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1、WLAN组网方案研究,中国移动通信研究院2011年01月,提纲,总结与建议,AC/BRAS设备对比,WLAN部署现状,背景分析,AC设备形态与数据转发方式,WLAN组网方案分析,背景分析（1/2）,设备定义AC：同时具备WLAN无线管理和业务控制功能，逻辑上可划分为无线管理模块和业务控制模块BRAS：特指仅完成固网宽带业务控制功能的设备；现网少数用于WLAN业务控制的BRAS，功能上等同于WLAN AC设备的业务控制模块WLAN现网问题厂家技术支持能力参差不齐，设备能力差异较大，多数性能较低，可扩展性较差业务控制相关功能升级较频繁，且很难提前进行规划IP城域网引入带来的问题随着固网宽带业务的发
2、展，引入了BRAS设备，用于完成固网宽带业务控制，与WLAN中的业务控制功能相近，需统筹考虑,研究范围：WLAN AC与BRAS之间的关系，AC设备形态与数据转发方式，及在此基础上的组网策略预期目标：明确公司未来对WLAN网络发展的整体规划，进一步提升公司的无线宽带接入能力，有效支撑公司全业务发展战略,WLAN网络架构演进：胖AP架构-瘦AP架构随着公司全业务发展，部分省开始进行固网宽带建设，引入了BRAS设备,问题2：AC设备形态与功能定位,合一模式 VS 分离模式：业务控制模块与无线管理模块由单/两个设备实现,集中转发 VS 本地转发：用户数据经由AC集中转发/经由AP本地转发,问题1：A
3、C与BRAS之间的关系,需深入研究AC与BRAS关系、AC设备形态、用户数据转发方式，以及与之相应的组网策略，并在网络建设中进行统筹考虑,背景分析（2/2）,问题3：用户数据转发方式,提纲,总结与建议,AC/BRAS设备对比,WLAN部署现状,背景分析,AC设备形态与数据转发方式,WLAN组网方案分析,AC/BRAS部署现状,调研时间：2010年6月？,省公司WLAN AC典型组网,AC直接接入CMNETAP与AC之间通过SDH、MSTP等接入,AC通过IP城域网接入CMNETAP与AC之间通过PON网络接入,WLAN AP和AC之间的传输,FIT AP,AC,接入网（PON）,FIT AP,
4、汇聚交换机,接入网（PON）,传输网（SDH/MSTP/PTN）,FIT AP,BRAS,AC,AC,核心路由器,AC直连核心路由器,AC旁挂BRAS或汇聚交换机,Internet,Internet,核心路由器,FIT AP,传输网（SDH/MSTP/PTN）,高质量需求的业务（如面向高端集团客户等）主要通过MSTP/SDH/PTN承载 普通质量需求的业务（如面向家庭用户、普通集团客户等）主要通过PON接入,省公司BRAS典型组网,城域波分/裸光纤等,城域波分/裸光纤等,城域核心路由器,CMNet省干,SR,BRAS,城域核心节点,城域汇聚节点,典型组网一：集中部署,典型组网二：分散部署,OL
5、T,BRAS设备集中部署在核心机房,BRAS设备分散部署在汇聚机房,OLT,WLAN部署现状小结,位置与组网：AC与BRAS在物理位置上基本一致，多在省、市核心机房或汇聚机房组网多采用AC旁挂BRAS或汇聚交换机方式认证：大部分省公司采用独立AC设备来完成WLAN用户认证少数省公司将BRAS用于WLAN用户认证数据转发：多数省公司对用户数据采用AC设备进行集中转发维护：对AC、BRAS的维护，部分省公司由不同的部门或科室来维护承载：AP与AC之间的传输，对于业务质量要求较高的场景，考虑采用MSTP、PTN等方式承载对于业务质量要求不太高的场景，考虑采用PON接入目前省公司在新建热点时，多采用P
6、ON方式接入需求：随着WLAN与固网宽带业务的开展，基于设备性能的考虑，部分已部署BRAS设备的省公司，存在用BRAS完成WLAN用户认证功能（即：AC的业务控制功能）的需求,提纲,总结与建议,AC/BRAS设备对比,WLAN部署现状,背景分析,AC设备形态与数据转发方式,WLAN组网方案分析,AC/BRAS设备调研范围,总体来说：现网AC设备厂家总体多于BRAS设备厂家；存在多个厂商OEM某个AC原厂的现象（根据相似性判断，真正的原厂约为10家左右）；多数设备商可提供多款不同性能的AC设备,AC/BRAS对比：产品架构,总体来说：AC设备多基于交换机架构或CPU软件架构，多为盒式设备，可扩展
7、性较差；BRAS和部分AC设备基于路由器架构，多为框式设备，可通过板卡进行扩展,产品架构,业务控制性能,设备功能,无线管理性能,AC/BRAS对比：设备功能,AC业务控制模块与BRAS实现的功能基本类似，但在具体实现上仍有一定差异；AC以WEB认证为主，BRAS以PPPoE认证为主；无线管理是AC设备的特有功能，BRAS在业务的精细化控制方面更有优势,对比说明：AC设备从逻辑功能上可划分为无线管理模块与业务控制模块AC的业务控制模块与BRAS有相似之处，重点从功能、关键性能等方面进行对比,业务控制性能,设备功能,无线管理性能,产品架构,AC/BRAS对比：业务控制模块处理能力（1/3）,产品架
8、构,业务控制性能,设备功能,无线管理性能,AC/BRAS对比：业务控制模块处理能力（2/3）,在整机容量与单板容量的线性比例关系方面，转发容量与交换容量存在一致的结论,产品架构,业务控制性能,设备功能,无线管理性能,在性能指标方面，当AC采用交换机或CPU架构时，其性能和可扩展性弱于BRAS设备；当AC采用路由器架构时，其与BRAS为同类设备，性能基本接近业务控制模块与无线管理模块，目前现网中绝大多数厂家由单台设备实现（仅思科分开实现）随着WLAN业务规模化发展，业务控制相关的功能升级较频繁，基于交换机或CPU软件架构的盒式AC设备可能出现性能瓶颈，需要逐步向高性能设备过渡,AC/BRAS对比
9、：业务控制模块处理能力（3/3）,产品架构,业务控制性能,设备功能,无线管理性能,2010年集采要求及厂家满足情况,产品架构,业务控制性能,设备功能,无线管理性能,在无线管理方面，目前只有华为的BRAS设备支持对AP设备的无线管理从长远来看，如果AC设备沿着一体化的思路发展，则整机需向电信级能力过渡如果AC的无线管理和业务控制分开：则在数据集中转发方式下，对无线管理模块的交换容量与转发能力要求较高；在数据本地转发方式下，无线管理的性能需求与管理的AP规模有关,AC/BRAS对比：无线管理模块处理能力,产品架构,业务控制性能,设备功能,无线管理性能,2010年集采要求及厂家满足情况,产品架构,业
10、务控制性能,设备功能,无线管理性能,AC/BRAS对比小结,提纲,总结与建议,AC/BRAS设备对比,WLAN部署现状,背景分析,AC设备形态与数据转发方式,WLAN组网方案分析,WLAN AC设备形态分析（1/5）,要求运营商提供良好的业务体验和稳定的网络能力蜂窝网、WLAN、固网宽带等将会长期共存，多网协同，融合发展扁平化的网络架构，集中统一的网络管理与操作维护多样的业务需求，对业务控制不断提出新的要求,未来网络发展与业务运营,从网络发展与业务运营趋势分析，合一模式更具优势,WLAN AC设备形态分析（2/5）,瘦AP架构是WLAN网络发展的必然趋势AP/AC接口标准化是实现WLAN网络可
11、运营、可管理的有效途径WLAN的规模化发展，要求AC设备具备良好的可扩展能力面向校园、小规模集团客户等应用场景，作为大容量框式设备的有效补充，一体化盒式AC设备仍将存在,WLAN技术发展趋势,从WLAN自身技术发展趋势分析，合一模式更具优势,WLAN AC设备形态分析（3/5）,设备商：多数提供基于瘦AP架构的WLAN设备，AC多为合一模式，但设备性能普遍偏低，可扩展能力较弱AC设备原厂较少，但受限于AP/AC接口互通性、以及合作代理关系复杂等问题，造成事实上的AC厂家较多运营商：其它运营商情况：中国电信等运营商最初发展的是固网宽带，现网已经部署大量的BRAS业务控制设备，随着WLAN的建设，
12、这些运营商一般采用现有的BRAS设备对WLAN进行业务控制（分离模式）随着业务开展以及新需求的不断提出，现有组网模式难以快速满足新的业务需求，中国电信已开始考虑合一模式下的组网问题，并在企业规范中以可选功能要求引导厂家支持中国移动：先期已建设WLAN网络，并以合一模式的AC设备为主绝大部分省公司采取合一模式进行部署，个别省公司采取分离模式标准化情况：IEEE 802.11k和802.11v定义了WLAN的无线资源管理与无线网络管理，但没有定义AP向上提供相关数据的标准化格式IETF定义了AP与AC之间的实现框架（CAPWAP隧道），但具体实现方式仍没有明确定义，AP/AC之间的接口开放工作需进
13、一步推动,WLAN产业链现状,从产业链情况看，合一模式符合我公司网络现状与业务发展趋势,WLAN AC设备形态分析（4/5）,家庭宽带的实施模式：,家庭宽带模式对AC设备的影响,家庭宽带对AC设备形态不产生直接影响，但对AC设备性能提出了更高的要求，也对BRAS模式提出了更高的要求,方案一：直接布放家庭,方案三：与2/3G共室分,方案四：室外站覆盖室内,室外型AP,采用大功率AP，共室分布放,采用室外站（大功率AP）覆盖室内的方式,AP直接布放用户家庭，进行室内覆盖,方案二：直接布放楼道,AP直接布放楼道，覆盖家庭,上述各种模式，只要AP之上的传输走中国移动自己的线路，则对AC设备的形态均不会
14、产生直接的影响，但家庭宽带下，AP布放数量众多，用户带宽高，此时，对AC设备性能提出了更高的要求，后续结合11n进行相应的分析,WLAN AC设备形态分析（5/5）,综合分析，单AP占用带宽：对于单流11n设备，一般应用于室分系统，工作于HT20模式，其工作占用带宽按25Mbps计算对于双流11n设备，HT20模式时，其工作占用带宽按50Mbps计算，HT40模式时，其工作占用带宽按100Mbps计算比例估算：单流HT20模式的11n占50%；双流HT20模式的11n占25%；双流HT40模式的11n占25%对于一个可管理256个AP的AC设备：AC设备的占用带宽为：12.5Gbps，则上下行
15、各需14个GE口AC设备的整机CAPWAP数据隧道交换容量：应不小于25GbpsAC设备的整机CAPWAP数据隧道转发容量：应不小于18.6Mpps对于一个可管理512个AP的AC设备AC设备的占用带宽为：25Gbps，则上下行各需26个GE口AC设备的整机CAPWAP数据隧道交换容量：应不小于50GbpsAC设备的整机CAPWAP数据隧道转发容量：应不小于37.2Mpps对于一个可管理1024个AP的AC设备AC设备的占用带宽为：50Gbps，则上下行各需50个GE口AC设备的整机CAPWAP数据隧道交换容量：应不小于100GbpsAC设备的整机CAPWAP数据隧道转发容量：应不小于74.4
16、Mpps,11n设备对AC的影响,当前主流AC性能,单槽位隧道交换容量：10-20Gbps单槽位隧道转发容量：12-20MppsGE端口数：50个以下,提高AC设备性能是应对11n数据冲击的有效手段,用户数据的集中转发与本地转发,瘦AP架构下，用户数据有两种转发方式：集中转发：AP与AC之间同时建立控制隧道和数据隧道，所有用户数据均通过数据隧道，由AC汇聚，并进行集中转发本地转发：AP与AC之间仅建立控制隧道，用户数据经由AP设备直接进行本地转发，不经过AC,小结,AC设备形态,无线管理模块与业务控制模块建议由单一设备实现需提高对AC设备的性能要求和可扩展能力进一步推进AP/AC接口标准化工作
17、,结论,符合未来网络发展与业务运营趋势，实现集中统一的网络管理与操作维护符合WLAN技术本身发展趋势，高性能框式设备本身已具备合一模式基础符合我公司网络现状与业务发展趋势,数据转发方式,建议采取集中转发,结论,解决跨VLAN漫游问题，满足具有时间延续性要求的业务需求可灵活应对新的业务需求，实现多业务部署与即插即用有效节省VLAN资源，便于规划旁挂方式存在的数据迂回问题，可通过提高设备转发能力，或采取串接方式解决,提纲,总结与建议,AC/BRAS设备对比,WLAN部署现状,背景分析,AC设备形态与数据转发方式,WLAN组网方案分析,合一模式下的WLAN组网方案,汇聚交换机,FIT AP,Inte
18、rnet,AC,WLAN用户,城域核心路由器,AC直连方式此时AC位置较高，适合于广域稀疏热点覆盖和大容量AC部署方式1：AC与省核心路由器直连，位于省核心机房方式2：AC与城域核心路由器直连，位于地市核心机房 AC旁挂方式对于已建设城域数据网区域，根据实际组网需求，AC可旁挂于BRAS、汇聚交换机、城域核心路由器，对应的物理位置分别为地市核心机房、汇聚机房、省核心机房旁挂方式下，存在数据迂回，在建设城域数据网时，可统筹考虑将AC串接于BRAS与汇聚交换机之间 AC与BRAS融合AC与BRAS功能由同一个设备实现，并接入城域核心路由器，融合后的设备完成有线、无线用户的统一管理和业务控制有线无线
19、统一管理问题较复杂，需统筹考虑,省核心路由器,BRAS,城域数据网,AC,汇聚交换机,WLAN用户,FIT AP,AC+BRAS,汇聚交换机,WLAN用户,FIT AP,有线用户,分离模式下的WLAN组网方案,汇聚交换机,FIT AP,Internet,管理AC,WLAN用户,城域核心路由器,认证 AC独立部署此时WLAN独立建设，有两类部署方式：方式1：管理AC与认证AC串接，认证AC与省核心路由器直连，位于省核心机房；认证AC与城域核心路由器直连，位于地市核心机房方式2：管理AC旁挂于认证AC、或者汇聚交换机，此时存在流量迂回 认证AC与BRAS合设此时由合设后的“认证AC+BRAS”完成
20、有线/无线的统一认证和控制。管理AC负责无线管理功能对于已建城域数据网区域，根据实际组网需求，管理AC可旁挂于合设后的“认证AC+BRAS”设备、汇聚交换机；为避免数据迂回过大，尽量不旁挂城域核心路由器，对应的物理位置分别为地市核心机房、汇聚机房旁挂方式下，存在数据迂回，在建设城域数据网时，可统筹考虑将管理AC串接于合设后的“认证AC+BRAS”设备与汇聚交换机之间,省核心路由器,认证AC+BRAS,城域数据网,认证AC,汇聚交换机,WLAN用户,FIT AP,FIT AP,管理AC,认证AC：完成AC的业务控制功能管理AC：完成AC的无线管理功能,集中转发数据流,WLAN组网方案小结,对于广
21、域的稀疏热点覆盖，大容量AC可与城域核心路由器直连；也可与省核心路由器直连根据实际组网规模和部署需求，AC可采取旁挂方式；旁挂方式下，存在数据迂回，在新建设城域数据网时，可根据网络情况，统筹考虑AC串接方式的可行性采取合一模式组网，实现集中的管理与维护，需进一步推动AP/AC接口标准化工作对于已经采取分离模式组网的省公司，建议逐步向合一模式组网过渡可进一步探讨AC与BRAS完全合设情况，合设设备同时具备业务控制和无线管理能力，需统筹考虑有线、无线统一管理问题,提纲,总结与建议,AC/BRAS设备对比,WLAN部署现状,背景分析,AC设备形态与数据转发方式,WLAN组网方案分析,总结与建议,设备
22、形态,现网中绝大多数AC设备为合一模式，同时具备无线管理与业务控制功能,产品架构,目前AC多基于交换机架构或CPU软件架构，设备性能与可扩展性较差部分AC基于路由器架构，设备性能与可扩展性较好,现状,提高设备性能,提高对AC设备的性能要求和可扩展能力，逐步向高性能、大容量、电信级设备演进,建议,采取合一模式,对于部分省公司采用单独的认证AC或其它设备实现WLAN业务控制的情况，建议逐步向合一模式过渡进一步推进AP/AC接口标准化工作,数据集中转发,从现网稳定与演进、业务开展的灵活性及管理需求考虑，建议采取数据集中转发方式,合一模式组网,对于广域稀疏热点覆盖，大容量AC可与城域核心路由器或省核心
23、路由器直连根据实际组网规模和部署需求，AC可采取旁挂方式；对于AC旁挂时数据迂回问题，可结合网络情况，考虑AC串接方式的可行性,省公司建议用BRAS替代认证AC的驱动力分析,驱动力一：AC位置下沉的需求分析：原有的部分AC布放位置偏高（多位于省公司或地市公司的核心机房），在传统的SDH、MSTP传输体系下，需专门规划AP到AC的整条传输链路，对传输网的开销大建议：AP、AC之间的传输尽量利用IP城域网资源，同时可考虑根据业务需求，调整AC的部署位置（下沉到地市核心机房或汇聚机房结论需与传输领域同事确认）驱动力二：AC和BRAS处理性能上的差距分析：现网很多AC为盒式、基于CPU的处理架构，整机性能较BRAS相差较多建议：提升新入围AC设备的处理性能要求，推荐采用框架式设备（与BRAS架构相同）驱动力三：固移融合的需求分析：希望通过用BRAS完成认证AC功能，实现固移融合，统一运营建议：固移融合的根本，应该是用户鉴权签约数据的统一，首先应实现固移认证平台的融合，AC和BRAS的融合没有解决固移融合的根本需求,
