有線寬帶無(wú)線化技術(shù)探討

摘 要：本文通過(guò)對(duì)有線寬帶無(wú)線化技術(shù)的探討，對(duì)WLAN技術(shù)在移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)述，結(jié)合移動(dòng)公司與鐵通公司寬帶業(yè)務(wù)融合互補(bǔ)的需要，探討了移動(dòng)WLAN網(wǎng)絡(luò)中AP本地轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)及集中轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理，完成了鐵通有線寬帶業(yè)務(wù)在移動(dòng)WLAN網(wǎng)絡(luò)上的承載試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了有線寬帶無(wú)線化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：WLAN；AP；有線寬帶；本地轉(zhuǎn)發(fā)模式；集中轉(zhuǎn)發(fā)模式；有線寬帶無(wú)線化

中圖分類號(hào)：TN925

1 WLAN技術(shù)及移動(dòng)公司W(wǎng)LAN組網(wǎng)概述

WLAN（Wireless Local Area Network），無(wú)線局域網(wǎng)，是利用無(wú)線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以無(wú)線多址信道作為傳輸媒介，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)LAN（Local Area Network）的功能，能夠使用戶真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入。WLAN開始是作為有線局域網(wǎng)絡(luò)地延伸而存在的，各團(tuán)體、企事業(yè)單位廣泛地采用了WLAN技術(shù)來(lái)構(gòu)建其辦公網(wǎng)絡(luò)。但隨著應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，WLAN正逐漸從傳統(tǒng)意義上的局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展成為\"公共無(wú)線局域網(wǎng)\"，成為國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)INTERNET寬帶接入手段。WLAN具有易安裝、易擴(kuò)展、易管理、易維護(hù)、高移動(dòng)性、保密性強(qiáng)、抗干擾等特點(diǎn)。因此，該技術(shù)為電信運(yùn)營(yíng)商所采用，并投入商用。

移動(dòng)公司W(wǎng)LAN接入系統(tǒng)主要由接入點(diǎn)設(shè)備AP（Access Point）、接入點(diǎn)交換機(jī)或ONU和局端接入控制設(shè)備AC（Access Controller）組成，AP是無(wú)線用戶的接入點(diǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)無(wú)線終端（手機(jī)、PAD、筆記本等）接入；接入點(diǎn)交換機(jī)或ONU完成AP的匯聚及遠(yuǎn)程供電；AC是接入控制器，主要完成WLAN用戶的接入控制，計(jì)費(fèi)信息采集以及無(wú)線業(yè)務(wù)管理和控制。AP和AC設(shè)備包括胖瘦兩種架構(gòu)：胖架構(gòu)下，AC僅包括“用戶接入控制功能”，不含“無(wú)線控制功能”。瘦架構(gòu)下，AC包括“用戶接入控制功能”和“無(wú)線控制功能”。移動(dòng)WLAN組網(wǎng)采用瘦AP加AC的組網(wǎng)方式，其優(yōu)點(diǎn)為AP配置集中可控，組網(wǎng)規(guī)模大，便于業(yè)務(wù)擴(kuò)展及維護(hù)。

WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是中國(guó)移動(dòng)“無(wú)線+基站光纜延伸+IP+IMS”的全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略的重要部分，其在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)會(huì)成為蜂窩系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)乃至4G網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充，也是移動(dòng)公司進(jìn)入寬帶市場(chǎng)的重要基礎(chǔ)和切入點(diǎn)。WLAN網(wǎng)絡(luò)主要覆蓋數(shù)據(jù)流量密集區(qū)域，優(yōu)先在TD、EGPRS業(yè)務(wù)需求高的地點(diǎn)進(jìn)行了覆蓋，確保了客戶無(wú)線寬帶體驗(yàn)。WLAN網(wǎng)絡(luò)是TD網(wǎng)絡(luò)的有益補(bǔ)充，通過(guò)TD與WLAN的協(xié)同，提升了在熱點(diǎn)區(qū)域的無(wú)線寬帶服務(wù)能力，保證了用戶實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)傳輸速率在500Kbps以上，有了良好的寬帶上網(wǎng)體驗(yàn)。移動(dòng)公司為滿足全業(yè)務(wù)市場(chǎng)下的客戶寬帶上網(wǎng)需求，同時(shí)也做為彌補(bǔ)中國(guó)移動(dòng)有線寬帶能力不足的重要手段，WLAN網(wǎng)絡(luò)有效提升了移動(dòng)公司全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)能力和降低了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手捆綁營(yíng)銷的影響力。

2 鐵通公司有線寬帶與移動(dòng)WLAN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)結(jié)合的可行性分析

吉林省移動(dòng)公司在WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面已形成了一定規(guī)模，截至2013年末，在網(wǎng)WLAN AP數(shù)量達(dá)到4.25萬(wàn)個(gè)，實(shí)現(xiàn)了各主要城市城區(qū)中高校、商業(yè)區(qū)、賓館、醫(yī)院、政府機(jī)關(guān)、金融企業(yè)、交通樞紐等人流較為密集、窗口功能突出的重要公共場(chǎng)所WLAN覆蓋率超過(guò)80%。經(jīng)過(guò)移動(dòng)公司數(shù)據(jù)提取分析，移動(dòng)WLAN網(wǎng)絡(luò)中AP低業(yè)務(wù)流量乃至零業(yè)務(wù)流量（超閑）的AP數(shù)量占比達(dá)到30%以上，如何盤活超閑AP對(duì)移動(dòng)公司來(lái)說(shuō)是面臨的一個(gè)課題。

吉林鐵通目前寬帶的接入方式為FTTB（Fiber To The Building）、FTTH（Fiber To The Home）及DSLAM（Digital Subscriber Line Access Multiplexer），依賴光電纜的覆蓋實(shí)現(xiàn)寬帶用戶的接入。從目前的狀況來(lái)看各地市寬帶業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)普遍乏力，這給實(shí)現(xiàn)扭虧的目標(biāo)增加了難度。寬帶業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)乏力主要原因之一就是舊區(qū)新域市場(chǎng)拓展的停止，使寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展在接入層存在大量空白區(qū)域。在建設(shè)投資資金緊張與市場(chǎng)發(fā)展需求的矛盾不斷加劇下，如何與移動(dòng)公司網(wǎng)絡(luò)方面進(jìn)行融合，如何利用好上市公司網(wǎng)絡(luò)資源成為鐵通公司所要思考的問(wèn)題。

自2012年末以來(lái)，吉林鐵通多個(gè)地市拿到了移動(dòng)WLAN的代維權(quán)，在代維的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，移動(dòng)公司目前在全省有數(shù)量巨大的超閑AP，這是其工程建設(shè)前期與市場(chǎng)脫節(jié)，追求建設(shè)速度造成的結(jié)果。面對(duì)大量超閑AP閑置資源，使之能夠發(fā)揮作用，用來(lái)解決鐵通有線寬帶業(yè)務(wù)在未覆蓋區(qū)域?qū)崿F(xiàn)接入，發(fā)展用戶，提高鐵通公司市場(chǎng)占用率，是鐵通公司希望達(dá)到的目標(biāo)。鐵通有線寬帶在移動(dòng)WLAN網(wǎng)絡(luò)AP的業(yè)務(wù)接入，還可解決移動(dòng)公司W(wǎng)LAN熱點(diǎn)超閑AP問(wèn)題。

基于上述分析，鐵通公司有線寬帶與移動(dòng)WLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)合提供了可能性。

3 有線寬帶無(wú)線化技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理

實(shí)現(xiàn)鐵通有線寬帶無(wú)線化技術(shù)核心為WLAN熱點(diǎn)AP設(shè)備需要對(duì)鐵通及移動(dòng)公司2套獨(dú)立業(yè)務(wù)信號(hào)共同承載，并轉(zhuǎn)發(fā)到各自網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入。移動(dòng)公司AP信號(hào)既有SSID（Service Set Identifier服務(wù)集標(biāo)識(shí)）為CMCC和CMCC-AUTO，設(shè)定鐵通信號(hào)SSID為JLTT，這就要求每臺(tái)AP能夠完成這3個(gè)信號(hào)輸出，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入。AP具備的本地轉(zhuǎn)發(fā)及集中轉(zhuǎn)發(fā)模式，為AP承載鐵通及移動(dòng)兩個(gè)信號(hào)成為可能，具體實(shí)現(xiàn)如下：

3.1 本地轉(zhuǎn)發(fā)方式

用以實(shí)現(xiàn)鐵通有線寬帶信號(hào)JLTT在AP上的承載，具體組網(wǎng)（見(jiàn)圖1）及技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

（1）AP到AC為二層網(wǎng)絡(luò)，匯聚交換機(jī)ZXR8905以TRUNK方式與AC連接，各WLAN熱點(diǎn)的VLAN由接入交換機(jī)標(biāo)識(shí)并進(jìn)行透?jìng)鳌?/p>

（2）AP管理采用私網(wǎng)IP地址。地址由AC分配，AC開啟DHCP SERVER。AP接入網(wǎng)絡(luò)后通過(guò)DHCP OPTION 60發(fā)現(xiàn)AC，AC給AP下發(fā)相應(yīng)配置。

（3）上網(wǎng)用戶IP地址由鐵通BRAS分配，終結(jié)用戶業(yè)務(wù)VLAN，并對(duì)用戶進(jìn)行鑒權(quán)認(rèn)證。

（4）AP與AC之間無(wú)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)鏈路，AP采用本地轉(zhuǎn)發(fā)，AC只做AP管理，無(wú)業(yè)務(wù)流量經(jīng)過(guò)AC。

圖1

3.2 集中轉(zhuǎn)發(fā)方式

用以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)WLAN信號(hào)CMCC、CMCC-AUTO在AP上的承載，具體組網(wǎng)（見(jiàn)圖2）及技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

（1）AP到AC為二層網(wǎng)絡(luò)，匯聚交換機(jī)ZXR8905以TRUNK方式與AC連接，各WLAN熱點(diǎn)的VLAN由接入交換機(jī)標(biāo)識(shí)并進(jìn)行透?jìng)鳌?/p>

（2）AP管理采用私網(wǎng)IP地址。地址由AC分配，AC開啟DHCP SERVER。AP接入網(wǎng)絡(luò)后通過(guò)DHCP OPTION 60發(fā)現(xiàn)AC，AC給AP下發(fā)相應(yīng)配置。

（3）上網(wǎng)用戶IP地址由移動(dòng)BRAS分配，用戶接入AP后，數(shù)據(jù)包封裝CAPWAP隧道到達(dá)AC，再由AC解析CAPWAP隧道轉(zhuǎn)發(fā)到BRAS業(yè)務(wù)子接口，由BRAS終結(jié)用戶業(yè)務(wù)VLAN，并對(duì)用戶進(jìn)行鑒權(quán)認(rèn)證。

（4）AC直掛在BRAS之下，在AC上運(yùn)用二層隧道轉(zhuǎn)發(fā)模式，進(jìn)行集中轉(zhuǎn)發(fā)。在集中轉(zhuǎn)發(fā)模式下管理流、業(yè)務(wù)流均經(jīng)過(guò)AC。

圖2

確定上述技術(shù)方案后，在AC設(shè)備上完成數(shù)據(jù)配置并下發(fā)，就可實(shí)現(xiàn)利用AP本地轉(zhuǎn)發(fā)模式實(shí)現(xiàn)鐵通無(wú)線信號(hào)JLTT的接入及利用集中轉(zhuǎn)發(fā)模式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)無(wú)線信號(hào)CMCC、CMCC-AUTO的接入。

4 有線寬帶無(wú)線化技術(shù)試驗(yàn)實(shí)施及論證

本次試驗(yàn)點(diǎn)選在吉林市統(tǒng)泰新物華WLAN熱點(diǎn)，該熱點(diǎn)為經(jīng)營(yíng)電氣、電子、照明等器材的大型商場(chǎng)，共有A、B、C三座建筑，安裝貝爾公司AP共計(jì)102臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)WLAN信號(hào)的全面覆蓋。由于商場(chǎng)先期為中國(guó)聯(lián)通有線寬帶接入，用戶選擇移動(dòng)WLAN信號(hào)的較少，因此AP設(shè)備呈現(xiàn)超閑狀態(tài)，因此利用該熱點(diǎn)進(jìn)行鐵通有線寬帶無(wú)線化試驗(yàn)，完全具備條件。

4.1 確定試驗(yàn)步驟及要求

（1）鐵通寬帶業(yè)務(wù)互聯(lián)通道的建立。需在鐵通中心局IP城域網(wǎng)匯聚交換機(jī)與移動(dòng)橋頭生產(chǎn)樓WLAN承載網(wǎng)匯聚交換機(jī)建立千兆數(shù)據(jù)鏈路通道。通道光功率在-13DB以內(nèi)，接口CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤數(shù)為0，鏈路丟包率為0%。

（2）統(tǒng)泰新物華熱點(diǎn)傳輸PTN通道的數(shù)據(jù)配置。需將鐵通業(yè)務(wù)VLAN以TAG形式進(jìn)行封裝傳輸。

（3）統(tǒng)泰新物華熱點(diǎn)接入以太網(wǎng)交換機(jī)的數(shù)據(jù)配置。需將鐵通業(yè)務(wù)VLAN以TAG形式進(jìn)行封裝，配置上行端口及AP接入端口。

（4）移動(dòng)貝爾AC數(shù)據(jù)配置及下發(fā)。需實(shí)現(xiàn)AP移動(dòng)信號(hào)CMCC、CMCC-AUTO及鐵通信號(hào)JLTT共同下發(fā)。

（5）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。上述四項(xiàng)工作完成后，需對(duì)移動(dòng)CMCC、CMCC-AUTO上網(wǎng)參數(shù)及鐵通JLTT上網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。

4.2 獲取試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)

按照試驗(yàn)計(jì)劃，順利地完成了鐵通寬帶業(yè)務(wù)互聯(lián)通道的建立、傳輸PTN通道的數(shù)據(jù)配置、熱點(diǎn)接入以太網(wǎng)交換機(jī)的數(shù)據(jù)配置及移動(dòng)貝爾AC數(shù)據(jù)配置及下發(fā)工作。

利用WLAN測(cè)試手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，統(tǒng)泰新物華熱點(diǎn)102臺(tái)AP，均實(shí)現(xiàn)移動(dòng)CMCC、CMCC-AUTO信號(hào)及鐵通有線寬帶JLTT信號(hào)共同覆蓋，信號(hào)強(qiáng)度>=-65DB，符合接入要求。采用筆記本電腦，在各個(gè)測(cè)試區(qū)域進(jìn)行了全面測(cè)試，利用鐵通JLTT信號(hào)寬帶測(cè)試達(dá)到4M寬帶下載速度（500KB/S左右，寬帶賬號(hào)為4M賬號(hào)），接入穩(wěn)定性到發(fā)展用戶要求（丟包率在1‰以內(nèi)，至鐵通網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延在10MS以內(nèi)）。同時(shí)利用移動(dòng)CMCC信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，達(dá)到移動(dòng)提供的2M寬帶下載速度（200KB/S左右，丟包率在1‰以內(nèi)，至移動(dòng)網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延在10MS以內(nèi)），各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)良好。

4.3 試驗(yàn)取得的效果

實(shí)現(xiàn)了利用移動(dòng)WLAN空閑AP接入鐵通有線寬帶信號(hào)，經(jīng)過(guò)測(cè)試及試運(yùn)行，接入的鐵通寬帶運(yùn)行效果良好，經(jīng)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，各項(xiàng)指標(biāo)與有線寬帶接入指標(biāo)相當(dāng)，有效降低了鐵通建網(wǎng)及維護(hù)成本，同時(shí)解決了移動(dòng)公司超閑AP指標(biāo)較差問(wèn)題。

4.4 試驗(yàn)達(dá)到的目的

本試驗(yàn)項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)為AP本地轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)與集中轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)并用，實(shí)現(xiàn)AP鐵通與移動(dòng)雙路無(wú)線WLAN信號(hào)的覆蓋。試驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)了鐵通固網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)匯聚層與移動(dòng)WLAN互聯(lián)網(wǎng)匯聚層的業(yè)務(wù)對(duì)接，達(dá)到了利用移動(dòng)WLAN互聯(lián)網(wǎng)接入層實(shí)現(xiàn)鐵通固網(wǎng)有線互聯(lián)網(wǎng)覆蓋延伸的目標(biāo)。

5 有線寬帶無(wú)線化技術(shù)應(yīng)用前景展望

自2013年4月中旬有線寬帶無(wú)線化試驗(yàn)成功后，吉林市市區(qū)統(tǒng)泰新物華、市郊下洼子村、移動(dòng)村通工程33個(gè)點(diǎn)，共計(jì)35個(gè)吉林市移動(dòng)公司W(wǎng)LAN接入站點(diǎn)，陸續(xù)實(shí)施了鐵通有線寬帶無(wú)線化接入，已成功接入鐵通寬帶用戶300余戶，取得了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平穩(wěn)、故障率低、用戶感知度良好的效果。因此，合理使用移動(dòng)公司W(wǎng)LAN熱點(diǎn)的AP資源，使其承載鐵通有線寬帶接入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)鐵通有線寬帶無(wú)線化，將有效拓展鐵通的寬帶市場(chǎng)，達(dá)到鐵通與移動(dòng)公司寬帶網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)發(fā)展雙贏的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉乃安.無(wú)線局域網(wǎng)：WLAN原理技術(shù)與應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：呂智（1972.09-），男，本科，1995年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，研究生，副總經(jīng)理，副高級(jí)通信工程師。

作者單位：中國(guó)鐵通吉林市分公司，吉林吉林 132001