高校双百兆宽带提速建设模式探讨--中国期刊网

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高校双百兆宽带提速建设模式探讨

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：王忠

[导读] 摘要：本文针对运营商在高校通信网络的基础上，通过对几种不同现网的网络架构改造，以达到满足高校师生用户除4G、5G外的对有线宽带和无线Wi-Fi宽带的需求。

        湖北邮电规划设计有限公司湖北武汉 430022
        摘要：本文针对运营商在高校通信网络的基础上，通过对几种不同现网的网络架构改造，以达到满足高校师生用户除4G、5G外的对有线宽带和无线Wi-Fi宽带的需求。
        1 背景
        高校是高素质人群聚集的特殊场景，4G、5G的各种应用业务逐渐展开，高校用户历来是这些应用的先行者，具有领导先进技术应用的示范作用，其既能给运营商带来大量的宽带收入，同时也是将来高ARPU值等潜在的高端用户，为了提高自己品牌的粘连度、忠诚度，国内几大运营商不遗余力拼命抢占该用户市场。
        每年的春、秋两季开学，几大运营商纷纷以各自的品牌套餐入学进行营销，移动信号覆盖和有线宽带是各自的杀手锏。
        本文在此不阐述4G、5G移动手机业务，仅就高校“三个百兆”中的有线宽带及其延伸业务Wi-Fi组网的建设模式进行探讨。
        2 组网模式
        经过多年市场竞争，高校基本有运营商或高校自建的校园有线宽带网，组网模式以三级以太网架构为主，本文讨论的组网结构中，兼顾成熟的以太网和技术演进后的GePON模式。
        模式一：无线控制器（AC）下沉到用户侧，兼具交换功能
        无线控制器（AC）兼具校园汇聚交换机功能，上联BRAS，下沉学校，替代一级交换机。

         有线流量在三级交换机的入口方向打双层VLAN标签，上传BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。无线流量通过Capwap隧道到AC侧，AC解Capwap隧道封装，然后由AC在出口方向打双层的VLAN标签，上传到BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。
         管理流量AC和AP之间采用二层注册方案，在交换机之间打通二层通道。
        缺点：
         如果AC宕机，整个接入层（无线和有线）均全部瘫痪，可靠性低；
         要求AC有交换功能，无线接入设备受限于无线控制器AC，目前仅有个别厂商AC具有此功能，其单台接入设备AP最大容量为8192台（1024*N）；
         维护界面不明晰：交换机维护由数据中心或区局负责，AC维护由无线中心负责；
        优点：结构简单，容易实现，成本低
        结论：适宜高校自建或运营商建设校园网的有线宽带及Wi-Fi网络升级改造；
        适宜小型城市运营商比较经济的高校宽带网络建设。
        模式二：
        无线控制器（AC）下挂BRAS。

         有线流量在ONU（或三级交换机）入口方向打双层VLAN标签，上传BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。无线流量通过Capwap隧道到AC侧，AC解Capwap隧道封装，然后由AC在出口方向打双层VLAN标签，上传BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。
         管理流量AC和AP之间采用二层注册方案，在交换机之间打通二层通道。
        缺点：
         如果AC宕机，整个接入层（无线和有线）均全部瘫痪，可靠性低；
         要求AC有交换功能，无线接入设备受限于无线控制器AC；
         目前仅个别厂商AC满足要求，其单台接入设备AP最大容量为8192台（1024*N）；
         维护界面不明晰：交换机的维护由数据中心或区局负责，AC维护由无线中心负责
        优点：结构简单，容易实现，成本低
        结论：适宜中大型城市中高校比较集中的有线宽带及Wi-Fi网络建设；
        模式三：
        无线控制器旁挂BRAS。

         有线流量在ONU入口方向打双层VLAN标签，上传BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。无线流量通过Capwap隧道从BRAS透传AC侧，AC解Capwap隧道封装，由AC在出口方向打双层VLAN标签，上传BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。
         管理流量：AP和AC之间采用三层注册方式，AP网关在BRAS上，AP地址池在AC上配置，BRAS需做DHCP中继。
        缺点：
         所有OLT及SW（一级交换机）均需连接至BRAS，占用大量BRAS万兆接口；
         BRAS万兆端口需求大，成本高；
         无线流量需经AC迂回至BRAS；
        优点：
         AC方便新增扩容，网络维护界限明确；
         无线侧部分出现障碍，不影响有线侧用户使用；
        结论：适宜中小型城市有线宽带及Wi-Fi网络升级改造
        模式四：
        无线控制器（AC）集中旁挂核心交换机，适当情况下，无线控制器可进行云化。

         有线流量在ONU的入口方向打双层VLAN标签，上传BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。无线流量通过Capwap隧道到AC侧，由AC在出口方向打双层VLAN标签，上传BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。
         AP和AC之间采用二层注册方式，AP网关在AC上，AP地址池在AC上配置。
         BRAS下面新增一台核心交换机，该核心交换机上行10G~40G到BRAS，下行10G到各个学校OLT，AC旁挂在核心交换机旁。如果AP数量超过AC容量，可以继续在核心交换机旁新增AC，AC形成一个资源池，根据实际情况，在AC间进行冗余备份，进行云化改造，提高无线网络可靠性。
        缺点：
         需新增大容量高性能的交换机，增加了维护量；
         AC集中放置，如高校比较分散，则相应成本高
        优点：
         AC集中放置，形成AC资源池，AC间可实现N+M备份，扩容方便，将来适时进行云化改造；
         维护界面明晰
        模式五：

        无线控制器（AC）下挂BRAS，同时旁挂OLT或核心交换机：
         有线流量在ONU（或三级交换机）入口方向打双层VLAN标签，上传BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。无线流量通过Capwap隧道到AC侧，AC解Capwap隧道封装，由AC在出口方向打双层VLAN标签，上传到BRAS入口进行解封装，BRAS进行双层标签终结。
         AP和AC之间采用二层注册方式，AP网关在AC上，AP地址池在AC上配置。
        缺点：
         所有OLT及SW（一级交换机）均需要连接至BRAS，占用大量BRAS万兆接口；
         BRAS万兆端口需求大，成本高；；
         目前厂商AC，其单台接入设备AP最大容量为8192台（1024*N）。
        优点：
         有线和无线业务流量分开，有利于提高数据吞吐率；
         若AC宕机，整个接入层无线全部瘫痪，有线依旧能正常使用。
         结构简单，容易实现，成本低；
        3 结论
        3.1 第一种方式：投资小，实施快，AC下沉学校维护难度高；
        3.2 第二种方式：实施快，对BRAS端口需求相对较小（注AC容量为8000台）；
        3.3 第三种方式：对BRAS端口需求大，便于无线控制器AC维护、改造升级；
        3.4 第四种方式：首期投资大，建设灵活、便于维护、管理，以及今后的改造、升级；根据云运营商区域划分，适宜几个高校集中的区域集中建设改造。
        3.5 第五种方式：对BRAS端口需求相对较大，无线与有线业务流分开，有利于提高网络系统稳定性。
        在高校双百兆项目改造项目实施过程中，建议前期可采用以太网方式建设，后期根据技术演进和10Gepon规模商用逐步改造，适时云化。