何來坤，劉禮芳

(杭州師范大學信息化中心，浙江 杭州 310036)

基于多運營商共建共享的高校WLAN建設方案的探索

何來坤，劉禮芳

(杭州師范大學信息化中心，浙江 杭州 310036)

隨著高校信息化建設力度不斷加強和師生對網(wǎng)絡需求的日益增大，高校成為電信、移動和聯(lián)通等網(wǎng)絡運營商爭奪推進3G及WLAN網(wǎng)絡建設的熱點區(qū)域.為共享基礎(chǔ)設施、避免浪費網(wǎng)絡建設資金和重復建設WLAN，本文從資產(chǎn)歸屬、WLAN規(guī)劃與設計、建設施工規(guī)范、運維隊伍與認證計費方式等方面提出并闡述了以校方為主導，堅持共建共享的原則，由網(wǎng)絡運營商共同參與構(gòu)建與部署校園無線網(wǎng)的方案.

WLAN;校園網(wǎng)建設;共建共享原則;多運營商

隨著師生對網(wǎng)絡需求的日益增大，校園網(wǎng)在高校的教學、科研、學習、生活中發(fā)揮了越來越多的支撐作用.同時也隨著移動設備的不斷普及，高校WLAN的建設勢在必行.根據(jù)三部委(工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會及財政部)在2008年5月24日宣布的《關(guān)于深化電信體制改革的通告》要求，在2009年初成立了新的電信、新的聯(lián)通及新的移動三家3G運營商[1].目前，三大運營商正大力推進3G及WLAN的網(wǎng)絡建設，高校作為數(shù)據(jù)業(yè)務熱點區(qū)域必然是運營商必爭之地，爭奪WLAN網(wǎng)絡建設權(quán)的現(xiàn)象時有發(fā)生.為了避免在同一區(qū)域重復建設WLAN，浪費建設資金，2008年9月28日工業(yè)和信息化部與國務院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會發(fā)布了《關(guān)于推進電信基礎(chǔ)設施共建共享的緊急通知》[2]，要求大力推進電信基礎(chǔ)設施共建共享，減少重復建設，提高電信基礎(chǔ)設施的利用率.為了節(jié)約高校的網(wǎng)絡建設資金投入，選擇與多運營合作共建共享的模式建設WLAN方案[3]，是當前最佳的選擇.如何平衡各方利益，合作共贏，是設計方案的難點.因此，本文重點從以下幾方面來探討WLAN建設方案.

1 資產(chǎn)歸屬

陳云[4]等人在文中提出對多運營商共建WLAN投資成本分攤劃分為三種方式，即成本均分方式、非均分方式及租賃方式.但在實際操作過程中，這三種方式都存在可行性的問題.分析主要原因，主要是用戶方未參與到投資建設的問題中，完全任由三家運用商協(xié)調(diào)，而三家運用商本身就是競爭方，必然會導致協(xié)商破裂.因此，必須堅持在用戶方主導的情況下由三家運用商共同參與共建共享的原則.對于WLAN建設方案中涉及核心子項目的投資情況，可以建議參考表1.

表1 WLAN建設方案中核心子項目的投資情況Tab. 1 Investment situation of the core subproject in WLAN construction solution

根據(jù)表1對網(wǎng)絡設備硬件的投資若完全由校方獨立承擔，會很好規(guī)避了硬件投資后資產(chǎn)所有權(quán)拆分問題.這種方式比較適合針對硬件投入經(jīng)費較小的情況，但在實際中，往往由于校方經(jīng)費問題而將無線網(wǎng)絡項目擱淺.若對網(wǎng)絡設備硬件由各運營商共同均等投資，會存在設備資產(chǎn)所有權(quán)分配比例問題，需要通過談判才能決定.但這種談判必須在校方主導情況下進行協(xié)調(diào).網(wǎng)絡設備全由運營商投資的方式，對校方平衡各方利益是很大的挑戰(zhàn).

2 WLAN規(guī)劃與設計

2.1 AP工作頻段與信道的選擇

目前常見的無線網(wǎng)絡協(xié)議主要有IEEE802.11a/b/g/n協(xié)議，根據(jù)IEEE802.11b/g協(xié)議的頻譜[5]范圍是在2.4～2.4835 GHz之間，其中在該頻譜范圍內(nèi)定義了14個信道，每個信道的頻寬是22 MHz，兩個信道中心頻率之間相差5 MHz.如圖1所示.

圖1 IEEE802.11g頻譜劃分Fig. 1 IEEE802.11g spectrum division

為了讓AP發(fā)出來的信號互不干擾，兩個無線AP不能在信道上重疊(距離較近情況下).因此，最大的利用頻段資源可以使用1、6、11或者2、7、12或者3、8、13或者4、9、14.由于802.11 g在各國家授權(quán)使用頻道不同，中國與歐洲準可劃分13個(1-13信道).根據(jù)IEEE802.11a協(xié)議頻譜是在5GHz頻段，在中國可以使用的頻段是5.725 GHz～5.850 GHz，劃分了5個獨立信道(149、153、157、161及165)，對于信道干擾問題，選擇的余地相比2.4 GHz會寬裕些.無論是802.11 g還是802.11 a最大速度都為54 Mbps數(shù)據(jù)傳輸率.而802.11 n協(xié)議為2.4 GHz和5 GHz兩個工作頻段模式，將WLAN的傳輸速度提升至108 Mbps以上，同時定義了20 MHz和40 MHz的兩種頻帶寬度.40 MHz的信道模式在2.4 GHz頻段無法實現(xiàn)兩個互不干擾的信道劃分，因此，若全面使用11 n的AP來部署WLAN，為提升高吞吐量，則建議啟用802.11 an模式.若需要考慮兼容問題，建議采用802.11 an與802.11 gn兩種模式的混合覆蓋方式部署AP.

2.2 AP部署方式

設計無線局域網(wǎng)是否合理和穩(wěn)定關(guān)鍵之一是AP的部署.主要兩種情況需要注意，其一對于用戶密集區(qū)域，采用蜂窩式部署AP，參考圖2.

為了盡量避免各AP間同頻干擾，需要對信道及AP功率進行適當劃分.其二對于AP在樓宇部署時，水平間AP信號覆蓋的范圍應盡可能不重疊，垂直間的AP部署盡量錯開信道劃分，如圖3所示.

圖2 蜂窩式Fig. 2 Honeycomb type

圖3 樓層AP蜂窩部署Fig. 3 AP honeycomb deploy of the floor

圖4 無線局域網(wǎng)鏈路控制Fig. 4 Link control of the WLAN

2.3 唯一認證系統(tǒng)

考慮到WLAN的共建共享，AC控制器、BAS及Radius僅需要一套即可.無線網(wǎng)絡為三級運營商及校方開啟4個不同的SSID，用戶自主選擇相應的SSID接入到WLAN中，每個AP將4個不同的SSID映射到4個不同的VLAN中，同時用戶獲取的IP地址也是不同的，可以通過DHCP實現(xiàn)動態(tài)分配，實現(xiàn)用戶認證可根據(jù)不同的VLAN實現(xiàn)不同的接入策略與出口鏈路選擇控制，如圖4所示.

3 建設施工規(guī)范

為保證建設WLAN網(wǎng)絡的質(zhì)量，特別是高校校園室內(nèi)外網(wǎng)絡建設，需要對WLAN系統(tǒng)施工提出一些標準化要求.例如，交換機安裝前需要進行統(tǒng)一配置(分配不同的管理IP地址)，在交換的外側(cè)面貼有相應的信息，如編號、名稱、樓、層、管理單位、聯(lián)系方式等；無線交換機安裝與有線交換機安裝在同一機柜內(nèi)，并且固定在機柜里；與交換機相連接的每根纜線(網(wǎng)線、光纖及電源線)都需要貼有標簽，標簽的標注信息與端口連接的設備信息一致；對于AP安裝前，應該記錄AP的相關(guān)信息，例如AP的序列號、MAC地址、安裝的具體地點、對于交換機編號及對應端口；AP應盡量安裝在高處及周邊有充足的空間處，并需要固定住；AP若帶有POE供電模塊，也需要相應的固定等等.編制高校WLAN建設施工規(guī)范說明或標準，是一個重要的環(huán)節(jié)，也是對系統(tǒng)施工隊伍進行規(guī)范、考核及項目驗收的依據(jù)，可確保整個無線工程項目高質(zhì)量的完成.

4 運維隊伍

對于無線項目完成驗收后的后續(xù)運維工作，校方可以與三家運營商共同選擇一家具有豐富經(jīng)驗的第三方服務外包公司來支撐運維工作，或者也可以由校方組建一支運維隊伍進行運維.無論上述選擇哪一種方式組建運維隊伍，都需要建立完善的運維規(guī)章制度及考核制度，以確保校園無線網(wǎng)絡服務工作，如維護響應率、到達現(xiàn)場及時率等，能使師生滿意.另外，針對運維隊伍的培養(yǎng)與培訓同樣也是不可缺少的工作.

5 認證計費方式

在這種合作共享共建的模式下，選擇何種無線認證方式會直接影響用戶的體驗度及計費的合理性.為提高用戶使用WLAN的便捷性，應考慮與原有校園有線網(wǎng)絡認證保持一致性，比如統(tǒng)一的身份識別，統(tǒng)一的認證計費Portal頁面或者統(tǒng)一的客戶端.認證的表單如圖5所示.

圖5 無線用戶認證表單Fig. 5 Authentication form of the wireless user

表單包括三部分信息：1.上網(wǎng)方式選擇(有線或無線)2.出口線路選擇(電信、聯(lián)通、移動及校園網(wǎng))3.用戶身份識別(用戶名及密碼).認證方式展現(xiàn)給用戶盡可能統(tǒng)一的界面，以提高用戶的體驗度.針對后端認證技術(shù)可以采用多樣式的混合模式，即可以使用混合認證模式來進行基于角色策略的多認證方式，如對于宿舍區(qū)可以使用基于防代理的PPPoE認證，對于教學區(qū)可以使用portal認證，對于安全要求較高的部門可以使用L2TP認證.整個認證系統(tǒng)具備多種方式，并需具備IPV6接入認證功能.通過識別用戶身份，以實現(xiàn)針對用戶的控制和管理，規(guī)范用戶在校園內(nèi)的上網(wǎng)行為.

6 結(jié) 語

隨著不斷豐富的無線終端發(fā)展，對無線網(wǎng)的需求也會越來越強烈.因此，在高校建立一個經(jīng)濟、完善的綜合性無線局域網(wǎng)絡，是當前信息化建設努力的方向.在高校構(gòu)建無線網(wǎng)過程中，探索和建議以校方為主導的，堅持與運營商合作構(gòu)建與部署一張無線網(wǎng)的方案.一方面，節(jié)省信息化建設資金；另一方面，更是避免多運營商部署多張無線網(wǎng)而帶來嚴重的信號干擾問題.雖然在實際合作過程中會有不可預知的問題，但是構(gòu)建一張合理且高效的無線局域網(wǎng)平臺是信息建設的最終目標.

[1] 工業(yè)和信息化部,國家發(fā)展和改革委員會,財政部.三部委發(fā)布電信業(yè)重組公告[EB/OL].[2008-5-24].http://tech.sina.com.cn/t/2008-05-24/14022215251.shtml.

[2] 工業(yè)和信息化部,國務院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會.國務院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會關(guān)于推進電信基礎(chǔ)設施共建共享的緊急通知[EB/OL].[2008-9-28].http://laws.66law.cn/law-115206.aspx.

[3] 柳云平,梁雄健.我國運營商共建共享合作管制措施分析[J].北京郵電大學學報:社會科學版,2011,13(06):62-67.

[4] 陳云,諸葛承琦.多運營商共建共享WLAN網(wǎng)絡方案的研究[J].移動通信,2012(3):64-69.

[5] 羅文興.高校WLAN建設規(guī)劃探討[J].通信技術(shù),2012,45(06):80-82,85.

OntheCollegeWLANConstructionSolutionBasedontheCo-constructionandSharingbyMultipleOperators

HE Laikun, LIU Lifang

(Informatization Center, Hangzhou Normal University, Hangzhou 310036, China)

At present, along with the increasingly strengthen of the college information construction and the increasing demands of the network from teachers and students, the colleges become the hot spots which are strived for promoting the 3G and WLAN construction by network operators, such as China Telecom, China Mobile, China Unicom and so on. In order to share infrastructure, avoid wasting the funds of the network construction and repeat constructing of WLAN, from five aspects like the assets ownership, the planning and design of WLAN, the construction standard, the maintenance team as well as the way of authentication and accounting, the paper puts forward a wireless campus network scheme which was dominated by colleges, adhered to the principle of co-construction and sharing and deployed by network operators.

WLAN; campus network construction; principle of co-construction and sharing; multiple operators

2012-10-28

浙江省教育廳科研項目(Y201121188).

何來坤(1975—)，男，工程師，主要從事數(shù)字化校園建設與管理等方面研究.E-mail: hlk@hznu.edu.cn

10.3969/j.issn.1674-232X.2013.02.018

TP393.1

A

1674-232X(2013)02-0180-04