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CDMA 1X与WLAN两网结合解决方案
 
慧聪网   2005年2月1日16时23分   信息来源:北京市通信行业协会    

    CDMA 1X与WLAN两网有效结合,使WLAN成为移动业务很好的补充,将推动联通CDMA1X业务的发展,也可促进WLAN业务的推广。目前包括中兴、思科在内不少厂商提出了相关的解决方案,将更好地推动移动互联网的发展。


    将CDMA 1X与WLAN两网结合、进行有效整合后,一方面将充分发挥WLAN本身固有的特点,在WLAN覆盖的范围内,可以为用户提供比目前1X更高的带宽; 另一方面,1X网络的覆盖范围广,将填充以往WLAN覆盖的空白区,同时1X完善的鉴权与计费体系又很好地弥补了WLAN在这些方面的不足。这样,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。包括中兴通讯、Cisco在内的一些厂商一直在跟踪与研究CDMA1X与WLAN整合的业务与发展,提出了可行性的解决方案。 

    WLAN的局限 

    无线局域网(WLAN)作为一种灵活的数据通信系统,正越来越受到国内外运营商和制造商的关注。 

    与有线网络相比,WLAN具有以下优点: 安装便捷、使用灵活、经济节约、易于扩展等。由于其不可替代的优点,WLAN将会迅速地应用于需要在移动中联网和在网间漫游的场合,并在不易布线的地方和远距离的数据处理节点提供强大的网络支持。特别是在一些行业,比如展览、会议、旅游服务、金融服务、移动办公系统等方面,WLAN有着非常大的发展机会。 

    尽管WLAN具有多方面的优点,发展迅速,但是不可否认,WLAN自身的局限性也越来越突出,并制约了其发展速度,包括: 

    思科CDMA1x与WLAN统一认证计费方案

    1.WLAN的覆盖范围较小,一般在室内50米,室外100米左右,如果想要实现漫游功能,必须设置足够多的AP,即使不考虑成本问题,AP之间的相互干扰,也将影响WLAN的传输质量。 

    2.不能提供对用户的鉴权认证机制。WLAN本身仅能提供物理传输层的鉴权认证,WLAN目前常用的认证技术包括服务集标识符(SSID)、物理地址(MAC)过滤、EAP鉴权等。但这些鉴权方式不能满足电信级应用时针对用户的鉴权认证。 

    3.不能提供针对终端用户的计费机制,这在很大程度上限制了WLAN电信级的应用。 

    WLAN+1X的优势 

    要想使WLAN更广泛地应用,上述缺点无法回避。 因此,对于CDMA网运营商而言,CDMA 1X与WLAN的两网结合将是必由之路。这样,不仅能开拓广阔的数据市场,带来新的利润增长点,而且还能够吸引更多的高端用户。对于CDMA网的用户来说,才能真正实现无论何时何地都能够接入Internet网络,获得高速的数据业务服务。 

    实现CDMA 1X与WLAN两网结合后,一方面将充分发挥WLAN本身固有的特点,在WLAN覆盖的范围内,可以为用户提供比目前1X更高的带宽;另一方面,1X网络的覆盖范围广,将填充以往WLAN覆盖的空白区, 同时1X完善的鉴权与计费体系又很好地弥补了WLAN在这些方面的不足。两网的有效结合,将使WLAN成为移动业务很好的补充。 

    中兴:完善鉴权、计费 

    WLAN的接入方式 

    WLAN的接入有以下两类情况: 

    1.独立的WLAN。这是指整个局域网都使用无线通信的情况,适用于用户之间通信距离较近、用户数量不多的环境。在这种情况下,整个WLAN将完全依靠AP作为通信传输工具。此时采用的是DHCP方式,由AP动态分配IP地址。 

    2.非独立的WLAN。相比较而言,非独立的WLAN适用范围更广泛。在这种配置下,多个AP通过线缆连接在有线网络上,以使无线用户能够访问网络的各个部分,同时使用户数量和范围大大扩充。这是一种将WLAN作为有线通信的补充和扩展来搭建整个局域网的方式。 

    在AP与有线网络之间,一般通过无线接入服务器(AS)相连。AS完成接入多路无线网络以及有线网络的转发,在实现桥接功能的同时,提供路由功能,可以通过有线的网口把其它AP接入到一个统一的网络中,完成终端用户的认证、计费、授权功能,对无线用户的接入提供多种安全机制。 

    在AP与无线网卡之间,遵循的是IEEE 802.11b等规范。而在AS与AP之间,采用的是PPPoE(Point to Point Protocol on Ethernet)方式。AP只是作为一个无线与有线之间的网桥,提供二层的接入能力。 

    在WLAN与CDMA 1X两网结合后,很自然,为了顺应终端用户的使用习惯, WLAN采用此种接入方式更为合理。 

    1X的接入方式 

    在CDMA 1X的网络体系中,作为网络侧的设备,PDSN与PCF之间是通过有线连接的。PDSN为1X的手机用户提供接入服务,用户在PDSN进行鉴权、计费。手机用户与PDSN之间将建立点对点的PPP连接。在用户接入时,要与PDSN进行完整的PPP协商流程。PPP采用异步HDLC的组帧方式。 

    WLAN+1X的接入方式:1X加入对PPPoE规范的支持 

    将1X网络中PCF与PDSN之间的接入方式,与WLAN网络中AP与AS之间的接入方式进行比较,不难发现两者之间在功能及组网上有着明显的共同之处。PCF作为无线与有线之间的转换接口,完成着与AP类似的功能,只是在有线与无线侧处理的协议不同而已。再看PDSN与AS,同样都是为用户提供接入服务,完成鉴权与计费。 

    AS与PDSN同样是为用户提供点对点服务,在建立PPP连接时,要完成PPP协商流程。惟一的不同之处在于一种是PPPoE协议,一种是异步HDLC封装的PPP协议。 

    PPPoE协议是将PPP帧直接封装在以太网帧中。所以为了提供以太网上的点到点连接,每一个PPP会话必须知道远程通信对方的以太网地址,并建立一个惟一的会话标识符。PPPoE包含一个(以太网地址)发现协议来提供这个功能。PPPoE分为两个阶段,即Discovery(地址发现)阶段和PPP会话阶段。 

    当某个主机希望发起一个PPPoE会话时,它必须首先执行Discovery来确定对方的以太网MAC地址并建立起一个PPPoE会话标识符SESSION_ID。虽然PPP定义的是端到端的对等关系,Discovery却是天生的一种客户端-服务器关系。在Discovery的过程中,主机(作为客户端)发现某个访问集中器(Access Concentrator,作为服务器),根据网络的拓扑结构,可能主机能够跟不止一个的访问集中器通信。Discovery阶段允许主机发现所有的访问集中器并从中选择一个。当Discovery阶段成功完成之后,主机和访问集中器两者都具备了用于在以太网上建立点到点连接所需的所有信息。 

    Discovery阶段保持无状态(stateless)直到建立起一个PPP会话。一旦PPP会话建立,主机和访问集中器两者都必须为一个PPP虚拟接口分配资源。Discovery阶段由4个步骤组成。完成之后通信双方都知道了PPPoE SESSION_ID以及对方以太网地址,它们共同定义了惟一的PPPoE会话。 

    在PPPoE的第二个阶段——PPP会话阶段,与异步HDLC封装的PPP是完全相同的。两者的用户信息也是基本一致的。这就为PDSN与AS两者的合二为一,提供了实现的可能。 

    在PDSN原有的基础上,只需要加入对PPPoE规范的支持,就能够同时支持PCF与AP的接入。其实,由于PPP协商阶段是一致的,所以要增加的只是PPPoE发现阶段的处理工作。 

    如果将PDSN与AS合二为一,不仅在于省去一个网络结点,节约了成本,更重要的是PDSN支持大流量、多用户,并且有着完善的鉴权、计费体系,这样正好弥补了无线局域网的不足。同时,由于用户的PPP连接信息在PDSN中保存,这也为WLAN与1X之间的无缝切换提供了可能。 

    思科:移动IP实现切换 

    思科认为,WLAN与CDMA 1X网络的整合应该主要体现在下面两个方面: 

    1.在两种模式下,用户的身份是惟一的, 即用户可以在WLAN模式下使用其在CDMA 1X网络中的NAI或MSID来进行认证和计费。 

    2.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。 

    计费、认证:WLAN用户采用EEE802.1X技术向RADIUS服务器认证 

    CDMA 1X的技术与传统的拨号网络技术相类似,采用PPP(LCP/NCP)实现CDMA 1X移动用户向PDSN的远程接入,通过RADIUS来实现对用户的认证,用户可通过NAI(用户名+密码,例:用户名:user@cisco.com, 密码:******)或者直接通过MSID(手机的IMSI号)来实现。WLAN与CDMA 1X在认证、计费上的整合可采用如下方式:WLAN用户采用IEEE802.1X技术,通过AP向CDMA 1X网上的RADIUS服务器实现认证,如图所示。 

    两网中移动不中断业务:移动IP最关键 

    思科提出的WALN与CDMA 1X整合的网络连接方面, 其基本出发点是充分发挥CDMA 1X网络的分组域功能,在热点地区部署WLAN来对CDMA 1X形成有效的补充。热点地区的WLAN网络可使用户通过传统802.11的AP接入到AZR(Access Zone Router), AZR应具有Mobile IP 的FA功能,在整个CDMA 1X-WLAN的整合网络中在逻辑上处于与PDSN同样的位置,起到同样的的功能。 

    但要在WLAN中开展Mobile IP,实现用户从WLAN所覆盖的区域移动到WLAN所不能覆盖的区域时,CDMA 1X无缝地接管用户的数据,从而实现业务的不中断,这就需要在WLAN网络中增加移动IP的功能,而目前WLAN中的AP尚不能支持Mobile IP的功能,这就需要在WLAN网络中增加能够实现Mobile IP的设备,我们将这种设备称为AZR(Access Zone Router),由它来实现Mobile IP中的FA,从而实现Mobile IP的功能。AZR可采用的平台包括: Cisco 1700、Cisco 2600、Cisco 3600、Cisco 7200、Cisco 7500,IOS版本为 12.0 或更高。 

    和PDSN中的Proxy IP一样,对于不支持Mobile IP的用户,可采用AZR上的Proxy IP的功能,来实现Mobile IP功能。 

    可以预见,WLAN + CDMA 1X的推出,必将成为数据业务领域新的亮点。而两网的统一,不只是终端的统一,其相近的接入方式,为其网络接入设备的合二为一提供了足够的保证。反过来,网络接入设备的合二为一,又将作为新业务、新服务的基础,带来无限商机。

 
 
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