【正文】 得到相應的增加，因此也就更能適應不同規(guī)模網(wǎng)絡對設備的要求。網(wǎng)絡將會是一個不斷增長的網(wǎng)絡，包括它的規(guī)模，它的應用范圍和服務內(nèi)容將隨著計算機應用的不斷普及而不斷增加，例如網(wǎng)絡規(guī)模的擴展、應用內(nèi)容的擴展、網(wǎng)絡容量的擴展等諸多方面。一個設計良好的網(wǎng)絡系統(tǒng)應能方便地對校園無線網(wǎng)絡規(guī)模及相關技術(shù)進行擴充。此外，良好、標準的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)可以很好地集成管理多種設備，在極少的維護人員和較低的維護代價前提下，發(fā)揮網(wǎng)絡的最大運行效果和投資效率。一方面由于網(wǎng)絡中斷而使業(yè)務被迫中止造成的損失會越來越大；另一方面由于越來越多的用戶連入網(wǎng)絡，對網(wǎng)絡管理的要求提高了，以確保網(wǎng)絡達到最高的效率。除了安全方面的考慮外，網(wǎng)絡管理已經(jīng)越來越受到人們的重視，因為它關系到網(wǎng)絡系統(tǒng)的使用效率、維護、監(jiān)控、系統(tǒng)資源的再分配以及費用的支出。主要方法可以包括如用戶認證以及設定管理級別等。安全性是任何一個校園無線網(wǎng)絡所必須具備的重要特性，信息安全目前已受到越來越多的重視。采用先進成熟的網(wǎng)絡概念、技術(shù)、方法與設備，反映當今先進水平，又給未來的發(fā)展留有余地；充分采用目前國際、國內(nèi)流行和成熟的技術(shù)，保證網(wǎng)絡能適應技術(shù)的快速發(fā)展。除上述之外，可靠性還表現(xiàn)在，網(wǎng)絡設備應該采用開放的標準的協(xié)議和規(guī)范，以保證異種設備之間的互連互通及擴展性。在關鍵控制設備和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)上也要有冗余保證以確保不會因設備故障而影響整個網(wǎng)絡環(huán)境的實效。2)冗余及負載均衡的網(wǎng)絡設備和電源系統(tǒng)。從另一角度看，當某種網(wǎng)絡服務的響應時間變得不確定時，網(wǎng)絡系統(tǒng)也不可靠了。校園網(wǎng)絡擔負著整個學校的信息傳輸和服務的重任，其可用性和可靠性至關重要。當今無線網(wǎng)絡的發(fā)展已遠遠超出了單純追求基本連通的歷史階段，為迎合校園無線網(wǎng)絡包括移動教學科研以及移動圖書館在內(nèi)的諸多需求，在整體網(wǎng)絡連通基礎上需要更高要求的網(wǎng)絡服務內(nèi)容，主要包括高可靠性（Reliability）、安全性（Security）、可擴展性（Scalability）等?？傊?，無線校園本質(zhì)上是一個無線平臺，猶如一條高適應性的高速公路，在上面可以跑各種各樣的汽車，通過校園無線基礎網(wǎng)絡的搭建，校園網(wǎng)的應用將呈現(xiàn)出一個更為豐富多彩的新局面。借助這樣的網(wǎng)絡，科研可同時在室內(nèi)外，在移動狀態(tài)下進行。導師也可通過無線網(wǎng)絡，隨時隨地給學生傳輸資料、布置作業(yè)、組織考試，甚至在自己的家中同時對數(shù)百名學生進行授課。通過無線網(wǎng)絡技術(shù)，傳統(tǒng)的教學方式可進一步得到突破性的改善。西南科技大學有超過4萬人的在校師生，而新老區(qū)只有兩個大型綜合圖書館，顯然無法滿足學生和老師日益增加對圖書館的訪問需求，校園無線網(wǎng)絡可以使學生隨時隨地訪問學校圖書館，方便了廣大師生對圖書館信息的需求，更省去了查找資料時來回跑的時間。2)移動圖書館通過無線網(wǎng)絡為平臺，一個連續(xù)工作，可隨時隨地更新和被查閱，并且符合使用者個人習慣的圖書館就完全成為可能了。西南科技大學東一至東四為教學樓，主要用于大學各項課程的理論教學地點和學生上自習的主要場所，室內(nèi)有線接口相對稀缺，對無線的需求迫切。例如：由于擴招的影響，現(xiàn)有教室、實驗室等方面的資源就存在相對不夠用的情況，但擴建不僅需要時間、資金，也會影響到校園內(nèi)部的秩序，而且不可能無限制地擴建。1)移動寬帶移動寬帶是無線校園網(wǎng)的基礎應用之一，其突出特點是：允許用戶隨時隨地接入校園局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，獲取自己所需要的信息，大吞吐量的帶寬能夠保證多個用戶同時進行網(wǎng)絡資源的訪問。無線局域網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟可以為此提供更加高效靈活的解決方案，通過無線網(wǎng)絡，可以在校園的任何地方方便地訪問校園內(nèi)外網(wǎng)，可以較少的投資獲得空前的應用靈活性。無線Mesh網(wǎng)絡的顯著特點就是可以在大范圍內(nèi)實現(xiàn)高速通信。WLAN可在較小的范圍內(nèi)提供高速數(shù)據(jù)服務，、 a可達54 Mbit/s，通常情況下WLAN接入點的覆蓋范圍僅限于幾百米，因此如果想在大范圍內(nèi)應用WLAN的這種高速率的服務模式，建設成本將非常高。而對于后者，節(jié)點的主要業(yè)務是任意一對節(jié)點之間的業(yè)務流，而且Ad hoc主要應用在軍事上，還未進行大規(guī)模的商用。3)降低成本在無線Mesh網(wǎng)絡中，大大節(jié)省了骨干網(wǎng)絡的建設成本，而且AP等基礎設備比起蜂窩移動通信系統(tǒng)中的基站等設備便宜得多。2)傳輸速率大大提高在采用無線Mesh網(wǎng)絡技術(shù)的網(wǎng)絡中，可融合其他網(wǎng)絡或技術(shù)仁如WiFi,UWB等，速率可以達到54 Mbit/ s，甚至更高。：1)可靠性提高在無線Mesh網(wǎng)絡中，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)點便可以自動轉(zhuǎn)向其他可接入的鏈路，因而對網(wǎng)絡的可靠性有了很大程度的提高。對于鋪設大規(guī)模的無線網(wǎng)狀網(wǎng)來說尤其重要。2) 動態(tài)性，自適應性，自動組網(wǎng)，自我恢復，對拓撲結(jié)構(gòu)和鏈接質(zhì)量的變化靈活自適應，通過考慮鏈路質(zhì)量，最大化用戶的吞吐量，保證高移動性和大幅度提升服務能力。它綜合了多種具有吸引力的特點：1) 完全分布式結(jié)構(gòu)，提供鏈路和節(jié)點運作性能短時異常后的自我恢復，確保沒有系統(tǒng)級的單點故障。在任何時刻，所有的路由都保證是不會發(fā)生環(huán)路的。除了路由環(huán)路避免機制(該機制消除了致使大多數(shù)距離向量路由協(xié)議備受困擾的路由環(huán)路問題)外，一個特殊的消息機制也被引入，用于進一步加強收斂速度，以及通過讓路由盡可能本地化來減少路由開銷。在AWR中，每個節(jié)點都持續(xù)跟蹤其與周邊節(jié)點的連接狀況，并敏感地發(fā)現(xiàn)斷掉的連接。在AWR中，每個路由器都維持一個包含所有必要信息的路由表，以便將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其目的地。路由協(xié)議設計的目標是滿足應用的需求，同時盡量減少系統(tǒng)的復雜度，降低開銷，更有利地利用資源。由于無線電波隨著距離衰減，節(jié)點的傳輸范圍有限，因此源節(jié)點在向目的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，通常需要其他節(jié)點的協(xié)助，所以在無線網(wǎng)狀網(wǎng)中，路由協(xié)議是不可缺少的部分。如果一條路徑由于硬件故障或干擾而停止工作，網(wǎng)狀網(wǎng)會自動改變信息包的路由，使它們穿過一條替代路徑。點到點網(wǎng)絡節(jié)點過濾掉所有信息包，只留下自己的信息包，與此不同的是，網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點接收要傳給其它節(jié)點的信息包，并把它們再次傳送出去。無線MESH網(wǎng)絡技術(shù)的核心是移動跳接式路由技術(shù)，是其能實現(xiàn)移動寬帶的根本。結(jié)果相互連接的幾個子網(wǎng)。圖b顯示了兩個無線 。在圖例中，每一個MP集中于一個MPP，這個MPP就像一個橋，使用標準的橋接協(xié)議連接Mesh網(wǎng)與其他網(wǎng)絡。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)絡相連時既使用2層的橋接又要使用3層的Internet網(wǎng)絡連接方式?；旌霞軜?gòu)將是最有應用前景的方案。而基礎結(jié)構(gòu)提供了與其他網(wǎng)絡，諸如Internet, WiFi, WiMAX、蜂窩網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡等的互聯(lián)。3)混合無線Mesh網(wǎng)絡 這個結(jié)構(gòu)是上面兩種網(wǎng)絡的結(jié)合?？蛻舳藷o線Mesh網(wǎng)絡通常使用一種無線電技術(shù)的設備。因此在這種網(wǎng)絡中不需要Mesh路由器。2) 客戶端無線Mesh網(wǎng)絡Client Meshing提供了客戶端設備之間的對等網(wǎng)絡。骨干無線Mesh網(wǎng)絡是最常用的類型。對于那些與Mesh路由器使用相同無線電技術(shù)的傳統(tǒng)客戶端，它們可以直接與Mesh路由器通信。Mesh路由器可以通過網(wǎng)關功能與Internet相連，為傳統(tǒng)客戶端提供骨干網(wǎng)并使無線Mesh網(wǎng)絡通過Mesh路由器的網(wǎng)關/網(wǎng)橋功能與現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡的融合。除了最常用的IEEE相關技術(shù)標準外，無線Mesh網(wǎng)絡的基礎骨干可以使用各種不同的無線電技術(shù)。無線Mesh網(wǎng)絡的網(wǎng)絡架構(gòu)根據(jù)節(jié)點的功能主要可以分為三類。為了進一步提高Mesh網(wǎng)絡的靈活性，Mesh路由器通常多個使用相同無線訪問技術(shù)或者不同無線訪問技術(shù)的無線接口并以較低的傳輸能量實現(xiàn)相同覆蓋范圍的多跳通信。無線Mesh網(wǎng)絡主要結(jié)構(gòu)由Mesh路由器和Mesh客戶端組成。他擁有動態(tài)自組織的和自配置的特點，網(wǎng)絡中的節(jié)點自動建立和維護它們之間的Mesh連接。在這種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，移動節(jié)點之間可以直接或間接通信，避免“三角路由”的出現(xiàn)，改善移動網(wǎng)絡性能，同時能迅速地接入主干網(wǎng)絡，為移動用戶提供快捷準確的服務。802. 20 填補了當前802. 16 的低移動性高數(shù)據(jù)速率與蜂窩網(wǎng)高移動性低數(shù)據(jù)速率之間的性能空間。 標準的目的：一是兼取固定無線接人網(wǎng)絡的高數(shù)據(jù)傳輸速率和蜂窩網(wǎng)絡的高移動性之優(yōu)勢，解決固定無線接入的低移動性和高速移動業(yè)務需求增長之間的矛盾；二是實現(xiàn)低成本、隨時隨地接入，各種IP業(yè)務共存的移動寬帶無線接入網(wǎng)在全世界范圍內(nèi)的配置。如果這一小組的提案得以采納，將推動WiMAX獲得更大的發(fā)展。 目前， Ad hoc特別委員會正在研究點到點數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹С?、信號障礙穿越等問題。為了支持用戶的可移動性。Mesh拓撲結(jié)構(gòu)在可靠性、覆蓋面積、規(guī)劃用戶和前期的低投入方面都有很好的表現(xiàn)。減少內(nèi)部干擾可以增加頻率的再使用，提供頻譜利用率；減少外部干擾，可以減少保護頻帶。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短的鏈路來減少干擾。對基于無線Mesh結(jié)構(gòu)的WMAN來說，用戶站(SS)間可直接或間接通信，不必通過基站(BS)中轉(zhuǎn)。同時，隨著節(jié)點數(shù)的增加， Mesh網(wǎng)絡的健壯性加強，覆蓋范圍擴大。網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都與周圍鄰居節(jié)點形成多條鏈路，并且可以選擇其中的一條鏈路，用來傳輸來自本節(jié)點或其他節(jié)點的信息。鑒于無線Mesh網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展?？蛻舳薓esh結(jié)構(gòu)中，所有設備工作在WLAN 的Ad hoc網(wǎng)絡模式下，WMN通過自動配置實現(xiàn)節(jié)點間的互聯(lián)，擺脫了以往對AP的依賴。這樣，在新的WLAN架構(gòu)中，WLAN的AP自動形成WLAN的WMN骨干網(wǎng)。使之具有Mesh路由器的功能，業(yè)務流轉(zhuǎn)發(fā)給鄰近的AP進行的多跳傳輸。對DCF或EDCA加以必要的改進，可高效地工作于多跳Mesh網(wǎng)絡中。當安全的Mesh鏈路建立以后，Mesh節(jié)點需要與其他Mesh節(jié)點協(xié)調(diào)以解決競爭和共享無線媒體的問題，來保證該節(jié)點本身及其他節(jié)點的數(shù)據(jù)包通過多跳的WMN有效轉(zhuǎn)發(fā)。IEEE 802 .11s提出了無線Mesh網(wǎng)絡的參考體系結(jié)構(gòu)。 ，主要研究為WMN定義媒體接入控制(MAC)層和物理層協(xié)議的無線分布式系統(tǒng)（WDS）的協(xié)議，以實現(xiàn)無線網(wǎng)絡在多個AP之間通過自配置多跳的方式組網(wǎng)，提高無線網(wǎng)絡覆蓋范圍。通常需要通過增加AP的辦法來實現(xiàn)擴大網(wǎng)絡的覆蓋，無疑增加了建設成本。目前，、。WMN的網(wǎng)絡組織方式與傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡迥然不同，WMN技術(shù)作為一項能夠?qū)崿F(xiàn)靈活組網(wǎng)的技術(shù)與其它寬帶接入技術(shù)相比，具有投資少，建設周期短，提供業(yè)務快。隨著無線Mesh網(wǎng)絡技術(shù)的廣泛應用，IEEE 802 的相關標準組正在致力于推動WMN技術(shù)的發(fā)展，制訂相關的技術(shù)標準。其本質(zhì)其實是一種替代線纜的技術(shù)而不是純正的無線網(wǎng)絡技術(shù)，因為它面向的是移動設備間的小范圍連接。所制訂的主要標準有針對室內(nèi)無線主干系統(tǒng)的HiperLink和用于無線局域網(wǎng)接入的HiperLAN1和HiperLAN2。由歐洲電信標準化協(xié)會(ETSI)的寬帶無線電接入網(wǎng)絡(BRAN)小組著手制定，已推出HiperLANl和HiperLAN2。不過由于HomeRF技術(shù)標準沒有公開，僅獲得了數(shù)十家公司的支持，并且在抗干擾能力等方面與其它技術(shù)標準相比也存在不少欠缺，從而導致了HomeRF標準應用和發(fā)展前景有限，又加上市場營銷策略失當、后續(xù)研發(fā)與技術(shù)升級進展遲緩，HomeRF技術(shù)在2000年以后便走上了下坡路，2001年HomeRF的普及率降至30%，HomeRF的失敗已成定局。HomeRF把共享無線接入?yún)f(xié)議（SWAP）作為未來家庭聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)指標，基于該協(xié)議的網(wǎng)絡是對等網(wǎng)，因此該協(xié)議主要針對家庭無線局域網(wǎng)。2FSK方式下，最大數(shù)據(jù)的傳輸速率為1Mbps；4FSK方式下，速率可達2Mbps。采用跳頻擴頻（FHSS）技術(shù)，跳頻速率為50跳/秒, 共有75個帶寬為1MHz的跳頻信道，室內(nèi)覆蓋范圍為45米。它提供了對流媒體的支持。當然，安裝了無線網(wǎng)卡的臺式機，也一樣可作為移動站。4)移動站(station):也即最終的用戶。3)無線媒介(Wierless mdeium):為了把幀從一個工作站傳到另一個工作站，協(xié)議定義了無線媒介的概念。AP就負責有線到無線的網(wǎng)橋功能。:1)分發(fā)系統(tǒng)(Distrbution system):是協(xié)議中的一個邏輯部件，它用來連接一定數(shù)量的AP，從而完成把數(shù)據(jù)幀傳遞到分發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的目的地。802．1lg技術(shù)現(xiàn)在還沒有芯片廠家提供，提供成熟的大規(guī)?？缮逃卯a(chǎn)品還需一段時間，但有可能會對雙頻無線局域網(wǎng)設備產(chǎn)生影響。802．1lg其實是一種混合標準，它既能適應傳統(tǒng)的802．1lb標準，在2．4GHz頻率下提供每秒11Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸率，也符合802．1la標準在5GHz頻率下提供54Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸率。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)境的無線應用；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，對于5．2GHz的設備必須使用集成天線。多速率機制的MAC(介質(zhì)接人控制)確保當工作站之間距離過長、干擾太大或信噪比低于某個門限時，傳輸速率能夠從11Mbps自動降到5．5Mbps，或者根據(jù)直接序列擴頻技術(shù)調(diào)整到2Mbps和1Mbps。80211b規(guī)定的是動態(tài)速率，允許數(shù)據(jù)速率根據(jù)噪音狀況進行自動調(diào)整。 傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡技術(shù) 目前，在傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡標準和規(guī)范方面,、HomeRF、HyperLAN2以及藍牙技術(shù)等，它們各有特點，其應用領域也不盡相同。WMN被寫入了IEEE相關的諸多標準中。WMN是移動Ad Hoc網(wǎng)絡的一種特殊形態(tài)，早期研究源于移動Ad Hoc網(wǎng)絡的研究與開發(fā)。本文依據(jù)當今無線網(wǎng)絡現(xiàn)狀以及西南科技大學的實際情況，在重點研究無線MESH技術(shù)的前提下，提出一種綜合現(xiàn)有無線網(wǎng)絡技術(shù)、無線MESH網(wǎng)絡技術(shù)和有線骨干網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的校園無線MESH網(wǎng)絡，提出規(guī)劃方案以及管理方案。 近年來，由于無線通信需求的推動以及