WLAN统一接入平台的研究与实现

潘建新

(湖州师范学院现代教育技术中心，浙江湖州313000)

0 引言

目前，许多高校由多家电信运营商出资建设了各自的校园WLAN网络［1-3］，虽然实现了无线上网，但由此带来了如下许多问题:校内天线林立，造成视觉污染;多次施工，造成对学校工作的干扰和环境的破坏;多家运营商独立运营存在信号相互干扰并给后期的运维带来困难［4-5］。在充分论证的基础上，我们提出了统一规划、统一建设、统一管理、统一使用、统一维护的设想［6-9］。经研究与实践，此设想是可以实现的。

1 采用瘦AP构建四网共享的WLAN方案

1.1 技术方案

(1)整个无线体系采用“瘦AP”体系，由“AC”中心进行统一管理及无线网络维护、用户定位，采用802.11n 标准，支持无线漫游，面向智能终端［10-13］。

(2)每个终端AP承载5个不同的服务器标识符(Service Set Identifier，SSID)，即 CMCC、CMCC-EDU、ChinaNet、Unicom 及 HUTC 信号系统［14］。

(3)各家运营商的楼层交换机配置统一的AP专用VLAN，将AP数据接收后传送至AC中心。

(4)AC中心的控制系统根据SSID的不同，将数据分送至各家单位自己的认证计费系统。

(5)运营商的认证服务器分出一条支线，将访问学校内网的数据发往学校内网。

(6)教工使用学校自己的SSID，免费上网。进入学校内网后由学校的总出口进入互联网。

(7)学生自由选择无线网络服务运营商，自费使用无线网络，同时免费访问学校内网。

1.2 物理架构

(1)在接入层，部署S2326PoE全功率远程供电交换机;在城域网汇聚层，部署S3352汇聚交换机;在城域网核心层，部署S9303核心交换机。

(2)校园内网和其他运行商的无线网络通过各自的VLAN与汇聚交换机以及热点POE交换机互通。

(3)无线系统由两部分组成:AP和AC。AP连接到校园接入交换机，每个AP发射5个信号，即组成5个SSID(CMCC、CMCC-EDU、ChinaNet、Unicom、HUTC)信号系统。AP的天线通过一个合路器接入到一套合路室分当中，天线以尽可能小的功率安装在宿舍里，以此减少对其他相邻以及楼上楼下宿舍的干扰，并且还需要通过对信道优化使网络达到最佳使用效果［15］。AC部署在核心层，汇聚交换机需要对接其他运营商的SR以及BAS系统。

(4)交换机通过与AP之间的CAPWAP控管隧道来传递管理信息。

具体整体拓扑结构如图1如示。

图1 WLAN方案整体拓扑图

2 业务流程的实现

(1)电信无线网络用户通过热点POE交换机和汇聚交换机到达电信网络，由电信网络来分配用户地址、推送电信portal，电信业务数据走本地转发，不需要到达AC和移动网络，由电信设备负责对电信无线用户的上网行为监控以及流量控制等管理。

(2)联通无线网络用户通过热点POE交换机和汇聚交换机到达联通网络，由联通网络来分配用户地址、推送联通portal，联通业务数据走本地转发，不需要到达AC和移动网络，由联通设备负责对联通无线用户的上网行为监控以及流量控制等管理。

(3)校园内网用户通过校园内网交换机，由校园内网分配用户地址，并提供业务功能。

3 AP压力测试

由于是各运营商共享AP设备，在学生公寓的每个 AP 上将承载 10 ～16 个用户［14，16］，因此，需要在极限状态下对用户的下载速度进行测试。

3.1 测试环境

(1)测试设备:12台支持802.11g/n的笔记本+4台手机;

(2)测试带宽:在AP上对每用户做2Mb/s的限速;

(3)计量软件:使用DUMeter，的平均下载速度的结果作为用户的下载速度;

(4)测试现场环境如图2所示。

图2 测试现场环境

3.2 测试方法

本次测试，主要测试在1个 AP下5个 SSID(CMCC中国移动随E行，CMCC-EDU中国移动校园网，ChinaNet中国电信，Unicom中国联通，SFNW师范学院内网)的用户下载速度。为尽量保证测试的准确性，我们进行了2次测试。(1)16个用户全部连接到CMCC，以判断用户集中模式下的下载速度，如图3所示。

图3 DU Meter测试在CMCC的下载速度(2 Mb/s左右)

(2)16个用户均分连接到5个SSID，以判断用户分布模式下的下载速度(见图4～7)。

图4 用户连接ChinaNet速度平均1.94 Mb/s

图5 用户连接ChinaUnicom的速度平均在2.1 Mb/s

图6 用户连接CMCC速度(平均1.8 Mb/s)

图7 用户连接CMCC-DEU的速度(平均在2.0 Mb/s)

3.3 测试结果

16个用户均分到5个SSID内，经测试，每个用户的下载速率均在2.0 Mb/s左右，因此本方案是有效、可行的。

注:5个SSID是直接在移动AC上进行数据配置的，而非真实的SSID，比如ChinaNet也是采用移动的网络发送的SSID，而非真实电信的WLAN网络。

4 基于W LAN的统一接入网的优势

(1)多运营商公平接入。无线网络同等的覆盖质量、数据网络同等的传输带宽、针对业务提供透明的传输通道、运营商各自独立和相互隔离的网络管理平台;

(2)减少了网络建设投资和网络运行维护成本;

(3)使消费者对运营商及其服务的选择更加多元化;

(4)使消费者享受到更加优质、低价的服务;

(5)减少了多次施工对学校环境的破坏;

(6)网内无频点干扰。

5 结语

本方案实现了各运营商共享网络设备资源，同时又保证了各运营商网络运营的自主性;为运营商间的公平竞争，提供了一个良好的平台，并使用户享受到更加优质、多元的服务，实现了多赢。

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