【IT168 专稿】2007年,将注定是无线网络技术最热的年份,继最新最快的无线局域网标准802.11n在今年进入最后修改,将大概于明年9月份定案。而又一新的无线网技术的标准也在制定中,它就是“无线网状网”。IEEE的一个工作小组正在推进802.11s网状网络标准制定,而且最后准备就绪,该标准也可能在明年获批准。802.11s提议已得到工作组的批准,目前正在收集意见和建议。该项目的进展比计划要快,与其它802.11制定过程不同,网状网络技术的标准批准过程相对单纯了许多,可能在一年内完成。如果Wi-Fi热点被“织起来”,就会成为一张强大的互联互通的大网。无线网状网利用无线宽带接入,可覆盖校园、市区或整个城市。支持网状网的接入点不仅可以向用户提供Wi-Fi,而且可以充当网络中其它接入点的路由器或中继器。结果是,将产生自我生成、自我愈合的无线宽带云,从而可以降低回程、开发和系统的工程成本。上述标准得到批准之后,将会使网状网络的概念无处不在。在802.11s标准最终批准后,需求将会随之大增,并很快成为主流。基于网状网的产品将包括从市区Wi-Fi云到自行配置的无线家庭娱乐和电脑网络。目前针对可选方案,仍存在两大阵营——北电(Nortel)支持的Wi-Mesh联盟(Wi-Mesh Alliance),以及摩托罗拉、英特尔、诺基亚和德州仪器(TI)这几大巨头支持的SEEMesh联盟(SEEMesh Alliance)。
无线网状网简介
无线网状网(Wireless Mesh Networking)起源于美国国防部高级研究规划署资助的分组无线网络研究,最初的动机是为了满足战场生存的需要。90年代后期,随着一些技术的公开,无线mesh网络成为移动通信领域一个公开的研究热点。无线mesh技术已在美国军方得到应用,民用领域的应用已开始起步。无线网状网具有自组网、自管理、自动修复、自我平衡的特点,它也许是无线网络的未来。作为一个令人兴奋的无线LAN新趋势,它被人们寄予了很大的期望。
无线网状网是一种全新的无线网络技术。其核心是让网络中的每个节点都发送和接收信号。对于传统的采用星型组网的无线网络,单点故障将可以导致局部网络瘫痪。无线网状网是网状组网,是多跳的系统,从源到目的地有多条冗余的通信路径。一旦一条路径因故障或干扰而停止工作,无线路由器会自动改变信息包的路由信息,使它们能够利用一条未受影响的路径传送。如果最近的节点由于流量大而拥塞的话,那么数据也可以重新选择一个小流量路径进行传输。网络中的每个节点都具备自动路由功能,每个节点只和邻近节点进行通信,因此是一种自组织、自管理的智能网络。传统无线通信网络必须预先设计和布置网络,它的传输路径是固定的,而无线mesh网络的传输路径是动态。无线Mesh网络也称为“多跳网络”,它是一个动态的可以不断扩展的网络架构,并能有效地在无线设备之间传输。在传统的无线局域网中,用户如果要进行相互通讯的话,那么首先会访问一个固定的无线接入点,这种访问的方式被称为单跳网络。而在多跳网络中,任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器。这样的好处是:如果最近的节点由于流量大而拥塞的话,那么数据可以重新选择一个小流量路径进行传输。数据包根据网络的情况,从一个节点依次传送到多个节点,最终到达目的地。这样的访问方式就是多跳访问。我们熟知的Internet就是一个“有线多跳”网络的典型例子。互联网有许许多多个路由节点组成,通过路由器数据包能选择最近和最优的路径从源地发送到目的地。Wireless Mesh网络可以称为Internet的一种无线版本,它与传统无线通信系统最大的不同是能够自动寻找非常好的路径来路由数据包,这些特点使Wireless Mesh网络与传统无线网的点对点和点对多点相比具有无可比拟的优势。
通常情况下,无线网状网中具有全方向天线的无线路由器最大直线通信半径为5公里,因此它可实现大范围的无线覆盖,并可组建无线城域网。一般情况下,无线网状网的最大数据传输速率为6Mbps,在时速为200公里的车辆上面,仍可保持1-1.5Mbps的带宽,完全能够满足实时视频传输的要求。无线网状网可以通过相应的网关与Internet网络有线连接,这样无线客户端就可以随时随地访问互联网了。
无线网状网最核心的设备是无线路由器,它与无线AP、无线网桥、宽带无线路由器有着本质区别,希望读者对这里的无线路由器概念有一个清楚的认识。无线网装网无线路由器是一种专用的无线路由器,它执行相互间的无线链接和无线覆盖双重功能,具有丰富的路由选择协议,如RIP、OSPF等等,特别是OSPF(Open Shortest Path First)——开放最短路径优先更是通常被采用,OSPF在普通商用的路由技术中也是经常被采用,这也适合了与有线网络统一的特点。显然无线网状网使用的无线路由器比宽带无线路由器更专业,路由功能上更接近专业路由器。无线路由器技术上还有一个特别,就是它支持双频,也就是同时支持802.11a、802.11g、802.11b三种无线局域网标准。在实际工程实践中,无线路由器通常使用5.8G的频段的108M 802.11a标准来做无线桥接,提供无线路由器节点之间相互间的链路通信,对热区的覆盖则采用54M的802.11g标准来实现。因此要为无线路由器提供两套高增益天线——5.8g全向天线和2.4g全向天线,以适应两种无线标准。(图1)
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| 图1 |
在一些厂家的产品中还采用了QDMA(Quad Division Multiple Access,是频分多址、时分多址、码分多址、带有避免冲突的载波侦听多路存取协议的结合技术)专利技术,提高了它的频谱利用率和抗干扰特性,这些扩频技术使无线网状网提高了安全性和频段的有效使用。
无线网状网的网络架构可以由移动互联交换控制中心、智能接入点、无线路由器、PCMCIA 无线终端网卡四部分组成,如图2所示。移动互联交换控制中心通过网线与智能接入点直接相连,在智能接入点的周围相应位置安装若干个无线路由器,以扩展通信范围。网络中持有笔记本电脑或掌上电脑等移动终端设备可以通过PCMCIA的无线网卡接入网络。
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| 图2(点击看大图) |
总结:
无线网状网的前景是美妙的,无线网状网已经在国内一些大学,我国台湾,韩国日本,欧美有若干商用,相信在无线网状网标准802.11s批准以后,未来无线网状网会大规模推广开来,当营运级的无线城域网(图3)建成,我们网友将真正可摆脱网线的缰绳彻底解放,装备无线网卡的笔记本、PDA就可以随时随地在城市的角落应用,不管你在户内还是在户外。基于无线网状网,我们还可以得到以前想也别想的应用,如:无线VOIP,无线视频,无线远程监控等。想一想,到那时,我不仅有一般的手机,还可能会有一台WLAN手机,是不是很酷。现在许多厂商正积极准备推出自己的无线路由器产品,部分厂商如:北电、思科、摩托罗拉推出了自己的无线网状网方案,但它们的产品还没法互联,因为没有统一的标准,不能互操作,产品属于预产品。
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| 图3(点击看大图) |
