有线宽带无线化技术探讨

摘 要：本文通过对有线宽带无线化技术的探讨，对WLAN技术在移动宽带网络中的应用进行了简述，结合移动公司与铁通公司宽带业务融合互补的需要，探讨了移动WLAN网络中AP本地转发技术及集中转发技术实现原理，完成了铁通有线宽带业务在移动WLAN网络上的承载试验，实现了有线宽带无线化技术的实际应用。

关键词：WLAN；AP；有线宽带；本地转发模式；集中转发模式；有线宽带无线化

中图分类号：TN925

1 WLAN技术及移动公司WLAN组网概述

WLAN（Wireless Local Area Network），无线局域网，是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网LAN（Local Area Network）的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。WLAN开始是作为有线局域网络地延伸而存在的，各团体、企事业单位广泛地采用了WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步发展，WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为"公共无线局域网"，成为国际互联网INTERNET宽带接入手段。WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。因此，该技术为电信运营商所采用，并投入商用。

移动公司WLAN接入系统主要由接入点设备AP（Access Point）、接入点交换机或ONU和局端接入控制设备AC（Access Controller）组成，AP是无线用户的接入点设备，实现无线终端（手机、PAD、笔记本等）接入；接入点交换机或ONU完成AP的汇聚及远程供电；AC是接入控制器，主要完成WLAN用户的接入控制，计费信息采集以及无线业务管理和控制。AP和AC设备包括胖瘦两种架构：胖架构下，AC仅包括“用户接入控制功能”，不含“无线控制功能”。瘦架构下，AC包括“用户接入控制功能”和“无线控制功能”。移动WLAN组网采用瘦AP加AC的组网方式，其优点为AP配置集中可控，组网规模大，便于业务扩展及维护。

WLAN网络建设是中国移动“无线+基站光缆延伸+IP+IMS”的全业务网络发展策略的重要部分，其在较长的时间内会成为蜂窝系统网络乃至4G网络的有效补充，也是移动公司进入宽带市场的重要基础和切入点。WLAN网络主要覆盖数据流量密集区域，优先在TD、EGPRS业务需求高的地点进行了覆盖，确保了客户无线宽带体验。WLAN网络是TD网络的有益补充，通过TD与WLAN的协同，提升了在热点区域的无线宽带服务能力，保证了用户实际现场传输速率在500Kbps以上，有了良好的宽带上网体验。移动公司为满足全业务市场下的客户宽带上网需求，同时也做为弥补中国移动有线宽带能力不足的重要手段，WLAN网络有效提升了移动公司全业务竞争能力和降低了竞争对手捆绑营销的影响力。

2 铁通公司有线宽带与移动WLAN网络业务结合的可行性分析

吉林省移动公司在WLAN网络建设方面已形成了一定规模，截至2013年末，在网WLAN AP数量达到4.25万个，实现了各主要城市城区中高校、商业区、宾馆、医院、政府机关、金融企业、交通枢纽等人流较为密集、窗口功能突出的重要公共场所WLAN覆盖率超过80%。经过移动公司数据提取分析，移动WLAN网络中AP低业务流量乃至零业务流量（超闲）的AP数量占比达到30%以上，如何盘活超闲AP对移动公司来说是面临的一个课题。

吉林铁通目前宽带的接入方式为FTTB（Fiber To The Building）、FTTH（Fiber To The Home）及DSLAM（Digital Subscriber Line Access Multiplexer），依赖光电缆的覆盖实现宽带用户的接入。从目前的状况来看各地市宽带业务量增长普遍乏力，这给实现扭亏的目标增加了难度。宽带业务量增长乏力主要原因之一就是旧区新域市场拓展的停止，使宽带业务发展在接入层存在大量空白区域。在建设投资资金紧张与市场发展需求的矛盾不断加剧下，如何与移动公司网络方面进行融合，如何利用好上市公司网络资源成为铁通公司所要思考的问题。

自2012年末以来，吉林铁通多个地市拿到了移动WLAN的代维权，在代维的过程中我们发现，移动公司目前在全省有数量巨大的超闲AP，这是其工程建设前期与市场脱节，追求建设速度造成的结果。面对大量超闲AP闲置资源，使之能够发挥作用，用来解决铁通有线宽带业务在未覆盖区域实现接入，发展用户，提高铁通公司市场占用率，是铁通公司希望达到的目标。铁通有线宽带在移动WLAN网络AP的业务接入，还可解决移动公司WLAN热点超闲AP问题。

基于上述分析，铁通公司有线宽带与移动WLAN网络结合提供了可能性。

3 有线宽带无线化技术实现原理

实现铁通有线宽带无线化技术核心为WLAN热点AP设备需要对铁通及移动公司2套独立业务信号共同承载，并转发到各自网络实现业务接入。移动公司AP信号既有SSID（Service Set Identifier服务集标识）为CMCC和CMCC-AUTO，设定铁通信号SSID为JLTT，这就要求每台AP能够完成这3个信号输出，并实现业务接入。AP具备的本地转发及集中转发模式，为AP承载铁通及移动两个信号成为可能，具体实现如下：

3.1 本地转发方式

用以实现铁通有线宽带信号JLTT在AP上的承载，具体组网（见图1）及技术实现过程如下：

（1）AP到AC为二层网络，汇聚交换机ZXR8905以TRUNK方式与AC连接，各WLAN热点的VLAN由接入交换机标识并进行透传。

（2）AP管理采用私网IP地址。地址由AC分配，AC开启DHCP SERVER。AP接入网络后通过DHCP OPTION 60发现AC，AC给AP下发相应配置。

（3）上网用户IP地址由铁通BRAS分配，终结用户业务VLAN，并对用户进行鉴权认证。

（4）AP与AC之间无业务数据链路，AP采用本地转发，AC只做AP管理，无业务流量经过AC。

图1

3.2 集中转发方式

用以实现移动WLAN信号CMCC、CMCC-AUTO在AP上的承载，具体组网（见图2）及技术实现过程如下：

（1）AP到AC为二层网络，汇聚交换机ZXR8905以TRUNK方式与AC连接，各WLAN热点的VLAN由接入交换机标识并进行透传。

（2）AP管理采用私网IP地址。地址由AC分配，AC开启DHCP SERVER。AP接入网络后通过DHCP OPTION 60发现AC，AC给AP下发相应配置。

（3）上网用户IP地址由移动BRAS分配，用户接入AP后，数据包封装CAPWAP隧道到达AC，再由AC解析CAPWAP隧道转发到BRAS业务子接口，由BRAS终结用户业务VLAN，并对用户进行鉴权认证。

（4）AC直挂在BRAS之下，在AC上运用二层隧道转发模式，进行集中转发。在集中转发模式下管理流、业务流均经过AC。

图2

确定上述技术方案后，在AC设备上完成数据配置并下发，就可实现利用AP本地转发模式实现铁通无线信号JLTT的接入及利用集中转发模式实现移动无线信号CMCC、CMCC-AUTO的接入。

4 有线宽带无线化技术试验实施及论证

本次试验点选在吉林市统泰新物华WLAN热点，该热点为经营电气、电子、照明等器材的大型商场，共有A、B、C三座建筑，安装贝尔公司AP共计102台，实现了移动WLAN信号的全面覆盖。由于商场先期为中国联通有线宽带接入，用户选择移动WLAN信号的较少，因此AP设备呈现超闲状态，因此利用该热点进行铁通有线宽带无线化试验，完全具备条件。

4.1 确定试验步骤及要求

（1）铁通宽带业务互联通道的建立。需在铁通中心局IP城域网汇聚交换机与移动桥头生产楼WLAN承载网汇聚交换机建立千兆数据链路通道。通道光功率在-13DB以内，接口CRC校验错误数为0，链路丢包率为0%。

（2）统泰新物华热点传输PTN通道的数据配置。需将铁通业务VLAN以TAG形式进行封装传输。

（3）统泰新物华热点接入以太网交换机的数据配置。需将铁通业务VLAN以TAG形式进行封装，配置上行端口及AP接入端口。

（4）移动贝尔AC数据配置及下发。需实现AP移动信号CMCC、CMCC-AUTO及铁通信号JLTT共同下发。

（5）现场测试。上述四项工作完成后，需对移动CMCC、CMCC-AUTO上网参数及铁通JLTT上网参数进行测试。

4.2 获取试验测试指标

按照试验计划，顺利地完成了铁通宽带业务互联通道的建立、传输PTN通道的数据配置、热点接入以太网交换机的数据配置及移动贝尔AC数据配置及下发工作。

利用WLAN测试手机现场测试，统泰新物华热点102台AP，均实现移动CMCC、CMCC-AUTO信号及铁通有线宽带JLTT信号共同覆盖，信号强度>=-65DB，符合接入要求。采用笔记本电脑，在各个测试区域进行了全面测试，利用铁通JLTT信号宽带测试达到4M宽带下载速度（500KB/S左右，宽带账号为4M账号），接入稳定性到发展用户要求（丢包率在1‰以内，至铁通网关网络时延在10MS以内）。同时利用移动CMCC信号进行测试，达到移动提供的2M宽带下载速度（200KB/S左右，丢包率在1‰以内，至移动网关网络时延在10MS以内），各项测试指标良好。

4.3 试验取得的效果

实现了利用移动WLAN空闲AP接入铁通有线宽带信号，经过测试及试运行，接入的铁通宽带运行效果良好，经数据对比分析，各项指标与有线宽带接入指标相当，有效降低了铁通建网及维护成本，同时解决了移动公司超闲AP指标较差问题。

4.4 试验达到的目的

本试验项目关键技术为AP本地转发技术与集中转发技术并用，实现AP铁通与移动双路无线WLAN信号的覆盖。试验成功实现了铁通固网互联网汇聚层与移动WLAN互联网汇聚层的业务对接，达到了利用移动WLAN互联网接入层实现铁通固网有线互联网覆盖延伸的目标。

5 有线宽带无线化技术应用前景展望

自2013年4月中旬有线宽带无线化试验成功后，吉林市市区统泰新物华、市郊下洼子村、移动村通工程33个点，共计35个吉林市移动公司WLAN接入站点，陆续实施了铁通有线宽带无线化接入，已成功接入铁通宽带用户300余户，取得了网络运行平稳、故障率低、用户感知度良好的效果。因此，合理使用移动公司WLAN热点的AP资源，使其承载铁通有线宽带接入信号，实现铁通有线宽带无线化，将有效拓展铁通的宽带市场，达到铁通与移动公司宽带网络优势互补，实现业务发展双赢的目的。

参考文献：

[1]刘乃安.无线局域网：WLAN原理技术与应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004.

作者简介：吕智（1972.09-），男，本科，1995年毕业于哈尔滨工业大学，研究生，副总经理，副高级通信工程师。

作者单位：中国铁通吉林市分公司，吉林吉林 132001