WLAN統一接入平臺的研究與實現

潘建新

(湖州師范學院現代教育技術中心，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了各自的校園WLAN網絡［1-3］，雖然實現了無線上網，但由此帶來了如下許多問題:校內天線林立，造成視覺污染;多次施工，造成對學校工作的干擾和環境的破壞;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］。在充分論證的基礎上，我們提出了統一規劃、統一建設、統一管理、統一使用、統一維護的設想［6-9］。經研究與實踐，此設想是可以實現的。

1 采用瘦AP構建四網共享的WLAN方案

1.1 技術方案

(1)整個無線體系采用“瘦AP”體系，由“AC”中心進行統一管理及無線網絡維護、用戶定位，采用802.11n 標準，支持無線漫游，面向智能終端［10-13］。

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

(3)各家運營商的樓層交換機配置統一的AP專用VLAN，將AP數據接收后傳送至AC中心。

(4)AC中心的控制系統根據SSID的不同，將數據分送至各家單位自己的認證計費系統。

(5)運營商的認證服務器分出一條支線，將訪問學校內網的數據發往學校內網。

(6)教工使用學校自己的SSID，免費上網。進入學校內網后由學校的總出口進入互聯網。

(7)學生自由選擇無線網絡服務運營商，自費使用無線網絡，同時免費訪問學校內網。

1.2 物理架構

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

(2)校園內網和其他運行商的無線網絡通過各自的VLAN與匯聚交換機以及熱點POE交換機互通。

(3)無線系統由兩部分組成:AP和AC。AP連接到校園接入交換機，每個AP發射5個信號，即組成5個SSID(CMCC、CMCC-EDU、ChinaNet、Unicom、HUTC)信號系統。AP的天線通過一個合路器接入到一套合路室分當中，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化使網絡達到最佳使用效果［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。

(4)交換機通過與AP之間的CAPWAP控管隧道來傳遞管理信息。

具體整體拓撲結構如圖1如示。

圖1 WLAN方案整體拓撲圖

2 業務流程的實現

(1)電信無線網絡用戶通過熱點POE交換機和匯聚交換機到達電信網絡，由電信網絡來分配用戶地址、推送電信portal，電信業務數據走本地轉發，不需要到達AC和移動網絡，由電信設備負責對電信無線用戶的上網行為監控以及流量控制等管理。

(2)聯通無線網絡用戶通過熱點POE交換機和匯聚交換機到達聯通網絡，由聯通網絡來分配用戶地址、推送聯通portal，聯通業務數據走本地轉發，不需要到達AC和移動網絡，由聯通設備負責對聯通無線用戶的上網行為監控以及流量控制等管理。

(3)校園內網用戶通過校園內網交換機，由校園內網分配用戶地址，并提供業務功能。

3 AP壓力測試

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

3.1 測試環境

(1)測試設備: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果作為用戶的下載速度;

(4)測試現場環境如圖2所示。

圖2 測試現場環境

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，ChinaNet中國電信，Unicom中國聯通，SFNW師范學院內網)的用戶下載速度。為盡量保證測試的準確性，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 測試結果

16個用戶均分到5個SSID內，經測試，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上進行數據配置的，而非真實的SSID，比如ChinaNet也是采用移動的網絡發送的SSID，而非真實電信的WLAN網絡。

4 基于W LAN的統一接入網的優勢

(1)多運營商公平接入。無線網絡同等的覆蓋質量、數據網絡同等的傳輸帶寬、針對業務提供透明的傳輸通道、運營商各自獨立和相互隔離的網絡管理平臺;

(2)減少了網絡建設投資和網絡運行維護成本;

(3)使消費者對運營商及其服務的選擇更加多元化;

(4)使消費者享受到更加優質、低價的服務;

(5)減少了多次施工對學校環境的破壞;

(6)網內無頻點干擾。

5 結語

本方案實現了各運營商共享網絡設備資源，同時又保證了各運營商網絡運營的自主性;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質、多元的服務，實現了多贏。

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