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【摘要】 本文对无线局域网的LAN接入方式和PON接入方式进行了分析和对比，简述了WLAN系统方案，笔者结合无线局域网发展的实践谈了自己的建议。
【关键词】 WLAN LAN PON
一、背景
在未来信息无所不在的时代，无线网将依靠其无法比拟的灵活性，极强的可扩容性，使人们真正享受到简单、方便、快捷的连接。无线局域网在很多应用领域有独特的优势：可移动性，它提供了不受线缆限制的应用，用户可随时上网；安装容易，无须布线或减少布线，大大节约了建网时间；组网灵活，即插即用，网络管理人员可以迅速将其加入到现有的网络中；成本低，特别适合于变化频繁的工作场合。因此，为满足企业生产、管理工作流程优化，实现无线和移动工作管理，提高工作效率，需要在企业内部署无线局域网，实现无线局域网信号覆盖，为各类数据提供无线高速传输通道。
二、接入方式
本文中的无线局域网是指通过无线介质进行数据传送的局域网，工作于2.4GHz/5.8GHz频段，遵循IEEE 802.11系列协议无线局域技术，采用独立的无线局域网设备的网络。为避免出现带宽瓶颈，应合理选择传输方式，目前网络覆盖主要有LAN接入方式和PON接入方式。
2.1 LAN接入方式
LAN接入方式，也称作以太网接入方式，点到点是最直接的以太网光纤接入技术，也就是交换机级联方案。为满足无线局域网的接入，承载网络宜采用三级组网模式，由核心层、汇聚层和接入层构成，实现二三层网络的分离，网络结构合理清晰，业务控制能力强；为保证信息安全和用户管理，划分鉴权中心和综合管理两个区域，具体组网示意图如下图所示。
（1）核心层。核心层部署两台高性能交换机，承载所有业务数据的汇聚和快速转发。（2）汇聚层。汇聚层由汇聚交换机组成，负责区域接入交换机的收敛与汇聚。（3）接入层。接入层由POE交换机组成，负责企业内生产区、办公区等相关需覆盖区域部署AP的接入。（4）鉴权中心。为保证企业信息安全，需对用户进行管理认证，部署无线控制器、鉴权服务器、入侵检测系统等安全保障系统接入核心交换机，实现对用户的安全防护。目前主要有三种认证方式：PPPoE、WEB和802.1X。PPPoE认证功能只有在BAS上实现，即BRAS做认证点；802.1X必须在AP做认证点，可动态产生密钥，完成对无线链路（AP到无线客户端）加密；WEB认证功能在AP、AC和BAS上都可以实现。所以企业大多采用AC作为认证点，支持WEB认证方式。（5）综合管理。为方便日常管理和对用户的行为进行分析，部署上网行为管理系统和运维管理系统，为网络运行和用户行为分析提供基础数据，在日常网络管理工作中提供设备及链路的性能、故障实时监测等。
2.2 PON接入方式
PON接入方式有EPON/GPON两种，趋势是GPON系统，GPON系统可实现WLAN的AP、宽带上网、电话、视频等多业务的承载。适用于多网合一的应用场景。若增加SBC/IP PBX设备实现与运营商固定语音网络对接，可实现内部短号码，内外部呼叫公网等功能。网络拓扑如下图示：
GPON采用上下行不对称带宽分配方式，下行2.5Gbps，上行1.2Gbps，高带宽能更简单、通用、高效地支持全业务。为增强系统可靠性，OLT可以考虑1+1冗余备份。
（1）网管支撑系统。主要包括集中网管系统和认证计费系统。
◆集中网管系统：OLT、路由器、交换机、防火墙等实现网络监控、配置和业务的快速开通等。
◆认证计费系统：通过宽带接入服务器、Radius服务器、3A服务器Portal服务器等的部署实现有线、无线接入用户的认证、计费和管理等功能。
（2）安全系统。
◆防火墙的部署，主要实现边界控制，过滤、屏蔽所有不安全的或不符合安全规则的数据包，杜绝越权访问，防止非法攻击等；部署高性能防火墙，实现双机热备，进一步提高防火墙系统的可靠性。
◆入侵防御系统部署。实现攻击防御、集中管理、实时监控和网络审计等功能；可对所有主流网络访问协议，包括网页访问（Http）、邮件收发（Smtp/Pop3）、下载（FTP/ BT）、远程登陆（Telnet）、聊天（MSN）、P2P等进行有效地监测和动态防御，并对实时检测到的网络流量，进行及时地分析和响应；对攻击检测、内容恢复、网络流量等操作进行实时审计和分析，并可以对产生的事件生成统计图表、报表，通过图表数据直观地查看和分析网络信息的统计结果。
◆WEB应用防护。用于控制网络的Web访问管理系统，软件通过控制底层TCP/IP通讯数据，管理整个网络的Web访问权限和行为，对DMZ区服务器群进行防护。
◆防病毒服务器。防病毒服务器可以对整个网络系统进行病毒查杀。
◆统一身份认证系统。利用账号同步管理模块，将用户的身份信息和密码同步到各个系统的数据库中，系统管理员在一个平台上统一管理用户在各个系统中的账号和密码。在人员离职、岗位变动时，只需在管理平台一处更改，即可限制其访问权限，消除对后台系统非法访问的威胁。方便了用户管理，也防止过期的用户身份信息未及时删除给企业资产带来的安全风险。
三、WLAN系统方案
3.1 AP建设方案
常见的WLAN AP分类主要有2 种：FAT AP和FIT AP。
（1）FAT AP设备功能及典型组网。FAT AP将WLAN的物理层、用户数据加密、用户认证、QoS、网络管理、漫游技术以及其他应用层的功能集于一身，俗称胖AP。胖AP组网：包括AP、L2交换机、管理软件和业务软件，适合规模较小并对管理和漫游要求比较低的网络部署。 （2）FIT AP设备功能及典型组网。FAT AP除了提供基本的无线连接功能外，还提供安全、管理和性能增强功能。导致单一AP设备结构复杂，比较昂贵且难于管理。无线交换机和FIT AP配合在一起提供传统AP的功能，无线交换机集中处理所有的安全、控制和管理功能，FIT AP只提供可靠、高性能的RF功能。 WLAN交换机方案除具有易于管理等特点外，还支持快速切换、QoS、无线网络安全防护、网络故障自愈等高级功能。无线交换机和FIT AP之间的组网可以采用直连、跨越二层网络或者是跨越三层网络三种模式，用户原有的有线网络的拓朴和VLAN等配置不需要进行更改。
3.2 AC建设方案
（1） WLAN AC设备，主要包括无线控制器设备和接入控制器设备。
◆无线控制器设备。无线控制器设备需配合瘦AP使用，需通过设备控制AP进行信道选择、BSS切换、负载分担等功能，通过设备对AP实现集中控制、管理，提供统一的网管，可以对流量进行汇接和处理。
◆接入控制器设备。接入控制器设备主要完成用户的接入会话的终结和认证功能，支持RADIUS认证和计费，可以实现流量的汇聚、用户的带宽和Qos的控制，支持对数据IP层的处理能力。
（2）AC组网方案。AC组网方案主要有以下三种。
◆AC旁挂在接入控制器上的三层解决方案。此方案在接入控制器上对隧道VLAN不启用认证，通过三层转发到无线控制器上。此方案对现网的改动较小，“瘦”AP管理地址池可放在接入控制器或无线控制器上。此方案可以解决热点部署初期，用户量少且比较分散的问题。当WLAN网络规模扩大时，可以考虑下移无线控制器到汇聚。热点中新增一台“瘦”AP，接入控制器不用做任何处理。新增一个热点，接入控制器只需增加配置终结相应的管理VLAN和用户VLAN即可。
◆AC旁挂在汇聚交换机的解决方案。对于规模较大，用户量较集中的热点，建议无线控制器布放在热点内部，或旁挂到汇聚交换机。AP和用户数量较多时也可以作为热点部署的后期方案。
◆AC直挂方案。无线控制器直挂接入控制器的方案，可以利用汇聚交换机和接入控制器之间的备用光纤，连接无线控制器。无线流量通过无线控制器转发，有线流量直接到接入控制器处理。此方案有线流量没有迂回，可以针对汇聚交换机下用户密度比较高的场景下。
四、小结
对比LAN接入和PON接入方式，主要有以下不同：（1）接入带宽。LAN接入主要有FE/GE 100M/1000M光电接口；PON接入中的GPON能提供2.5G（下行）/1.25G（上行）带宽，EPON能提供1.25G（下行）/1.25G（上行）带宽；升级可支持10G或更高带宽。（2）传输距离。LAN接入在仅有以太接口情况下，支持最长100M有效距离；PON接入能满足传输距离小于20KM的传输接入。（3）可靠性。LAN接入是有源设备，故障率相对较高；PON网络是无源光网络，故障率非常低。（4）组网及供电。LAN接入因为是有源设备，需要全程供电；PON网络中的分光器可以任意处分纤，组网灵活，而且分光器无源设备，传输中无需供电。综合比较两种接入方式，PON接入是无源网络，更可靠，系统扩展性更强更灵活，覆盖范围更广；PON接入比LAN接入更符合视频监控大带宽、高质量和高稳定的海量多场景接入需求，是更好的技术选择。
参 考 文 献
[1] 中华人民共和国工业和信息化部；无线局域网工程设计规范[Z]；2015.
[2] 杨秋晨；WLAN网络设计与应用分析[D]；北京邮电大学；2012.
[3] 刘璇；中国移动WLAN的设计方案研究[D]；北京邮电大学；2012.
【关键词】 WLAN LAN PON
一、背景
在未来信息无所不在的时代，无线网将依靠其无法比拟的灵活性，极强的可扩容性，使人们真正享受到简单、方便、快捷的连接。无线局域网在很多应用领域有独特的优势：可移动性，它提供了不受线缆限制的应用，用户可随时上网；安装容易，无须布线或减少布线，大大节约了建网时间；组网灵活，即插即用，网络管理人员可以迅速将其加入到现有的网络中；成本低，特别适合于变化频繁的工作场合。因此，为满足企业生产、管理工作流程优化，实现无线和移动工作管理，提高工作效率，需要在企业内部署无线局域网，实现无线局域网信号覆盖，为各类数据提供无线高速传输通道。
二、接入方式
本文中的无线局域网是指通过无线介质进行数据传送的局域网，工作于2.4GHz/5.8GHz频段，遵循IEEE 802.11系列协议无线局域技术，采用独立的无线局域网设备的网络。为避免出现带宽瓶颈，应合理选择传输方式，目前网络覆盖主要有LAN接入方式和PON接入方式。
2.1 LAN接入方式
LAN接入方式，也称作以太网接入方式，点到点是最直接的以太网光纤接入技术，也就是交换机级联方案。为满足无线局域网的接入，承载网络宜采用三级组网模式，由核心层、汇聚层和接入层构成，实现二三层网络的分离，网络结构合理清晰，业务控制能力强；为保证信息安全和用户管理，划分鉴权中心和综合管理两个区域，具体组网示意图如下图所示。
（1）核心层。核心层部署两台高性能交换机，承载所有业务数据的汇聚和快速转发。（2）汇聚层。汇聚层由汇聚交换机组成，负责区域接入交换机的收敛与汇聚。（3）接入层。接入层由POE交换机组成，负责企业内生产区、办公区等相关需覆盖区域部署AP的接入。（4）鉴权中心。为保证企业信息安全，需对用户进行管理认证，部署无线控制器、鉴权服务器、入侵检测系统等安全保障系统接入核心交换机，实现对用户的安全防护。目前主要有三种认证方式：PPPoE、WEB和802.1X。PPPoE认证功能只有在BAS上实现，即BRAS做认证点；802.1X必须在AP做认证点，可动态产生密钥，完成对无线链路（AP到无线客户端）加密；WEB认证功能在AP、AC和BAS上都可以实现。所以企业大多采用AC作为认证点，支持WEB认证方式。（5）综合管理。为方便日常管理和对用户的行为进行分析，部署上网行为管理系统和运维管理系统，为网络运行和用户行为分析提供基础数据，在日常网络管理工作中提供设备及链路的性能、故障实时监测等。
2.2 PON接入方式
PON接入方式有EPON/GPON两种，趋势是GPON系统，GPON系统可实现WLAN的AP、宽带上网、电话、视频等多业务的承载。适用于多网合一的应用场景。若增加SBC/IP PBX设备实现与运营商固定语音网络对接，可实现内部短号码，内外部呼叫公网等功能。网络拓扑如下图示：
GPON采用上下行不对称带宽分配方式，下行2.5Gbps，上行1.2Gbps，高带宽能更简单、通用、高效地支持全业务。为增强系统可靠性，OLT可以考虑1+1冗余备份。
（1）网管支撑系统。主要包括集中网管系统和认证计费系统。
◆集中网管系统：OLT、路由器、交换机、防火墙等实现网络监控、配置和业务的快速开通等。
◆认证计费系统：通过宽带接入服务器、Radius服务器、3A服务器Portal服务器等的部署实现有线、无线接入用户的认证、计费和管理等功能。
（2）安全系统。
◆防火墙的部署，主要实现边界控制，过滤、屏蔽所有不安全的或不符合安全规则的数据包，杜绝越权访问，防止非法攻击等；部署高性能防火墙，实现双机热备，进一步提高防火墙系统的可靠性。
◆入侵防御系统部署。实现攻击防御、集中管理、实时监控和网络审计等功能；可对所有主流网络访问协议，包括网页访问（Http）、邮件收发（Smtp/Pop3）、下载（FTP/ BT）、远程登陆（Telnet）、聊天（MSN）、P2P等进行有效地监测和动态防御，并对实时检测到的网络流量，进行及时地分析和响应；对攻击检测、内容恢复、网络流量等操作进行实时审计和分析，并可以对产生的事件生成统计图表、报表，通过图表数据直观地查看和分析网络信息的统计结果。
◆WEB应用防护。用于控制网络的Web访问管理系统，软件通过控制底层TCP/IP通讯数据，管理整个网络的Web访问权限和行为，对DMZ区服务器群进行防护。
◆防病毒服务器。防病毒服务器可以对整个网络系统进行病毒查杀。
◆统一身份认证系统。利用账号同步管理模块，将用户的身份信息和密码同步到各个系统的数据库中，系统管理员在一个平台上统一管理用户在各个系统中的账号和密码。在人员离职、岗位变动时，只需在管理平台一处更改，即可限制其访问权限，消除对后台系统非法访问的威胁。方便了用户管理，也防止过期的用户身份信息未及时删除给企业资产带来的安全风险。
三、WLAN系统方案
3.1 AP建设方案
常见的WLAN AP分类主要有2 种：FAT AP和FIT AP。
（1）FAT AP设备功能及典型组网。FAT AP将WLAN的物理层、用户数据加密、用户认证、QoS、网络管理、漫游技术以及其他应用层的功能集于一身，俗称胖AP。胖AP组网：包括AP、L2交换机、管理软件和业务软件，适合规模较小并对管理和漫游要求比较低的网络部署。 （2）FIT AP设备功能及典型组网。FAT AP除了提供基本的无线连接功能外，还提供安全、管理和性能增强功能。导致单一AP设备结构复杂，比较昂贵且难于管理。无线交换机和FIT AP配合在一起提供传统AP的功能，无线交换机集中处理所有的安全、控制和管理功能，FIT AP只提供可靠、高性能的RF功能。 WLAN交换机方案除具有易于管理等特点外，还支持快速切换、QoS、无线网络安全防护、网络故障自愈等高级功能。无线交换机和FIT AP之间的组网可以采用直连、跨越二层网络或者是跨越三层网络三种模式，用户原有的有线网络的拓朴和VLAN等配置不需要进行更改。
3.2 AC建设方案
（1） WLAN AC设备，主要包括无线控制器设备和接入控制器设备。
◆无线控制器设备。无线控制器设备需配合瘦AP使用，需通过设备控制AP进行信道选择、BSS切换、负载分担等功能，通过设备对AP实现集中控制、管理，提供统一的网管，可以对流量进行汇接和处理。
◆接入控制器设备。接入控制器设备主要完成用户的接入会话的终结和认证功能，支持RADIUS认证和计费，可以实现流量的汇聚、用户的带宽和Qos的控制，支持对数据IP层的处理能力。
（2）AC组网方案。AC组网方案主要有以下三种。
◆AC旁挂在接入控制器上的三层解决方案。此方案在接入控制器上对隧道VLAN不启用认证，通过三层转发到无线控制器上。此方案对现网的改动较小，“瘦”AP管理地址池可放在接入控制器或无线控制器上。此方案可以解决热点部署初期，用户量少且比较分散的问题。当WLAN网络规模扩大时，可以考虑下移无线控制器到汇聚。热点中新增一台“瘦”AP，接入控制器不用做任何处理。新增一个热点，接入控制器只需增加配置终结相应的管理VLAN和用户VLAN即可。
◆AC旁挂在汇聚交换机的解决方案。对于规模较大，用户量较集中的热点，建议无线控制器布放在热点内部，或旁挂到汇聚交换机。AP和用户数量较多时也可以作为热点部署的后期方案。
◆AC直挂方案。无线控制器直挂接入控制器的方案，可以利用汇聚交换机和接入控制器之间的备用光纤，连接无线控制器。无线流量通过无线控制器转发，有线流量直接到接入控制器处理。此方案有线流量没有迂回，可以针对汇聚交换机下用户密度比较高的场景下。
四、小结
对比LAN接入和PON接入方式，主要有以下不同：（1）接入带宽。LAN接入主要有FE/GE 100M/1000M光电接口；PON接入中的GPON能提供2.5G（下行）/1.25G（上行）带宽，EPON能提供1.25G（下行）/1.25G（上行）带宽；升级可支持10G或更高带宽。（2）传输距离。LAN接入在仅有以太接口情况下，支持最长100M有效距离；PON接入能满足传输距离小于20KM的传输接入。（3）可靠性。LAN接入是有源设备，故障率相对较高；PON网络是无源光网络，故障率非常低。（4）组网及供电。LAN接入因为是有源设备，需要全程供电；PON网络中的分光器可以任意处分纤，组网灵活，而且分光器无源设备，传输中无需供电。综合比较两种接入方式，PON接入是无源网络，更可靠，系统扩展性更强更灵活，覆盖范围更广；PON接入比LAN接入更符合视频监控大带宽、高质量和高稳定的海量多场景接入需求，是更好的技术选择。
参 考 文 献
[1] 中华人民共和国工业和信息化部；无线局域网工程设计规范[Z]；2015.
[2] 杨秋晨；WLAN网络设计与应用分析[D]；北京邮电大学；2012.
[3] 刘璇；中国移动WLAN的设计方案研究[D]；北京邮电大学；2012.