“WLAN+專線”業(yè)務(wù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

周志剛

摘 要：介紹了“WLAN+專線”的業(yè)務(wù)概念及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，分析了三種不同形式的“WLAN+專線”業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)模式，并闡述了WLAN網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備要求和無線寬帶建設(shè)原則等。

關(guān)鍵詞：WLAN+專線；組網(wǎng)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備；無線寬帶

中圖分類號(hào)：TN915.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.067

隨著國(guó)內(nèi)“智能終端”的快速發(fā)展，餐飲、休閑、客運(yùn)、交通服務(wù)等行業(yè)對(duì)“Wi-Fi”產(chǎn)品的需求不斷增長(zhǎng)。本文分別對(duì)無線接入點(diǎn)（AP）設(shè)備、無線接入控制器（AC）設(shè)備及三種組網(wǎng)技術(shù)方案進(jìn)行了闡述。

1 “WLAN+專線”業(yè)務(wù)描述

“WLAN+專線”業(yè)務(wù)是電信運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)網(wǎng)專線產(chǎn)品的豐富與延伸，是互聯(lián)網(wǎng)專線產(chǎn)品的一個(gè)子集，是電信運(yùn)營(yíng)商利用本網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和豐富的內(nèi)容資源，針對(duì)用戶需求，在傳統(tǒng)有線互聯(lián)網(wǎng)專線業(yè)務(wù)接入的末端延伸“Wi-Fi”布點(diǎn)，以滿足專線用戶新的業(yè)務(wù)需求。其用戶可向自己的客戶群提供免費(fèi)的“Wi-Fi”服務(wù)。

實(shí)現(xiàn)“WLAN+專線”業(yè)務(wù)應(yīng)該滿足的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范如下：

《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求 第11部分：無線局域網(wǎng)媒體訪問控制和物理層規(guī)范：5.8 GHz頻段高速物理層擴(kuò)展規(guī)范》（GB 15629.1101—2006）；《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求 第11部分：無線局域網(wǎng)媒體訪問和物理層規(guī)范：2.4 GHz頻段較高速物理層擴(kuò)展規(guī)范》（GB 15629.1102—2003）；《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求 第11部分：無線局域網(wǎng)媒體訪問和物理層規(guī)范》（GB 15629.11—2003）；《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng) 特定要求 第11部分：無線局域網(wǎng)媒體訪問控制和物理層規(guī)范：附加管理域操作規(guī)范》（GB/T 15629.1103—2006）；《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求 第11部分：無線局域網(wǎng)媒體訪問控制和物理層規(guī)范：2.4 GHz頻段更高數(shù)據(jù)速率擴(kuò)展規(guī)范》（GB 15629.1104—2006）；IEEE Std 802.11：信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求 第11部分：無線局域網(wǎng)媒質(zhì)接入控制層（MAC）和物理層，1999；IEEE Std 802.11b：2.4 GHz頻段高速物理層擴(kuò)展，1999；IEEE Std 802.11a：5 GHz頻段高速物理層，2000；IEEE Std 802.11g：2.4 GHz頻段更高速物理層擴(kuò)展，2003；IEEE Std 802.11n：基于MIMO的高吞吐量改進(jìn)，2009；IEEE 802.11i：MAC層安全性增強(qiáng)，2004；IEEE 802.11e：MAC層QoS增強(qiáng)，2005；IEEE 802.3：CSMA/CD接入方式和物理層規(guī)范，2005；RFC5415，CAPWAP協(xié)議，2009。

2 “WLAN+專線”業(yè)務(wù)組網(wǎng)技術(shù)方案

根據(jù)實(shí)際需要，選擇不同的WLAN設(shè)備制式、業(yè)務(wù)平臺(tái)功能。“WLAN+專線”業(yè)務(wù)平臺(tái)在不同的階段可以選擇不同的方式。

2.1 提供基礎(chǔ)接入方式

提供基礎(chǔ)接入方式的組網(wǎng)方案如圖1所示。

該方式適用于電信運(yùn)營(yíng)商為用戶提供寬帶專線接入，增加WLAN接入設(shè)備。WLAN設(shè)備既可以采用瘦AP+AC方式，也可以采用胖AP方式，并采用電信運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的PPPoE認(rèn)證方式為用戶提供認(rèn)證，認(rèn)證點(diǎn)在電信運(yùn)營(yíng)商既有認(rèn)證系統(tǒng)中。

該方式的優(yōu)點(diǎn)：既不需要改造認(rèn)證平臺(tái)，也不需要投資業(yè)務(wù)平臺(tái)，項(xiàng)目實(shí)施較快。

該方式的缺點(diǎn)：無法提供Portal認(rèn)證，無法為用戶提供多樣化的認(rèn)證手段和類似于廣告推送等增值業(yè)務(wù)。

2.2 運(yùn)營(yíng)商自建認(rèn)證和管理平臺(tái)方式

運(yùn)營(yíng)商自建認(rèn)證和管理平臺(tái)方式的組網(wǎng)方案如圖2所示。

圖1 提供基礎(chǔ)接入方式的組網(wǎng)方案圖 圖2 運(yùn)營(yíng)商自建認(rèn)證和管理平臺(tái)方式的組網(wǎng)方案圖

電信運(yùn)營(yíng)商運(yùn)用該方式可為用戶提供寬帶接入，增加WLAN接入設(shè)備。WLAN設(shè)備既可以采用瘦AP+AC方式，也可以采用胖AP方式。電信運(yùn)營(yíng)商自建網(wǎng)絡(luò)管理和業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)AC設(shè)備管理、AP設(shè)備管理、上網(wǎng)用戶行為管理、Portal認(rèn)證、廣告推送、內(nèi)容管理和運(yùn)營(yíng)管理等功能，為用戶提供多樣化的認(rèn)證手段和多種增值業(yè)務(wù)。同時(shí)，要根據(jù)具體需求分階段部署，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)功能。系統(tǒng)功能包括根據(jù)不同的認(rèn)證方式提供相應(yīng)的系統(tǒng)功能或接口（短信驗(yàn)證碼認(rèn)證方式需要短信網(wǎng)關(guān)或接口，微信、QQ、微博認(rèn)證方式需要合作方的驗(yàn)證接口）、根據(jù)國(guó)家相應(yīng)的安全要求保障用戶的安全及大數(shù)據(jù)分析功能等。

運(yùn)用該方式需注意建設(shè)或引入的管理平臺(tái)系統(tǒng)與WLAN接入設(shè)備的兼容性。

該方式的優(yōu)點(diǎn)：①客戶資料和數(shù)據(jù)全部在電信運(yùn)營(yíng)商自建平臺(tái)中，管理方便，適合作為戰(zhàn)略定位長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展；②可以為用戶提供多樣化的認(rèn)證手段，便于開展增值業(yè)務(wù)。

該方式的缺點(diǎn)：①需要對(duì)既有系統(tǒng)進(jìn)行更新、改造或新建，涉及系統(tǒng)多、投資大；②涉及的系統(tǒng)和設(shè)備聯(lián)調(diào)工作較多，包括需要測(cè)試不同廠家WLAN設(shè)備與平臺(tái)的兼容性，部署時(shí)間較長(zhǎng)。

2.3 采用第三方云平臺(tái)方式

采用第三方云平臺(tái)方式的組網(wǎng)方案如圖3所示。

電信運(yùn)營(yíng)商運(yùn)用該方式可為用戶提供寬帶接入，增加WLAN接入設(shè)備。WLAN設(shè)備既可以采用瘦AP+AC方式，也可以采用胖AP方式，同時(shí)采用第三方云平臺(tái)為用戶提供多樣化的認(rèn)證手段，實(shí)現(xiàn)廣告推送功能。第三方云平臺(tái)的使用方式包括租用、合作等，但第三方云平臺(tái)需兼容電信運(yùn)營(yíng)商的WLAN接入設(shè)備。

該方式的優(yōu)點(diǎn)：①使用的是第三方云平臺(tái)，電信運(yùn)營(yíng)商投資少；②接入WLAN 設(shè)備后即可開展業(yè)務(wù)，部署快、建設(shè)周期短；③經(jīng)營(yíng)方式靈活。

該方式的缺點(diǎn)：①客戶資源都在第三方云平臺(tái)中，不歸屬電信運(yùn)營(yíng)商，由合作方對(duì)客戶進(jìn)行管理；②需要甄別行業(yè)內(nèi)第三方云平臺(tái)的業(yè)務(wù)能力；③需要考慮第三方云平臺(tái)與不同廠家WLAN接入設(shè)備的兼容性。

3 WLAN網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備要求

3.1 無線網(wǎng)絡(luò)控制器AC

無線網(wǎng)絡(luò)控制器AC存在于無線寬帶中，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)無線AP的集中管理和配置控制，對(duì)于可運(yùn)營(yíng)、可維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)來說必不可少。無線網(wǎng)絡(luò)控制器AC的功能主要有以下幾種。

3.1.1 集中管理無線網(wǎng)絡(luò)

無線網(wǎng)絡(luò)控制器AC具有集中管理無線網(wǎng)絡(luò)的功能，可以集中對(duì)無線AP進(jìn)行操作、維護(hù)和管理，包括數(shù)據(jù)配置、性能管理和故障管理等。運(yùn)用無線網(wǎng)絡(luò)控制器AC也可以對(duì)用戶行為進(jìn)行集中分析管理，大大簡(jiǎn)化了運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的部署和維護(hù)。

3.1.2 無線網(wǎng)絡(luò)安全管理

無線網(wǎng)絡(luò)控制器AC具有強(qiáng)大的無線網(wǎng)絡(luò)安全管理功能，主要包括以下三方面：①支持多種無線網(wǎng)絡(luò)安全管理功能，比如支持WEP/WPA/WPA2/802.1x方式、無線IPS/IDS、二層用戶的隔離和ACL控制；②支持多種認(rèn)證方式，比如支持802.1x認(rèn)證、MAC地址認(rèn)證、Portal認(rèn)證、PPPoE認(rèn)證和WAPI方式認(rèn)證；③支持非法AP檢測(cè)及后續(xù)處理，比如支持無線攻擊防御、靜態(tài)黑/白名單、減少非法用戶對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的沖擊。

3.1.3 無線用戶運(yùn)營(yíng)管理

以用戶為顆粒度，實(shí)現(xiàn)用戶鑒權(quán)、接入和計(jì)費(fèi)等，支持用戶的地理定位能力、用戶的QoS流量控制能力、基于MAC的接入控制和基于MAC的VLAN控制，滿足無線網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)需求。運(yùn)用無線網(wǎng)絡(luò)控制器AC還可以為用戶提供漫游和切換控制，支持層3與層2的漫游與切換，實(shí)現(xiàn)在漫游切換場(chǎng)景下的統(tǒng)一計(jì)費(fèi)。

3.1.4 支持靈活的業(yè)務(wù)流交換方式

支持層3與層2的路由組網(wǎng)，支持集中交換、分布式交換、混合交換等交換方式，滿足運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的多種組網(wǎng)需求。

3.1.5 智能無線資源管理

智能無線資源管理包括無線信道智能切換、速率選擇、無線功率智能調(diào)整、用戶負(fù)荷分擔(dān)控制等，最大限度地提高無線資源的使用效率。

3.1.6 提供全面的業(yè)務(wù)QoS保證

支持報(bào)文分類和流量控制、DSCP流量調(diào)度、端到端的QoS映射、負(fù)荷均衡和接納控制，同時(shí)也支持802.11e。

自行建設(shè)的WLAN網(wǎng)絡(luò)，其無線網(wǎng)絡(luò)控制器既可以采用1+1備份方式，也可以采用N+1備份方式。

3.2 無線AP設(shè)備

無線AP設(shè)備支持胖/瘦AP工作模式互相切換、IEEE802.11b/g/n頻段工作模式、基于不同類型用戶的VLAN分配等，在提供無線接入服務(wù)的同時(shí)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中的非法AP、干擾AP進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和抑制。

3.2.1 無線AP設(shè)備的類型

無線AP設(shè)備主要分為室內(nèi)分布式AP、室內(nèi)面板式AP、室內(nèi)放裝式AP、室內(nèi)吸頂式AP和室外型AP五類。

3.2.2 無線AP設(shè)備的頻段及工作模式

無線AP設(shè)備可工作于2.4 GHz和5.8 GHz兩種頻段下，并具有以下三種模式：①單頻，支持802.11b/g/n，1發(fā)送*1接收：1空間流；②單頻，支持802.11b/g/n，2發(fā)送*2接收：2空間流；③雙頻，支持802.11a/n+b/g/n，2發(fā)送*2接收：2空間流。

4 無線寬帶建設(shè)原則

802.11b/g/n協(xié)議規(guī)定，WLAN工作頻段帶寬為83.5 MHz，劃分為14個(gè)子頻道，每個(gè)子頻道帶寬為22 MHz。子頻道分配如圖4所示。

圖4 子頻道分配圖

如圖4所示，在多個(gè)頻道同時(shí)工作的情況下，為保證各頻道之間互不干擾，要求兩個(gè)頻道的中心頻率間隔不能低于25 MHz。在一個(gè)覆蓋區(qū)內(nèi)，直序擴(kuò)頻技術(shù)最多可以提供3個(gè)不重疊的頻道同時(shí)工作，提供高達(dá)33 Mbps的吞吐量。因此，頻點(diǎn)分配原則如下：①采用同一頻點(diǎn)組中的3個(gè)不重疊頻點(diǎn)進(jìn)行頻點(diǎn)規(guī)劃。②相鄰覆蓋區(qū)域的AP不使用相同頻點(diǎn)。③相同頻點(diǎn)通過間隔較遠(yuǎn)的距離或者建筑隔斷增加同頻隔離度，避免同頻干擾。④在容量極高區(qū)域，可采用1，3，6，8，11，13頻點(diǎn)的緊湊復(fù)用，提高區(qū)域內(nèi)的承載容量。采用此方式時(shí)，必須提供各個(gè)AP的覆蓋區(qū)域和模測(cè)效果，用于證明已采用避免干擾的布點(diǎn)及規(guī)劃。圖5所示為2.4 G頻點(diǎn)規(guī)劃示意圖。

圖5 2.4 G頻點(diǎn)規(guī)劃示意圖

無線局域網(wǎng)產(chǎn)品在802.11系列標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，規(guī)定了5.8 G工作頻段。802.11a的工作頻率為5 GHz U-NII（免許可證國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施）頻段中的300 MHz帶寬，頻譜劃分如圖6所示。

圖6 頻譜劃分圖

在用5.8 G頻段信號(hào)進(jìn)行橋接傳輸時(shí)也要注意頻點(diǎn)的規(guī)劃。為了避免同頻干擾，建議采用同一頻點(diǎn)組中的3個(gè)不重疊頻點(diǎn)進(jìn)行頻點(diǎn)規(guī)劃。

5 勘測(cè)設(shè)計(jì)說明

5.1 覆蓋目標(biāo)

室內(nèi)95%的區(qū)域RSSI功率可達(dá)到-70 dBm以上，所有區(qū)域RSSI功率可達(dá)到-75 dBm以上；無線空口數(shù)據(jù)包平均丟失比例不超過5%.覆蓋效果是無線網(wǎng)絡(luò)性能的基礎(chǔ)，因此，針對(duì)具體項(xiàng)目需要現(xiàn)場(chǎng)勘探規(guī)劃和事后測(cè)試調(diào)整。

5.2 覆蓋要素

5.2.1 信道規(guī)劃原則

同層相鄰區(qū)域異頻覆蓋，鄰層相同區(qū)域異頻覆蓋，異頻信道隔離不小于4.對(duì)于高密度業(yè)務(wù)量區(qū)域，可選擇雙頻設(shè)備覆蓋，但要考慮覆蓋用戶群。智能終端（手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等）無線網(wǎng)卡一般使用頻段為2.4 GHz，因此，對(duì)于AP頻段達(dá)到5.8 GHz的，要慎重使用，避免無效投資。

5.2.2 功率控制

吸頂AP和放裝AP最大功率為20 dBm，室內(nèi)面板式AP最大功率為13 dBm，分布式AP最大功率為27 dBm，室外AP最大功率27 dBm。上述功率需同時(shí)滿足覆蓋需求和安全需求。

5.2.3 覆蓋密度規(guī)劃

覆蓋過密會(huì)導(dǎo)致干擾太大，過疏會(huì)導(dǎo)致信號(hào)太弱。覆蓋密度規(guī)劃時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：①室內(nèi)吸頂AP覆蓋半徑以20 m左右最佳。②室內(nèi)面板式AP功率低，專門用于重點(diǎn)小區(qū)域精細(xì)化覆蓋，以覆蓋單個(gè)房間最佳，最多不要超過2個(gè)房間。③室內(nèi)分布式AP主要受限于功分器衰減，一般不要多于4級(jí)功分器。④室內(nèi)放裝式AP覆蓋半徑與吸頂AP相當(dāng)，一般放置于走廊，可同時(shí)覆蓋10個(gè)房間。⑤室外式AP覆蓋范圍廣，一般架設(shè)在樓頂，可以覆蓋半徑為300 m的區(qū)域。如果業(yè)務(wù)量大，可以采用多AP異頻同區(qū)域覆蓋。對(duì)于室外覆蓋室內(nèi)的情況，從室外透過封閉的混凝土墻后的無線信號(hào)幾乎不可用，因而只能考慮利用從門、窗入射的信號(hào)。

5.3 無線網(wǎng)絡(luò)勘測(cè)工具

以現(xiàn)場(chǎng)勘察、測(cè)試時(shí)所用的工具為參考，具體使用工具以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為主。

5.3.1 硬件

無線網(wǎng)絡(luò)勘測(cè)硬件主要包括WLAN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀、企業(yè)級(jí)無線網(wǎng)卡、客戶實(shí)際業(yè)務(wù)會(huì)使用的無線終端、AP、數(shù)碼照相機(jī)、長(zhǎng)距離測(cè)距尺、各類增益天線、后備電源、膠帶和捆扎帶。

5.3.2 軟件

無線網(wǎng)絡(luò)勘測(cè)軟件主要有流量測(cè)試軟件 NetIQ Chariot、信號(hào)測(cè)試軟件 NetStumbler、無線路測(cè)軟件 AirMagnet Surveyor、無線分析軟件 AirMagnet Laptop Analyzer、無線分析平臺(tái)-黃馬甲、無線勘測(cè)定位分析平臺(tái) Ekahau。

6 結(jié)束語

“WLAN+專線”業(yè)務(wù)初期以接入業(yè)務(wù)“前向收費(fèi)”為主，隨著業(yè)務(wù)的擴(kuò)大及熱點(diǎn)覆蓋區(qū)域和人群的增長(zhǎng)，逐步增加了針對(duì)第三方的增值服務(wù)，比如流量分發(fā)、廣告推送和數(shù)據(jù)挖掘等，最終過渡到以“后向收費(fèi)”為主。后向收費(fèi)是傳統(tǒng)接入業(yè)務(wù)與新型互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)的組合。

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〔編輯：劉曉芳〕