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中国教育网络 2021.2-3
当前，在校师生普遍利用智能终端（笔记本、平板、智能手机等）在教室、实验室、图书馆、报告厅、会议室以及室外广场等各类场所开展工作、学习和研究活动。移动终端数量的快速增长、智慧校园新业务快速更新迭代，是高校校园网络所面临的主要挑战。为师生提供低延时、高带宽、大并发的无线网络服务，已成为高校校园网建设的首要目标。
Wi-Fi 6作为新一代无线技术标准，最大物理速率理论上能达到9.6Gbps，可适用于并发大带宽流量的场景，典型的应用场景包括大量上行流量需求应用；低时延传输要求应用以及低功耗低成本M2M 局域应用。
Wi-Fi 6技术
Wi-Fi 技术的发展
无线网络20年的发展历程，是人们对高带宽不断追求的过程。几乎每经过4~5年左右，网络就会出现一次技术变革，变革的主要目的是提高带宽，表1列出了 802.11新命名的标准。
11a/g，理论带宽54Mbps，并规定了2.4G 与5GHz 的Wi-Fi 可用信道。
11n，第一次在Wi-Fi 技术里使用了MIMO，在2.4G 与5GHz 下支持最多4根
天线，4空间流，同时支持40MHz 的信道捆绑技术，以提高带宽。802.11n 40MHz 频宽下单空间流理论最大带宽为150Mbps，因此4空间流最大带宽为600Mbps。
孙涛11ac，主要在5GHz 的信道上做了优化，支持80MHz 的频宽（wave2阶段开始支持160MHz），单空间流在80MHz 的频宽下最大带宽达到433Mbps，虽然11ac
设计可以支持8空间流，但在实际产品中最多只用到4空间流，4空间流时可达1.733Gbps；在11ac wave2阶段开始支持下行MU-MIMO(多用户的MIMO)，将AP 由每时刻只能有一个终端通信的Hub 模式变成了可以多用户同时通信的交换模式，
有效改善了网络资源利用率，让无线AP 的通信能力大幅提升。
11ax（Wi-Fi6），作为新一代无线技术标准，引入了一种更高效的数据传输模式频分复用技术OFDMA。Wi-Fi 6在优化了原有的调制编码策略的情况下，将Wi-Fi 5的256-QAM 优化成1024-QAM，将一个调制信号可以携带的数据量从8个bit 提
升到10个bit。与Wi-Fi 5的256QAM 相比，Wi-Fi 6容量性能提高了25%，802.11ax 的最大物理速率理论上能达到9.6Gbps。
Wi-Fi 6主要应用场景
Wi-Fi 6主要用于高并发、大带宽流
基于Wi-Fi 6的
大学城无线网铺设
表1 新命名的 802.11
标准表2 应用场景对带宽和时延的需求
无线网
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量和低时延场景，表2可以看出AR/VR 及4K 都有高带宽的需求，他们被广泛应用到了教学、企业、医疗等行业。
无线校园网络不仅是释放一个无线信号和快速安全的无线接入，特别是VR、4K 视频、AGV 工业应用等大带宽低时延的无线应用快速崛起。在建设无线网络时就需要考虑应对未来的应用，同时还要兼顾校园内的物联网需求，实现大互联。
最新一代的Wi-Fi 6使得校园网建设空间面向未来大规模的VR/4K/AGV 等应用的无线网络成为可能。在Wi-Fi 6时代，无线网络带宽、容量、时延将得到较大改善。部署无线网络时通过良好的网络规划和设计，可最为经济高效地拥有一个满足未来5年应用的无线网络系统。
深圳大学城Wi-Fi 6
无线网络建设案例
建设目标
深圳大学城建成规模采用Wi-Fi 6标准的智慧科教园区。实现清华大学深圳国际研究生院、北京大学深圳研究生院、哈尔滨工业大学（深圳）、深圳大学城图书馆等入驻单位及大学城管办的全覆盖。
1.高密覆盖，高密场所如大学城国际会议中心、各校国际会议中心、以及大学城体育中心，为开学典礼、高端学术讲座
及论坛等大型活动提供千人无线并发接入和高带宽保证，保障参与活动师生Wi-Fi 极速体验。
2.超低时延，智能应用加速，实现10ms 的超低时延。为智慧课堂AV/VR 课堂体验提供无线网络保障，以开展创新教学、用科技手段激发学生学习兴趣。
3.远端单元（RU）入室，敏捷分布式部署，信号覆盖无死角，无线性能提升20%，提升学生宿舍网络满意度。
4.融合物联网，打造可感知网络。为深圳大学城图书馆建设智慧应用提供网络基础设施和流量保障。
设计方案
大学城网络信息中心的两台 40G 高端核心交换机是整个网络的核心，分别链接到清华大学区、北京大学区、哈工大区、外联区、管理办区、数据中心区、大学城其它项目区，网络拓扑如图1所示。在大学城内，共部署无线高密放装型AP 1577台，宿舍区部署4387个面板式AP，实现了大学城国际会议中心、大学城图书馆、室外操场、三校的教室、科研办公区等全覆盖。
典型场景
1.在Wi-Fi 6网络的承载下，无线网络信号覆盖范围比之前扩大了20%，1000+人高密用户并发，高清视频、在线会议、无线投屏等业务流畅、有序开展。
2.深圳大学城图书馆是深圳市电子资
源最丰富的图书馆，实现了Wi-Fi 6全覆盖。该馆现建成了图书盘点智慧应用，利用盘点机器人、基于物联网进行图书数据采集和定位系统，通过Wi-Fi 6网络实时上传图书错架信息后，实现对图书的自动化盘点，盘点效率得到显著提升。目前馆内共有2台智能盘点机器人，能在夜晚闭馆期间对全馆在架图书进行基于每本书上RFID 芯片信息的自动盘点，并利用Wi-Fi 6网络实施回传中央服务器。在Wi-Fi
6网络零丢包、无损漫游的特性支持下，盘点机器人实时生成图书摆放层架信息报表。图书馆工作人员白天工作时段根据报表改正有误的图书摆放位置，提高图书排架准确率。据试运行统计，平均每台盘点机器人每小时可盘点2万多册图书，一晚上能盘点近19万册。而这些工作量以往需要15名馆员同时在岗，整晚不间断盘点才能完成。
校园无线大数据分析平台
深圳大学城作为高校密集型园区，重点任务之一是为入驻高校提供稳定、安全、有序、高效的教学、科研和生活环境保障。
入驻单位通过无线大数据可以全面了解学生日常生活的方方面面。网络运维人员也可以了解网络运行的方方面面。校园无线大数据分析平台为学生管理与网络运维提供数据支撑，提升精细化运维无线网络能力，提升决策效率。
深圳大学城建设智慧科教园区网络，初步实现了“一号”体验精细化服务，“一码”尽享智慧园区生活，“一网”共享无边界资源，“一屏”掌控园区动态，为园区师生提供无边界的精细化服务和一致性的智慧园区体验，帮助深圳大学城实现了显著的
数字化提升。相比以往，大学城各入驻单位课堂师生互动比例上升40%，科研仿真模拟效率提升30%，运维人力下降60%，能耗使用下降30%。（责编：郑
艺龙）
（作者单位1为清华大学深圳国际研究生院信息中心，2为深圳大学城网络信息中心，
3为华为技术有限公司）
图1 深圳大学城Wi-Fi 6网络拓扑
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