從無線融合看下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

姚 析 史 揚

隨著移動通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展,無線局域網(wǎng)世界呈現(xiàn)出一個復(fù)雜的技術(shù)格局。802.11a由于頻段的限制,將舞臺讓給了802.11b,而802.11b又因為帶寬的不足被802.11g逐漸取代。802.11g還沒有徹底站穩(wěn)腳跟,802.11n就已經(jīng)開始發(fā)起強有力的沖擊。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新,就是為了讓無線局域網(wǎng)達(dá)到有線以太網(wǎng)的性能水平。

IEEE 802.11工作組成員、802.11 Task Group M任務(wù)組主席Matthew Gast日前在其博客中宣稱,最快將于2009年9月11日對批準(zhǔn)802.11n標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行最終表決。802.11n的確定與批準(zhǔn)已經(jīng)花了整整7年的時間。目前,802.11工作組已經(jīng)著手進(jìn)行下一步研究工作,兩個任務(wù)組(TGac和TGad)正在討論創(chuàng)建千兆無線物理層的方法。這也意味著,無線網(wǎng)絡(luò)在性能上,已經(jīng)達(dá)到了有線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。

802.11n的技術(shù)優(yōu)勢

802.11n技術(shù)相對于802.11a、802.11b和802.11g技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。在傳輸速率方面,802.11n可以將WLAN的傳輸速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps提高到108Mbps,甚至高達(dá)600Mbps。這樣高的速度當(dāng)然離不開技術(shù)支撐,關(guān)鍵就是OFDM技術(shù)和MIMO(多入多出)技術(shù)。

802.11n首要的任務(wù)是提高數(shù)據(jù)吞吐率。通過結(jié)合物理層的多項技術(shù),包括提供多條空間流(SDM)的MIMO技術(shù)來實現(xiàn)多條數(shù)據(jù)流并發(fā),通過綁定兩個20MHz帶寬(即40MHz)來提高物理頻寬,采用MIMO-OFDM并提供更多的子載頻等,從而將物理層吞吐率提高到300Mbps。如果僅僅提高物理層的速率,而沒有對空口訪問等MAC協(xié)議層的優(yōu)化,802.11n的物理層優(yōu)化將無從發(fā)揮,所以802.11n對MAC層采用了Block確認(rèn)、幀聚合等技術(shù),大大提高了MAC層的效率。

802.11n的另一個重要優(yōu)勢就是無線信號覆蓋范圍的提升。由于采用了多天線技術(shù),無線信號(對應(yīng)同一條空間流)將通過多條路徑從發(fā)送端到接收端,從而提供了分集效應(yīng)。在接收端采用一定方法對多個天線收到的信號進(jìn)行處理,就可以明顯改善接收端的接收效果,即使接收端較遠(yuǎn)時,也能獲得較好的信號質(zhì)量,從而間接提高了信號的覆蓋范圍。

除了吞吐率和覆蓋的改善,11n技術(shù)還有一個重要的功能就是兼容傳統(tǒng)的802.11a/b/g,以保護用戶已有的投資。目前,Cisco、H3C和Aruba公司已經(jīng)在全球率先發(fā)布了面向企業(yè)級和運營級市場的802.11n產(chǎn)品。

一體化的價值

無線演進(jìn)就是將無線技術(shù)局限于接入,從網(wǎng)絡(luò)層開始則使用現(xiàn)有的IP技術(shù),用戶的接入認(rèn)證則歸納于現(xiàn)有的認(rèn)證服務(wù)器,語音技術(shù)依賴于SIP(信令控制協(xié)議)服務(wù)器,多媒體技術(shù)依賴于媒體服務(wù)器。通過將各個層級分離,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的模塊化、簡單化,各個層級精細(xì)化,讓客戶集中精力于自己所關(guān)注的業(yè)務(wù),而網(wǎng)絡(luò)也因為一個個精致的業(yè)務(wù)而獲得更好的發(fā)展,這就是有線無線一體化的實質(zhì)。

一體化技術(shù)可以讓用戶實現(xiàn)不間斷上網(wǎng),還可以帶來組網(wǎng)成本的降低,擴容成本的降低,運營成本的降低,以及業(yè)務(wù)開展的便利等多個方面的優(yōu)勢。

各項成本降低具體到WLAN技術(shù)同有線網(wǎng)絡(luò)的一體化,在部署時,由于WLAN設(shè)備采用了更加標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計,原有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)及接入認(rèn)證系統(tǒng)等能夠重用,網(wǎng)絡(luò)投資可以大大降低。同時重用現(xiàn)有系統(tǒng)使得用戶不需要費時去學(xué)習(xí)掌握新知識,也就節(jié)省了時間和培訓(xùn)費用。一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障,熟悉現(xiàn)有的系統(tǒng)有利于快速定位故障,可以降低運營過程中由于故障帶來的損失。另外目前部署的11a/b/g網(wǎng)絡(luò)升級到下一代11n時,前期購買的終端依然能夠不受任何影響地接入到網(wǎng)絡(luò),保證了客戶的歷史投資。在WLAN網(wǎng)絡(luò)升級擴容時,簡單地增加標(biāo)準(zhǔn)件AP就能夠?qū)崿F(xiàn)接入容量的增加,而現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本上不需改動,有效降低擴容成本。

現(xiàn)場維護擴容簡單WLAN AP的部署,充分考慮到了有線網(wǎng)的特性,采用零配置即連即用的技術(shù),無需對現(xiàn)有有線接入網(wǎng)絡(luò)做任何修改,僅僅修改DHCP服務(wù)器或者DNS服務(wù)器的配置,在無線控制器(AC)上進(jìn)行配置,就可以提供WLAN接入服務(wù),大大降低了網(wǎng)絡(luò)部署成本。需要更換設(shè)備時,新的AP設(shè)備接上以太網(wǎng)線就可以成功接入到網(wǎng)絡(luò),不需要改變無線控制器上的配置,而且對安裝維護人員沒有技術(shù)背景要求,輕松實現(xiàn)設(shè)備維護更換和網(wǎng)絡(luò)擴容。

提升維護效率 部署時通過PoE交換機給WLAN AP供電。對WLAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理優(yōu)化需要移動AP時,直接拉動以太網(wǎng)線就可以實現(xiàn),大大降低工作量。如果用戶進(jìn)行管理維護時需要對AP進(jìn)行開關(guān)電重啟,只需要在網(wǎng)管側(cè)對PoE交換機進(jìn)行操作即可輕松實現(xiàn),避免維護來回奔波和攀爬的辛苦,提高管理維護的效率,減少了用戶管理維護的工作量。

實現(xiàn)整網(wǎng)安全與有線一體的統(tǒng)一終端控制軟件、統(tǒng)一認(rèn)證控制、有效的一次認(rèn)證實現(xiàn)多種計費模式、統(tǒng)一的防病毒方式,使無線網(wǎng)絡(luò)的安全同有線完全一樣,有效地避免了無線引入新的病毒。重點防范802.11物理和鏈路層的安全,并與有線網(wǎng)絡(luò)的安全實現(xiàn)聯(lián)動,確保整網(wǎng)安全。

管理平臺統(tǒng)一高效WLAN網(wǎng)絡(luò)的管理同有線的網(wǎng)絡(luò)管理一樣,采用同一個告警平臺,同一個日志管理系統(tǒng),在同一個界面中顯示完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?將無線射頻管理獨立為管理組件,充分實現(xiàn)有線無線一體化的管理。它不需要單獨的平臺,不需要兩個界面,自然也不需要購買專門的服務(wù)器和額外的管理系統(tǒng)培訓(xùn)。

通過一體化拓?fù)涔芾?在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,人們能夠從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲休p松看到網(wǎng)絡(luò)的故障點是接入端口的PoE電源供電失效,還是鏈路出現(xiàn)故障,或是網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)廣播風(fēng)暴,導(dǎo)致鏈路上數(shù)據(jù)交換過于繁忙。這降低了故障定位人員的管理工作量。通過人網(wǎng)的合一管理,用戶接入到網(wǎng)絡(luò)時,管理系統(tǒng)能實時顯示使用者在網(wǎng)絡(luò)的哪個設(shè)備端口上,并快速定位故障用戶。

應(yīng)用更加廣泛

有線無線一體化在校園、場館、醫(yī)療等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,越來越多的客戶已經(jīng)認(rèn)可一體化帶來的價值和便利性,并積極地推動一體化技術(shù)的發(fā)展。以國家大劇院為例,其主體建筑為獨特的殼體造型,殼體表面由18398塊鈦金屬板和1226多塊超白玻璃巧妙拼接而成,營造出了舞臺帷幕徐徐拉開的視覺效果。由于國家大劇院獨特的建筑結(jié)構(gòu)與特殊的通信需求,在部署網(wǎng)絡(luò)時必須采用一體化無線網(wǎng),除了提供基本的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(檢票系統(tǒng)、辦公系統(tǒng))外,還提供了VoWiFi等增值服務(wù)。整個網(wǎng)絡(luò)使用PoE供電,采用了一體化網(wǎng)絡(luò)管理和認(rèn)證,降低了整網(wǎng)的部署成本和管理維護成本。通過部署一體化網(wǎng)絡(luò),建筑物基本沒有做任何的改動,確保了建筑設(shè)計的完整性。

現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)雖然在朝一體化的方向發(fā)展,但離一體化的目標(biāo)還有很長的距離。因為受限于網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)的一體化發(fā)展進(jìn)程依然緩慢?？少F的是運營商和設(shè)備提供商都已經(jīng)看到了這一點,3G R4版本和IMS的提出,為網(wǎng)絡(luò)的一體化發(fā)展指引了方向。同時云計算的出現(xiàn),將大大促進(jìn)一體化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用向企業(yè)應(yīng)用的滲透,從而帶動網(wǎng)絡(luò)向一體化更高的層次發(fā)展。