無線寬帶多業務網絡接入組網方案研究

摘 要：構建標準化、規范化的移動寬帶多業務接入網絡以各種接入技術為依托，統一網絡平臺，建立接入技術模板，采用一種或多種標準規范的接入方式實現移動多業務的接入，達到資源的有效配置、成本的降低、網絡的容量的可靠保障和網絡的穩定安全。

關鍵詞：無線接入；多業務綜合接入

1 無線寬帶多業務接入技術簡介

⑴GSM/GPRS無線接入技術。GPRS利用“包交換”（Packet-Switched）概念發展起來的一套無線傳輸方式，可以提供高速的無線數據接入服務（最高可達171.2kbit/s），采用靈活的資費策略，用戶可以立即上網，真正實現“隨時在線”。實際應用中包括WWW瀏覽、電子郵件收發，信用卡確認（POS），保安系統（電子監控），GPS自動定位跟蹤業務（運鈔車定位跟蹤），電子商務，電子銀行，遠程商務洽談，石油、天然氣管道監測系統，煤、水和電遠程讀表，彩票交易，倉庫等監視系統，調度系統（外出流動工作人員任務分派調度管理），車隊（出租車、郵政快遞）調度管理，交通運輸路由導引，集裝箱碼頭船舶調度管理等等。

⑵3.5GHz固定無線接入技術。3.5GH固定無線接入技術中以多信道多點分配業務（MMDS）接入技術為代表。MMDS（Multichannel Microwave Distribution System）作為3.5GHz固定無線接入系統代表是一種點對多點、提供寬帶業務的無線技術。它適用于中小企業用戶和集團用戶。可透明傳輸業務，在基站端與網絡的接口為T1/E1、100Base-T、OC-3或V5接口與骨干網相連，在用戶端的接口為E1、FR、N×64kbit/s、POTS、10Base-T、ISDN接口等，可以為用戶提供Internet的接入、本地用戶的數據交換、語音業務和VOD視頻點播業務。3.5GHz固定無線接入系統可用于中小企業和居民小區包括：寫字樓、工廠、商場、商店、銀行分行、個體企業、公寓、學校以及具備一定個人需求的智能住宅小區的接入。

⑶無線微波接入技術屬于視距通信直線傳輸，即兩個微波站間是直通的中間應無任何阻檔才能形成良好的無線電波傳播條件。微波通信由于其頻帶寬、容量大、可以用于各種電信業務傳送，如電話、電報、數據、傳真以及采色電視等均可通過微波電路傳輸。微波通信具有良好的抗災性能，對水災、風災以及地震等自然災害，微波通信一般都不受影響。

⑷1997年6月，第一個WLAN標準IEEE802.11正式頒布實施，WLAN接入技術能夠為用戶提供更多類型的數據業務，并且可以捆綁現有的各種數據業務（如MMS等）。基于WLAN接入方式的移動數據業務能夠提供豐富的數據業務類型，主要包括互聯網無線寬帶接入。通過WLAN接入方式，高速訪問企業內部網絡資源的虛擬專用網業務。

2 無線寬帶多業務接入網絡的構建

數據業務規模不斷擴大。傳輸網絡帶寬資源不足，2M數據帶寬不能滿足集團接入的需求，難以適應未來寬帶業務的快速增長的需要。沒有統一的綜合數據網管，無法對數據網特別是接入網絡的網絡設備（路由器、交換機、AP、服務器等）的運行情況進行有效的監控，也無法對移動寬帶多業務接入的用戶進行端到端的有效統計分析和遠程監控。

移動寬帶多業務接入技術網絡構建就是充分利用目前移動通信運營商的綜合資源優勢，以各種接入技術為依托，統一網絡平臺，建立接入技術模板，采用一種或多種標準規范的接入方式實現移動多業務的接入，達到資源的有效配置、成本的降低、網絡的容量的可靠保障和網絡的穩定安全，最有效地為用戶服務。無線寬帶多業務接入網絡具體搭建：建設多臺Cisco骨干路由器互為備份，共同承擔地區各種數據業務的匯聚并完成數據到骨干層的轉發。

基于現有無線業務對標準多業務接入模式的歸類：目前無線多業務接入主要包括專線接入、WLAN接入、GPRS接入和短信接入。各個專用網絡之間的相互關系如下圖所示：

無線寬帶多業務接入網統一網管架構：無線寬帶多業務接入網主要包括CMNET、GPRS以及WLAN三個網絡，其中，CMNET既作為專線用戶的接入，同時又作為GPRS和WLAN兩個網絡的承載。CISCO 3640的作用是分別打通至CMNET、GPRS及WLAN的路由；應用服務器上安裝有SOLARWINDS的POLL ENGINES，由其向網絡設備發起SNMP請求，此外，該服務器亦作為WEB-SERVER以及LOG-SERVER；POOL ENGINES獲得的性能指標，通過局域網送至數據庫進行儲存；工作站的用途是作為監控終端，并在上面運行一部分由WEB方式不能提供的監控程序。CMNET網絡用的均是公網IP地址，WLAN主要用到的是私網地址，通過NAT翻譯成公網IP地址。而對于GPRS核心網，公網IP地址和私網IP地址均要用到。從網絡安全角度考慮，網管系統的服務器/主機均采用私網地址，由CISCO 3640作為出口，訪問公網設備。GPRS網管系統的CISCO 3640與COMMHUB采用直連的方式。

網管系統應用服務的實現主要是通過Solarwinds Network Performance Monitor來實現。應用服務器上安裝WINDOWS 2000 Advanced Server操作系統，集成Internet Information Server5.0（用于支持WEB-SERVER）。在應用服務器上安裝Solarwinds Network Performance Monitor軟件，并在作為數據庫的服務器上安裝SQL-SERVER 2000，用于存儲設備狀態、性能指標等信息。

Solarwinds Network Performance Monitor軟件可以實現的功能主要為：各路由器/交換機/AP的工作狀態、CPU負荷、內存使用情況、接口狀態、接口利用率、接口流量等。

⑴對CMNET、WLAN及GPRS網絡的路由器/交換機等網絡設備的運行狀態、接口狀態進行監控，并將結果以WEB頁面方式進行顯示，任何一臺聯網的PC機，均可作為監控終端，突破了平臺的限制。

⑵針對單個網絡設備，可以檢測網絡連通性、CPU負荷、MEMORY使用情況等。

⑶對各接口流量進行統計。統計的指標包括：接口流入/流出的最大/最小/平均速率（比特/秒bps）、接口流入/流出的最大/最小/平均速率（數據包/秒pps）、接口的最大/最小/平均利用率、接口流入/流出的字節總量、接口流入/流出的數據包總量、多播數據包的流量等。CISCO核心路由器Gi1/1接口的檢測結果。

通過對GPRS核心網的兩個GGSN以及防火墻的流量進行統計，即可得到Gi接口的流量。該流量較Gb接口統計到的流量更能真實的反映用戶的實際流量。

⑷通過在工作站上運行Solarwinds Broadband Engineer’s Edition軟件，可以對數據網設備進行輪訓式的監控，并將告警以聲音的形式輸出。如果需要，亦可對專線用戶進行監測。

⑸對于性能指標，提供列表以及圖形的顯示方式；對于性能指標數據，可以通過SQL語言直接從SQL-SERVER數據庫中取得。

⑹提供聲音告警功能。

⑺提供LOG SERVER的功能，對數據網各設備的信息進行采集，儲存。

⑻提供自定義網頁界面功能。

3 無線寬帶多業務接入網絡的實際應用

港務局信息化應用

如圖所示系統建設的三大部分：無線接入網絡的建設和優化；局調和輪駁中心的監控平臺以及輪駁終端；引航站監控系統和引航終端軟件。

局調度中心是全局生產指揮中心，也是各類信息發布的中心。通過該系統可以對下屬分中心下達生產指令，監控各分中心的狀況。

輪駁分中心是相對獨立的船舶調度分中心，通過該系統可以是對所屬船舶進行監控和調度指揮，實時掌握船舶動態，從而提高了調度和工作效率。

船載終端是為輪駁配備的輔助導航設備，船上工作人員可以根據終端提供的數據和功能輔助完成航行任務，并接收來自分中心的調度指令。

引航分中心能監控所有引航員及被引航船只的現狀，能監控引航艇以及港作拖輪的現狀，以便監控整個港口，監控所有船舶的動態，協助引航員安全引航。

引航員個人終端是為引航員配備的輔助引航設備，引航員工作時打開電子海圖，可以根據引航系統提供的功能輔助完成引航任務，監測調度拖輪的工作，并接收來自分中心的調度指令。

監控平臺之間通過港務局ATM網絡進行連接，實現數據庫的共享和數據傳輸；終端和監控平臺之間通過移動GPRS網絡進行連接。系統同現有的調度管理系統、AIS系統進行有效連接，可靠的進行數據的同步更新和交換。如引航和輪駁分中心的系統能實時接收局調系統的指令，并且可以向局調系統發送數據或反饋信息。該系統也可以向其它系統開放GPS數據接口，從而做到整個港務局的調度管理系統的無縫連接、資源共享、動靜結合，構建了一個適合港務局業務發展的實用、先進、開放、安全的一體化調度管理平臺。

3.1 引航子系統（引航員終端）

由GPS接收機確定船位，在筆記本電腦的電子海圖上，根據船舶尺度按比例顯示船形、航速、航向等本船信息。

通過GPRS網絡按照指定的時間間隔主動將將引航員編號、船舶位置、船舶航向、船舶速度等信息按一定的通信格式或協議進行數據編碼。

通過無線通信驅動程序發送給企業內部網絡中指定的陸上監控通信機，使陸上監控系統能在電子海圖上監控引航船動態。

通過GSM網絡短消息與引航調度進行通信，實行引航指令下達，當GPRS網絡信號不穩定時傳輸船位信號。

3.2 引航子系統（監控平臺）

監控系統的功能設計分為以下幾部分：GPS移動目標顯示、終端軌跡回放、船舶調度生產管理、終端通信控制、終端報警、突發事件輔助決策、AIS信號顯示。系統可與局現有的調度管理系統進行有效連接，能可靠地進行數據地同步更新與交換。如船舶調度管理計劃的獲取以及調度生產狀態的匯總反饋。向各分中心發布船舶生產調度計劃，各分中心會根據各現場調度的實施情況，將生產完成情況進行反饋。監控臺根據收到的AIS數據中的船舶位置信息，在GIS電子地圖上顯示船舶示意圖標。用鼠標選擇一艘船舶，監控臺將收到的AIS數據中的船舶的相關信息，顯示在屏幕上。主要數據元：船名、船籍、船位、船舶資料、航速、航向、目的地。

3.3 局調和輪駁子系統（監控臺）

將地圖和海圖數據整合，顯示在統一的平臺；海圖的各種基本功能及屬性查詢；拖輪監控、AIS監控；船舶（拖輪、AIS）信息、拖輪調度計劃管理；拖輪軌跡回放；轄區標繪及管理。

3.4 局調和輪駁子系統（輪駁終端）

電話功能；GPS衛星定位；報警功能；調度計劃顯示；調度指令顯示；觸摸屏操作。