浅析电信运营级WiFi网络的组网思路

浅析电信运营级WiFi网络的组网思路

文章首先介绍了运营级WiFi网络建设的引入原因，并详细介绍了电信运营级WiFi网络的特征。然后从网络架构、设备设置、设备选型、室分分布系统部署等方面对电信运营级WiFi网络的组网方案进行了探讨。

标签：运营级WiFi；AC；集中控制型AP

1 引言

在信息技术高速发展的时代，消费者对网络通信的需求高速攀升，他们总希望能够在任何时间、任何地点，都能与任何人进行语音、图像等各种内容的信息通信，并且希望能够实现终端在网络中的漫游。在这种需求的驱动下，无线通信特别是宽带无线数据通信，正逐渐成为人们的一种内在需求和今后通信发展的一个重要方向。无线局域网（以下简称WiFi）作为一种短距离无线接入技术，通常使用免费的免授权（unlicensed）频段，使用者不需要支付高额的授权费用，并且具有安装简单快速灵活、价格低廉等特点，WiFi已经普遍成为热点场所、热点区域的高速无线数据的重要接入手段。

目前，随着WiFi 终端设备从传统的笔记本电脑向以iPAD、iPhone为代表的轻便型、智能型的终端扩展，WiFi业务的客户群和数据流量都在飞速发展。与此同时，由于移动互联网业务的飞速发展，3G流量迅速攀升，数据热点区域的移动网络频率资源相当紧张，用户的使用感知下降。因此，近几年来各运营商都开始较大规模的建设WiFi网络，以此来对3G业务进行分流，将WiFi网络作为发展无线宽带业务的重要手段。

由于WiFi技术使用的无线频率是无需授权的公共频段，无线信号容易受到干扰，并且AP、AC设备的功能、性能、组网设计主要满足家庭和企业内部组网需求，不能完全满足电信运营商的要求。因此，需要运营商推动WiFi网络向可运营的网络发展。

本文将从现有WiFi网络改造演进的角度出发，探讨电信运营级WiFi网络的组网思路及方案。

2 打造电信运营级WiFi网络的原因

目前，考虑到WiFi网络的规模，电信大多采用的是AC集中部署于城域网骨干层的组网方式，AC直连至城域网的CR/BR设备上，统一接入城域网内各个热点下的集中控制型AP。在本方式中，一套AC可管理不同BRAS下同一厂家的集中控制型AP，布署灵活，适应大容量、少节点、扁平化的组网原则，但是也存在不少问题：

2.1 电信的WiFi网络基于现有的IP城域网进行组网，与IP城域网共用了汇

聚交换机、BRAS等设备。由于城域网宽带用户数量庞大，宽带流量变化快，汇聚交换机和BAS设备扩容割接频繁，容易影响WiFi用户流量和网络质量。

2.2 WiFi业务和城域网宽带业務都在迅猛发展，WiFi热点上行局所的汇聚交换机端口资源和AC所在局点的汇聚交换机端口资源经常不足而需要扩容。由于IP城域网汇聚交换机的主要服务对象不是WiFi专业，WiFi专业的相关人员无法及时了解设备端口资源使用情况，也无法专门为WiFi业务进行端口资源规划，经常出现端口不足或临时被其它宽带业务占用的情况，影响WiFi工程进度和业务发展。

2.3 伴随着网络的发展，WiFi用户的IPv4地址不够用的现象越来越凸显，原有城域网BRAS上或多或少都会配置有部分WiFi的地址池（非集中控制型AP 组网方式要求必须每个BRAS都配置有WiFi地址池，而集中控制型AP组网仅需在AC直挂的BRAS上配置WiFi地址池即可。目前的WiFi网络仍分散存在着部分非集中控制型AP设备），而这些IP地址的利用率高低不等，不利于综合利用IP资源。

2.4 没有对用户进行QOS等级的划分，高端用户跟低端用户“一视同仁”，一旦同一AP内的单个用户使用大流量的上网业务，会严重影响其他用户的网络使用感知。

2.5 在多个运营商进驻的热点，现有802.11b/g的AP设备受干扰严重，用户使用感知下降，并且20M的接入带宽越来越无法满足用户需求。

2.6 大多数热点的室内分布系统在部署时没有考虑到后续容量扩容时需要分裂的需求。后续扩容时，室分系统可能需要重新布放大量线缆，施工量较大，存在需要跟业主二次协商的不确定性，影响后续扩容施工。

2.7 WiFi网管的部分重要功能仍不够完善，在实现WiFi网络“精确化部署和管理”、“打造运营级WiFi网络”方面的支撑力度仍不足。

在此背景下，为提升WiFi网络的质量，构建运营级WiFi网络已成为必然趋势。

3 运营级WiFi网络的特征

打造运营级WiFi 网络，应具有以下四大特征：

“大容量”，指整个WiFi 网络要做到全程全网，热点密集区域形成热区，用场点型AC 管控，零散热点汇聚到城域网出口，用大容量AC 设备集中管控，全网形成集中化、扁平化的组网结构。同时要保证每个用户的接入带宽能承载合理的业务需求，要从无线接入层到网络汇聚层都有合理的QoS 保证。

“高可靠”，指整个WiFi 网络要做到安全可靠。WiFi 网络要能长期稳定运

行，各设备及其供电系统可靠，关键设备有冗余备份机制，无线信号稳定。WiFi 网络还要防范大部分来自无线侧和网络侧的攻击，也能对无线侧数据传输进行安全加密，防止被窃听或篡改。

“可扩展”，指整个WiFi 网络要做到灵活延展。WiFi 网络要能方便地引入新的无线接入或管控技术，增强整个网络的功能和性能。WiFi 网络也要能灵活地满足各种新业务的承载需求。

“可管理”，指整个WiFi 网络要做到可管可控。WiFi 网络能通过网管进行统一的远程管控、数据采集、设备升级，并且能与其他系统配合，实现WiFi 故障的快速精确定位以及远程排障。

4 打造电信运营级WiFi网络的组网思路

4.1 逐步对现有网络架构进行改造

根据前面存在问题的详细分析，目前WiFi网络的组网结构对WiFi业务已形成了一定程度的影响；另外，WiFi业务量的不断扩大，虽然近期不会对城域网设备造成太大影响，但远期的情况无法估计。因此，为了确保今后网络的稳定、可靠，应根据业务发展情况，逐步对现有WiFi网络架构进行改造，改造方式如下图所示：主要改造内容如下：

AP、AC和接入层交换机组网不变，在城域网汇聚层面将WiFi网络从现有宽带城域网汇聚交换机以及BRAS中分离，设置WiFi网络专用的BRAS、汇聚交换机，将WiFi网络独立出来，为打造运营级WiFi网络提供前提。

调整优化后可达到以下目的：

WiFi专网专用，方便管理，不受其他业务割接影响，自身割接也不会影响到其他的网络业务；建立WiFi专用BRAS后，虽然无法从根本上解决IPv4地址枯竭的问题，但可以将利用率低的IP地址池平移过来，综合利用IP地址资源，提升IP地址的利用率，从而达到优化资源的目的；部署WiFi专用汇聚交换机、BRAS之后，可以采用SVLAN的方式实现单AP单VLAN，所有VLAN资源可以重复利用，不与IP城域网的其他业务的VLAN使用冲突，真正做到用户的精确定位。

专网专营，数据流量独立，利于进行类似分时分区域计费等多样化计费模式的实施。

部署了WiFi专用汇聚交换机之后，可以空闲出一部分IP城域网汇聚交换的端口，一定程度上缓解IP城域网汇聚交换机端口资源紧张的现状。

4.2 尽快实现针对用户的限速