隨著WLAN無線局域網(wǎng)在2008年奧運會中的嶄露頭角和2009年國內(nèi)的大規(guī)模商用，WLAN越來越得到業(yè)界的重視。WLAN無線局域網(wǎng)采用無線工作方式，空中接口采用載波偵聽多路訪問/碰撞避免（CSMA/CA）技術實現(xiàn)共享媒質接入控制的一種局域網(wǎng)技術，可滿足用戶的無線上網(wǎng)需求，并能夠實現(xiàn)計算機局域聯(lián)網(wǎng)、遠程接入、圖文傳真、視頻監(jiān)控、IP語音應用等多種功能。WLAN系統(tǒng)主要由接入控制器（AC）和無線接入點（AP）組成。系統(tǒng)組網(wǎng)方式可分為胖AP組網(wǎng)與瘦AP組網(wǎng)。目前大唐電信WLAN產(chǎn)品體系主要分為：胖AP系列、瘦AP系列及胖瘦可轉型系列產(chǎn)品，為用戶提供全面的無線局域網(wǎng)應用解決方案。
大唐電信是中國移動“WLAN設備主要供貨商”，中國電信“WLAN重要合作伙伴”。憑借卓越的產(chǎn)品性能及良好的工程售后服務，大唐電信WLAN產(chǎn)品成功中標2008北京奧運公網(wǎng)，隨后在江蘇、福建的全省WLAN熱點覆蓋，山東青島全城無線覆蓋，湖南移動營業(yè)廳無線互聯(lián)中得到大規(guī)模商用，并在遼寧、北京、廣東、廣西、浙江、陜西、山東等省均有較大的市場份額。
本文將對WLAN主要設備功能、組網(wǎng)方式及應用逐一進行探討。
設備簡介
接入控制器（AC）無線局域網(wǎng)接入控制設備，負責將來自不同AP的數(shù)據(jù)進行匯聚并接入Internet，同時完成AP設備的配置管理、無線用戶的認證、管理及帶寬、訪問、切換、安全等控制功能。AC強大的管理和控制功能，能夠構建出個性化、專業(yè)化WLAN解決方案。
無線接入點（AP）電信級無線覆蓋設備，相當于一個連接有線網(wǎng)和無線網(wǎng)的橋梁，其主要作用是將各個無線網(wǎng)絡客戶端連接到一起實現(xiàn)大范圍、多用戶的無線接入。根據(jù)應用場景不同，AP通常可分為室內(nèi)型和室外型，室內(nèi)環(huán)境下覆蓋范圍通常在30～100m，室外環(huán)境最大覆蓋范圍可達到800m。
組網(wǎng)方式
胖AP工作模式胖AP又稱為自治型設備，AP設備作為單獨的個體獨立工作，通過無線方式與用戶進行數(shù)據(jù)接收與發(fā)送（如圖1所示）。在設備運行前需對每一個AP設備進行單獨配置。AP可單獨組網(wǎng)，也可與AC、BRAS等接入控制設備一起組網(wǎng)，AC、BRAS等接入控制設備對AP下的用戶進行接入認證，對帶寬及用戶安全等方面進行管理。AC、BRAS設備不限制AP接入數(shù)量，只與網(wǎng)絡下接入用戶數(shù)量有關。
圖1 胖AP網(wǎng)絡結構
目前胖AP模式在國內(nèi)應用比較廣泛，它技術成熟，并且兼容性強，可實現(xiàn)不同廠家AC、AP設備之間兼容，前期投資成本低，適用于建網(wǎng)初期中小規(guī)模組網(wǎng)。胖AP模式的業(yè)務功能較單一，目前多用于為用戶提供簡單數(shù)據(jù)接入業(yè)務，因此，建議一些小范圍、低投入的場景可以選擇胖AP組網(wǎng)方式。
瘦AP工作模式隨著WLAN技術逐漸被關注，網(wǎng)絡發(fā)展規(guī)模逐漸壯大，由起初的辦公樓、酒店等熱點發(fā)展成現(xiàn)在的校園網(wǎng)、大型場館乃至無線城市。因此無線網(wǎng)絡的安全性和管理性得到加倍重視，針對以上問題，業(yè)界提出了瘦AP的概念，即以WLAN無線交換機為核心＋簡單接入點（瘦AP）的集中式管理架構。在這種無線網(wǎng)架構下，無線交換機集中實現(xiàn)了射頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)流量管理、安全認證、QoS、接入控制、負載均衡以及AP的控制管理等功能，AP只實現(xiàn)802.11的空口功能，完成無線電波的收發(fā)任務。采用瘦AP架構，實質就是降低了AP的復雜性，將網(wǎng)絡智能向上層控制設備轉移，從而有效地解決上述傳統(tǒng)WLAN基礎架構模式下暴露出來的問題。
瘦AP稱為集中控制型設備，需要由接入控制器AC（也稱無線交換機）來統(tǒng)一進行配置管理（如圖2所示）。AP本身不帶有任何軟件及配置，當AP加電后，AP通過廣播、DHCP或DNS方式來獲得位于網(wǎng)絡骨干上的AC的IP地址信息，之后采用CAPWAP協(xié)議與AC取得通信，AC將AP運行所需的相關配置數(shù)據(jù)發(fā)送給AP，AP收到這些信息后，隨即進行系統(tǒng)啟動并根據(jù)AC提供的配置進行自身參數(shù)的配置。單臺AC對所管理的AP數(shù)量有所限制，可分為管理幾十臺至上千臺AP數(shù)量的不同數(shù)量級的AC設備。
圖2 瘦AP網(wǎng)絡結構
瘦AP設備采用先進的通信技術，AP設備無需單獨調測，由AC統(tǒng)一配置管理，大大簡化初期安裝和后期維護的投入。大唐電信多年來一直致力于瘦AP產(chǎn)品的開發(fā)，密切關注市場發(fā)展的需求，產(chǎn)品逐漸演進，目前已推出種類齊全、性能優(yōu)越的瘦AP系列產(chǎn)品，其產(chǎn)品有以下幾個特點。
集中控制與管理無線交換機＋瘦AP架構具有簡單而強大的無線局域網(wǎng)集中式管理功能，AP本身并不存放任何的配置文件，AP的配置是從無線交換機上獲取的，通過無線交換機管理模式可以統(tǒng)一管理整個無線網(wǎng)絡的AP。
即插即用的網(wǎng)絡部署無線交換機可被部署于數(shù)據(jù)中心，全網(wǎng)的AP設備可跨越二層或三層網(wǎng)絡與無線交換機連接。當一個新的AP設備被連入網(wǎng)絡中時，將立即被無線交換機發(fā)現(xiàn)并配置，用戶無需在現(xiàn)場進行任何配置，即可隨時開通，實現(xiàn)即插即用的網(wǎng)絡部署。
網(wǎng)絡自愈功能無線交換機能實時偵測出線上AP是否存在失效，當發(fā)現(xiàn)有AP出現(xiàn)故障時，無線交換機會自動檢測這個故障，并指示附近的接入點調整功率和信道設置來彌補發(fā)生故障的接入點留下的空缺。若有新的接入點加入，其他接入點應能減小功率發(fā)射，以避免產(chǎn)生沖突。
無線接入的負載均衡為了更合理地分配帶寬，在無線交換機里有全部分布AP的列表和負載狀況，無線交換機會根據(jù)一定的算法，指示一些連接用戶數(shù)量較多的AP把其覆蓋范圍內(nèi)的無線用戶或終端分散連接到鄰近的AP上，從而分擔AP的負擔，達到最佳的使用效果，充分利用網(wǎng)絡資源。
安全性瘦AP架構的無線系統(tǒng)的安全管理是將訪問控制、安全認證、防病毒、無線入侵監(jiān)測以及RF電磁波管理等多項安全功能匯聚到無線交換機上來完成，通過集中式安全管理增強了無線安全性。此外，當用戶漫游時，在無線交換機之間共享用戶特定的安全策略將能夠在整個無線網(wǎng)絡范圍內(nèi)統(tǒng)一控制用戶屬性和組屬性。
QoS無線交換機支持基于分類的流量隊列，以確保無線語音（VoWLAN）或其他時延敏感的應用能獲得所需的服務等級和服務質量。同時支持帶寬限制，可針對重要關鍵的數(shù)據(jù)傳輸應用，提供優(yōu)先的帶寬保證。支持802.1p/Diffserv等，可在無線和有線網(wǎng)絡上有效區(qū)分數(shù)據(jù)流。
流量分離無線交換機可靈活配置無線接入點的數(shù)據(jù)轉發(fā)模式，根據(jù)數(shù)據(jù)的分類決定是否需要經(jīng)過無線交換機轉發(fā)，或直接進入有線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換。對于延遲敏感、傳輸要求實時性高的數(shù)據(jù)分類可以不經(jīng)過無線交換機而直接接入上層網(wǎng)絡，更好地適應未來無線網(wǎng)絡更高流量傳輸?shù)囊?，諸如VoWLAN、802.11n傳輸?shù)取?/p>
基于瘦AP網(wǎng)絡系統(tǒng)增強了無線網(wǎng)絡安全、射頻控制、移動訪問、服務質量保證（QoS）、無縫漫游等重要因素，擴展了業(yè)務服務范圍和網(wǎng)絡容量。隨著WLAN在國內(nèi)的大規(guī)模商用，瘦AP將成為各運營商今后WLAN主流組網(wǎng)方式。
胖瘦模式轉換建網(wǎng)初期，在覆蓋的熱點布局分散、用戶較少或者布放設備少等前期情況下，為節(jié)省投資，可選擇胖AP模式。隨著WLAN網(wǎng)絡規(guī)模逐漸發(fā)展壯大，熱點、用戶逐漸增多，運營中的設備維護和網(wǎng)絡優(yōu)化等工作量也隨之增加，為方便運營管理和維護，建議采用瘦AP組網(wǎng)方式。大唐電信的WLAN產(chǎn)品支持胖瘦工作模式的轉換，根據(jù)網(wǎng)絡發(fā)展規(guī)模選擇適合的組網(wǎng)方式，合理保護了用戶投資。在胖AP工作模式下，用戶只需要增添AC設備（無線交換機），通過AC設備或者集中網(wǎng)管系統(tǒng)，對AP設備做簡單的轉換設置，即可實現(xiàn)全網(wǎng)的集中控制管理（如表所示）。
表 胖瘦方案對比
工程案例—中國移動奧運場館項目
奧運WLAN網(wǎng)絡主要覆蓋各奧運競賽場館、奧運主新聞中心、國家廣播中心、媒體村、奧運村、總部飯店等。
WLAN網(wǎng)絡化分為三層：接入層、匯聚層、骨干傳輸層。其中，在接入層使用AP作為無線客戶端接入IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的橋梁；在匯聚層采用二層交換機和接入控制服務器（AC），AC用來完成用戶接入控制功能，同時AC將作為認證點來提供基于Radius的安全認證；在骨干傳輸層中包括認證系統(tǒng)、計費系統(tǒng)和統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)三部分，這三部分作為WLAN核心部分，認證、計費系統(tǒng)負責客戶的合法性驗證、客戶使用WLAN網(wǎng)絡的狀況查詢、賬單的記錄和輸出，網(wǎng)管系統(tǒng)對WLAN網(wǎng)絡提供了全方位的監(jiān)控，為管理者了解每個熱點地區(qū)設備的運行提供了詳細的信息。
針對奧運場館特殊人群要求（奧運場館主要由媒體、觀眾、功能用房幾部分組成），大唐電信給出滿足容量和覆蓋需求的無線覆蓋方案及詳細的規(guī)劃思路和方法。包括使用的AP的類型、數(shù)量，并根據(jù)傳輸機房位置，按照理想布線路由等（如圖3所示）。
圖3 奧運場館無線覆蓋圖
首先要根據(jù)并發(fā)比例×用戶數(shù)量計算出并發(fā)時的人數(shù)，再根據(jù)設備承載用戶最大限額確定設備數(shù)量；
根據(jù)實際勘測面積和場館結構進行規(guī)劃，設計設備布放的最佳位置和覆蓋的重點區(qū)域；
針對特殊人群的特殊要求安排和布放設備類型及數(shù)量；
根據(jù)特殊需求完成用戶的有關計費、認證、安全等網(wǎng)絡管理措施；
根據(jù)現(xiàn)場勘測，設計布線、走線方案，力求美觀、隱蔽；
針對奧運活動中的情況，保證無線通訊中的安全性能。
大唐電信通過改變AP數(shù)，設置AP的RF頻段，來保證不同的并發(fā)用戶數(shù)。所有線路通過POE供電交換機集中到后臺機房；使用兩臺AC設備做統(tǒng)一鑒權服務；并且支持熱備份功能。
組網(wǎng)應用——WLAN與3G網(wǎng)絡的融合
第三代蜂窩移動通信（3G）技術是一個比較完美的系統(tǒng)，它有較高的技術先進性、較強的業(yè)務能力和廣泛的應用。而WLAN網(wǎng)絡可以在特定的區(qū)域和范圍內(nèi)發(fā)揮對3G的重要補充作用，WLAN與3G技術相結合也將會有廣闊的發(fā)展前景。
3G網(wǎng)絡采取宏區(qū)、微區(qū)和微微區(qū)的分層結構，每個區(qū)又采用多載頻技術。微區(qū)和微微區(qū)的基站采用小區(qū)扇形極化和多輸入多輸出(MIMO)技術，可在較小覆蓋區(qū)提供額外信道容量，解決用戶高速率視頻流業(yè)務的增長。3G通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)的3GPP組織啟動3GPP/WLAN交互結構作為3GPP的附加標準，給3GPP用戶提供公眾無線局域網(wǎng)(WLAN)接入業(yè)務。WLAN作為一種公眾無線接入方式，WLAN網(wǎng)絡采用小區(qū)扇形極化和MIMO技術可在室內(nèi)50m或室外100m半徑覆蓋區(qū)提供額外信道容量。WLAN網(wǎng)絡的主要優(yōu)點是可以低成本配置，無線接入成本僅占3G基站的很小一部分，將有力地促進無線接入市場的發(fā)展。3G/WLAN網(wǎng)絡雙模終端可提供無處不在的，帶寬可變的，可保證服務質量(QoS)的多種高速率業(yè)務。3G網(wǎng)絡和WLAN網(wǎng)絡的主要區(qū)別是在終端移動限制條件，3G網(wǎng)絡的移動終端可廣泛地配置，而WLAN網(wǎng)絡受終端位置、移動速度的影響（如圖4所示）。
圖4 3G/WLAN融合網(wǎng)絡結構
對于電信運營商來說，對WLAN的定位主要是作為高速有線接入技術的補充，逐漸也會成為蜂窩移動通信的補充。WLAN與蜂窩移動通信也存在少量競爭。一方面，用于WLAN的IP話音終端已經(jīng)進入市場，這對蜂窩移動通信有一部分替代作用。另一方面，隨著蜂窩移動通信技術的發(fā)展，熱點地區(qū)的Wi-Fi公共應用也可能被蜂窩移動通信系統(tǒng)部分取代。但是總的來說，他們是共存的關系。目前而言，3G網(wǎng)絡提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務，而WLAN網(wǎng)絡主要提供數(shù)據(jù)業(yè)務?？梢?，3G網(wǎng)絡和WLAN網(wǎng)絡具有互補性，一個網(wǎng)絡的優(yōu)點是另一個網(wǎng)絡的缺點。3G網(wǎng)絡和WLAN網(wǎng)絡的一體化可同時綜合雙方的優(yōu)點，減少雙方的缺點。
隨著移動/固定網(wǎng)絡融合趨勢的進一步發(fā)展，UMA技術的實現(xiàn)為大唐電信解決WLAN與移動蜂窩網(wǎng)絡融合這一難題提供了技術保障（如圖5所示）。UMA（非授權移動接入UnlicensedMobileAccess）作為3GPP標準的接入技術，支持移動語音與數(shù)據(jù)從蜂窩網(wǎng)絡到無線局域網(wǎng)的無縫轉換。UMA技術標準確立了移動運營商將家庭、辦公室與公共WLAN無縫擴展至其蜂窩網(wǎng)絡的方法。借助UMA技術，運營商可以通過WLAN接入網(wǎng)絡為用戶提供語音和數(shù)據(jù)服務，顯著提高移動服務的使用率，同時降低網(wǎng)絡部署成本。目前UMA標準正逐步成熟，不少廠商推出了基于UMA的解決方案和終端設備，歐洲、北美及亞太的運營商也開展了運作和測試。UMA為運營商開辟了新的業(yè)務途徑；可幫助移動運營商解決室內(nèi)覆蓋、提高頻譜利用率；有利于固網(wǎng)運營商提高話務量和收入。
圖5 UMA接入網(wǎng)絡
UMA作為一種2G/3G網(wǎng)絡的補充，不會對運營商現(xiàn)有網(wǎng)絡提出挑戰(zhàn)，相反它能夠有效地解決運營商關心的若干問題：如室內(nèi)覆蓋不足，數(shù)據(jù)速率偏低。UMA在未來家庭網(wǎng)絡的接入上能發(fā)揮重要作用，對于運營商建立真正的無所不在的網(wǎng)絡很有意義，市場預測表明UMA產(chǎn)業(yè)將會有很好的發(fā)展前景。
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