PWLAN系统技术简介及现状分析

PWLAN,即公众无线局域网,是指利用WLAN技术为用户提供公用电信网接入的网络。本文介绍了PWLAN的系统组成和各单元的作用,以及这种技术在市场上的具体应用。

　　关键词:PWLAN、WLAN、AP、ACU、STA

The Technique Introduction and Status Analysis of the Public Wireless Local Area Network System

Abstract

PWLAN is Public Wireless Local Area Network,it is the network which provides public telecommunication network access using WLAN technique.This article introduces the system constitution and the function of each unit,and also introduces the application of this technique in markets.

Key words：PWLAN WLAN AP ACU STA

PWLAN(Public Wireless Local Area Network),即公众无线局域网,是指利用WLAN技术为用户提供公用电信网接入的网络。公众无线局域网与WLAN不同,它是一个可运营的网络,能够为用户提供电信级接入,具备高性能,安全性,可靠性,可扩展性和可管理性。

公众无线局域网(PWLAN)由接入点(AP)、接入控制单元(ACU)、AAA服务器以及网元管理单元等组成。它能够为用户提供游牧式无线接入(Normadic WirelessAccess)。

如图所示，当PWLAN 与移动网络互通时，PWLAN 会利用移动网络中的某些资源，完成 PWLAN 的特定功能。移动网络网元是用于完成和 PWLAN 互操作 的实体 ；AAA 服务器是提供 AAA 服务的实体,与移动网络网元之间存在接口；Portal 服务器是用于门户网站推送的实体，在特定情况下辅助完成认证功能。

图中的端站(STA)是无线网络中的数字链路终接设备，STA可以通过不同接口接入或嵌入在数据终端设备中,它通过符合 IEEE 802.11 标准的空中接口接入AP, STA对应的物理实体为无线网卡或者手持终端设备的内嵌模块等；STA与数据终端设备之间的接口类型可以为PCMCIA/CardBus、USB、PCI、MiniPCI中的一种，对于接口类型不作具体规定。

图中的接入点(AP)通过无线链路采用标准的空中接口协议和STA进行通信。AP能实现以下功能： 提供标准的空中接口，实现 BSS 内部的共享媒质接入控制功能；汇聚 STA 用户流量； 提供无线局域网的安全保证(实现二层隔离)； 另外还有部分二层控制功能。 AP对应的物理实体为无线接入点设备。 每个AP对应一个基本服务集(BSS)。连接BSS(或者AP)的组件为分布系统(DS)。 DS的物理实现取决于不同的应用环境。在实际应用中，DS可以包含局域网交换机(LAN Switch)， 也可以包含其它物理设备。 AP上行方向通过LB接口采用有线方式与ACU连接。

图中的接入控制单元(ACU)主要实现以下功能： 在无线接入子系统与业务网之间实现网关功能； 提供到业务网的接口功能； 将来自不同 AP 的数据进行业务汇聚； 用户接入控制管理功能，包括用户安全控制、认证控制、计费信息采集。 ACU对应的物理实体为接入控制器(AC)设备或者宽带接入服务器(BAS)设备,可以直接和AAA服务器相连，也可以通过IP城域骨干网(支持Radius协议) 相连，通过与AAA服务器交互为PWLAN提供有关用户的AAA信息。

AAA服务器具备认证、授权和计费(AAA)功能。它在物理上可以为一个独立的实现AAA 功能的设备，也可以由具备不同功能的独立的服务器构成，即认证服务器(AS)、授权服务器和计费服务器。认证服务器保存用户的认证信息和相关属性，当接收到认证申请时，支持在数据库中对用户信息 的查询。在认证完成后，授权服务器根据用户信息授权用户具有不同的属性。计费服务器用于存储用户相关的计费信息。

公众无线局域网作为能够提供公用电信网接入的网络,有几个主要的功能:首先是最基本的无线接入功能,即用户在认证成功之后, 用户的数据通过LA接口到达AP，AP 终结无线信道，通过ACU经LU接口接入业务网。通过ACU经LU接口接入业务网。

其次是AAA功能,即提供认证、授权和计费功能。认证成功的用户可以接入网络，认证失败的用户不能接入网络；用户在认证通过之前，PWLAN 不可以为该用户提供 Internet 接入服务，但可能使用 Portal 推送服务。在用户认证成功后，PWLAN 网络可以为不同的用户分配不同的访问权限,具有不同权限的用户可以访问不同的网络资源。在用户接入网络后，无线接入网络必须提供准确的计费信息,计费服务器应提供多种计费机制。

PWLAN还要具有高性能, 应满足IEEE 802.11标准族规定的速率和性能，应为用户提供不同等级速率的接入。另外在承载分组话音业务时，必须能够保证话音业务的 QoS。

PWLAN要有较高的安全性, PWLAN必须提供安全性保证，提供与有线网络或移动网络等效的安全等级。应该提供完善的认证机制;数据的保密性和完整性；用户账号和口令的安全性；用户的二层隔离以及网管安全。

PWLAN网络还应能为用户提供漫游服务。 广义上的漫游是指用户在漫游地仍然可以利用原有的认证方式(例如，用户原有的身份标识(用 户名和密码))接入网络。不同漫游区域的AAAServer应该互连。 PWLAN用户的漫游可以分为不同的层次：同一运营商的不同 PWLAN 认证计费区域之间的漫游；同一运营商的 PWLAN 网络和移动网络之间的漫游；以及不同运营商的 PWLAN 网络和移动网络之间的漫游。而严格意义上的漫游是指用户在漫游过程中保持连接不中断地接入网络。这种漫游的实现要求用户具有静态公共IP地址，而且必须通过Mobile IP来保证。严格意义上的漫游也可以分为不同的层次:同一运营商的不同 PWLAN 认证计费区域之间的漫游；同一运营商的 PWLAN 网络和移动网络之间的漫游和不同运营商的 PWLAN 网络和移动网络之间的漫游。

最后,PWLAN还应该具有较高的可靠性和可管理维护性, 网络界面应简单、灵活、界面友好。

随着WLAN技术的日渐成熟,商用化的程度也越来越高。中国移动推出的“随e行”就是借助于GPRS/WLAN技术，在GPRS业务开通的城市和有中国移动WLAN覆盖的区域提供互联网接入业务。目前中国移动在全国31个省(市、自治区)、240多个城市提供GPRS服务并且在全国近700个热点地区提供了WLAN网络覆盖。11月份, 山西移动"随e行"双模网卡业务促销活动在山西省全面铺开, 可同时提供WLAN和GPRS两种无线接入手段，在WLAN覆盖的热点地区能够提供11Mbps的高速上网服务，热点地区之外则可通过GPRS上网并能实现两网自由切换，同时，该业务与用户的手机账户绑定可实现单一话单功能,所以很受用户欢迎。

中国联通目前正在集中全力发展自己的CDMA业务，所以在WLAN业务的发展上就略显迟缓，相关业务还没有全面展开。但是随着联通CDMA20001X的逐步铺开，已有的CDMA网络和WLAN技术结合将被提上日程。目前两种技术的结合主要体现在两个方面:一是在两种模式下用户的身份是唯一的，即用户可以在WLAN模式下使用其在CDMA1X网络中的MAI或MSID来进行认证和计费；二是WLAN和CDMA1X在用户的无线接入层面上互相补充，但用户进行数据呼叫时在网络层面上应保持协议的一致性并保证两种模式下的平滑切换。将CDMA1X移动网络与WLAN进行有效整合，不仅能推动联通CDMA1X业务的发展，也可促进WLAN业务的推广，使二者互为补充，为用户带来更好的移动互联网体验。

“无限伴旅”则是中国网通推出的无线宽带接入服务品牌，用户只需在笔记本电脑或PDA上安装WLAN无线网卡就能在网通无限伴旅网络覆盖区域内实现安全的高速无线上网和商务处理，上网速度最高达11Mbps。APEC会议期间，网通就已经为会议场点提供了"无限伴旅"无线宽带接入服务。不久前网通还和星巴克连锁咖啡店就WLAN接入服务举行合作，在目前WLAN操作模式单一、增值业务开发相对缓慢的情况下，这种合作模式无疑是一种很有价值的尝试。

中国电信在大力发展“天翼通”业务, 借助自身固网的优势，与ADSL业务进行捆绑,主推家庭用户的使用,目前的效果也非常不错。

目前WLAN技术发展的很快,PWLAN的用户也越来越多,但还是存在着很多不足和隐患。首先，无线网络与有线网络相比，在产品功能和性能上存在不足, 研究发现，使用低速设备可以削弱WLAN全网的速率。此外，带宽问题也很重要，毕竟规划中的802.11n标准提供的理想最高带宽为108Mbps，但与有线网络10Gbit到桌面的现实仍有巨大的差异。在这些方面，现有的WLAN产品还需要进一步加强。

其次, WLAN的计费方式及商业运作模式也有待进一步规范, 大多数公用WLAN提供商虽然采用包月的计费方式，但客户更喜欢免费或按流量计费。而且移动运营商还需要面对WLAN和2G/2.5G/3G网络在同时使用时如何计费的问题,以及运营商与WLAN合作方的信息和收入结算方面的问题。

第三, 由于WLAN利用无线电磁波，通过微波信号在空气中传输数据，因此影响信号强度的因素比较复杂，如移动、距离、天气、障碍物阻挡等，这些因素都影响了WLAN应用的稳定性。和有线局域网以及长距离无线网络(如2G/2.5G/3G)比，这一缺陷尤其突出。

第四,也是尤为重要的一点,就是安全的问题, 现有WLAN大多采用WEB等多重加密技术，如何能更加有效地保证客户数据的安全，打消他们在使用该技术上的顾虑，安全方面的解决方案还需要加强和更加多元化。

虽然WLAN的不足之处还有很多,但是它仍是一个非常有发展前途的技术。前不久在北京举行的通信展上,WLAN技术也很受关注, 中国移动已经推出的把WLAN和GPRS捆绑的无线上网卡，和高通正在推出的WLAN和CDMA1X捆绑无线上网卡，正把互联网和通信不能捆绑的观念逐渐打破。据Cahners/Instat公司预测，到2004年，全球WLAN用户数量将达到1.4亿，尤其是PWLAN用户将会猛增，21％以上的公司将部署某种形式的WLAN。总之,我们相信,在未来,无线宽带技术会得到越来越广泛的应用。