WLAN网络后续演进探讨

【摘　要】　运营级WLAN网络的发展方向为3G+WLAN的融合组网模式，WLAN作为3G网络的有效补充，能有效冲击目前的宽带市场，运营商应把握3G＋WLAN未来发展方向，确保在全业务营运中处于有利竞争位置。本文在对WLAN现网建设的分析基础上，提出了WLAN未来演进的方向，同时在网络架构上也考虑到了对国有自主知识产权WAPI标准的支持，希望为WLAN网络建设提供一些参考意见。

【关键词】　WLAN网络；建设经验分享；未来演进方向 WAPI

1 WLAN网络建设背景分析

WLAN技术发展概况：WLAN是一种无线局域网技术，主要指IEEE 802.11标准系列。自1997年问世以来，WLAN技术在不断发展演进中，速率持续提高，从802.11b的11Mbit/s到802.11a/g的54 Mbit/s，直至802.11n的300 Mbit/s。网络安全性能不断提高，除了WPA、802.11i安全标准外，我国也在无线局域网国家标准GB 15629.11-2003中提出了采用WAPI机制来实现无线局域网的安全。无线网络的可管理性持续增强，设备配置管理、终端平滑切换等特性相继引入，网络性能也逐步具备了QoS、切换、漫游等移动性管理功能，如802.11e、802.11f等标准。无线接入设备也从小规模组网的自主管理型FAT AP向大规模组网的集中管理型FIT AP+AC发展。近几年来，在国际巨头INTEL等的推动下，普通笔记本电脑也内置了Wi-Fi上网功能，WLAN技术得到了广泛应用，特别是企业、宾馆酒店等的无线宽带互联网接入。

2 WLAN网络建设分析

2.1运营级WLAN网络逻辑架构

结合到目前WLAN网络的发展趋势和WLAN建设情况来看，一个典型的运营级WLAN网络其整体上为瘦AP架构，即AC＋FIT AP集中式WLAN组网架构，采用将AC设备旁挂在各个数据互联网核心节点所属的汇聚交换机或者BRAS上，瘦AP采用PON方式接入到广域网以保证给用户提供足够的带宽，AC经过本节点下的物理链路对瘦AP进行管理和控制，同时对用户进行接入认证。

此模式下AC旁挂在汇集交换机上，AC负责无线网络的用户鉴权接入、漫游管理、功率控制和AP控制管理等较复杂管理功能；瘦AP负责802.11报文的加解密和接受无线控制器的管理等简单功能。

2.2热点建设模式

WLAN热点主要选取覆盖人口密度高、具有业务潜力的热点，针对运营商热点建设模式选用3G＋WLAN的模式，以3G为主体，热点区域以WLAN辅助覆盖。在具有3G系统的热点采用WLAN与3G系统合建的建设模式，在未建室内分布系统的热点采用AP直接覆盖的模式进行建设。在此方式下，WLAN 无线信号通过专用的合路器耦合入原有的2G／3G室内分布系统，同时为用户提供WLAN和移动网络接入无线信号。AP天线通过专用跳线连接到支持WLAN和2G/3G频段的合路器上，利用室内分布系统的天线对建筑物进行WLAN信号覆盖，AP后端通过以太网线连接到每栋大楼的配置的数据交换机上，经过数据交换机汇聚后通过传输链路连接到WLAN后端网络。

3大规模运营级WLAN网络演进方向

3.1 网络架构演进策略

随着具有WLAN功能的手机终端的普及，使用具有WLAN功能手机登录WLAN网的用户势必剧增，此情况下要求整体网络架构能够满足3G+WLAN统一接入认证的要求。

结合到目前WLAN网络整体架构，第一阶段考虑在现网结构下引入3GPP AAA认证系统，实现WLAN用户和3G用户统一认证鉴权，3G用户通过双模终端可以直接登录WLAN网络。3GPP AAA系统通过D/Gr接口与HLR互通，获取用户鉴权向量和签约数据，配合完成计费，生成话单；HLR统一管理3G用户和WLAN用户签约，并向AAA提供用户鉴权向量和签约信息，其示意图如图1所示。

图1 3G＋WLAN融合初步方案逻辑示意图

此模式下整个网络基于SIM/USIM卡信息进行认证，能够让用户一键接入网络，同时也能支持WEB＋账号认证方式；AC需要软件升级以支持EAP SIM/AKA认证，同时要求终端需要支持基于SIM或USIM卡的认证，无须对HLR进行改造；对3G和WLAN用户统一开户，统一计费，统一套餐。

第二阶段还将在引入3GPP AAA系统的基础上引入PDG核心网网关设备，由3GPP AAA系统和PDG设备共同实现WLAN用户的统一认证计费，用户可以通过PDG网关直接使用PS域中的特色业务，其示意图如图2所示。此模式下WLAN的接入认证、计费和PS核心网的计费相对立，GPD设备配合AAA/HLR完成用户接入PS核心网业务鉴权和计费，同时GPD网关控制用户接入到PS域中。

图2 3G＋WLAN理想融合方案逻辑示意图

经过WLAN网络和现有核心网络的合作，可为带来以下好处：可有效统一用户在WLAN接入和移动网络接入时的身份标识，简化了用户身份签约管理，简化了WLAN接入时所需要动态申请密码的步骤，通过在终端软件上内嵌的鉴权认证即可通过WLAN接入网络；在WLAN接入下，用户可以直接使用部署在分组核心网的业务，提升用户带宽体验，例如可以在WLAN下收发彩信、浏览WAP及其他流媒体业务等，能够有效分流2G/3G Internet数据流量。

3.2 对国产标准WAPI的支持

WAPI标准作为我国具有自主知识产权的802.11无线协议为基础的无线安全标准，势必会在国家政策扶持下具有较大发展和使用空间，应要求在AP设备选型时要求支持WAPI认证模式，目前主流AP厂家的设备均已支持。

在后续的网络建设中需针对WAPI方式的考虑建设鉴别服务器AS，建设时需与现网的AAA服务器进行协调统一建设，形成新的增强型AAA认证系统。现网中，终端经过AC/BAS和AAA以及Portal 服务器进行WEB的认证；在未来引入增强型认证系统后，SIM卡或数据卡的用户通过AC和3G AAA＋AS认证系统实现SIM认证。

3.3 WLAN网元功能演进方向

随着WLAN网元设备功能的不断完善，应将对WLAN网络内部网元的功能范围进行优化。结合到目前典型的WLAN组网模式，可将用户认证功能从现网AC中剥离出来，AC只实现对AP的管理控制功能，有现网中的BRAS实现对用户的认证功能，如图3所示。此模式下WLAN网络内部逻辑清晰，不会存在流量迂回的问题，并且能有效利用原有设备，降低成本。

图3 WLAN网络内部逻辑示意图

在未来的WLAN建设中还应引入802.11n技术，由于802.11n采用了MIMO-OFDM、MRC和帧聚合等关键技术，能有效提高覆盖范围、数据传输速度并提高用户容量，可以用于用户非常集中、数据带宽要求较高的场景。虽然802.11n技术2009年9月11日正式，但目前只部分终端支持，多是pre N，同时11n网络部署尚处于起步阶段，国内暂时还没有部署、运营经验。结合新技术发展规律，考虑从小规模商用试点逐步过渡到大规模部署，预计2011年应为11n WLAN网络的元年。11n设备部署也会带来GE接口和基于GE的POE供电需求，需要网络设备（交换机等）做相应改造。

4总结

总的来说，WLAN的发展方向3G+WLAN的模式，WLAN作为3G网络的有效补充，并能有效冲击目前的宽带市场，电信营运公司应把握WLAN未来方向，确保在全业务营运中处于有利竞争位置。本文分析了目前WLAN建设的典型模式，并根据目前的现网架构对WLAN网络的演进提出了一些看法，希望提供一些可用的参考意见。

参考文献

[1] 陈卓;无线局域网络在校园网中的应用[J];南京广播电视大学学报;2005年04期

[2] 张洪涛;顾静;无线局域网技术概述[J];科技资讯;2006年06期

[3] 李杨文;WLAN技术应用分析[J];电脑知识与技术;2005年15期

[4] 潘理刚;丁传银;;无线局域网WEP协议分析及基于TKIP协议的改进方案[J];电子科技;2006年03期

[5] 王德成;无线局域网技术及组建[J];南京广播电视大学学报;2005年04期

（作者单位：重庆电子工程职业学院）