電信運營商Wlan系統(tǒng)參考模型

相關專題: 無線

一.前言

隨著信息時代的來臨,計算機技術和網絡技術的蓬勃發(fā)展,網絡在各行各業(yè)的應用越來越廣泛。目前,有線網絡以其傳輸速度高,產品的品牌及數(shù)量眾多和技術發(fā)展速度快等優(yōu)點,在市場上占據(jù)了網絡應用領域里相當大的市場份額。然而,隨著移動計算技術的日益普及和工業(yè)標準逐步被市場所采納和接受,以及無線網絡在技術上的成熟,產品種類的不斷增加和產品成本下降,據(jù)統(tǒng)計未來幾年,無線網在全世界將有較大的發(fā)展。無線因特網應用越來越多,它將擴展有線局域網或在某些情況下取而代之?梢灶A期,在未來信息無所不在的時代,無線網將依靠其無法比擬的靈活性,極強的可擴容性,使人們真正享受到簡單、方便、快捷的連接。

無線局域網在很多應用領域有獨特的優(yōu)勢:可移動性,它提供了不受線纜限制的應用,用戶可隨時上網;安裝容易,無須布線或減少布線,大大節(jié)約了建網時間;組網靈活,即插即用,網絡管理人員可以迅速將其加入到現(xiàn)有的網絡中,并在某種環(huán)境下運行;成本低,特別適合于變化頻繁的工作場合。此外無線網絡相對來說比較安全,無線網絡是以空氣為介質,傳輸?shù)男盘柨梢钥缭胶軐挼念l段,而且于自然背景噪聲十分相似,這樣一來,就使得竊聽者用普通的方式難以偷聽到數(shù)據(jù)。"加密"也是無線網絡必備的一環(huán),能有效提高其安全性。所有無線網絡都可以設安全密碼,即使千方百計接收到數(shù)據(jù),沒有密碼也很難打開數(shù)據(jù)。
         
  二.無線網絡互聯(lián)技術

2.1、無線網絡技術

無線技術是新興的一種組網技術,具有組網靈活、應用廣泛、投資較少,擴展性較好、數(shù)據(jù)帶寬高、免費頻段等特點,應用也隨即推廣開來。

最早的無線網絡標準是97年7月制定的IEEE802.11標準,由于該標準的帶寬只有2Mbps,而且價格較高,應用一直沒有普及開來。1999年9月通過了IEEE802.1b標準,該標準采用直接序列擴頻技術(DSSS)和偽隨機噪聲碼(PN CODE)技術,實現(xiàn)了抗干擾能力強,帶寬高,功率低,幾乎對其他系統(tǒng)無干擾,IEEE802.11b標準數(shù)據(jù)傳輸速率可達11Mbps,工作在2.4G的公用免費頻段上,能夠傳輸數(shù)據(jù)和圖像,完全能達到目前的網絡速度的需要,而且無線技術發(fā)展很快,最新的IEEE802.11a標準數(shù)據(jù)傳輸速率可達54Mbps。相信無線技術會很快普及開來。

由于擴頻通信在提高信號接收質量、抗干擾、保密性、增加系統(tǒng)容量方面都有其突出的優(yōu)點。特別是在保密性方面,因為無線技術根源于軍事應用,所以保密早就是無線設備的一個設計標準。安全供應作為特色被建立在無線局域網中,使得他們比有線局域網具有更好的安全性。無線網絡技術采DSSS技術,本身就具有防竊聽之功能,復雜的加密技術可以保證其安全性。在本方案中采用的無線接入點設備和無線網卡部分,均可設為64位或128位WEB加密方式。正因為擴頻通信的諸多優(yōu)點使擴頻通信在民用、商用通信領域迅速普及開來。

無線網絡產品工作在2.4G 的ISM 頻段上,該頻段是完全開放的,用戶不用申請即可使用。

無線局域網系統(tǒng)包括無線接入點和無線網卡,組網結構有如下五種:

(1)、 獨立式無線局域網(Independent WLANs)

一個構造簡單的獨立的無線局域網是由帶無線射頻網絡適配卡(ISA或PCI接口)的PC機所構成,只相當于對等網(peer to peer)的形式。當只需要二個或二個以上的無線網卡并行連接時,就可構置成獨立式WLAN。這種網絡結構不需要進行集中的管理和配置設計,使用快捷方便所需專業(yè)知識不多。

 (2)、非獨立式無線局域網(Infrastructure WLANs)

在大多數(shù)情況下,無線通信是作為有線通信的一種補充和擴展。我們把這種情況稱為非獨立式的WLAN。在這種配置下,多個AP通過線纜連接在有線網絡上,使無線用戶能夠訪問網絡的各個部分。AP不僅是一個提供和傳統(tǒng)網絡連通的設備,更是作為無線網絡重要的一部分,如果需要,可使用足夠多的AP,使網絡能覆蓋整個建筑物。
    
 。3)、單元無線漫游式局域網(Microcells and Roaming)

無線電波在傳播過程中會不斷衰減,無線信號的有效范圍取決于發(fā)射的電波功率的大小,當電波功率大小額定時,AP的通訊范圍就被限定在一定的范圍之內。這個范圍被稱為微單元。這是一個類似于移動電話基站的系統(tǒng),它能有效擴展活動范圍。當網絡環(huán)境存在多個AP,且它們的微單元互相有一定范圍的重合時,無線用戶可以在整個WLAN覆蓋區(qū)內移動,無線網卡能夠自動發(fā)現(xiàn)附近信號強度最大的AP,并通過這個AP收發(fā)數(shù)據(jù),保持不間斷的網絡連接,這就稱為無線漫游。

  (4)、遠程點對點無線連接(point to point)

遠程點對點傳輸中,布線困難,而且成本較高,施工周期較長,采用無線互連,就能較好地解決問題,并節(jié)約租用專用線路的費用。如果二者可視,拓撲示意圖如下圖所示,不可視的情況,需要增加中繼接點。

  (5)、遠程點對多點無線連接(point to multipoint)

遠程點對多點傳輸中,采用無線互連,就能較好地解決租用專線的費用,而且還解決了布線困難的問題,安裝調試也非常簡單,組網周期短,網絡建設很快會投入使用。

2.2、無線網的特點:

1)、無線技術成熟,性能穩(wěn)定。無線技術的利用已相當普及,而且性能穩(wěn)定,帶寬高,傳輸質量較好。

2)、無線設備提供的帶寬已滿足需要。無線設備現(xiàn)在已可提供11Mbps的帶寬,完全滿足用戶的網絡需要。

而且無線技術發(fā)展迅速,現(xiàn)在的工作在ISM 5.8GHz頻段的無線設備速率已達54Mbps。

3)、投資較少,組網快,可擴展性較強,組網靈活。相對于光纖,無線設備投資很少,成本只是敷設光纖的1/4,甚至更低,而且可擴展性較強,在無線覆蓋的區(qū)域,遠端各點只需架設天線即可和中心機房相連,組網方便快捷,而且節(jié)約了預敷設光纖的大量資金。

4)、安全性好,抗災能力強。隨著無線技術的發(fā)展和應用的普及,無線網絡已具有相當?shù)陌踩浴?/p>

5)、通信距離遠,覆蓋范圍的大(30KM),基站可以將鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋上。

6)、專網專用。利于管理維護,可入固定資產。并且移動性好,可隨網點搬遷移動。

7)、無線組網作為有線的補充,能彌補有線的不足,為最終用戶提供一個自由、移動、方便的網絡環(huán)境。

2,3、無線網絡的安全技術

1)、無線局域網采用直接序列擴頻技術,由于傳輸信號經過與偽隨即碼相異或。信號本身就有加密功能,即使能捕捉到信號,也很難打開數(shù)據(jù)。

2)、服務集標示符ESSID。對無線接入點設置不同的SSID,只有計算機AP的SSID相匹配,才能訪問AP。

3)、MAC地址過濾。對無線接入點AP設置MAC地址訪問列表,控制無線網卡的訪問控制。

4)、有線對等加密WEP。在鏈路層采用RC4對稱加密技術,用戶的加密鑰匙與AP的密鑰相同才能獲準存取網絡的資源。

5)用戶驗證,在最新的新通寬帶無線接入點產品中,增加了用戶驗證功能,只有通過驗證的用戶才能訪問無線網絡。
         
  三.電信運營商的網絡結構

3.1、網絡的基本結構

電信運營商的無線接入網絡系統(tǒng)應包括無線接入點(AP)和接入控制器(AC)構成。

無線接入點AP是Wlan的小型無線基站,完成IEEE802.11b、IEEE802.11a或IEEE802.11g等無線接入功能,它也是一個橋接器,連接有線網絡和無線網絡的橋梁,任何帶有無線網卡的計算機設備,均可通過無線接入點連入無線網絡,訪問網絡資源。高速與網絡進行數(shù)據(jù)通訊。并且具有一定的漫游性。滿足移動商務,移動互連的用戶群的需要。該業(yè)務應用較為廣泛,目前在電信業(yè)的應用有:

1、北京電信依托電信寬帶IP網和城域光纖網,為第21屆大運會提供無線寬帶上網服務,被中新社記者認為是"此次大運會通信技術的亮點",大運會后,在北京國際展覽中心布設了WLAN網絡,并將進一步在機場、大會議場所、寫字樓、酒店等處布設WLAN。

2、上海電信:以ADSL,FTTB為主要接入手段,通過計時、計次、預付費、包月等多種計費形式。先后在上海星巴克咖啡館布設了命名為"天翼通"的無線局域網,第21屆亞洲男子籃球錦標賽布設WLAN(新聞中心、記者席、主席臺、比賽區(qū)域等),正在為會展中心、機場、休閑中心、咖啡吧、賓館等商務人士活動區(qū)布設WLAN。

3、南京電信:為參加第六屆華商會的主要會場、賓館布設WLAN。

4、中國網通去年10月在上海金茂大廈、東方明珠新聞中心、上海國際會議中心、浦東香格里拉飯店推出的"無線伴旅"無線寬帶接入服務。

無線網絡技術正是以它獨具有的特點,適應了人們對移動的需求,適合賓館、會議室、展廳、體育館、機場、咖啡吧、休閑中心等場所。

接入控制器是在Internet和無線局域網之間,擔當網關作用,對用戶進行認證、計費等管理,通過認證服務器,可以對用戶進行管理,制定多種適合運營商運營的計費機制,比如:按流量計費、按時間計費、預付費、包月等等不同的適合多種需求的計費方式。
    
  無線接入電信運營商結構圖例:

3.2、無線互連

目前,電信光纖資源非常豐富,但有一些地方,可能光纖資源不足或不能立即通有光纖,在這些地方,我們建議采用無線連接方式,目前速率一般可達11Mbps,有的設備支持20Mbps或54Mbps,網絡結構可組成點對點,點對多點模式,采用無線方式連接,具有組網速度快,投資較少,能較快滿足用戶的需求,并為電信運行商提供較短的成本收回期。

結構圖:

 

3.3、無線提供的功能和優(yōu)勢

1、 投資少,收益快,運營商可在較短的時間內投資建網,實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠距離傳輸。
     2、 最終接入用戶使用無線方式,具有移動性、便捷性特點。
     3、 適合公共商務場所,不宜布線場所、要求移動辦公等場所。
     4、 支持原有的應用程序,適用性較好
     5、 采用多種加密方式,保障了數(shù)據(jù)的安全性。
     6、 可采用多種計費方式,為運營商提供靈活的運營模式
     7、 小功率、大覆蓋,保證信號的穩(wěn)定性
     8、 使用2.4G免費頻段。
     9、 提高人們的工作、生活、娛樂的檔次
     10、 為運營商提供一個靈活的、嶄新的運營思路,有效增加運營商的利潤。
         
  四、運營解決方案

寬帶接入服務器,是串聯(lián)在ISP租給用戶專線上端的路由器和用戶的交換機之間,它對內連接的是用戶原有的局域網絡。對外連接寬帶城域網。它最主要的功能是完成對用戶的認證、計費。寬帶接入網關能夠記錄下每個客戶經過網關上網的時間(精確到秒)以及流經的字節(jié)數(shù)(以千字節(jié)為單位),這些數(shù)據(jù)可通過網關的接口輸送給計費服務器作清費處理。通過其獨特的處理方法,對信息流和用戶的需求可以實時的、互動進行有效的控制能力。根據(jù)用戶的身份驗證,給予不同的應用授權和計費方法,并且實時監(jiān)控信息的流通的全部過程,通知用戶的資源的使用情況和狀態(tài),根據(jù)用戶的授權屬性保持或切斷用戶的連接。

除網絡認證記費功能外, 產品支持很多擴展功能包括:

1) 路由器功能:寬帶網絡接入必須需要路由器,寬帶接入服務器可以替代路由器。它所具有的網絡地址轉發(fā)(NAT)功能可以將多個私有IP地址動態(tài)或靜態(tài)地轉發(fā)成公網IP地址,這特別適合運營商通常只向酒店提供一個公網地址的情況。該接入網關同時還具有動態(tài)主機地址分配(DHCP)功能,它能夠動態(tài)地為連入的計算機設置IP地址、子網掩碼、默認網關、DNS服務器地址,因此可以免去了住客設置IP參數(shù)的麻煩。

2) 防火墻功能:防止外界黑客對酒店的寬帶系統(tǒng)進行攻擊。

3) 安全隔離功能:防止住客與住客之間的機密文件竊取。

4) 網站瀏覽限制功能:對一些網站的瀏覽進行限制。

5) 遠程管理功能: 使酒店或ISP的運維人員不必在設備邊上進行設備維護和設置。

我們提供的寬帶接入網關是一個純硬件的設備,它可提供高達512個并發(fā)的戶連接訪問。與骨干網的接口非常簡單,即插即用, 24小時內便可安裝完成,投入使用。
    
          五、用戶計費管理

用戶計費管理服務器作為后臺處理軟件,放置在用戶的中心機房,主要用于完成用戶開戶,計費信息采集,帳務處理,統(tǒng)計,出帳的功能。它作為一種服務器軟件安裝在用戶的中心機房的服務器上。該軟件還可以提供應用程序(API)接口以及硬件的串行接口與用戶的MIS接口進行通訊。具體功能包括:

1) 開戶(Authorize)
     2) 認證(Authenticate)
     3) 采集和監(jiān)控(Accounting & Supervising)
     4) 統(tǒng)計與審核
     5) 賬單輸出
     6) 系統(tǒng)管理
         
  六、遠程匯總服務器

遠程匯總服務器裝載運營商級的服務器軟件,放在ISP的中心機房里;通過INTERNET標準的AAA協(xié)議--RADIUS協(xié)議遠程采集各用戶的網絡使用情況,并對詳細上網情況進行匯總。以便雙方進行合作分成。

系統(tǒng)提供了統(tǒng)計員應用軟件,統(tǒng)計員軟件用于對數(shù)據(jù)庫進行查詢、統(tǒng)計的工作,為經營者統(tǒng)計每天用戶登錄、訪問、使用和繳費等數(shù)據(jù), 幫助經營者分析用戶的使用習慣, 網絡的流量,訪問站點等資料。

 

   來源:ZDNet
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