淺談4G與校園無線結(jié)合的新思路

摘 要：4G時(shí)代已經(jīng)來臨，將會(huì)給現(xiàn)有的校園無線網(wǎng)絡(luò)（Campus Wireless Network以下簡(jiǎn)稱CWN）帶來怎樣的沖擊和變革。筆者結(jié)合自身的管理經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勑孪敕ā?/p>

關(guān)鍵詞：4G；CWN；結(jié)合

中圖分類號(hào)：TN925

4G牌照的發(fā)放，代表我國(guó)新的通信時(shí)代來臨。依據(jù)前期的技術(shù)驗(yàn)證和小規(guī)模測(cè)試所得實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，網(wǎng)絡(luò)傳輸和覆蓋質(zhì)量都是3G無法比擬的。因此在其商用后，帶給無線網(wǎng)絡(luò)的沖擊是不可抗拒的。無線網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變也是不可避免的。

1 4G與CWN的基本概念

所謂4G，就是指第四代移動(dòng)通訊及其技術(shù)。在ITU（國(guó)際電聯(lián)）的定義里，任何達(dá)到或超過100Mbps的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都可以稱為4G，所以4G現(xiàn)在至少包含了LTE和WiMAX兩種不同類型的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。而我國(guó)主要是建設(shè)LTE型無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過TD-LTE（時(shí)分雙工）與FDD-LTE（頻分雙工）兩種模式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，通過技術(shù)測(cè)試，單一用戶實(shí)際下載速度達(dá)到20～40Mbps。雖然這個(gè)值遠(yuǎn)未達(dá)到理論下載速率，但對(duì)比校園網(wǎng)的2～10Mbps，還是有非常大的提升。

CWN主要采用Wi-Fi技術(shù)，它是一種能夠?qū)€(gè)人電腦、手持設(shè)備等終端以無線方式互相連接的技術(shù)，是當(dāng)今使用最廣的一種無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。目前主要使用802.11N技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速度在150Mbps～300Mbps之間，少數(shù)院校還在使用802.11b/g，實(shí)際傳輸速率在100Mbps以下。CWN通過此技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)校區(qū)內(nèi)移動(dòng)終端的無線連網(wǎng)。實(shí)際開通速率，以各大院校的實(shí)際用戶情況為準(zhǔn)，一般為2～10Mbps之間。

2 CWN面臨的挑戰(zhàn)

為解決最后一公里的連接問題，CWN適時(shí)而生。從輔到主，從小到大，從寡到多，無線的實(shí)際地位和重要性不斷提高。但隨著智能終端的普及和APP應(yīng)用不斷豐富，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸品質(zhì)的要求也越來越高。前期投入建設(shè)的校園CWN已不堪重負(fù)，亟待升級(jí)。

從總體來看，目前校園CWN面臨幾大問題：與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的重疊、出口帶寬的尷尬、技術(shù)升級(jí)的選擇、安全問題的延續(xù)、信道分配沖突、停電與宕機(jī)、后期持續(xù)保障等。

CWN除了由校方自行建設(shè)外，各ISP的無線覆蓋工程和傳統(tǒng)2G上網(wǎng)業(yè)務(wù)也在運(yùn)行，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制下，CWN陷入四面楚歌。雖可通過技術(shù)手段保障一部分用戶，但難保質(zhì)量。如果全面升級(jí)，意味著大投入和對(duì)ISP的清理。不升級(jí)，將面對(duì)校園無線上網(wǎng)用戶對(duì)CWN使用滿意度的降低，直至流失。

CWN在建設(shè)之初，僅是有線的輔助和補(bǔ)充，只分擔(dān)了少量骨干和出口帶寬。隨著智能上網(wǎng)設(shè)備的快速普及，APP應(yīng)用激增，各類游戲、視頻、網(wǎng)聊充斥網(wǎng)絡(luò)，無線流量帶寬成倍增長(zhǎng)，原有帶寬已經(jīng)不堪重負(fù)，骨干和出口已經(jīng)需要通過新增出口引擎、擴(kuò)大出口帶寬、限制行為管理等方式才能保障原有用戶的體驗(yàn)。在原用戶沒減少新用戶又增加的情況下，給現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和內(nèi)外網(wǎng)出口交換帶來了非常大的壓力。而一旦加大出口投入，如果不能讓情況得到根本改善，還是要對(duì)內(nèi)網(wǎng)的架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

從最初的內(nèi)外網(wǎng)分離、抵御外網(wǎng)攻擊、強(qiáng)化內(nèi)網(wǎng)管理，到現(xiàn)在的網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)、僅保障核心關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全，內(nèi)網(wǎng)淪為“以網(wǎng)養(yǎng)網(wǎng)”的創(chuàng)收工具。而那些只提供接入，而不提供服務(wù)與質(zhì)量的行為，已經(jīng)行不通了。

有些學(xué)院采取了與ISP共建分成的模式。早在學(xué)生公寓接入網(wǎng)絡(luò)之初就已經(jīng)交于ISP去規(guī)劃與建設(shè)，學(xué)院只負(fù)責(zé)對(duì)辦公區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)用戶接入。CWN的需求并不大，對(duì)校園網(wǎng)改造和投入也不多。在這種情況下，再投入建設(shè)，意義不大。但隨著筆記本電腦、平板、智能手機(jī)等的使用增多，用戶不斷提出的無線接入需求，也不得不考慮。

3 4G面臨的機(jī)遇

3.1 4G技術(shù)更加先進(jìn)與便利

4G是集3G與WLAN于一體。由于它的功率（對(duì)比3G）更小、輻射更小，因此基站密度更高、覆蓋范圍交叉面積更多、通信質(zhì)量更高，用戶體驗(yàn)更好。

基于4G的運(yùn)行保障機(jī)制，數(shù)據(jù)的加密性更高、設(shè)備的運(yùn)行和認(rèn)證管理機(jī)制更加合理完善、數(shù)據(jù)之間的漫游實(shí)現(xiàn)更有保障，對(duì)分散用戶和獨(dú)立用戶更為適合，同時(shí)對(duì)用戶實(shí)名認(rèn)證相對(duì)更為嚴(yán)格。

按4G的傳輸標(biāo)準(zhǔn)100Mbps～300Mbps進(jìn)行計(jì)算，換算成字節(jié)為12.5MB～37.5MB，理論上一部1G字節(jié)的電影，下載時(shí)長(zhǎng)約27～82秒，實(shí)際下載時(shí)長(zhǎng)約為200～410秒。這比目前10Mbps校園用戶分配帶寬的下載速度要快1倍以上。

4G主要是通過SIM卡模式進(jìn)行接入，因此在上網(wǎng)卡和MiFi等便攜設(shè)備中也必須插入一張SIM卡。依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行法律規(guī)定，開設(shè)移動(dòng)業(yè)務(wù)必須提供姓名、ID等真實(shí)有效信息，即滿足了國(guó)家提出的實(shí)名制上網(wǎng)要求，又杜絕了空戶和虛假信息的存在。

3.2 分離用戶后核心應(yīng)用的安全得到提升

4G采用的都是電信級(jí)設(shè)備，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性、可靠性及信號(hào)的覆蓋和質(zhì)量都比民用級(jí)強(qiáng)太多。電信級(jí)的安全級(jí)別更高，數(shù)據(jù)的加密、防破解、唯一性等更可靠，受到同網(wǎng)用戶的干擾最小。

將學(xué)院的關(guān)鍵業(yè)務(wù)進(jìn)行收縮、集中管理，減少管理范圍，加大安全保障力度，對(duì)核心外的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)分級(jí)、分區(qū)管理，這樣有助于提高服務(wù)質(zhì)量，提升用戶的使用滿意度，也能使核心業(yè)務(wù)的安全質(zhì)量得到提升。

3.3 停電與宕機(jī)對(duì)無線覆蓋的影響更小

由于4G采用無線覆蓋的基站式建設(shè)，學(xué)院內(nèi)部的區(qū)域停電、線路施工、核心設(shè)備宕機(jī)等都不會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)中斷。即便出現(xiàn)故障，所造成的直接影響也是非常小的。

4 4G與CWN的結(jié)合之路

從目前來看，ISP的4G的投入采用兩種模式，基站建設(shè)和熱點(diǎn)建設(shè)。國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商針對(duì)CWN的區(qū)域性建設(shè)方案不同，總體來說，2G、3G與4G會(huì)并存。

學(xué)院在4G與CWN的結(jié)合上，也可分為兩種模式：一種是繼續(xù)保持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的使用，不增加新的投入。對(duì)新增的移動(dòng)用戶以4G接入為主，對(duì)辦公無線用戶，實(shí)現(xiàn)MiFi和傳統(tǒng)接入。這種模式投入少，對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)影響不大，適用于已經(jīng)實(shí)施無線建設(shè)的學(xué)院。二種是收縮傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，不重新建設(shè)CWN。對(duì)所有個(gè)體用戶采用4G接入，對(duì)機(jī)房、電子閱覽室等集中使用場(chǎng)所采用光纖專線接入，保留樓宇之間的三層交換和路由。此模式對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的改造相對(duì)較多，即保留了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的彈性，又減少了投資費(fèi)用，適用于還未建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的學(xué)院。

當(dāng)然學(xué)院可在保障用戶上網(wǎng)使用質(zhì)量為前提下，依據(jù)自身情況進(jìn)行CWN的建設(shè)規(guī)劃。

5 結(jié)束語(yǔ)

Wi-Fi最新標(biāo)準(zhǔn)采用了802.11AC標(biāo)準(zhǔn)。更新就意味著換代，無論是設(shè)備購(gòu)置還是終端支持，都是一筆不菲的投資。4G與CWN的結(jié)合之路，也是一個(gè)值得考慮和期待的選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)移動(dòng)將推TD-LTE服務(wù)：TDD與FDD技術(shù)對(duì)比.新浪科技，http：//news.mydrivers.com/1/285/285318.htm.2013.12.4.

[2]全球最快4G網(wǎng)速：22.1Mbps.驅(qū)動(dòng)之家，http：//news.mydrivers.com/1/254/254752.htm.2013.2.15.

[3]4G知識(shí)大科普：什么叫TD-LTE/FDD-LTE？中關(guān)村在線，http：//3.zol.com.cn/403/4030997.html.2013.10.10.

作者簡(jiǎn)介：李剛，湖北荊州人，工程師，講師，主要從事網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用方面工作。

作者單位：荊州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 宣傳部，湖北荊州 434020