Wi-Fi無線城域網(wǎng)：3G的有益補(bǔ)充

目前，中國移動尚未大規(guī)模開展Wi-Fi無線城域網(wǎng)的建設(shè)，原有的WLAN熱點(diǎn)近幾年沒有大規(guī)模擴(kuò)展，但是WLAN無線城域網(wǎng)即使在中國移動也有用武之地。未來中國移動有可能根據(jù)已有網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和優(yōu)勢，新建或者改建WLAN城域網(wǎng)。

Wi-Fi城域網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，中國移動WLAN城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由WLAN終端、AP、AC、業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)組成。其中，以太網(wǎng)交換機(jī)通過IP城域網(wǎng)接入AP和CMNET。整體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架較為簡單清晰，原先WLAN城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)都放在集團(tuán)公司，若想在本地開展本地認(rèn)證的WLAN業(yè)務(wù)，必須引入本地WLAN業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)。

圖1 中國移動地市WLAN 目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

網(wǎng)絡(luò)中AC還能根據(jù)不同用戶的性質(zhì)，分別將用戶的認(rèn)證信息送至相應(yīng)的認(rèn)證平臺。若是本地WLAN用戶，則一般采用用戶名＋密碼認(rèn)證方式，采用PPPOE認(rèn)證技術(shù)，將本地用戶的認(rèn)證信息送至本地認(rèn)證計(jì)費(fèi)平臺認(rèn)證。若是中國移動隨e行用戶，則加@WEB后綴，根據(jù)后綴名將隨e行用戶認(rèn)證信息送至全國RADIUS認(rèn)證計(jì)費(fèi)平臺認(rèn)證。AC根據(jù)域名將SIM認(rèn)證方式用戶的認(rèn)證信息送至集團(tuán)SIM認(rèn)證平臺認(rèn)證。若是其它運(yùn)營商漫游用戶的用戶域名，則將用戶認(rèn)證信息送至全國認(rèn)證計(jì)費(fèi)平臺認(rèn)證。

Wi-Fi城域網(wǎng)建設(shè)思路

中國移動地市公司在發(fā)展WLAN城域網(wǎng)的時(shí)候，應(yīng)該充分認(rèn)識到公司的優(yōu)勢和劣勢，從以下幾方面來進(jìn)行WLAN城域網(wǎng)的建設(shè)。

1．要依托移動基站，充分利用原有資源建設(shè)城域網(wǎng)。

中國移動城域網(wǎng)資源相對匱乏，但是移動基站在城市地區(qū)已經(jīng)比較密集了，因此在城域網(wǎng)的建設(shè)過程中，要充分利用基站資源。對于中國移動來講，WLAN城域網(wǎng)的建設(shè)只有依托移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，才能發(fā)揮中國移動城域網(wǎng)的優(yōu)勢。

2．要充分利用現(xiàn)有室內(nèi)分布系統(tǒng)。

中國移動有大量的室內(nèi)分布系統(tǒng)，而且有些熱點(diǎn)地區(qū)，特別是商業(yè)區(qū)，已有其他移動網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)分布系統(tǒng)，建設(shè)WLAN城域網(wǎng)的時(shí)候，需要考慮該類室內(nèi)分布系統(tǒng)的新建或者改造問題。今后建設(shè)3G室內(nèi)覆蓋時(shí)，同樣要考慮到WLAN的室內(nèi)覆蓋問題。

3．要結(jié)合市場需求來建設(shè)WLAN城域網(wǎng)。

事實(shí)上，中國幅員遼闊，東西部或者各個(gè)城市對于無線寬帶的需求不盡相同，為了讓網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮最大的效益，可以根據(jù)各地不同的市場需求，來建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，某些需求較大的城市熱點(diǎn)地區(qū)，在網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)上可以適度超前。

4．要充分利用現(xiàn)有移動用戶規(guī)模優(yōu)勢，捆綁發(fā)展WLAN用戶。

對于用戶的發(fā)展來講，中國移動完全可以考慮目前在移動終端用戶市場上的規(guī)模優(yōu)勢，利用各種業(yè)務(wù)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，對WLAN用戶進(jìn)行捆綁操作，從而來發(fā)展自身在寬帶領(lǐng)域的用戶規(guī)模。

AC建設(shè)方案

對于WLAN城域網(wǎng)中的AC建設(shè)，一般有集中模式和分布模式兩種。

集中模式是指多個(gè)服務(wù)區(qū)的流量通過IP城域網(wǎng)匯聚層匯聚到AC。該方式的優(yōu)點(diǎn)是統(tǒng)一管理，管理的成本低，在用戶規(guī)模不大時(shí)較為經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)就是用戶流量必須經(jīng)過核心設(shè)備，如果用戶發(fā)展到一定的規(guī)模（例如分布在多個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)），用戶的二層數(shù)據(jù)流量集中在一點(diǎn)，容易造成擁塞，并容易產(chǎn)生單點(diǎn)故障，所以在采用集中模式的時(shí)候建議要對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行熱備份。

分布模式是指在服務(wù)區(qū)部署AC，將用戶的第三層（IP層）就近終結(jié)。該方式的優(yōu)點(diǎn)是，用戶流量在最近的地方進(jìn)入IP核心網(wǎng)絡(luò)，線路使用效率高，網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性較好，并可以針對不同節(jié)點(diǎn)的用戶提供特色服務(wù)。其缺點(diǎn)是，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)IP接入分散，運(yùn)營商需要分別在接入點(diǎn)增加業(yè)務(wù)功能來提供統(tǒng)一的服務(wù)，同時(shí)對所有設(shè)備進(jìn)行管理，工作量大，增加了AC設(shè)備的數(shù)量，成本比較高。

在較大的城域范圍內(nèi)建設(shè)WLAN時(shí)，組網(wǎng)的方式一般為混合方式。也就是說，在用戶密度大的熱點(diǎn)地區(qū)，或者涉及到與業(yè)主分成的問題時(shí)，可采用分布式接人，同時(shí)將認(rèn)證的發(fā)起點(diǎn)設(shè)置在AC，這樣可以提高性價(jià)比，便于管理。但是在熱點(diǎn)地區(qū)接人用戶較少時(shí)，采用在核心節(jié)點(diǎn)集中式放置AC。

AP建設(shè)方案

AP的建設(shè)方式有很多種，可根據(jù)具體情況采用不用的建設(shè)方式，下文對AP的各種建設(shè)方式和應(yīng)用場景進(jìn)行描述。

1．AP建設(shè)方式一：獨(dú)立的WLAN室內(nèi)覆蓋。

圖2 AP建設(shè)方案一：獨(dú)立的WLAN室內(nèi)覆蓋

獨(dú)立的WLAN室內(nèi)覆蓋一般采用AP安置在天花板、墻壁上或者AP＋吸頂天線的建設(shè)方式，其規(guī)劃特點(diǎn)是，需要根據(jù)WLAN覆蓋和容量需求單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在運(yùn)維上，該方式下AP升級、擴(kuò)容和維護(hù)較為困難。

2．AP建設(shè)方式二：綜合的無線室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。

圖3 AP建設(shè)方式二：綜合的無線室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)

綜合的無線室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)方式就是充分利用現(xiàn)有室內(nèi)分布系統(tǒng)，采取WLAN與GSM/3G共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)方式，其規(guī)劃特點(diǎn)是AP放置靈活、工程量小、經(jīng)濟(jì)快捷；另外，設(shè)計(jì)時(shí)容量和覆蓋可分開考慮。該方式較為適合諸如酒店和商務(wù)樓宇這樣的場景采用。同時(shí)在運(yùn)維方式上，室內(nèi)分布一次安裝，AP升級、擴(kuò)容和維護(hù)較為容易。

WLAN/GSM/3G三網(wǎng)合一的室內(nèi)覆蓋解決方案比傳統(tǒng)的WLAN單獨(dú)解決方案要具有更大的優(yōu)勢。其覆蓋率高，成本低，約為純AP覆蓋方式的1/4，建設(shè)周期短，無須再安裝更多設(shè)備，對原GSM系統(tǒng)無不良影響。因此通常建議采用該方式進(jìn)行WLAN室內(nèi)無線覆蓋。

如果涉及到對原有室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)進(jìn)行改造，需要注意無線頻率、饋線損耗、發(fā)生功率、接收靈敏度等問題，改造室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮同時(shí)滿足GSM/3G/WLAN共用室內(nèi)分布系統(tǒng)需求；另外，應(yīng)該考慮到WLAN和GSM/3G信號覆蓋之間的差異，合理規(guī)劃天線點(diǎn)的位置。

3．AP建設(shè)方式三：室外AP覆蓋。

圖4 AP建設(shè)方式三：室外AP覆蓋

如圖4所示，該方式通過室外型AP對室內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行覆蓋，往往采用大功率AP和高增益天線，室外型AP由外向里發(fā)送信號，阻隔較少，高功率穿透力強(qiáng)。其應(yīng)用場景主要是室外、沒有室內(nèi)覆蓋的結(jié)構(gòu)簡單的樓、小型企業(yè)、校園宿舍。

同時(shí)，該方式存在以下需要注意的問題。

（1）室外WLAN信號和室內(nèi)WLAN信號之間存在干擾，該方案需要對室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)部署具有很強(qiáng)的控制能力，因此不適合提供家庭接入覆蓋；

（2）由于室內(nèi)需要共享接入到室外WLAN接入設(shè)備，該方案需要考慮到信號覆蓋和接入需求之間的關(guān)系；

（3）WLAN為共享帶寬，無法保障單個(gè)用戶的帶寬；

（4）AP的連接可采用有線中繼、5.8GHzWLAN網(wǎng)橋或MESH網(wǎng)絡(luò)；

（5）采用室外覆蓋方式建設(shè)時(shí)，應(yīng)積極考慮共用GSM基站資源。WLAN可共用的基站資源為機(jī)房、電源、傳輸、抱桿和鐵塔等基礎(chǔ)設(shè)施，暫不考慮共用GSM基站天饋線系統(tǒng)。

圖5 高層樓宇A(yù)P覆蓋示意圖

如果是對高層樓宇進(jìn)行室外AP覆蓋，大中城市商務(wù)區(qū)熱點(diǎn)樓層高度一般在20層以上。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一套室外AP設(shè)備配合定向天線，可以覆蓋約7層高的樓。由于樓層較高，天線的垂直覆蓋角度達(dá)不到要求，由于入射角度大，信號只有進(jìn)行多次反射才能到達(dá)，因此會變得很弱。為了減小入射角度，那么就需要高樓附近能提供能使天線入射角度變小的樓房，如圖5所示，如果有21層高的樓，則某一個(gè)面需要用3套設(shè)備來進(jìn)行覆蓋，同時(shí)也根據(jù)用戶數(shù)量來配合相應(yīng)的設(shè)備數(shù)量。

如果是對學(xué)校宿舍或者小廠等小高層結(jié)構(gòu)的樓宇進(jìn)行室外AP覆蓋，從經(jīng)驗(yàn)來看，一套設(shè)備覆蓋一幢多層信號方面問題不大，但要支持20個(gè)以上用戶，建議用2套設(shè)備分別從正反兩面來實(shí)現(xiàn)。低層樓群的覆蓋可以根據(jù)情況采用定向和全向天線進(jìn)行覆蓋。在建設(shè)中，具體AP型號、天線型號、建設(shè)數(shù)量和覆蓋范圍應(yīng)根據(jù)實(shí)際無線規(guī)劃確定。

4．AP建設(shè)方式四：Wi-FiMESH。

圖6 Wi-FiMESH組網(wǎng)示意圖

目前，在世界各地的無線城市的建設(shè)方案中，例如中國臺北、美國費(fèi)城等城市都建設(shè)了WLANMESH城域網(wǎng)。國內(nèi)很多高校建設(shè)了自己的MESH網(wǎng)絡(luò)。在該方式中，MESH節(jié)點(diǎn)利用5.8GHz作為無線回傳，利用2.4GHz作為無線覆蓋，提供無線接入服務(wù)，部署靈活，便于大面積部署，可提供動態(tài)智能路由。但目前Wi-FiMESH存在一些問題，例如，相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的成熟性有待考驗(yàn)，同時(shí)目前各設(shè)備商使用的是私有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備之間不兼容，設(shè)備價(jià)格較高。

本地業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)建設(shè)方案

對于建設(shè)WLAN城域網(wǎng)而言，建設(shè)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)無線寬帶業(yè)務(wù)的本地運(yùn)營和管理非常重要，如圖8所示，業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)包括Portal服務(wù)器、認(rèn)證中心（Radius/AS）和BOSS。其中各個(gè)單位的具體功能如下。

1．Portal服務(wù)器：本地Portal服務(wù)器負(fù)責(zé)本地用戶使用WLAN業(yè)務(wù)的Portal功能。

2．認(rèn)證中心：本地WLAN認(rèn)證中心負(fù)責(zé)本地WLAN用戶的認(rèn)證、話單生成、記帳卡的計(jì)費(fèi)等。

3．BOSS：實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)、營業(yè)和帳務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)用戶的網(wǎng)上自服務(wù)功能。

圖7 WLAN城域網(wǎng)本地業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)構(gòu)架

建立完善的WLAN城域網(wǎng)本地業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)對于靈活開展寬帶接入業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)多樣的營銷手段有著非常大的作用，也是整體WLAN城域網(wǎng)建設(shè)中的重要一環(huán)。