潘建新

(湖州師范學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心，浙江湖州313000)

0 引言

目前，許多高校由多家電信運營商出資建設(shè)了各自的校園WLAN網(wǎng)絡(luò)［1-3］，雖然實現(xiàn)了無線上網(wǎng)，但由此帶來了如下許多問題:校內(nèi)天線林立，造成視覺污染;多次施工，造成對學(xué)校工作的干擾和環(huán)境的破壞;多家運營商獨立運營存在信號相互干擾并給后期的運維帶來困難［4-5］。在充分論證的基礎(chǔ)上，我們提出了統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一使用、統(tǒng)一維護的設(shè)想［6-9］。經(jīng)研究與實踐，此設(shè)想是可以實現(xiàn)的。

1 采用瘦AP構(gòu)建四網(wǎng)共享的WLAN方案

1.1 技術(shù)方案

(1)整個無線體系采用“瘦AP”體系，由“AC”中心進行統(tǒng)一管理及無線網(wǎng)絡(luò)維護、用戶定位，采用802.11n 標(biāo)準(zhǔn)，支持無線漫游，面向智能終端［10-13］。

(2)每個終端AP承載5個不同的服務(wù)器標(biāo)識符(Service Set Identifier，SSID)，即 CMCC、CMCC-EDU、ChinaNet、Unicom 及 HUTC 信號系統(tǒng)［14］。

(3)各家運營商的樓層交換機配置統(tǒng)一的AP專用VLAN，將AP數(shù)據(jù)接收后傳送至AC中心。

(4)AC中心的控制系統(tǒng)根據(jù)SSID的不同，將數(shù)據(jù)分送至各家單位自己的認(rèn)證計費系統(tǒng)。

(5)運營商的認(rèn)證服務(wù)器分出一條支線，將訪問學(xué)校內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)發(fā)往學(xué)校內(nèi)網(wǎng)。

(6)教工使用學(xué)校自己的SSID，免費上網(wǎng)。進入學(xué)校內(nèi)網(wǎng)后由學(xué)校的總出口進入互聯(lián)網(wǎng)。

(7)學(xué)生自由選擇無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運營商，自費使用無線網(wǎng)絡(luò)，同時免費訪問學(xué)校內(nèi)網(wǎng)。

1.2 物理架構(gòu)

(1)在接入層，部署S2326PoE全功率遠程供電交換機;在城域網(wǎng)匯聚層，部署S3352匯聚交換機;在城域網(wǎng)核心層，部署S9303核心交換機。

(2)校園內(nèi)網(wǎng)和其他運行商的無線網(wǎng)絡(luò)通過各自的VLAN與匯聚交換機以及熱點POE交換機互通。

(3)無線系統(tǒng)由兩部分組成:AP和AC。AP連接到校園接入交換機，每個AP發(fā)射5個信號，即組成5個SSID(CMCC、CMCC-EDU、ChinaNet、Unicom、HUTC)信號系統(tǒng)。AP的天線通過一個合路器接入到一套合路室分當(dāng)中，天線以盡可能小的功率安裝在宿舍里，以此減少對其他相鄰以及樓上樓下宿舍的干擾，并且還需要通過對信道優(yōu)化使網(wǎng)絡(luò)達到最佳使用效果［15］。AC部署在核心層，匯聚交換機需要對接其他運營商的SR以及BAS系統(tǒng)。

(4)交換機通過與AP之間的CAPWAP控管隧道來傳遞管理信息。

具體整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1如示。

圖1 WLAN方案整體拓?fù)鋱D

2 業(yè)務(wù)流程的實現(xiàn)

(1)電信無線網(wǎng)絡(luò)用戶通過熱點POE交換機和匯聚交換機到達電信網(wǎng)絡(luò)，由電信網(wǎng)絡(luò)來分配用戶地址、推送電信portal，電信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)走本地轉(zhuǎn)發(fā)，不需要到達AC和移動網(wǎng)絡(luò)，由電信設(shè)備負(fù)責(zé)對電信無線用戶的上網(wǎng)行為監(jiān)控以及流量控制等管理。

(2)聯(lián)通無線網(wǎng)絡(luò)用戶通過熱點POE交換機和匯聚交換機到達聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)，由聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)來分配用戶地址、推送聯(lián)通portal，聯(lián)通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)走本地轉(zhuǎn)發(fā)，不需要到達AC和移動網(wǎng)絡(luò)，由聯(lián)通設(shè)備負(fù)責(zé)對聯(lián)通無線用戶的上網(wǎng)行為監(jiān)控以及流量控制等管理。

(3)校園內(nèi)網(wǎng)用戶通過校園內(nèi)網(wǎng)交換機，由校園內(nèi)網(wǎng)分配用戶地址，并提供業(yè)務(wù)功能。

3 AP壓力測試

由于是各運營商共享AP設(shè)備，在學(xué)生公寓的每個 AP 上將承載 10 ～16 個用戶［14，16］，因此，需要在極限狀態(tài)下對用戶的下載速度進行測試。

3.1 測試環(huán)境

(1)測試設(shè)備:12臺支持802.11g/n的筆記本+4臺手機;

(2)測試帶寬:在AP上對每用戶做2Mb/s的限速;

(3)計量軟件:使用DUMeter，的平均下載速度的結(jié)果作為用戶的下載速度;

(4)測試現(xiàn)場環(huán)境如圖2所示。

圖2 測試現(xiàn)場環(huán)境

3.2 測試方法

本次測試，主要測試在1個 AP下5個 SSID(CMCC中國移動隨E行，CMCC-EDU中國移動校園網(wǎng)，ChinaNet中國電信，Unicom中國聯(lián)通，SFNW師范學(xué)院內(nèi)網(wǎng))的用戶下載速度。為盡量保證測試的準(zhǔn)確性，我們進行了2次測試。(1)16個用戶全部連接到CMCC，以判斷用戶集中模式下的下載速度，如圖3所示。

圖3 DU Meter測試在CMCC的下載速度(2 Mb/s左右)

(2)16個用戶均分連接到5個SSID，以判斷用戶分布模式下的下載速度(見圖4～7)。

圖4 用戶連接ChinaNet速度平均1.94 Mb/s

圖5 用戶連接ChinaUnicom的速度平均在2.1 Mb/s

圖6 用戶連接CMCC速度(平均1.8 Mb/s)

圖7 用戶連接CMCC-DEU的速度(平均在2.0 Mb/s)

3.3 測試結(jié)果

16個用戶均分到5個SSID內(nèi)，經(jīng)測試，每個用戶的下載速率均在2.0 Mb/s左右，因此本方案是有效、可行的。

注:5個SSID是直接在移動AC上進行數(shù)據(jù)配置的，而非真實的SSID，比如ChinaNet也是采用移動的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的SSID，而非真實電信的WLAN網(wǎng)絡(luò)。

4 基于W LAN的統(tǒng)一接入網(wǎng)的優(yōu)勢

(1)多運營商公平接入。無線網(wǎng)絡(luò)同等的覆蓋質(zhì)量、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)同等的傳輸帶寬、針對業(yè)務(wù)提供透明的傳輸通道、運營商各自獨立和相互隔離的網(wǎng)絡(luò)管理平臺;

(2)減少了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資和網(wǎng)絡(luò)運行維護成本;

(3)使消費者對運營商及其服務(wù)的選擇更加多元化;

(4)使消費者享受到更加優(yōu)質(zhì)、低價的服務(wù);

(5)減少了多次施工對學(xué)校環(huán)境的破壞;

(6)網(wǎng)內(nèi)無頻點干擾。

5 結(jié)語

本方案實現(xiàn)了各運營商共享網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源，同時又保證了各運營商網(wǎng)絡(luò)運營的自主性;為運營商間的公平競爭，提供了一個良好的平臺，并使用戶享受到更加優(yōu)質(zhì)、多元的服務(wù)，實現(xiàn)了多贏。

［1］ 張 明，姜崢嶸，陳紅麗.基于WLAN的無線校園網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35(13):63-68.

［2］ 和宏林，呂 曄.WLAN在無線校園網(wǎng)的應(yīng)用［J］.通信世界，2010(14):58-60.

［3］ 崔龍衛(wèi)，胡家寶，秦峰微.淺談WLAN在校園網(wǎng)中的應(yīng)用［J］.電腦知識與技術(shù)，2011，7(1):25-26.

［4］ 闕鋆淑，謝 葳，黃幫明.高校WLAN優(yōu)化方案研究［J］.電視技術(shù)，2012，36(5):70-72.

［5］ 付 沙.基于校園網(wǎng)的信息安全策略研究［J］.科技和產(chǎn)業(yè)，2007(12):18-21.

［6］ 馬向辰，薛 強，湯利民.大型場館WLAN高密度組網(wǎng)關(guān)鍵問題研究［J］.現(xiàn)代電信科技，2010(12):5-9.

［7］ 陶志強，王 勁.關(guān)于WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的探討［J］.現(xiàn)代電信科技，2011(4):73-76.

［8］ 李 麗，楊建華.WLAN無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案研究［J］.通信技術(shù)，2012(1):38-43.

［9］ 段 瓊，王奕婷.WLAN優(yōu)化研究［J］.電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2011(4):31-35.

［10］ 劉云峰.基于802.11n的WLAN安全解決方案研究［J］.電腦開發(fā)與應(yīng)用，2010，23(1):63-65.

［11］ 馬向辰，劉海平，于曉冰.WLAN 802.11n組網(wǎng)規(guī)劃相關(guān)問題研究［J］.電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2011(4):1-5.

［12］ 盛 敏，李建東，史 淡.IEEE802.n無線局域網(wǎng)絡(luò)性能分析［J］.電子學(xué)報，2004(12):148-152.

［13］ 李 浩，高澤華，高 峰，等.IEEE 802.11無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究［J］.計算機應(yīng)用，2009(5):1616-1620.

［14］ 田艷中.WLAN網(wǎng)絡(luò)中AP設(shè)備的覆蓋能力分析［J］.電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2010(7):81-85.

［15］ 高 峰，高澤華，文 柳，等.無線城市:電信級Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運營［M］.北京:人民郵電出版社，2011.

［16］ 四網(wǎng)(2G/TD/WLAN/TD-LTE)融合室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)書［M］.北京:中國移動北京公司，2010.