无线城市的距离
2006-04-14 15:53:25.047

简明/文


在无线城市的部署中,由于高大建筑物和较多的城市障碍物对于无线信号容易产生阻挡和干扰,无线网络的部署和性能受到很大影响,一直以来成为了一个技术难题。 利用蜂窝状的网状(Mesh)拓扑结构可以使这个问题迎刃而解。 每个Mesh节点总是可以与就近的多个其他节点保持无线连接,例如:安装在道路灯杆、交通信号杆和市政建筑上的无线Mesh节点就可以自动组成网状网格网络。 这种自主发现、自动配置和自我修复愈合能力的优秀素质,消除了传统无线网络中单点故障的风险。也就是说,任意节点发生故障,整网可以重新再选择任意其他的相邻节点进行网络通信,系统的分布式智能可以始终通过最优的路由进行数据流的处理。

通过多模Mesh节点之间的无线互联,大量无线节点仅仅需要1个光纤点即可提供中继接入,能够大幅度地降低在城域范围内部署或者租用光纤成本。 反之,每个光纤点支持越多的节点,也就实现了更广阔的无线覆盖范围,整体的项目成本得以更为显著的降低。 如何降低无线Mesh网络内部互联的带宽损耗,以及令单个光纤点支持更多的无线节点也就理所当然地成为了区别多种mesh技术的主要标准。

Mesh种类与Wi-Fi 多模Mesh

从目前主流mesh的衍进历史和实现方式及能力来看,可以分为3种:单模Mesh (single radio)、 双模Mesh (dual-radio) 和多模Mesh (multi-radio)。

无论单模Mesh和双模Mesh技术(如Cisco, Tropos, Nortel等厂商),都是只采用单一无线模块进行mesh骨干的处理,由于Wi-Fi本身的CSMA/CA特性,理论上每跳的无线带宽会要降低50%以上;在实际的使用中,每10个左右的单模或是双模mesh节点就需要1个光纤点。

多模Mesh (multi-radio)技术,采用多个功能无线模块,分别处理无线用户端接入和mesh节点互联。 尤其是采用了2个专用模块分别处理发送和接收数据,理论上每跳的无线带宽损耗可以达到1%以下;在实际的使用中,一条光纤更能够支持高达60个以上的多模mesh节点。 对于一个中型的无线城市,仅仅需要几条光纤就可以满足整个城域级别无线系统的需要。 对于需要购买光纤进行部署的城市来说,多模mesh网络可以大程度节省无线城市的整体投资成本; 对于租用光纤的部署,专线光纤的租用运营成本也可以大幅地降低。

多模Mesh也可以满足公共安全、应急联动和智能交通网络对高速移动下的无线宽带的要求。 利用多模Mesh技术的固有特性,处理拓扑结构快速变化的切换协议:目前支持最高的速度高达300km/h,切换时间延迟低于100ms。 这样,在移动车辆上安装车载mesh节点,当车辆在无线城市内的任何道路行驶,都可以无间断地进行视频、语音和数据通信。高速移动下,移动车载和其他固定mesh节点之间的吞吐量可高达15Mbps,完全满足高带宽的应用需求。

考虑到目前固定版 WiMAX(802.16d)芯片技术不断成熟,利用WiMAX增加Mesh节点间的带宽也是无线城市规划中需要考虑到的。如何保证设备能够平滑升级到WiMAX也受到关注。比如,美国Strix Systems的室外型多模无线Mesh系统 (OWS) 的多模块化设计为可升级性提供了答案:通过在现有节点中堆叠WiMAX板卡模块即可将Wi-Fi Mesh节点升级到WiMAX,巧妙地保护了整个无线城市的设备投资成本。■

部署多模无线城域网的国家和城市
到目前为止,北美乃至世界范围内,最大的Wi-Fi Mesh无线城市部署是美国亚利桑那州的Tempe市。 从2005年9月份开始,在六个月的工程期内无线将覆盖Tempe市的六个城区。 整个城市于2006年2月底之前实现 Wi-Fi Mesh网络的全覆盖。 建成的城域无线网络将为市民提供无线互联网接入,同时为市政和公共安全部门提供专网接入,该网络采用了约400个美国Strix Systems公司的多模Mesh节点构成了基础 Wi-Fi Mesh网络。在该无线城市中,还将利用Strix的路由算法支持终端在每小时180英里的车速条件下各mesh节点间的切换。
投资该项目的集成商兼电信运营商是美国MobilePro公司的NeoReach无线部门。此外,美国Strix Systems 公司与MobilePro 共同合作的无线城市还有美国亚利桑那州的Chandler市、加利福尼亚州的首府Sacramento 市、俄亥俄州的Akron等城市,及路易斯安那州的多个无线城市。近期该技术还开始成功克服多山地貌的挑战,开始部署马其顿(前南斯拉夫)的国家级Wi-Fi Mesh网络。

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(网页编辑:孙可
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