【正文】 這樣，多扇區(qū)構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，進行從室外向室內的無線覆蓋。每個扇區(qū)都有專用的無線模塊處理業(yè)務流量，這樣多扇區(qū)在提供 360 度覆蓋的前提下，達到了成倍的提高節(jié)點總體容量的目的。 Strix OWS的多模塊架構可與多種扇區(qū)天線組合，如 120 度扇區(qū)天線，組成具有 3 個扇區(qū)的 mesh 網絡節(jié)點。 這種多模塊、多信道、多無線技術的無線網狀具有非常好的多跳能力，其多跳 TCP 吞吐 量指標如下所示： 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 ) 在實驗室條件下每跳吞吐量下降在 1%以下，在實際應用環(huán)境下，每跳吞吐量下降在10%以下。 35 Mesh 拓撲圖 – 故障發(fā)生前 Mesh 拓撲圖 – 故障發(fā)生后 多模塊、多信道、多射頻技術 mesh Strix Access/One 產品支持多模塊、多信道和多射頻技術進行 mesh 組網，如下圖所示 每個節(jié)點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擴展等，利用多個專用模塊提高無線 mesh 內部的性能。這保證了任何由于網絡單元被增加或是移除導致的網絡拓撲變化都可以立即被檢測到并進行相關的措施，保證網絡總是處于最優(yōu)的性能和運行狀態(tài)。 網絡穩(wěn)定性 – 自動調節(jié)、鏈路自愈 無線網絡連接建立后形成 mesh 結構，每個網絡節(jié)點以一定的時間間隔不斷的執(zhí)行決策算法。當網絡中一個或者多個新加入的節(jié)點時，系統(tǒng)也可以自動發(fā)現(xiàn)新節(jié)點，通過管理界面對節(jié)點進行 mesh 組網授權后，新節(jié)點會自動下載配置。 Strix mesh 室外基站 OWS在支持 ，同 34 時支持 的使用，作為需要授權使用的頻段， 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。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 。 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。 從拓撲角度來說， mesh 拓撲結構超越了傳統(tǒng)無線網橋的點到點、點到多點的拓撲結構，從而從根本上解決了城市范圍內大規(guī)模無線網絡部署中存在的建筑物等阻擋物的影響。 33 4 技術選型 mesh網狀網組網 Strix Access/One 產品支持 mesh 拓撲組網技術，設備節(jié)點之間采用無線級聯(lián)方式通信，同時每個節(jié)點都可與其他節(jié)點使用點對多點 pointtomultipoint 的方式連接。這一新型網絡需要使用模塊化的、多頻、多信道、多 RF的 mesh網絡系統(tǒng)，使用蜂窩狀覆蓋來展示高級的系統(tǒng)回程。 選擇單頻、 雙模塊 甚至某些多頻 mesh網絡將會導致網絡性能降低、擴展性差、不能支持大范圍的應用。特別是在更大規(guī)模部署情況 下，網絡時延和漫游也是需要著重考慮的問題。 結論 多跳大規(guī)模無線 mesh 網絡對帶寬降低，無線干擾和網絡時延等問題十分敏感。這兩個結果都在 VoIP和視頻應用可接受的時延限制即 100ms以內。結果表明，即使在 10跳的情況下，這個網絡在無噪聲環(huán)境中只丟失了 4％的回程吞吐量，而在真實環(huán)境中也僅僅丟失 40％回程吞 吐量。為了表征流量通過 mesh 網絡的行為，所有測試都是使用 作為無線回程的情況下完成的。目的是在沒有外部資源和干擾影響下，精確地分析 mesh 網絡的行為。高速應用下的低時延交換 31 下圖給出了這個測試場景的基本網絡架構。 網絡測試場景說明 在所有場景中都通過幾種類型的測試來對流量進行表征。測試的目標是表征流量經過多跳后的降低程度，流量通過了從客戶端相連的節(jié)點到流量發(fā)生服務器這個菊花鏈上的多個節(jié)點。蜂窩狀覆蓋可以支持向所有相連的客戶端同時進行無沖突的傳輸 ——意味著在更大范圍內，更多的用戶可以與同一個節(jié)點進行關聯(lián)，并且獲得更高的吞吐量，這是因為用戶之間發(fā)生更少的沖撞。許多現(xiàn)在的 mesh 網絡都集中在 layer 3 路由，這種方案的問題是路由開銷最終會限制網絡的可擴展性。 低時延交換 理想的 mesh 網絡必須支持語音應用和快速漫游切換，這就是為什么網絡應該設計為layer 2 交換。這兩種技術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。 在一些國家，也許不能利用 的頻譜 。 的。 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 范圍內為免許可應用保留了 4 個頻段。然而 沒有此限制，并且該頻段無線干擾更小（來自于其它筆記本電腦，無繩電話等），頻譜更寬。一些原則決定了針對某一特定的用途，哪一種技術應用更為廣泛。下圖闡明了這一概念。網絡級連無線模塊必須根據(jù)到網絡 egress（有線網絡）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)點的鏈路。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絡級連（ Network Connect）的上行方向回程。它將應用模塊化的方案，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（網絡級連）。同時具有以下特點：非常靈活，完全可擴展的，而且是面向未來技術的，比如 WiMAX、 (MIMO)或者 UltraWideband (UWB)。 第三代 多模塊無線 mesh解決多跳難題 對于大規(guī)模無線網絡部署，尤其在語音、視頻和數(shù)據(jù)漫游應用很關鍵的時候，將需要新型的無線 mesh 技術 ——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。 時延會影響整個無線網絡 的性能，而導致時延的原因有很多種，包括啁啾聲，擁塞，超 27 時和重傳。而且，隨著時延的增加，語音和視頻應用將受到嚴重的影響（尤其當無線客戶端漫游的時候），甚至可能會導致連接完全中斷。 當分組包在網絡節(jié)點之間轉發(fā)的時候，一定會存 在處理時延。建立和部署 WiFi 和 IP 電話融合的解決方案可同時支持語音和數(shù)據(jù)服務，該解決方案可能會使得 WLAN 在企業(yè)中得到廣泛應用。這些設備會導致不同方式的干擾，可能是暫時的（比如微波爐）或持續(xù)的（比如無線視頻監(jiān)控攝像機）。還有其他類型設備工作在這些頻 段，包括安全系統(tǒng)、對講系統(tǒng)、無繩電話以及其他很多設備。而且，這些方案不能修改網絡中該部分的配置（比如調整信道）來避免干擾。而且需要注意的是，在網絡不同的部分干擾也千差萬別。而大部分無線 mesh 部署都是 使用 作為無線回程的基礎架構，這些網絡回程帶寬很容易受到來自于相同頻段內工作的鄰近設備無線干擾的影響。簡單地說，無線干擾可以定義為非期望的信號干擾了其他無線通信設備的正常操作。正像前表中所顯示的一樣，即使在最佳情景的時候，對于中等規(guī)模和大規(guī)模環(huán)境，帶寬的損失也是不可接受的。 在 情況下，此表的起始吞吐量為 5 Mbps－－因為 任何信道的毛數(shù)據(jù)速率為 11 Mbps，其有效吞吐量接近于 5 Mbps。這時，帶寬降低更加類似于最壞情況的情景。 最佳情況的場景是假設所有的節(jié)點都以線性的方式排列，類似于一個珍珠串，每個節(jié)點只能和它兩個鄰接的節(jié)點通信。對于這類帶寬降低模式主要有兩個原理。 分離的 Ingress/Egress 回程鏈路 25 帶寬降低 當回程被共享的時候，多跳帶來的帶寬降低的問題尤為嚴重，比如 單模塊 和 雙模塊 方案。 帶寬下降測試結果是與為回程流量使用 單模塊 的 mesh 網絡的最佳情況進行比較的。測試跳數(shù)逐步從 1 跳增加到 10 跳，結果表明即使達到 10 跳，無噪聲情況下網絡回 程吞吐量只有 4%的丟失，而實際噪聲環(huán)境也僅丟失了 40%。它必須是多頻、多信道、多 RF 的系統(tǒng)，還應該是模塊化的，并且具有擴展為未來技術的靈活性。因而需要一種新型結構化的無線 mesh，在其網絡中無論跳數(shù)多少，都能夠提供高性能和高可靠性。在語音和視頻應用大量運行的極端情況下，時延和 RF 干擾將達到不可接受的程度，而導致連接完全中斷。然而多跳的 mesh 網絡遇到越來越多的難題，比如帶寬降低，無線干擾以及網絡時延等。因為每個鏈路都工作在獨立的信道上，專用的回程鏈路可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 第三代 —多頻方案 (multiradio) ——結構化的無線 mesh 在多頻（或者稱作結構化 mesh）方案中，每個網絡節(jié)點至少使用三個頻道的專用無線鏈路接口，其中一個頻道用于客戶端的流量，第二個頻道用于 ingress 無線回程流量，第三個頻道用于 egress 無線回程流量。 第二代 —雙模塊 方案 (dualradio)—回程共享 在 雙模塊 方案中，一個頻道專門用來連接無線客戶端，而另一個頻道專門用來進行無線回程傳輸 ——回程信道同時由 ingress 和 egress 流量共享 。舉例來說，假設你有 5 個 AP，每個 AP 有 20 個無線客戶端與之相連，所有的 AP 和客戶端共享同一個 信道（ 5Mbps），這樣等價于每個用戶只能獲得少于 50Kbps 的吞吐量——比撥號連接還要慢。這種對可用共享帶寬的競爭是基于類似以太網的無線沖突避免原則 (CSMA/CA)。 本方案的 AP 不能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 當更多的 AP 加入到網絡中的時候，用于回程流量的帶寬將會占據(jù)越來越高的比例，僅僅留很少一部分容量給無線客戶端。 第一代 —單模塊 mesh方案 (singleradio)—所有信息都在同一 信道上 單模塊 模式是無線 mesh 最脆弱的方案。所有的 mesh 網絡在本質上都是用戶流量在離開網絡（比如到達有線的 LAN）之前通過多個節(jié)點。 實現(xiàn)無線 Mesh的方案 無線 Mesh 的方案有很多種，但是大部分的方案都來源于最初的無線分布式系統(tǒng)（ Wireless Distribution System, WDS）概念。無線 mesh 網絡能夠很容易地通過中間中繼節(jié)點繞過障礙物轉發(fā)數(shù)據(jù)包，而不是試圖直接穿過障礙物。所有的自我調節(jié)和自我修復 過程都是動態(tài)的，在后臺執(zhí)行并且是實時的 ——對用戶而言是透明的，不需要人為干預。當無線環(huán)境發(fā)生變化時，比如加入新節(jié)點或者發(fā)生擁塞，數(shù)據(jù)路徑會根據(jù)時延、吞吐量、噪聲等因素進行重新評估，并且 mesh 網絡會自動地進行自我調節(jié)將性能維持在最佳性能。簡單地移動某個網絡節(jié)點或者增加一個節(jié)點就可以立即完善一集中式網絡模式 22 個信號較弱或無信號的區(qū)域。如果設計的合理， mesh 網絡可以成為高性能、高可靠并具有冗余能力，并且能夠擴展到包含成千上萬個設備。由于網絡節(jié)點間能夠通過 無線鏈路相互連接，因此它們不需要通過有線連接到交換機上。連接 AP 的以太網還是必要的。此外，要是增加 AP 設備使得現(xiàn)有的 WLAN 交換機端口不夠用時，就必須購買新的交換機。這種模式傾向于將智能功能從 AP 剝離出來放到交換機中。在發(fā)展歷程上，業(yè)界中有三種 WiFi 方案： 第一代集中式網絡模式 ——是一種非智能的網絡，相互獨立的多個接入點（ AP）連接到同一個有線局域網中。這些優(yōu)勢主要集中在降低網絡關鍵環(huán)節(jié)的成本 ——安裝、維護以及運行維護等方面。 從產品規(guī)劃， Strix將于 20xx年推出 WiMAX 模塊，可以現(xiàn)場插入并且升級室外基站，使整個無線平臺平滑過渡到Mesh+WiMAX 結合的 新高度。 從 Strix Systems 產品設計角度來看，模塊化 /板卡化設計具有極高的可升級性。 這要求無線網狀網系統(tǒng)具有可升級能力，保證可平滑升級到未來的新技術平臺上。 讓人遺憾的是， 標準可能要與明年 3 月份通過，芯片、基站產品和客戶端產品的成熟需要更長的一段時間。 在覆蓋范圍方面， 采用智能天線技術，通過多組獨立天線組成的天線陣列， 20 可以動態(tài)調整波束，保證讓 WLAN 用戶接收到穩(wěn)定的信號，并可以減少其它信號的干擾。 在傳輸速率方面， 正在制定的標準 有望將帶寬提高到 100Mbps 以上， 這得益于將 MIMO(多入多出 )與 OFDM(正交頻分復用 )技術相結合而應用的 MIMO OFDM 技術，這個技術不但提高了無線傳輸質量，也使傳輸速率得到極大提升。 與此同時，客戶端產品的價格和兼容性仍然是個問題 。