【正文】 使用 layer 3（路由）協(xié)議的時候?qū)肓硪粋€問題，也就是在使用 layer 3 協(xié)議的時候，幀頭開銷可能會很小，因此數(shù)據(jù)比較適合小規(guī)?；蛑械纫?guī)模部署的網(wǎng)絡(luò)，而不適合支持很多用戶的大規(guī)模環(huán)境，這些用戶會漫游并使用語音和視頻應(yīng)用。 時延會影響整個無線網(wǎng)絡(luò) 的性能，而導(dǎo)致時延的原因有很多種，包括啁啾聲，擁塞，超 27 時和重傳。帶寬時延產(chǎn)品（ Bandwidth Delay Product， BDP）是用來測量網(wǎng)絡(luò)鏈路能力的一個產(chǎn)品 ——可以考慮在設(shè)計和部署大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)用。 第三代 多模塊無線 mesh解決多跳難題 對于大規(guī)模無線網(wǎng)絡(luò)部署，尤其在語音、視頻和數(shù)據(jù)漫游應(yīng)用很關(guān)鍵的時候，將需要新型的無線 mesh 技術(shù) ——提供專用的無線鏈路、 用于回程流量、低時延交換、蜂窩狀的客戶端覆蓋。要想在任何時候都提供最佳的性能，這樣的網(wǎng)絡(luò)必須是模塊化的、多頻、多信道、多 RF 的 mesh。同時具有以下特點(diǎn)：非常靈活，完全可擴(kuò)展的，而且是面向未來技術(shù)的，比如 WiMAX、 (MIMO)或者 UltraWideband (UWB)。 專用無線鏈路 在建立一個高級的 mesh 網(wǎng)絡(luò)時，使用方法一定是與其它類型解決方案所不同的。它將應(yīng)用模塊化的方案，使用專用的帶寬鏈路來完成 AP 的功能（客戶端連接）或回程功能（網(wǎng)絡(luò)級連）。注意圖中理想的無線 mesh 節(jié)點(diǎn)和有線 VLAN 交換結(jié)構(gòu)設(shè)計上的相似性。他們都為用戶接入提供接口，都為 回程鏈路提供了專門的接口 ——客戶端連接（ Client Connect）的下行方向回程和網(wǎng)絡(luò)級連（ Network Connect）的上行方向回程。 客戶端連接無線模塊必須設(shè)計為或者與無線客戶端連接（用戶接入）關(guān)聯(lián)，或者使用分離的模塊與其他 mesh 節(jié)點(diǎn)（回程）關(guān)聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)級連無線模塊必須根據(jù)到網(wǎng)絡(luò) egress（有線網(wǎng)絡(luò)）的最佳可能路徑為中繼回程流量（ ingress 和 egress）建立與另一個 mesh 節(jié)點(diǎn)的鏈路。對于 repeater或者用來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)范圍的節(jié)點(diǎn)，需要包含 3個或更多的無線模塊 ——多接口無線 mesh 節(jié)點(diǎn) vs 有線交換機(jī) 28 一個用于 ingress 流 量（回程），一個用于 egress 流量（回程），還有一個用于無線終端（用戶接入）。下圖闡明了這一概念。 終端連接與網(wǎng)絡(luò)連接 29 這個新型結(jié)構(gòu)化的無線 mesh需要支持不同類型的無線技術(shù)。一些原則決定了針對某一特定的用途，哪一種技術(shù)應(yīng)用更為廣泛。正如前面所提到的， 和 僅有三個可能的非重疊信道。然而 沒有此限制，并且該頻段無線干擾更?。▉碜杂谄渌P記本電腦，無繩電話等），頻譜更寬。鑒于以上原因 ， 非常適合用于回程 mesh 架構(gòu)。 可獲得的 信道個數(shù)依賴于監(jiān)管區(qū)域，比如美國 FCC 監(jiān)管區(qū)域在 5GHz 范圍內(nèi)為免許可應(yīng)用保留了 4 個頻段。這四個頻段指定為UNII (Unlicensed National Information Infrastructure)頻段，總共有 24 個可能的信道。 的。因此你可以讓無線節(jié)點(diǎn)工作在臨近信道而會不產(chǎn)生相互干擾。 在一些國家，也許不能利用 的頻譜 。然而在網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)之間的無線連接也可以像使用 一樣使用 。這兩種技術(shù)提供了相似的帶寬和吞吐量特性，并都支持高速模式（ 11g 的 Super G， 11a 的 Turbo）將連接速度從 54 Mbps 提高到 108 Mbps。 Turbo 信道被指定為 42, 50, 58, 152 和 160 信道。 低時延交換 理想的 mesh 網(wǎng)絡(luò)必須支持語音應(yīng)用和快速漫游切換，這就是為什么網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該設(shè)計為layer 2 交換。這將會保持時延和開銷最小，并提高多跳的性能。許多現(xiàn)在的 mesh 網(wǎng)絡(luò)都集中在 layer 3 路由，這種方案的問題是路由開銷最終會限制網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。 30 蜂窩狀覆蓋 mesh 網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)該允許使用多個、分離的扇區(qū)狀天線（非常類似蜂窩網(wǎng)絡(luò)中無線小區(qū)站點(diǎn)天線）同時向不同的方向發(fā)射信號，每個方向都使用不同的信道。蜂窩狀覆蓋可以支持向所有相連的客戶端同時進(jìn)行無沖突的傳輸 ——意味著在更大范圍內(nèi)，更多的用戶可以與同一個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并且獲得更高的吞吐量，這是因?yàn)橛脩糁g發(fā)生更少的沖撞。 概念的驗(yàn)證 為了驗(yàn)證新型無線 mesh 網(wǎng)絡(luò)的有效性，可 分別在無噪 聲環(huán)境和真實(shí)環(huán)境中做了一系列測試，跳數(shù)從 1 到增加到 10。測試的目標(biāo)是表征流量經(jīng)過多跳后的降低程度，流量通過了從客戶端相連的節(jié)點(diǎn)到流量發(fā)生服務(wù)器這個菊花鏈上的多個節(jié)點(diǎn)。服務(wù)器用于測量 TCP和 UDP 帶寬性能（比如最大帶寬），并允許調(diào)整不同的參數(shù)和特征，它還可以報告帶寬、時延和丟包率。 網(wǎng)絡(luò)測試場景說明 在所有場景中都通過幾種類型的測試來對流量進(jìn)行表征。在理想的 mesh 網(wǎng)絡(luò)中增加或減少節(jié)點(diǎn)的情況下，為了確定流量將受到什么影響的目的，這些測試可以認(rèn)為是精確的。高速應(yīng)用下的低時延交換 31 下圖給出了這個測試場景的基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。 第一組測試場景是在無噪聲、無干擾環(huán)境中進(jìn)行的，可以認(rèn)為是最優(yōu)情況。目的是在沒有外部資源和干擾影響下，精確地分析 mesh 網(wǎng)絡(luò)的行為。第二組測試場景引入了真實(shí)環(huán)境，也就是網(wǎng)絡(luò)暴露在充滿噪聲的環(huán)境中。為了表征流量通過 mesh 網(wǎng)絡(luò)的行為，所有測試都是使用 作為無線回程的情況下完成的。 網(wǎng)絡(luò)測試結(jié)果 在每一跳都要通過有線以太網(wǎng)終端獲取測試結(jié)果。結(jié)果表明，即使在 10跳的情況下，這個網(wǎng)絡(luò)在無噪聲環(huán)境中只丟失了 4％的回程吞吐量，而在真實(shí)環(huán)境中也僅僅丟失 40％回程吞 吐量。時延結(jié)果也是同樣令人振奮的， 32 byte的分組包的時延只有 15ms， 1400 byte的分組包時延為 25ms。這兩個結(jié)果都在 VoIP和視頻應(yīng)用可接受的時延限制即 100ms以內(nèi)。 測試場景 32 帶寬降低測試結(jié)果與 單模塊 和 雙模塊 mesh 網(wǎng)絡(luò)最佳情景相比較， 單模塊 和 雙模塊mesh 網(wǎng)絡(luò)在無噪聲環(huán)境下的結(jié)果顯示了僅僅 5 跳帶寬就會有 80%丟失。 結(jié)論 多跳大規(guī)模無線 mesh 網(wǎng)絡(luò)對帶寬降低，無線干擾和網(wǎng)絡(luò)時延等問題十分敏感。如果沒有使用多頻結(jié)構(gòu)化的無線 mesh，每一跳的吞吐量可能會下降多達(dá) 50%。特別是在更大規(guī)模部署情況 下，網(wǎng)絡(luò)時延和漫游也是需要著重考慮的問題。在廣域、高利用率環(huán)境中，當(dāng)無線客戶端使用的語音和視頻應(yīng)用需要漫游（比如在汽車或火車上）時，時延和帶寬問題將變得不可接受。 選擇單頻、 雙模塊 甚至某些多頻 mesh網(wǎng)絡(luò)將會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能降低、擴(kuò)展性差、不能支持大范圍的應(yīng)用。 顯然，需要一種新型的無線 mesh網(wǎng)絡(luò)來解決多跳的難題。這一新型網(wǎng)絡(luò)需要使用模塊化的、多頻、多信道、多 RF的 mesh網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使用蜂窩狀覆蓋來展示高級的系統(tǒng)回程。使用該系統(tǒng)可部署高性能、高擴(kuò)展性的網(wǎng)絡(luò)，并支持實(shí)時的語音、視頻和數(shù)據(jù)應(yīng)用。 33 4 技術(shù)選型 mesh網(wǎng)狀網(wǎng)組網(wǎng) Strix Access/One 產(chǎn)品支持 mesh 拓?fù)浣M網(wǎng)技術(shù)，設(shè)備節(jié)點(diǎn)之間采用無線級聯(lián)方式通信，同時每個節(jié)點(diǎn)都可與其他節(jié)點(diǎn)使用點(diǎn)對多點(diǎn) pointtomultipoint 的方式連接。這樣，可構(gòu)建的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個節(jié)點(diǎn)都有一條以上的無線上聯(lián)鏈路，提高了無線傳輸服務(wù)的可用性。 從拓?fù)浣嵌葋碚f， mesh 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)超越了傳統(tǒng)無線網(wǎng)橋的點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而從根本上解決了城市范圍內(nèi)大規(guī)模無線網(wǎng)絡(luò)部署中存在的建筑物等阻擋物的影響。 基于 ，通過使用 Turbo模式，無線鏈路帶寬可高達(dá) 108Mbps，為大規(guī)模的城域使用提供了高帶寬基礎(chǔ)。 Strix mesh系統(tǒng)同時支持 、 和 ，支持多種無線覆蓋和回程的組合，可以有效地提高系統(tǒng)對多個頻率的使用效率。 如上圖所示， Strix mesh系統(tǒng)可以采用 （ ）或者 （ ）作為節(jié)點(diǎn)之間的無線互聯(lián)技術(shù)，同時每個無線 mesh 節(jié)點(diǎn)提供 或者 的用戶覆蓋。目前 ， ~ 的 具有 5 個非重疊信道，如果同時利用 ~ 和 ~ 將提供 24 個非重疊的 。這種多頻率、多信道的無線組網(wǎng)方式可以更有效的在 頻段避免外來的干擾。 Strix mesh 室外基站 OWS在支持 ，同 34 時支持 的使用，作為需要授權(quán)使用的頻段， 頻率更加 ―干凈 ‖，能夠提供更多的即可用于無線覆蓋也可以用作無線回程的無線頻率資源。 部署維護(hù)簡單 – 自動 配置、自動發(fā)現(xiàn) Strix mesh 系統(tǒng)具有自動配置能力，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)啟動后，該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的各模塊互相自動發(fā)現(xiàn)并且自動確定各自的工作模式、智能掃描信道等功能，無需進(jìn)行每個設(shè)備的手工配置。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中一個或者多個新加入的節(jié)點(diǎn)時，系統(tǒng)也可以自動發(fā)現(xiàn)新節(jié)點(diǎn)，通過管理界面對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行 mesh 組網(wǎng)授權(quán)后，新節(jié)點(diǎn)會自動下載配置。 Strix mesh 系統(tǒng)自動配置和自動發(fā)現(xiàn)的能力降低了網(wǎng)絡(luò)部署和管理運(yùn)維的工作負(fù)荷。 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性 – 自動調(diào)節(jié)、鏈路自愈 無線網(wǎng)絡(luò)連接建立后形成 mesh 結(jié)構(gòu)，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以一定的時間間隔不斷的執(zhí)行決策算法。 每個節(jié)點(diǎn)具有的分布式智能以信號強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)性能為指標(biāo)，在多條無線鏈路中選取最優(yōu)路徑路由流量，并且不斷動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)路徑，限制了廣播并且消除了瓶頸。這保證了任何由于網(wǎng)絡(luò)單元被增加或是移除導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓伎梢粤⒓幢粰z測到并進(jìn)行相關(guān)的措施，保證網(wǎng)絡(luò)總是處于最優(yōu)的性能和運(yùn)行狀態(tài)。這樣，網(wǎng)絡(luò)必須具備了以下兩個自組網(wǎng)特性 : ? Selftuning 性能自我調(diào)節(jié) ? SelfHealing 鏈路自動修復(fù) 如下圖所示，在故障發(fā)生前， mesh 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)保持主鏈路、備選鏈路的信息，并且不斷的動態(tài)的更新鏈路信息列表；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn) 由于供電、損毀等原因出現(xiàn)故障，其他周邊設(shè)備會迅速的在備選鏈路表中，選取具有最優(yōu)參數(shù)的備選鏈路作為主鏈路； Strix Mesh系統(tǒng)的 SMFR (Scalable Mesh Fast Reroute)算法提供迅速的鏈路修復(fù)，在毫秒級別即完成主備鏈路的切換，整個過程對于網(wǎng)絡(luò)中的最終用戶都是透明的，不會造成用戶的數(shù)據(jù)、語音或視頻等應(yīng)用的中斷。 35 Mesh 拓?fù)鋱D – 故障發(fā)生前 Mesh 拓?fù)鋱D – 故障發(fā)生后 多模塊、多信道、多射頻技術(shù) mesh Strix Access/One 產(chǎn)品支持多模塊、多信道和多射頻技術(shù)進(jìn)行 mesh 組網(wǎng)，如下圖所示 每個節(jié)點(diǎn)都有多個不同功能的無線模塊，分別處理無線終端接入、 mesh 回程和 mesh擴(kuò)展等，利用多個專用模塊提高無線 mesh 內(nèi)部的性能。如下圖所示 : 36 同時，每跳都是使用不同的 或者 信道進(jìn)行傳輸，大幅度的改善了多個 mesh 節(jié)點(diǎn)之間或者外界射頻環(huán)境帶來的干擾。 這種多模塊、多信道、多無線技術(shù)的無線網(wǎng)狀具有非常好的多跳能力，其多跳 TCP 吞吐 量指標(biāo)如下所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10N ois e Fre e 2 3 .8 0 2 3 .8 0 2 3 .7 0 2 3 .5 0 2 3 .4 0 2 3 .4 0 2 3 .3 0 2 3 .2 0 2 3 .1 0 2 2 .9 0R e a li s tic 2 1 .3 0 2 0 .1 5 1 9 .1 5 1 8 .7 0 1 7 .8 0 1 6 .5 5 1 5 .2 0 1 4 .2 5 1 3 .0 0 1 2 .1 5N um be r of H opsA c c e s s /One T hr oughput C a pa c ity (M bps ) 在實(shí)驗(yàn)室條件下每跳吞吐量下降在 1%以下，在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下，每跳吞吐量下降在10%以下。 ? 多扇區(qū) Strix 室外型 mesh 系統(tǒng)， OWS支持多種類型的外接天線，如全向天線、定向天線、扇區(qū)天線和拋物面天線等。 Strix OWS的多模塊架構(gòu)可與多種扇區(qū)天線組合，如 120 度扇區(qū)天線，組成具有 3 個扇區(qū)的 mesh 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。 – Ghz – Ghz – Ghz – to Ghz – to Ghz – to Ghz 37 Strix OWS 支持的多扇區(qū)可以是 、 或者 ，并且可以按照網(wǎng)絡(luò)性能需求，構(gòu)建 3 扇區(qū)、 4 扇區(qū)、 6 扇區(qū)或者 8 扇區(qū)。每個扇區(qū)都有專用的無線模塊處理業(yè)務(wù)流量，這樣多扇區(qū)在提供 360 度覆蓋的前提下，達(dá)到了成倍的提高節(jié)點(diǎn)總體容量的目的。扇區(qū)天線也能夠提供比全向天線更高的增益，如 120 度扇區(qū)天線的增益通常是 360度全向天線增益的一倍，理論上可以提高 50%的覆蓋范圍。這樣，多扇區(qū)構(gòu)架能夠提供更大的覆蓋范圍，以及更好的將無線信號穿透墻壁和窗戶，進(jìn)行從室外向室內(nèi)的無線覆蓋。 ? 頻率規(guī)劃 Strix m