基于多运营商共建共享的高校WLAN建设方案的探索

何来坤，刘礼芳

(杭州师范大学信息化中心，浙江 杭州 310036)

基于多运营商共建共享的高校WLAN建设方案的探索

何来坤，刘礼芳

(杭州师范大学信息化中心，浙江 杭州 310036)

随着高校信息化建设力度不断加强和师生对网络需求的日益增大，高校成为电信、移动和联通等网络运营商争夺推进3G及WLAN网络建设的热点区域.为共享基础设施、避免浪费网络建设资金和重复建设WLAN，本文从资产归属、WLAN规划与设计、建设施工规范、运维队伍与认证计费方式等方面提出并阐述了以校方为主导，坚持共建共享的原则，由网络运营商共同参与构建与部署校园无线网的方案.

WLAN;校园网建设;共建共享原则;多运营商

随着师生对网络需求的日益增大，校园网在高校的教学、科研、学习、生活中发挥了越来越多的支撑作用.同时也随着移动设备的不断普及，高校WLAN的建设势在必行.根据三部委(工业和信息化部、国家发展和改革委员会及财政部)在2008年5月24日宣布的《关于深化电信体制改革的通告》要求，在2009年初成立了新的电信、新的联通及新的移动三家3G运营商[1].目前，三大运营商正大力推进3G及WLAN的网络建设，高校作为数据业务热点区域必然是运营商必争之地，争夺WLAN网络建设权的现象时有发生.为了避免在同一区域重复建设WLAN，浪费建设资金，2008年9月28日工业和信息化部与国务院国有资产监督管理委员会发布了《关于推进电信基础设施共建共享的紧急通知》[2]，要求大力推进电信基础设施共建共享，减少重复建设，提高电信基础设施的利用率.为了节约高校的网络建设资金投入，选择与多运营合作共建共享的模式建设WLAN方案[3]，是当前最佳的选择.如何平衡各方利益，合作共赢，是设计方案的难点.因此，本文重点从以下几方面来探讨WLAN建设方案.

1 资产归属

陈云[4]等人在文中提出对多运营商共建WLAN投资成本分摊划分为三种方式，即成本均分方式、非均分方式及租赁方式.但在实际操作过程中，这三种方式都存在可行性的问题.分析主要原因，主要是用户方未参与到投资建设的问题中，完全任由三家运用商协调，而三家运用商本身就是竞争方，必然会导致协商破裂.因此，必须坚持在用户方主导的情况下由三家运用商共同参与共建共享的原则.对于WLAN建设方案中涉及核心子项目的投资情况，可以建议参考表1.

表1 WLAN建设方案中核心子项目的投资情况Tab. 1 Investment situation of the core subproject in WLAN construction solution

根据表1对网络设备硬件的投资若完全由校方独立承担，会很好规避了硬件投资后资产所有权拆分问题.这种方式比较适合针对硬件投入经费较小的情况，但在实际中，往往由于校方经费问题而将无线网络项目搁浅.若对网络设备硬件由各运营商共同均等投资，会存在设备资产所有权分配比例问题，需要通过谈判才能决定.但这种谈判必须在校方主导情况下进行协调.网络设备全由运营商投资的方式，对校方平衡各方利益是很大的挑战.

2 WLAN规划与设计

2.1 AP工作频段与信道的选择

目前常见的无线网络协议主要有IEEE802.11a/b/g/n协议，根据IEEE802.11b/g协议的频谱[5]范围是在2.4～2.4835 GHz之间，其中在该频谱范围内定义了14个信道，每个信道的频宽是22 MHz，两个信道中心频率之间相差5 MHz.如图1所示.

图1 IEEE802.11g频谱划分Fig. 1 IEEE802.11g spectrum division

为了让AP发出来的信号互不干扰，两个无线AP不能在信道上重叠(距离较近情况下).因此，最大的利用频段资源可以使用1、6、11或者2、7、12或者3、8、13或者4、9、14.由于802.11 g在各国家授权使用频道不同，中国与欧洲准可划分13个(1-13信道).根据IEEE802.11a协议频谱是在5GHz频段，在中国可以使用的频段是5.725 GHz～5.850 GHz，划分了5个独立信道(149、153、157、161及165)，对于信道干扰问题，选择的余地相比2.4 GHz会宽裕些.无论是802.11 g还是802.11 a最大速度都为54 Mbps数据传输率.而802.11 n协议为2.4 GHz和5 GHz两个工作频段模式，将WLAN的传输速度提升至108 Mbps以上，同时定义了20 MHz和40 MHz的两种频带宽度.40 MHz的信道模式在2.4 GHz频段无法实现两个互不干扰的信道划分，因此，若全面使用11 n的AP来部署WLAN，为提升高吞吐量，则建议启用802.11 an模式.若需要考虑兼容问题，建议采用802.11 an与802.11 gn两种模式的混合覆盖方式部署AP.

2.2 AP部署方式

设计无线局域网是否合理和稳定关键之一是AP的部署.主要两种情况需要注意，其一对于用户密集区域，采用蜂窝式部署AP，参考图2.

为了尽量避免各AP间同频干扰，需要对信道及AP功率进行适当划分.其二对于AP在楼宇部署时，水平间AP信号覆盖的范围应尽可能不重叠，垂直间的AP部署尽量错开信道划分，如图3所示.

图2 蜂窝式Fig. 2 Honeycomb type

图3 楼层AP蜂窝部署Fig. 3 AP honeycomb deploy of the floor

图4 无线局域网链路控制Fig. 4 Link control of the WLAN

2.3 唯一认证系统

考虑到WLAN的共建共享，AC控制器、BAS及Radius仅需要一套即可.无线网络为三级运营商及校方开启4个不同的SSID，用户自主选择相应的SSID接入到WLAN中，每个AP将4个不同的SSID映射到4个不同的VLAN中，同时用户获取的IP地址也是不同的，可以通过DHCP实现动态分配，实现用户认证可根据不同的VLAN实现不同的接入策略与出口链路选择控制，如图4所示.

3 建设施工规范

为保证建设WLAN网络的质量，特别是高校校园室内外网络建设，需要对WLAN系统施工提出一些标准化要求.例如，交换机安装前需要进行统一配置(分配不同的管理IP地址)，在交换的外侧面贴有相应的信息，如编号、名称、楼、层、管理单位、联系方式等；无线交换机安装与有线交换机安装在同一机柜内，并且固定在机柜里；与交换机相连接的每根缆线(网线、光纤及电源线)都需要贴有标签，标签的标注信息与端口连接的设备信息一致；对于AP安装前，应该记录AP的相关信息，例如AP的序列号、MAC地址、安装的具体地点、对于交换机编号及对应端口；AP应尽量安装在高处及周边有充足的空间处，并需要固定住；AP若带有POE供电模块，也需要相应的固定等等.编制高校WLAN建设施工规范说明或标准，是一个重要的环节，也是对系统施工队伍进行规范、考核及项目验收的依据，可确保整个无线工程项目高质量的完成.

4 运维队伍

对于无线项目完成验收后的后续运维工作，校方可以与三家运营商共同选择一家具有丰富经验的第三方服务外包公司来支撑运维工作，或者也可以由校方组建一支运维队伍进行运维.无论上述选择哪一种方式组建运维队伍，都需要建立完善的运维规章制度及考核制度，以确保校园无线网络服务工作，如维护响应率、到达现场及时率等，能使师生满意.另外，针对运维队伍的培养与培训同样也是不可缺少的工作.

5 认证计费方式

在这种合作共享共建的模式下，选择何种无线认证方式会直接影响用户的体验度及计费的合理性.为提高用户使用WLAN的便捷性，应考虑与原有校园有线网络认证保持一致性，比如统一的身份识别，统一的认证计费Portal页面或者统一的客户端.认证的表单如图5所示.

图5 无线用户认证表单Fig. 5 Authentication form of the wireless user

表单包括三部分信息：1.上网方式选择(有线或无线)2.出口线路选择(电信、联通、移动及校园网)3.用户身份识别(用户名及密码).认证方式展现给用户尽可能统一的界面，以提高用户的体验度.针对后端认证技术可以采用多样式的混合模式，即可以使用混合认证模式来进行基于角色策略的多认证方式，如对于宿舍区可以使用基于防代理的PPPoE认证，对于教学区可以使用portal认证，对于安全要求较高的部门可以使用L2TP认证.整个认证系统具备多种方式，并需具备IPV6接入认证功能.通过识别用户身份，以实现针对用户的控制和管理，规范用户在校园内的上网行为.

6 结 语

随着不断丰富的无线终端发展，对无线网的需求也会越来越强烈.因此，在高校建立一个经济、完善的综合性无线局域网络，是当前信息化建设努力的方向.在高校构建无线网过程中，探索和建议以校方为主导的，坚持与运营商合作构建与部署一张无线网的方案.一方面，节省信息化建设资金；另一方面，更是避免多运营商部署多张无线网而带来严重的信号干扰问题.虽然在实际合作过程中会有不可预知的问题，但是构建一张合理且高效的无线局域网平台是信息建设的最终目标.

[1] 工业和信息化部,国家发展和改革委员会,财政部.三部委发布电信业重组公告[EB/OL].[2008-5-24].http://tech.sina.com.cn/t/2008-05-24/14022215251.shtml.

[2] 工业和信息化部,国务院国有资产监督管理委员会.国务院国有资产监督管理委员会关于推进电信基础设施共建共享的紧急通知[EB/OL].[2008-9-28].http://laws.66law.cn/law-115206.aspx.

[3] 柳云平,梁雄健.我国运营商共建共享合作管制措施分析[J].北京邮电大学学报:社会科学版,2011,13(06):62-67.

[4] 陈云,诸葛承琦.多运营商共建共享WLAN网络方案的研究[J].移动通信,2012(3):64-69.

[5] 罗文兴.高校WLAN建设规划探讨[J].通信技术,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

浙江省教育厅科研项目(Y201121188).

何来坤(1975—)，男，工程师，主要从事数字化校园建设与管理等方面研究.E-mail: hlk@hznu.edu.cn

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

TP393.1

A

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