无线网络覆盖建设方案
1.项目背景和意义
1.1.建设背景
2021年7月教育部等六部门发布了《关于推进教育新型基础设施建设构建高质 量教育支撑体系的指导意见》，该政策指出推进教育新基建要遵守四个原则：坚持需求导向、坚持创新引领、坚持协同推进、坚持统筹兼顾；以教育新基建壮大新动能、 创造新供给、服务新需求，对准确把握新发展阶段、深入贯彻新发展理念、服务构建新发展格局提出新的思路和举措，对实现教育数字转型和高质量发展具有重要意义。
信息化基础设施是数字校园建设的基础和外显形式。信息化基础建设主要由“网”和“端”构成。网指的是网络环境，包括有线网络、无线网络、物联网等。端指的是教学终端、学生终端以及学习空间，包括计算机、交互式一体机、智慧黑板等教学终端，还包括学生的PAD、一卡通、物联网手环等数字化终端。基础设施的作用 在于服务教学，而国家在推进的教学模式的改革和课程的改革也对基础设施提出新的要求。
随着新兴技术的发展，数字校园的建设重点也逐渐聚集在应用服务上，包括课 堂上的教学应用软件，也包括在教学管理、校园管理上的服务应用。教育信息化技术正围绕了教、学、管、评等核心业务不断发展丰富，规范文件也指出数字校园的建设要适度超前、特色发展，在满足学校教育教学现实需求的基础上，对校园基础设施、 应用系统进行一定的前瞻性设计和实现。
1.2.建设必要性
随着无线网络的日益普及和移动应用的大规模部署，学校的教学、科研、管理和生活的方式也正在发生转变。各种移动终端的兴起，为学校的师生用户提供了更加丰富多彩的多媒体应用，大大改善了师生之间的沟通、协同能力，从而使学校的教学、 科研、管理等工作更加便捷有效。
随着数字化转型深入，智能网络终端和越来越多的创新应用正在推动教育信息化的转型升级，学生和教师的期望在不断提高，他们希望可以获得更好的网络服务、获
得更丰富的多媒体体验，包括在线学习、沉浸式虚拟环境教学、线上备课、智慧化管理等等，并且希望能够在公共场所、教室、图书馆、礼堂、会议室等任何地方，任何时间，实现高效便捷的无线网络体验。
然而，目前无线校园网络仍然存在很多挑战，主要体现在如下几方面：
●新型教育业务承载能力不足。4K/8K 直播课堂、AR/VR 课堂、全息教育、4K高 清监控、三个课堂等新型业务对网络带宽提出更高需求；
●建设与运维成本高。教育信息系统建设以及多网融合导致的建设、运维成本高昂；
●当前无线网络为用户提供便利的无线上网，但缺乏大数据分析平台，不能更好的给校领导提供辅助决策分析；
2.项目已有基础
23所中小学校无线网络前期基本未建设，仅有办公室教师自行安装 家庭版无线路由器用于连接WIFI，核心交换机不足以满足校园带宽需求，路由器及防火墙均未安装，网络存在安全隐患。
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3.项目实施内容
3.1.项目主要任务和目标
项目目标：
利用成熟的网络技术、Wi-Fi 技术、云计算、大数据、人工智能等信息技术，实 现校园高速、稳定、安全的无线建设，Wi-Fi 全校覆盖，实现计算机教室、教师办公、 教室的数字化，实现校园管理的数字化。
实现信息系统互联互通。拓展现实校园的时空维度，实现应用系统互联互通。针对校园网业务需求，结合无线 WLAN 特性，通过接入多种形态的智联终端和教 育装备，构建全连接的无线校园网，部署整合计算、存储、AI、安全能力的教育边缘云，提供具备管理、安全等能力的应用平台，来建设智慧校园并打造多样化教育应用。
项目任务：
做到全校无线覆盖，无信号死角；校园无线网方案应具有技术先进性、性能优良、使用便利、兼容性好、易管理及数据可量化等特点。无线网的建设方案应符合网络技术发展的趋势，采用业界领先的技术标准，支持802.11ax 协议，同时设备性能和功能处于业界先进水平，可承载学校多种网络业务， 并可满足学校未来网络业务发展的需求。
支持接入多种认证方式，满足不同场景（师生用户、外来访客等）下，不同终端（如教学pad 等）接入的便捷性。与现有的网络设备、认证系统兼容，并实现对接，保证无线、有线网络一体化认证计费，保证校园网整体的兼容性。提供无线大数据平台，将无线网定位数据推送到学校数据中心，并结合学校数据 中心的相关业务数据能够展示相关数据分析，为学校的教学、科研、管理提供可视化 的数据支撑。提供无线网管平台，可针对学校无线网的运行状况、无线信道的质量以 及无线网络的负载情况提供可视化的数据分析。
3.2.项目建设原则
1).先进性和成熟性
系统设计既要采用超前思维、先进技术和系统工程方法，又要注意思维的合理性、
技术的可行性、方法的正确性。系统的设计不但能反映当今的先进技术和理念，而且要具有发展潜力，能保证未来若干年内占主导地位。系统设计的先进性与成熟性并重，同时要考虑到近年来的应用发展特点，把先进性放在重要位置。
2).开放性和标准化
系统设计要遵从中华人民共和国国家标准、教育部数据交换标准，能够与遵循上
述标准的其他系统交换信息，实现信息资源一致与共享。
3).可靠性和稳定性
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。
4.场景化的无线覆盖
无线信号由于会受到天气、周边环境及已经部署在学校场景的其他无线信号源
的干扰，确保新建无线信号的稳定是本次建设的首要解决的问题。通过实际环境地勘，测试无线信号等方法，确定影响本次无线建设的各种因素，进行综合分析，针对不同场景采用了多种不同类型产品进行针对性部署设计，如办公室采用智分+方案进行信
号入室覆盖；大型场馆、教室采用高密度AP覆盖；室外根据不同场景采用全向AP 与定向AP组合的方式覆盖等等。通过这种场景化的无线部署方案确保新建无线网络在信号稳定、无盲区的覆盖。同时针对产品的选择上均采用在高教行业客户中有大规模实际应用的设备，经历了充分的市场验证，保证设备质量，稳定运行。
5多种无线认证方式按需选择
现阶段校园无线网络认证方式主要采用web认证与802.1X两种方式，本次方案设计充分考虑两种认证方式特点，结合现有认证系统、用户规模、使用需求等特点， 针对两种方式均进行了充分考虑与针对性设计，可实现在两种认证方式中自由选择与切换，同时满足大规模集中认证以及跨厂商设备认证时的认证接入体验，且与学校现有认证系统完全兼容。另外针对两种认证方式的安全性均进行了重点考虑，防止出现账号冒用等安全风险。
6.从用户体验出发的智能化网络管理
目前校园无线网络针对运维管理方面，除了包括设备运行状态、网络拓扑、调
试配置等基础网络管理功能外，还需细化到包括无线网络优化、用户体验分析、基于终端的故障分析告警等深层次需求，本次方案设计针对网络运维管理方面可提供基础的网络设备监控、故障告警、主动通知管理员、拓扑管理、信号热图等功能，同时还实现了基于终端用户体验的可视化管理与分析，从一个用户的终端角度分析无线网络使用体验的好坏与问题，让学校无线网络体验到底是优、良、差完全可视化的呈现出来，并提供数据依据支撑。同时提供无线智能网优、一键体检等特色功能，帮助学校实现快速部署、简便运维。
7.无线大数据分析与应用
为了充分发挥无线网络建设价值，更好的服务于学校教学、管理、师生生活等
日常业务，本次方案设计除了包括基础的无线硬件设备外，针对学校无线建成后的数据挖掘与应用进行了针对性设计。通过无线大数据平台将无线设备运行数据、无线用户行为等数据进行统一收集，并进行数据治理与分析。实现对学生行为进行分析，实时掌握学生的最新动态，了解学生的最新行为状态，辅助学校进行管理。
8.开放兼容的整体方案设计
方案从整体出发，除了需要覆盖的办公区、教学区、室外区域之外，针对宿舍
区域的无线覆盖同样进行了统一规划与设计，同时方案充分考虑到学校现有的网络设备与认证系统，通过部署无线网关设备的方式，统一与学校现有认证系统进行对接，
实现多厂商设备统一认证的需求，满足学下后期网络扩容建设的开放性与灵活性要求。
3.3.项目技术方案
在各学校无线采用全光网覆盖建设，通过光纤或者光电混合缆传输距离长，大带宽和灵活升级等特点，保障未来5-15年基础网络应用承载。
建设说明以太全光无线智慧校园设计
无线智慧校园WIFI6设计
采用业界成熟的以太全光网络，具有上下行对称带宽，开放兼容性强，端口扩展
灵活、独享千/万兆光缆入室（多媒体教室&计算机房&办公室）、哑终端精准入网管控、软件定义网络（SDN）极简运维等优
所有无线AP通过光纤或光电混合缆连接，采用本地适配器取电或者光电混合缆 集中取电，达到灵活安装布放。校园无线根据场景化来安装。
所有前端AP设备通过中心机房部署的无线控制器进行集中管理与配置文件/优化策略下发。
通过软件定义网络的（SDN）控制器进行对前端多口以太全光交换机进行入网管 理；通过软件定义网络的（SDN）控制器进行对前端入网的哑终端进行智能精准入网管控；通过软件定义网络的（SDN）控制器和校园集中承载网关配合进行多业务子网融合承载与互访可视化控制与管理。
由于场景物理结构空间的障碍、人员的密集度等都对无线网络的使用体验存在不良影响，所以校园无线将对不同的场景及应用需求配备不同型号的AP产品。
分场景建设说明
1． 教室场景
教室无线应用主要是电子书包、三个课堂、VR/AR应用等无线终端。其特点是一间电子书包教室，终端数在50~60台，根据教学内容，需要同时接收
课件、播放课件、观看画面等动作。并发性高、时延要求高，画面进度的一致性、同步性要求都相对较高。
建设每间采用一台三射频的高密度AP，搭配2.4G和5G芯片，最高可以支持3 个5G频道同时工作，提供充足的性能，满足老师和60个学生的统一终端网络接入和 移动等需求，可允许同时流畅播放高清视频
2． 办公场景
办公根据不同规模的办公室安装无线设备不同。
领导办公室或双人办公室，部署带光口上行WIFi6面板AP（本地独立供电）与 楼栋以太全光汇聚下行光口互联互通（自带4个千兆下行电口和1个1G/2.5G上行光 口）；在有线信息点位不超过8个的多人多终端办公室/小型会议室，部署带光口上行WIFi6面板AP（本地独立供电）与楼栋以太全光汇聚下行光口互联互通（自带8个千兆下行电口和1个1G/2.5G上行光口）实现有线无线一体化无线覆盖部署。
对于大办公采用交换机入室+无线AP的部署模式，同时也支持灵活安装部署的桌面型交换机，并考虑室内部署美观。
3． 大型会议室、图书馆等大开间、高密集用户场景
该场景环境开阔，面积大，障碍物少；无线用户数多，用户终端类型多样，数据
流量类型多样，对AP的兼容性要求高。
建设采用三射频的高密度AP，搭配2.4G和5G芯片，满足不同的类型的终端接 入，单台AP可允许同时为100个终端使用，能够流畅浏览网页、朋友圈及播放普通 视频。
4． 室外场景
环境开阔，经常风吹雨淋日晒，并发用户不多，但要求接受灵敏度高，覆盖距离
远。
建设方案：采用内置天线的室外无线AP。双射频，采用WiFi6技术，有效覆盖 距离为100米~150米。校门口采用内置物联网芯片的AP，可以支持物联网应用，如 进出校考勤等业务。
项目应用情况
1.全校覆盖无线网络后， 全校WIFI6覆盖无死角，全校WIFI漫游自动切 换，无线终端稳定在线。
4.项目建设成效
(一)实现校园无线全覆盖，为师生在各个场景区域提供便利的无线接入服务。采用无线频谱分析工具对无线AP覆盖范围进行验收，所有重点区域必须全部满足2.4G和5G的信号全覆盖，信号强度需大于-50db，重点区域信号强度大于-40db。若存在未达标区域，则调整部署安装方式，保证覆盖范围。
(二)实现校园全场景覆盖，线缆集中供电远距离传输 光电混合缆理线盒、特制细光电混合缆部署简洁，保证施工部署周期快，点对点供电远距离传输，保障用电安全；缆线在各种环境中的敷设方式、布放间距均应符合设计要求。缆线的布放应自然平直，不得产生扭绞、打圈、接头等现象，不应受外力的挤压和损伤。
(三)无线性能完全释放，灵活扩展光主机、AP支持2.5G端口，支持AX3000的无线速率，根据环境按需可选择下 联1、4、8千兆LAN口的AP接入，光电混合缆部署后可以使用二十年以上，未来网 络升级改造可以更换设备不需要重新布线，更方便灵活扩容。
(四)搭建无线大数据平台，为校园安全保驾护航 大数据平台完成与学校数据中心对接。学校数据中心可保存实时无线定位数据，同时，无线网络运维管理系统、无线网络智能综合部署优化平台提升无线运维效率。
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