无线网络“兄弟连”—几种无线技术的融合分析

1/1/2008来源:无线技术人气:3057

    当Wi-Fi碰到Mesh和WiMAX,无线网络具有了更加理想的传输性能和覆盖效果。几种无线技术的融合应用,使得“兄弟连”在城域网和公共无线领域所向披靡。

应用篇:四海之内皆兄弟

  国外热火朝天的“无线城市”也来到了中国,可以说,Wi-Fi+Mesh的方式正流行在世界的各个角落,未来还将结合WiMAX技术继续“纵横四海”。

“无线城市”登陆嘉定

  “无线城市,无限出色”是上海市嘉定区“无线城市”项目的理念,也是继F1赛事之后嘉定打出的又一张响亮的名片。嘉定区政府的计划是,今年实现嘉定老城区和新城中心区部分重点区域的覆盖,到2009年底实现扩展至嘉定区468平方公里全覆盖。而这个项目采用的正是几种无线技术相融合的方式,负责该项目的“无线城市”工作小组目前正在进行竞标设备的测试工作。

  据工作小组成员陈鑫介绍,在第一阶段测试当中,将会有北电、思科和Strix systems(与阿尔卡特朗讯合作)三家公司的设备参与。具体的测试计划是:嘉定中心城区主要测试无线Mesh网络在人口建筑密集区域的系列性能,测试实际部署的各项相关网络功能和指标,并验证多个实际WLAN用户实现WLAN无线宽带接入的应用情况。嘉定郊区则主要进行WiMAX覆盖测试,用于验证在嘉定郊区农村实现远程无线宽带的传输效果。

  “通过前期调研和咨询,区政府已经确定了大体的技术方向,也就是Mesh+Wi-Fi+WiMAX相组合的方式。”陈鑫表示,“至于具体的解决方案,还要看我们的测试结果来决定,目前参与测试的几家厂商的设备都是基于Mesh技术的。”

  “无线城市”建成后,将会带来诸多应用上的便利。除了最基本的向市民和游客开展免费的无线上网服务外,还在智能交通、应急联动、数字化校园、医疗卫生和城市治理网格化等方面惠及百姓。陈鑫向记者介绍说:“举例来讲,一台120急救车在无线覆盖的环境下就可以成为一个‘急救绿色通道’。通过在车上部署数字化远程医疗系统和诊断设备,及时与医院进行沟通,为病人的抢救赢得时间。”据了解,曾经和正在提出“无线城市”计划的还有北京、武汉和天津市大港区等地。

无线技术的融合需求

  要实现“无线城市”的整体覆盖,单纯依靠WLAN是无法解决问题的。嘉定在项目的前期调研中做了大量工作,对于无线技术的选择,还请英特尔公司做了一份咨询报告。报告的结果明确写道:建议嘉定在建“无线城市”时,以WiMAX作为回传技术、以Wi-Fi作为终端主要接入标准,尽可能选用业内比较先进、模块化设计的无线Mesh网络产品。在未来的技术发展中,可以通过配置或更换不同的模块,实现对蓝牙、WiMAX等技术的支持和应用,同时也可以对其他的网络进行融合和支持。

  “最后得出的结论是需要几种技术互相融合的方式。”陈鑫说,“实际上,这也符合项目在实际覆盖上的特点,在城区需要热点比较多的区域,主要是采用Wi-Fi热点做短距离覆盖,而远距离覆盖我们会用WiMAX的热点作为‘最后一公里’的连接,例如郊区等开阔的地域。”

  实际上,目前在“无线城市”中比较流行的就是Wi-Fi+Mesh,这种形式在一些区域性的无线项目中也得到广泛应用。例如北京市政府中环办公楼的无线Mesh项目,就是采用北京矽谷星矢科技发展有限公司的Mesh解决方案。该公司代理的Strix systems室内设备采用Wi-Fi技术进行无线覆盖,200多个这样的室内设备,利用Mesh结构联系在一起,覆盖了整个17层的双子座大楼,地下三层部分覆盖。满足了各个部门、办公室、会议室和新闻发布厅等场所的数据和语音服务。

技术篇:兄弟合心 其利断金


  十个指头也不是一般齐,兄弟之间难免你长我短,然而只要同心合力,就能发挥出单个人所不具备的巨大力量。

逐步融合

  那么,为什么“无线城市”等大规模无线覆盖需要采用这种融合的方式呢?对此,北京邮电大学宋俊德教授认为,主要问题还是无线信号的覆盖方面。他说:“Wi-Fi在理论上可以做到全覆盖,但实际覆盖范围仍然局限在LAN的水平上,尽管有Mesh技术帮忙也很难实现。WiMAX是城域网技术,可以改善一些局面,非凡是无线覆盖向郊区这样的边缘地带延伸的时候。三者结合起来,某种程度上可以实现较好的无线覆盖。”

  最初,一些企业级的无线解决方案也都利用Wi-Fi技术,通过无线网桥的方式进行远距离覆盖。不过,这种方式的冗余性和覆盖度都不好。而Mesh的出现有效解决了这一问题,Mesh是一种基于多跳路由、对等网络技术的网络结构,其网状网络特征决定了无线节点之间可以相互通信,形成一个自身架构的网络。此外,网络内的漫游还可以保证终端的移动宽带性能。

  星矢科技的技术总监付春雷给我们介绍,随着覆盖面积的增大,以及“Hot-Zone”等概念的推出,无线技术已经由从前的室内热点形式延伸到室外。由于Wi-Fi技术和产业链都比较成熟,用户也易于接受,目前Mesh结构多是基于Wi-Fi的。付春雷又接着说:“实际上我们非常看好WiMAX技术。Mesh也是可以和WiMAX结合的,在基于802.16e标准的移动WiMAX成熟之后,可以用WiMAX替代Wi-Fi进行无线覆盖。到那时,Mesh组网的方式就更加灵活了。”

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WiMAX来势凶猛

  如付春雷所说,WiMAX融合趋势其实已经到来了,目前多家通信厂商和运营商都在关注WiMAX技术,并投入大量资金开发相关产品,WiMAX论坛认证工作组(CWG)还预备在今年第三季度开展802.16e产品的认证。

“据我所知,英特尔已经在WiMAX上投入了十几亿美元,SPRint Nextel也计划在今年投入10亿美元开发WiMAX。”钰程科技副总裁王旭贤向记者介绍了WiMAX良好的市场前景。钰程科技(AWB)股份有限公司是智邦科技在去年11月刚成立的一家子公司,专门进行WiMAX的开发和生产。王旭贤表示,智邦在无线网络上做得不错,之所以单独成立这样一个公司,主要原因是看好WiMAX技术的市场和应用前景。

  值得注重的是,在WiMAX论坛的推动下,WiMAX产业链已初步形成。摩托罗拉、北电、华为、中兴、大唐等公司都已经开发出基于WiMAX技术的系统和终端产品,多数公司计划参加WiMAX论坛即将开始的认证测试。而来自芯片方面的最新消息是,英特尔计划在明年推出支持移动WiMAX、Wi-Fi(802.11n草案)和3G的下一代迅驰移动平台WiMAX Connection 2300。

融合的障碍

  然而,多数WiMAX产品并没有真正面市。一方面的原因是,相关设备尚未进行测试认证,可能存在兼容性问题;另一方面,WiMAX技术在使用频段的问题上受到一定制约,使得该技术的普及存在很大难度。

  宋教授介绍了国内WiMAX频段的情况,“802.16d应该是准许使用的,因为之前已经批准了固定宽带无线接入的频率。不过,后来无线电治理委员会又发文补充说,固定宽带无线接入并不意味着就是指WiMAX,态度不是十分明确。” 不过,信息产业部在今年1月召开的年度全国信息产业工作会议上首次提到了WiMAX,并称WiMAX作为3G补充将得到应用和发展,分析机构认为,WiMAX频段问题有望在年底得到解决。

  另一方面,还存在运营模式的问题。“真正实施起来,最难的并不是技术上的融合,而是商业模式的融合。”宋教授表示了对这个问题的担忧:“WLAN和WiMAX都是互联网的运营模式,不是以准确的计费为依据,是没有运营商的网络。没有好的商业模式,运营商就不会对它感爱好,网络的更新和质量保证就比较困难。”

  那么,“无线城市”会不会碰到这些问题呢?陈鑫的看法相对乐观,“对我们有利的条件是,‘无线城市’现在是上海市信息委的试点项目,所以频段上可以寻求一些政府的支持。”至于“无线城市”的运营模式,陈鑫表示:“我们的总体模式是‘政府主导、政企共建、企业运营、服务社会、带动产业’,也就是说无线网络的所有权是归政府的,政府作为主导提供政策上的保障和优惠,网络的建设和运营则交由企业负责。我们也和几家运营商交流过,觉得这种模式可以实现。”

  基于以上种种阻碍,更多厂商对WiMAX技术的融合,目前还处于开发和等待阶段。“实际上,在WiMAX技术还没有成熟的情况下,并没有太多用户要求WiMAX的解决方案。”城域以太网论坛总裁、Strix systems公司全球产品治理与营销副总裁陈子表示,”早先802.16d的使用者已经预备向802.16e迁移,这种迁移带来了WiMAX市场的混乱和变化。我们将会在2008年底到2009年初WiMAX成熟的时候,看到Wi-Fi和WiMAX之间的融合。在此之前,通过Wi-Fi+Mesh的解决方案同样可以满足用户的高性能要求,而802.11n技术更可带来革命性的进展。”

无线网络“兄弟连”—几种无线技术的融合分析(图一)

产品篇:打仗亲兄弟

  俗语说,打仗亲兄弟。融合了几种技术在内的无线产品自然具有卓越的“战斗力”,必将开拓更加广阔的市场。

  从性能上看,它们有互补之处;在技术方面,它们能够实现融合;而从实际应用的角度来说,目前已有融合型的产品出现,并且实际效果不错。

  这些无线融合产品主要基于Mesh结构,利用模块化设计集成Wi-Fi和WiMAX两种技术。星矢科技的产品就是以这种方式实现无线网络覆盖的。据付春雷介绍,星矢科技的Strix Mesh产品主要分室外型设备、室内型设备和CPE(用户前端设备)三种。室内设备分为可拆卸的四类模块:其中天线模块支持802.11a/b/g标准,用于2.4GHz和5GHz的无线信号发射;用户连接模块(可换作蓝牙/WiMAX模块)支持802.11a/b/g,用于无线覆盖;网络连接模块(可换作WiMAX模块)提供802.11a/b/g无线AP级联;基本模块则提供节点供电和局域网连接功能。目前主要采用802.11a进行无线级联,是由于其5GHz频段目前干扰较少,并且可以提供更多的非重叠频道,能够提升实际的传输速度。室外设备则可以在单台设备内同时支持3块无线板卡(最多6个无线模块),与室内设备实现无缝连接和统一组网。

  “目前的设备都是基于Wi-Fi的,”付春雷说,“用户以后可以通过更换新的基于WiMAX的Mesh设备或原有Mesh设备的模块来实现与WiMAX技术的融合。”

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  钰程科技的产品同样融合了这两种无线技术,不过,这些移动WiMAX基站之间并没有通过Mesh结构相联。其研发生产的WI-2400/3400 CPE产品是可自行安装、可携带性的用户基站,支持2.3/2.5/3.5GHz多个频段和动态QoS,还可提供LAN和WiMAX之间的网关功能。

同时,设备还配有两个全向型天线和一个可选的外部天线,使得服务提供商能够很轻易地架设固定式或漫游式宽带服务。此类产品的WiMAX从室外接入,室内利用Wi-Fi接入点进行覆盖。“我们考虑到已经有很多用户使用Wi-Fi终端,因此在产品中融合了Wi-Fi技术。”王旭贤说,“原先的Wi-Fi设备可以通过这个产品连接到WiMAX,再接入互联网。在边缘覆盖上面,我们通过一个‘WiMAX Relay’的延长设备进行无线信号延伸。”


  国外则有Strix systems、BelAir、Proxim、Tropos等多家厂商开发类似产品,同样是采用2.4GHz频段做为用户连接,5GHz频段实现点对点通信,WiMAX技术作为回程连接。

无线网络“兄弟连”—几种无线技术的融合分析(图二)

趋势篇:遥知兄弟登高处

  在不远的将来,无线融合技术将发挥其强大的团队力量,站在网络传输领域的高峰,带给人们不一样的无线体验。

3G的影响

  如上所述,几种无线技术各有特点和优势,融合的应用前景可谓十分广泛,市场潜力巨大。然而,面对即将到来的3G时代,我们不能不提到3G网络对无线技术的影响。一些人认为,3G对无线网络构不成威胁,不管是理论带宽还是实际下载速度,Wi-Fi和WiMAX都是3G网络的数倍。而另一些人则对3G的到来忧心忡忡,担心对无线网络造成冲击。

  对此,宋教授认为,这两个系统之间其实是既竞争又互补的关系,Wi-Fi和WiMAX基于互联网的优势,带宽资源比较丰富,可以实现视频等高宽带需求上的应用。不过,3G网络的HSPA(高速分组接入)技术可以保证很好的网络覆盖能力,无线技术需要和它融合才能给老百姓提供一个高带宽的、视频的、全覆盖的应用系统。

  王旭贤则认为应该把更多的注重力放在WiMAX技术上,“在英国,3G牌照价格是WiMAX的1000倍。此外,3G基站的成本也很大,而WiMAX技术基于ip网络,成本较低。还有在数据应用和传输距离方面,WiMAX也更胜一筹。”

未来的无线世界

  我们已经看到无线技术的光明前景,也了解到它们之间的融合趋势,那么,未来理想的无线世界会是怎样一番景象呢?也许每个人心目中都有一个自己的答案吧,我们也请每位受访者谈了他们心目中理想的未来无线世界。

  宋教授认为,未来无线世界其实就是能够实现在任何时间、任何地点得到人们所需要的任何内容服务,即所谓的3A(Anytime、Anywhere、Anything)。这个服务不仅包括音频和数据的,也包括视频应用,以及电子商务、安全、健康、教育等各种现代服务。王旭贤也提到了3A,不过他认为是在Anytime、Anywhere、Anydevice(任何设备)上实现无线连接,着重强调了设备的互通性。此外,王总还认为WiMAX技术将得到更加广泛的应用,可能会出现WiMAX和GSM的双模手机。

  付春雷则表示,除了个别领域存在竞争关系,整个无线技术是一种互补融合的关系。融合的无线网络在城市级广域网上的应用将会更加广泛,这种融合还将帮助宽带IP网络实现无线化和自动化。陈子认为,当802.11n将无线网络的数据传输速率提高到100Mbps后,移动的流媒体服务将引领下一代互联网的革命,话音服务将作为VoIP数据流在Wi-Fi/WiMAX网络上打包和发送。此外,用户设备对于网络的选择将变成一件简单的事情。

  对于未来的无线世界,陈鑫有着更为实际的设想,“在无线网络建成后,要害的问题是要尽快地应用起来。通过免费服务的方式吸引大量用户。这样,搭建好的无线环境才能在招商引资、吸引人才,以及带动无线产业链等方面给嘉定带来实际的效益。”

编看编想

像一棵小树慢慢长大

  在谈到无线技术融合的风险时,陈鑫告诉记者:“‘无线城市’没有现成的模式可以借鉴,为了将新技术的风险降到最低,我们需要边研究边建设,分阶段逐步进行覆盖。首先把中心城区用比较稳定成熟的技术覆盖,随着技术的发展,还会选择比较有实力的厂商合作,慢慢把它完善。”

  正如陈鑫所言,无线融合的技术发展目前尚不完善,无线网络的整体应用环境也较为落后。Wi-Fi、Mesh、WiMAX等无线技术就像一粒粒种子,代表了未来无线网络的希望与梦想。这些种子被人们撒在泥土里进行培育,长成了一棵生气勃勃的小树。然而,这棵小树目前还很稚嫩,还面临着种种生长的阻碍和折断的危险,它需要我们的精心呵护,同时创造好的生长环境。

  十年树木,就IT技术的发展来说显然要快得多,相信无线技术的融合在经历2~3年的风雨后,必将成为高耸入云的参天大树。在高大树冠的庇护下,无线网络就在大家的身边,宽带数据和语音服务就在你和我的身边。

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