麥歡怡，李斌

（中國移動通信集團廣東有限公司珠海分公司，珠海 519015）

2010年，廣東移動開始建設IP城域網(wǎng)，經(jīng)過一年的建設，IP城域網(wǎng)已經(jīng)初步建成，并投入運營，攜帶的城域網(wǎng)用戶量也在不斷增加。由于移動在IP城域網(wǎng)建設運維方面起步相對于國內(nèi)其他網(wǎng)絡運營商晚，許多業(yè)務的實現(xiàn)及組網(wǎng)模式都在探索當中。

IP城域網(wǎng)是CMNET在城域內(nèi)的延伸，匯聚業(yè)務并對業(yè)務進行控制（認證、計費、資源分配等），目前主要承載IMS、集團專線、WLAN、固定寬帶（移動/鐵通）+WLAN延伸、地市自有業(yè)務、固定寬帶業(yè)務等。其中，固定寬帶+WLAN業(yè)務是中國移動重點發(fā)展的業(yè)務，而且這項業(yè)務可以同時推廣小區(qū)寬帶及WLAN業(yè)務，因此中國移動委托廠家生產(chǎn)一款能同時使用寬帶和WLAN的ONU，并向客戶推廣此業(yè)務產(chǎn)品。產(chǎn)品正式推廣之前，城域網(wǎng)的維護人員進行一系列的研究和現(xiàn)網(wǎng)實驗，希望找到最優(yōu)的組網(wǎng)實施方案。

1 行業(yè)內(nèi)研究現(xiàn)狀

小區(qū)寬帶業(yè)務在電信、聯(lián)通兩家電信運營商中發(fā)展得比較早，中國移動最近兩年才開始建設城域網(wǎng)，因此，小區(qū)寬帶業(yè)務相對起步較晚。隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的電話撥號上網(wǎng)和窄帶ISDN已經(jīng)被淘汰，現(xiàn)在的小區(qū)寬帶大多采用XDSL、PON等接入方式。雖然接入方式各異，但是PPPoE因為其上網(wǎng)方式傳統(tǒng)，計費方便準確，可進行流量精確控制等諸多優(yōu)點而成為各大運營商首選的認證方式。

WLAN作為TD網(wǎng)絡的有利補充，主要定位于數(shù)據(jù)流量分流。國內(nèi)各運營商目前使用的WLAN技術標準主要是802.11b/g/n，802.11b與802.11g均工作在2.4GHz頻率下，802.11b最高速率為11Mbit/s，而802.11g最高速率可達54Mbit/s，802.11n是中國移動去年開始使用的新標準，速率范圍在300～600Mbit/s。

2011年，中國移動在國內(nèi)率先推行小區(qū)寬帶與WLAN融合業(yè)務，經(jīng)過半年的準備和測試，已經(jīng)研究出比較成熟的、適用于IP城域網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)結構的融合組網(wǎng)方案，走在國內(nèi)網(wǎng)絡運營商的前面。

2 小區(qū)寬帶業(yè)務的實現(xiàn)原理

小區(qū)寬帶用戶有兩種接入方式：靜態(tài)VLAN接入與動態(tài)VLAN接入方式?，F(xiàn)網(wǎng)中一般使用的是動態(tài)VLAN方式，其PPPoE業(yè)務流程如下：

（1）客戶端發(fā)送PADI報文發(fā)現(xiàn)PPPoE-Server。SR作為PPPoE-Server，收到報文后自動創(chuàng)建對應VLAN的SAP并回應PADO報文；

（2）客戶端收到PADO報文后向PPPoE-Server發(fā)送PADR報文。PPPoE-Server收到PADR報文后回應PADS報文并建立PPPoE session（以上過程只是PPPoE的discovery階段，接下來是PPPoE的session階段）；

（3）PPPoE客戶機與PPPoE-Server完成PPPoE session后則進入PPP協(xié)商；

（4）完成協(xié)商后則是進入驗證，即平時用戶在家上寬帶時拔號認證的用戶名及密碼;

（5）SR收到用戶的用戶名和密碼后會同客戶的MAC、VLAN號、BRAS的相關信息一起封裝在1號報文內(nèi)發(fā)往RADIUS進行認證；

（6）RADIUS收到BRAS發(fā)來的1號報文并進行較驗并返回2號報文，SR根據(jù)這個報文自動創(chuàng)建的SAP；

（7）完成驗證后SR則與PPPoE客戶機繼續(xù)進行NCP協(xié)商，這個過程中包括IP地址、DNS地址分配等，至此用戶已能通過PPPoE正常訪問Internet。

3 WLAN業(yè)務實現(xiàn)原理

中國移動WLAN網(wǎng)絡實際上是建立在IP城域網(wǎng)的基礎上，主要由RADIUS服務器、Portal服務器、AC、AP組成。WLAN的接入認證過程如下：

（1）用戶通過標準的DHCP協(xié)議，通過AC獲取IP地址。用戶發(fā)起HTTP請求，AC截獲請求，并強制到Portal服務器。Portal服務器向WLAN用戶推送Web認證頁面；

（2）用戶在認證頁面上填入賬號、密碼等信息，提交到Portal服務器；

（3）Portal接收到用戶信息，向RADIUS發(fā)出用戶信息查詢請求。RADIUS驗證后向Portal返回查詢結果。如查詢成功，Portal服務器按照CHAP流程向AC請求Challenge。如失敗，Portal直接返回提示信息給用戶，流程至此結束；

（4）AC 返 回 Challenge，Portal將 密 碼 和Challenge ID及Challenge-Password，和賬號一起提交到AC，發(fā)起認證。AC將這些信息和賬號一起送到Radius服務器，由其進行認證；

（5）AC將RADIUS返回認證的結果和相關業(yè)務屬性給Portal服務器；

（6）Portal服務器根據(jù)認證結果，推送認證結果頁面。此時用戶可以上網(wǎng)。

4 小區(qū)寬帶+WLAN融合業(yè)務設計與實現(xiàn)

小區(qū)寬帶+WLAN融合業(yè)務通過定制的ONU，可以向小區(qū)寬帶的家庭用戶提供有線及無線的上網(wǎng)業(yè)務。其中有線上網(wǎng)使用的是小區(qū)寬帶PPPoE，而無線上網(wǎng)可以使用私用SSID或公用SSID。私用SSID實際上是將小區(qū)寬帶的有線信號轉(zhuǎn)換成無線信號，通過用戶自行設置的私用SSID進行識別。而公用SSID則是中國移動WLAN所使用的SSID，即CMCC。小區(qū)寬帶和WLAN享用同一個帶寬，例如同一時間內(nèi)，小區(qū)寬帶和WLAN的總帶寬為10Mbit/s。由于目前WLAN和小區(qū)寬帶的計費方式不一樣，在設計融合業(yè)務組網(wǎng)方案時也要考慮這一需求。

圖1 中國移動城域網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲

4.1 組網(wǎng)方案

設計小區(qū)寬帶+WLAN融合業(yè)務技術實現(xiàn)方案時，必然要結合移動城域網(wǎng)組網(wǎng)結構。目前廣東移動統(tǒng)一采用“核心層+業(yè)務控制層+業(yè)務匯聚層”的架構。其中業(yè)務控制層主要由業(yè)務路由器(SR)和寬帶接入服務器（BRAS）組成，實現(xiàn)用戶和業(yè)務的接入、控制等，另外獨立部署了鐵通協(xié)同BRAS實現(xiàn)移動城域網(wǎng)與鐵通城域網(wǎng)的互通。WLAN專用交換機僅負責匯聚WLAN網(wǎng)絡的核心網(wǎng)元AC。

融合組網(wǎng)方案采用在移動城域網(wǎng)的業(yè)務控制層新增一臺移動專用BRAS，主要是為了在業(yè)務控制層能區(qū)分移動業(yè)務與鐵通業(yè)務的管理界面。對于鐵通小區(qū)寬帶+WLAN融合業(yè)務，鐵通城域網(wǎng)的匯聚交換機上聯(lián)到這臺BRAS，最后通過移動IP城域網(wǎng)到達CMNET。

改動除了發(fā)生在網(wǎng)絡側，在客戶側也需要作出變動。針對FTTB模式的小區(qū)用戶，客戶側需要用集成WLAN功能的家庭網(wǎng)關替換原有鐵通家庭網(wǎng)關；針對FTTH模式，則用集成WLAN功能的ONU替換掉原有具有家庭網(wǎng)關功能的鐵通ONU。具體組網(wǎng)圖如圖2所示。

4.2 認證方案

雖然是融合業(yè)務，但認證還是需要分別采用不同的認證方式，小區(qū)寬帶采用PPPoE認證，WLAN主要采用Portal認證。認證過程如下：

（1）用戶上線后，向鐵通協(xié)同BRAS（以下簡稱為協(xié)同BRAS）發(fā)起DHCP請求，協(xié)同BRAS做DHCP響應，為用戶分配IP地址，用戶默認網(wǎng)關設置在協(xié)同BRAS上；

（2）若用戶打開任一網(wǎng)頁，此時默認用戶使用WLAN，協(xié)同BRAS進行URL轉(zhuǎn)換，用戶轉(zhuǎn)而向Portal服務器提交URL請求，Portal服務器向用戶推送Portal認證頁面，用戶輸入賬號密碼信息后，由Portal服務器轉(zhuǎn)送至RADIUS服務器，RADIUS驗證用戶信息，如果通過驗證，RADIUS就會通知網(wǎng)關，網(wǎng)關再向用戶返回驗證通過的信息。 (如圖3認證流1)；

圖2 新增移動專用BRAS

（3）若用戶通過私有SSID發(fā)起PPPoE認證，鐵通城域網(wǎng)匯聚交換機向鐵通協(xié)同BRAS和鐵通BRAS同時廣播PPPoE認證請求，但是只有鐵通BRAS響應請求并配合鐵通AAA完成認證。認證通過后，用戶由鐵通BRAS重新分配IP地址，并將默認網(wǎng)關設置為鐵通BRAS (如圖3認證流2)；

（4）用戶也可通過有線方式接入，此方式只能進行PPPoE認證，同認證流2。

4.3 帶寬分配

原則上小區(qū)寬帶和WLAN的帶寬是獨立的，即在原有固定寬帶帶寬基礎上獨立疊加一定的WLAN帶寬。若原小區(qū)寬帶用戶端口帶寬無法擴容或擴容成本過高，則WLAN延伸業(yè)務與小區(qū)寬帶業(yè)務共享端口與帶寬。

4.4 方案測試結果

項目組通過測試驗證了“新增移動專用BRAS方案”的技術可行性，在使用該方案搭建的網(wǎng)絡中同時使用小區(qū)寬帶、WLAN訪問互聯(lián)網(wǎng)互不影響。

5 總結

圖3 融合業(yè)務認證流程示意圖

小區(qū)寬帶業(yè)務的技術實現(xiàn)在電信運營商中已經(jīng)比較成熟，而WLAN技術大力推廣及商用則是最近這一兩年才開始的。中國移動為了進一步推動小區(qū)寬帶和WLAN業(yè)務發(fā)展，近期在市場上推出了小區(qū)寬帶+WLAN融合業(yè)務，實現(xiàn)了WLAN進入普通小區(qū)、用戶家庭。本文正是完成了業(yè)務技術實現(xiàn)的相關研究工作，對于業(yè)務的正式商用具有重要意義。