無線寬帶多業(yè)務網(wǎng)絡接入組網(wǎng)方案研究

摘 要：構(gòu)建標準化、規(guī)范化的移動寬帶多業(yè)務接入網(wǎng)絡以各種接入技術(shù)為依托，統(tǒng)一網(wǎng)絡平臺，建立接入技術(shù)模板，采用一種或多種標準規(guī)范的接入方式實現(xiàn)移動多業(yè)務的接入，達到資源的有效配置、成本的降低、網(wǎng)絡的容量的可靠保障和網(wǎng)絡的穩(wěn)定安全。

關鍵詞：無線接入；多業(yè)務綜合接入

1 無線寬帶多業(yè)務接入技術(shù)簡介

⑴GSM/GPRS無線接入技術(shù)。GPRS利用“包交換”（Packet-Switched）概念發(fā)展起來的一套無線傳輸方式，可以提供高速的無線數(shù)據(jù)接入服務（最高可達171.2kbit/s），采用靈活的資費策略，用戶可以立即上網(wǎng)，真正實現(xiàn)“隨時在線”。實際應用中包括WWW瀏覽、電子郵件收發(fā)，信用卡確認（POS），保安系統(tǒng)（電子監(jiān)控），GPS自動定位跟蹤業(yè)務（運鈔車定位跟蹤），電子商務，電子銀行，遠程商務洽談，石油、天然氣管道監(jiān)測系統(tǒng)，煤、水和電遠程讀表，彩票交易，倉庫等監(jiān)視系統(tǒng)，調(diào)度系統(tǒng)（外出流動工作人員任務分派調(diào)度管理），車隊（出租車、郵政快遞）調(diào)度管理，交通運輸路由導引，集裝箱碼頭船舶調(diào)度管理等等。

⑵3.5GHz固定無線接入技術(shù)。3.5GH固定無線接入技術(shù)中以多信道多點分配業(yè)務（MMDS）接入技術(shù)為代表。MMDS（Multichannel Microwave Distribution System）作為3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)代表是一種點對多點、提供寬帶業(yè)務的無線技術(shù)。它適用于中小企業(yè)用戶和集團用戶。可透明傳輸業(yè)務，在基站端與網(wǎng)絡的接口為T1/E1、100Base-T、OC-3或V5接口與骨干網(wǎng)相連，在用戶端的接口為E1、FR、N×64kbit/s、POTS、10Base-T、ISDN接口等，可以為用戶提供Internet的接入、本地用戶的數(shù)據(jù)交換、語音業(yè)務和VOD視頻點播業(yè)務。3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)可用于中小企業(yè)和居民小區(qū)包括：寫字樓、工廠、商場、商店、銀行分行、個體企業(yè)、公寓、學校以及具備一定個人需求的智能住宅小區(qū)的接入。

⑶無線微波接入技術(shù)屬于視距通信直線傳輸，即兩個微波站間是直通的中間應無任何阻檔才能形成良好的無線電波傳播條件。微波通信由于其頻帶寬、容量大、可以用于各種電信業(yè)務傳送，如電話、電報、數(shù)據(jù)、傳真以及采色電視等均可通過微波電路傳輸。微波通信具有良好的抗災性能，對水災、風災以及地震等自然災害，微波通信一般都不受影響。

⑷1997年6月，第一個WLAN標準IEEE802.11正式頒布實施，WLAN接入技術(shù)能夠為用戶提供更多類型的數(shù)據(jù)業(yè)務，并且可以捆綁現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)業(yè)務（如MMS等）。基于WLAN接入方式的移動數(shù)據(jù)業(yè)務能夠提供豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務類型，主要包括互聯(lián)網(wǎng)無線寬帶接入。通過WLAN接入方式，高速訪問企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡資源的虛擬專用網(wǎng)業(yè)務。

2 無線寬帶多業(yè)務接入網(wǎng)絡的構(gòu)建

數(shù)據(jù)業(yè)務規(guī)模不斷擴大。傳輸網(wǎng)絡帶寬資源不足，2M數(shù)據(jù)帶寬不能滿足集團接入的需求，難以適應未來寬帶業(yè)務的快速增長的需要。沒有統(tǒng)一的綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)管，無法對數(shù)據(jù)網(wǎng)特別是接入網(wǎng)絡的網(wǎng)絡設備（路由器、交換機、AP、服務器等）的運行情況進行有效的監(jiān)控，也無法對移動寬帶多業(yè)務接入的用戶進行端到端的有效統(tǒng)計分析和遠程監(jiān)控。

移動寬帶多業(yè)務接入技術(shù)網(wǎng)絡構(gòu)建就是充分利用目前移動通信運營商的綜合資源優(yōu)勢，以各種接入技術(shù)為依托，統(tǒng)一網(wǎng)絡平臺，建立接入技術(shù)模板，采用一種或多種標準規(guī)范的接入方式實現(xiàn)移動多業(yè)務的接入，達到資源的有效配置、成本的降低、網(wǎng)絡的容量的可靠保障和網(wǎng)絡的穩(wěn)定安全，最有效地為用戶服務。無線寬帶多業(yè)務接入網(wǎng)絡具體搭建：建設多臺Cisco骨干路由器互為備份，共同承擔地區(qū)各種數(shù)據(jù)業(yè)務的匯聚并完成數(shù)據(jù)到骨干層的轉(zhuǎn)發(fā)。

基于現(xiàn)有無線業(yè)務對標準多業(yè)務接入模式的歸類：目前無線多業(yè)務接入主要包括專線接入、WLAN接入、GPRS接入和短信接入。各個專用網(wǎng)絡之間的相互關系如下圖所示：

無線寬帶多業(yè)務接入網(wǎng)統(tǒng)一網(wǎng)管架構(gòu)：無線寬帶多業(yè)務接入網(wǎng)主要包括CMNET、GPRS以及WLAN三個網(wǎng)絡，其中，CMNET既作為專線用戶的接入，同時又作為GPRS和WLAN兩個網(wǎng)絡的承載。CISCO 3640的作用是分別打通至CMNET、GPRS及WLAN的路由；應用服務器上安裝有SOLARWINDS的POLL ENGINES，由其向網(wǎng)絡設備發(fā)起SNMP請求，此外，該服務器亦作為WEB-SERVER以及LOG-SERVER；POOL ENGINES獲得的性能指標，通過局域網(wǎng)送至數(shù)據(jù)庫進行儲存；工作站的用途是作為監(jiān)控終端，并在上面運行一部分由WEB方式不能提供的監(jiān)控程序。CMNET網(wǎng)絡用的均是公網(wǎng)IP地址，WLAN主要用到的是私網(wǎng)地址，通過NAT翻譯成公網(wǎng)IP地址。而對于GPRS核心網(wǎng)，公網(wǎng)IP地址和私網(wǎng)IP地址均要用到。從網(wǎng)絡安全角度考慮，網(wǎng)管系統(tǒng)的服務器/主機均采用私網(wǎng)地址，由CISCO 3640作為出口，訪問公網(wǎng)設備。GPRS網(wǎng)管系統(tǒng)的CISCO 3640與COMMHUB采用直連的方式。

網(wǎng)管系統(tǒng)應用服務的實現(xiàn)主要是通過Solarwinds Network Performance Monitor來實現(xiàn)。應用服務器上安裝WINDOWS 2000 Advanced Server操作系統(tǒng)，集成Internet Information Server5.0（用于支持WEB-SERVER）。在應用服務器上安裝Solarwinds Network Performance Monitor軟件，并在作為數(shù)據(jù)庫的服務器上安裝SQL-SERVER 2000，用于存儲設備狀態(tài)、性能指標等信息。

Solarwinds Network Performance Monitor軟件可以實現(xiàn)的功能主要為：各路由器/交換機/AP的工作狀態(tài)、CPU負荷、內(nèi)存使用情況、接口狀態(tài)、接口利用率、接口流量等。

⑴對CMNET、WLAN及GPRS網(wǎng)絡的路由器/交換機等網(wǎng)絡設備的運行狀態(tài)、接口狀態(tài)進行監(jiān)控，并將結(jié)果以WEB頁面方式進行顯示，任何一臺聯(lián)網(wǎng)的PC機，均可作為監(jiān)控終端，突破了平臺的限制。

⑵針對單個網(wǎng)絡設備，可以檢測網(wǎng)絡連通性、CPU負荷、MEMORY使用情況等。

⑶對各接口流量進行統(tǒng)計。統(tǒng)計的指標包括：接口流入/流出的最大/最小/平均速率（比特/秒bps）、接口流入/流出的最大/最小/平均速率（數(shù)據(jù)包/秒pps）、接口的最大/最小/平均利用率、接口流入/流出的字節(jié)總量、接口流入/流出的數(shù)據(jù)包總量、多播數(shù)據(jù)包的流量等。CISCO核心路由器Gi1/1接口的檢測結(jié)果。

通過對GPRS核心網(wǎng)的兩個GGSN以及防火墻的流量進行統(tǒng)計，即可得到Gi接口的流量。該流量較Gb接口統(tǒng)計到的流量更能真實的反映用戶的實際流量。

⑷通過在工作站上運行Solarwinds Broadband Engineer’s Edition軟件，可以對數(shù)據(jù)網(wǎng)設備進行輪訓式的監(jiān)控，并將告警以聲音的形式輸出。如果需要，亦可對專線用戶進行監(jiān)測。

⑸對于性能指標，提供列表以及圖形的顯示方式；對于性能指標數(shù)據(jù)，可以通過SQL語言直接從SQL-SERVER數(shù)據(jù)庫中取得。

⑹提供聲音告警功能。

⑺提供LOG SERVER的功能，對數(shù)據(jù)網(wǎng)各設備的信息進行采集，儲存。

⑻提供自定義網(wǎng)頁界面功能。

3 無線寬帶多業(yè)務接入網(wǎng)絡的實際應用

港務局信息化應用

如圖所示系統(tǒng)建設的三大部分：無線接入網(wǎng)絡的建設和優(yōu)化；局調(diào)和輪駁中心的監(jiān)控平臺以及輪駁終端；引航站監(jiān)控系統(tǒng)和引航終端軟件。

局調(diào)度中心是全局生產(chǎn)指揮中心，也是各類信息發(fā)布的中心。通過該系統(tǒng)可以對下屬分中心下達生產(chǎn)指令，監(jiān)控各分中心的狀況。

輪駁分中心是相對獨立的船舶調(diào)度分中心，通過該系統(tǒng)可以是對所屬船舶進行監(jiān)控和調(diào)度指揮，實時掌握船舶動態(tài)，從而提高了調(diào)度和工作效率。

船載終端是為輪駁配備的輔助導航設備，船上工作人員可以根據(jù)終端提供的數(shù)據(jù)和功能輔助完成航行任務，并接收來自分中心的調(diào)度指令。

引航分中心能監(jiān)控所有引航員及被引航船只的現(xiàn)狀，能監(jiān)控引航艇以及港作拖輪的現(xiàn)狀，以便監(jiān)控整個港口，監(jiān)控所有船舶的動態(tài)，協(xié)助引航員安全引航。

引航員個人終端是為引航員配備的輔助引航設備，引航員工作時打開電子海圖，可以根據(jù)引航系統(tǒng)提供的功能輔助完成引航任務，監(jiān)測調(diào)度拖輪的工作，并接收來自分中心的調(diào)度指令。

監(jiān)控平臺之間通過港務局ATM網(wǎng)絡進行連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的共享和數(shù)據(jù)傳輸；終端和監(jiān)控平臺之間通過移動GPRS網(wǎng)絡進行連接。系統(tǒng)同現(xiàn)有的調(diào)度管理系統(tǒng)、AIS系統(tǒng)進行有效連接，可靠的進行數(shù)據(jù)的同步更新和交換。如引航和輪駁分中心的系統(tǒng)能實時接收局調(diào)系統(tǒng)的指令，并且可以向局調(diào)系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)或反饋信息。該系統(tǒng)也可以向其它系統(tǒng)開放GPS數(shù)據(jù)接口，從而做到整個港務局的調(diào)度管理系統(tǒng)的無縫連接、資源共享、動靜結(jié)合，構(gòu)建了一個適合港務局業(yè)務發(fā)展的實用、先進、開放、安全的一體化調(diào)度管理平臺。

3.1 引航子系統(tǒng)（引航員終端）

由GPS接收機確定船位，在筆記本電腦的電子海圖上，根據(jù)船舶尺度按比例顯示船形、航速、航向等本船信息。

通過GPRS網(wǎng)絡按照指定的時間間隔主動將將引航員編號、船舶位置、船舶航向、船舶速度等信息按一定的通信格式或協(xié)議進行數(shù)據(jù)編碼。

通過無線通信驅(qū)動程序發(fā)送給企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡中指定的陸上監(jiān)控通信機，使陸上監(jiān)控系統(tǒng)能在電子海圖上監(jiān)控引航船動態(tài)。

通過GSM網(wǎng)絡短消息與引航調(diào)度進行通信，實行引航指令下達，當GPRS網(wǎng)絡信號不穩(wěn)定時傳輸船位信號。

3.2 引航子系統(tǒng)（監(jiān)控平臺）

監(jiān)控系統(tǒng)的功能設計分為以下幾部分：GPS移動目標顯示、終端軌跡回放、船舶調(diào)度生產(chǎn)管理、終端通信控制、終端報警、突發(fā)事件輔助決策、AIS信號顯示。系統(tǒng)可與局現(xiàn)有的調(diào)度管理系統(tǒng)進行有效連接，能可靠地進行數(shù)據(jù)地同步更新與交換。如船舶調(diào)度管理計劃的獲取以及調(diào)度生產(chǎn)狀態(tài)的匯總反饋。向各分中心發(fā)布船舶生產(chǎn)調(diào)度計劃，各分中心會根據(jù)各現(xiàn)場調(diào)度的實施情況，將生產(chǎn)完成情況進行反饋。監(jiān)控臺根據(jù)收到的AIS數(shù)據(jù)中的船舶位置信息，在GIS電子地圖上顯示船舶示意圖標。用鼠標選擇一艘船舶，監(jiān)控臺將收到的AIS數(shù)據(jù)中的船舶的相關信息，顯示在屏幕上。主要數(shù)據(jù)元：船名、船籍、船位、船舶資料、航速、航向、目的地。

3.3 局調(diào)和輪駁子系統(tǒng)（監(jiān)控臺）

將地圖和海圖數(shù)據(jù)整合，顯示在統(tǒng)一的平臺；海圖的各種基本功能及屬性查詢；拖輪監(jiān)控、AIS監(jiān)控；船舶（拖輪、AIS）信息、拖輪調(diào)度計劃管理；拖輪軌跡回放；轄區(qū)標繪及管理。

3.4 局調(diào)和輪駁子系統(tǒng)（輪駁終端）

電話功能；GPS衛(wèi)星定位；報警功能；調(diào)度計劃顯示；調(diào)度指令顯示；觸摸屏操作。