正的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因?yàn)樗嫦虻氖且苿?dòng)設(shè)備間的小范圍連接。 HomeRF 把共享無(wú)線接入?yún)f(xié)議（ SWAP）作為未來(lái)家庭聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)，基于該協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)是對(duì)等網(wǎng)，因此該協(xié)議主要針對(duì)家庭無(wú)線局域網(wǎng)。 [2] 其他標(biāo)準(zhǔn) HomeRF 是 與 DECT 的結(jié)合，由 HomeRF 工作組開(kāi)發(fā)，是在家庭區(qū)域范圍內(nèi)的任何地方，在 PC 和用戶電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)字通信的開(kāi)放性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 2)接入點(diǎn) (Access Point， AP): 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后才 能傳遞給其他類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)。高端的 5． 8GHz 頻段，由于輸出功率高，適于建筑物之間或室外環(huán)境的無(wú)線應(yīng)用；低端的 5． 2GHz 和中部的 5． 3GHz 頻段特別適合于建筑物內(nèi)的產(chǎn)品，對(duì)于5． 2GHz 的設(shè)備必須使用集成天線。 WMN 被寫(xiě)入了 IEEE 相關(guān)的諸多標(biāo)準(zhǔn)中。此外，摩托羅拉公司在 2021 年 10 月獲得專(zhuān)利 ―在 Ad Hoc 網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中提高服務(wù)效率的方法和設(shè)備 ‖，其中涉及在 WMN 中增強(qiáng)業(yè)務(wù)有效性的通信系統(tǒng)與設(shè)備。 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及現(xiàn)狀 2021 年 1 月， Working Group 正式專(zhuān)門(mén)成立了 MESH 研究組（ Mesh Study Group），同年 3 月又成立了 MESH 任務(wù)組（ Mesh Task Group），由此 WMN 技術(shù)邁上了廣泛標(biāo)準(zhǔn)化道路。改進(jìn)校園網(wǎng)現(xiàn)有的管理模式已經(jīng)迫在眉睫，必須提供一個(gè)新的環(huán)境來(lái)滿足用戶的需求。 xxxx 大學(xué)本科生畢業(yè)論文 I 基于 MESH 技術(shù)的校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案 摘要 ：近年來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅猛，但現(xiàn)有技術(shù)帶寬容量低、 WLAN 接入點(diǎn) (AP)的覆蓋范圍有限等缺點(diǎn)阻礙了人們對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的需求擴(kuò)展。 隨 著國(guó)力提升，在綜合大學(xué)的教學(xué)科研水平不斷提高，學(xué)術(shù)交流活動(dòng)、學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)的日益增多的背景下，在體育場(chǎng)、綜合教學(xué)樓、學(xué)生教師公寓、圖書(shū)館、自習(xí)室、行政樓、公共綠地甚至食堂等公共開(kāi)放性場(chǎng)所提供網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)境的需求也越來(lái)越強(qiáng)烈，而隨著移動(dòng)終端設(shè)備諸如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦逐漸普及，傳統(tǒng)的布線建設(shè)受環(huán)境影響，周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、施工難度大等諸多問(wèn)題在的在特定的場(chǎng)所也顯得更加突出。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以其易接入、易部署和高寬帶的優(yōu)勢(shì)，可以突破有線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)限制，大大地增加了校園網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)，為師生提供多樣的信息獲取途徑，提升學(xué)校的信息化水平，為教育信息化平臺(tái)提供了新的平臺(tái)。該專(zhuān)利的主要思想是采用一個(gè) Hash函數(shù)將 IP 地址變換為一個(gè) 6 字節(jié)的 MAC 地址，并附加在路由廣播中主動(dòng)傳 輸給其他節(jié)點(diǎn)。它是一種高容量高速率的分布式網(wǎng)絡(luò)，被認(rèn)作為一種可以解決 ―最后一公里 ‖瓶頸問(wèn)題的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 IEEE802． 1la 擴(kuò)充了標(biāo)準(zhǔn)的物理層，規(guī)定該層使用 5GHz 的頻帶，頻段范圍為： 5． 15—5． 2 5． 25—5． 35 及 5． 725—5． 825GHz，采用 OFDM(正交頻分復(fù)用 )來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，其物理層的吞吐量分別為 1 1 2 3 4 54Mbps。在 中并沒(méi)有為分發(fā)系統(tǒng)指定任何特定的技術(shù)。當(dāng)然，安裝了無(wú)線網(wǎng)卡的臺(tái)式機(jī)，也一樣可作為移動(dòng)站。在新的 HomeRF 標(biāo)準(zhǔn)中，采用了寬帶調(diào)頻技術(shù)（ WBFH）來(lái)增加跳頻帶寬，由原來(lái)的 1MHz 跳頻信道增加到 3MHz、 5MHz，跳頻的速率也增加到 75 跳 /秒，數(shù)據(jù)峰值達(dá)到 10Mbps。 藍(lán)牙技術(shù)則用于提供低價(jià)、強(qiáng)壯的、大容量的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。 IEEE Mesh 標(biāo)準(zhǔn) 傳統(tǒng) IEEE 在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)遇到的一個(gè)難點(diǎn)是 WLAN 受發(fā)射功率的限制，其覆蓋范圍一般在 100 米范圍內(nèi)。直觀上看， MMACFC等同于 WLAN 中的分布式協(xié)調(diào)功能 (DCF)或 中增強(qiáng)的分布式信道接入機(jī)制 (EDCA)。 Mesh 標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)定義了無(wú)線城域網(wǎng)空中接口規(guī)范，為無(wú)線城域網(wǎng) (WMAN)提供 ―最后一公里 ‖接入，是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)技術(shù)。 由于每個(gè) SS 可以作為一個(gè)中轉(zhuǎn)站，信號(hào)是以逐跳方式傳輸?shù)?，增加了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，當(dāng)增加用戶時(shí)不必再增加 BS，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以動(dòng)態(tài)改變。 支持本地和地區(qū)的移動(dòng)性，支持漫游和切換，移動(dòng)速度可達(dá)到 150 km/h。 網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)基于純 IP 的網(wǎng)絡(luò)。為了進(jìn)一步提高 Mesh 網(wǎng)絡(luò)的靈活性， Mesh 路由器通常多個(gè)使用相同無(wú)線訪問(wèn)技術(shù)或者不同無(wú)線訪問(wèn)技術(shù)的無(wú)線接口并以較低的傳輸能量實(shí)現(xiàn)相同覆蓋范圍的多跳通信。對(duì)于那些與 Mesh 路由器使用相同無(wú)線電技術(shù)的傳統(tǒng)客戶端，它們可以直接與 Mesh 路由器通信?？蛻舳藷o(wú)線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)通常使用一種無(wú)線電技術(shù)的設(shè)備。所以，它必須呈現(xiàn)出似 乎所有的 MPs 和 MAPS 直接和鏈路層相連，必須使 Mesh 和其他網(wǎng)絡(luò)相連時(shí)既使用 2 層的橋接又要使用 3層的 Inter 網(wǎng)絡(luò)連接方式。 無(wú)線 MESH 網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù) 無(wú)線 MESH 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心是移動(dòng)跳接式路由技術(shù)，是其能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)寬帶的根本。路由協(xié)議設(shè)計(jì)的目標(biāo)是滿足應(yīng)用的需求，同時(shí)盡量減少系統(tǒng) 的復(fù)雜度，降低開(kāi)銷(xiāo)，更有利地利用資源。在任何時(shí)刻，所有xxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 17 的路由都保證是不會(huì)發(fā)生環(huán)路的。 網(wǎng)絡(luò)與其它無(wú)線網(wǎng)絡(luò)區(qū)別 ： 1)可靠性提高 在無(wú)線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中，鏈路為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，如果其中的某一條鏈路出現(xiàn)了故障，節(jié)點(diǎn)便可以自動(dòng)轉(zhuǎn)向其他可接入的鏈路，因而對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性有了很大程度的提高 。 WLAN 可在較小的范圍內(nèi)提供高速數(shù)據(jù)服務(wù)，如 可達(dá) 11Mbit/s 、 a 可達(dá) 54 Mbit/s，通常情況下 WLAN 接入點(diǎn)的覆蓋范圍僅限于幾百米，因此如果 想在大范圍內(nèi)應(yīng)用 WLAN 的這種高速率的服務(wù)模式，建設(shè)成本將非常高。例如：由于擴(kuò)招的影響，現(xiàn)有教室、實(shí)驗(yàn)室等方面的資源就存在相對(duì)不夠用的情況，但擴(kuò)建不僅需要時(shí)間、資金，也會(huì)影響到校園內(nèi)部的秩序，而且不可能無(wú)限制地?cái)U(kuò)建。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式可進(jìn)一步得到突破性的改善。 xxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 21 校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路 當(dāng)今無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了單純追求基本連通的歷史階段，為迎合校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包括移動(dòng)教學(xué)科研以及移動(dòng)圖書(shū)館在內(nèi) 的諸多需求，在整體網(wǎng)絡(luò)連通基礎(chǔ)上需要更高要求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)內(nèi)容，主要包括高可靠性（ Reliability）、安全性（ Security）、可擴(kuò)展性（ Scalability）等。在關(guān)鍵控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上也要有冗余保證以確保不會(huì)因設(shè)備故障而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)效。主要方法可以包括如用戶認(rèn)證以及設(shè)定管理級(jí)別等。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)能方便地對(duì)校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)充。 面向應(yīng)用 隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也日新月異，這些新應(yīng)用不僅意味著流量的增加，而且流量的特征發(fā)生了變化，尤 其是許多新型多媒體應(yīng)用。 圖 41 傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)示意圖 圖 42 傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)示意圖 xxxx 科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 25 校園無(wú)線 MESH 網(wǎng)絡(luò) 根據(jù)現(xiàn)代校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)高速數(shù)據(jù)速率和覆蓋范圍的要求以及現(xiàn)代校園環(huán)境特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)出以無(wú)線 Mesh為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)合校園有線核心網(wǎng)絡(luò)的整體框架，如圖 43 所示， AP 與 AP 之間通過(guò)無(wú)線 MESH 技術(shù)形成了多跳型的網(wǎng)狀網(wǎng)， AP與 AP 之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)不再需要鋪設(shè)電纜，大大節(jié)省了部署成