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为取代LAN而生第四代WLAN技术稳步向前

发布时间:2021-01-21 14:52:10 阅读: 来源:二氧化氯发生器厂家

我们已经习惯于WIFI给生活带来的便利,从机场、火车站、商场、餐厅、校园、写字楼到办公室中,越来越多的地方都部署了WIFI热点。近年来随着智能终端设备的爆发性增长,WIFI成为了众多企业内部、园区乃至运营商提供服务的首选。对于用户来说,WIFI更是接入互联网服务的第一选择。

梅鲁网络公司大中华及日本区总经理司马聪

“十年前,梅鲁网络公司(Meru Networks Inc)预测,未来网络世界的发展主流将是无线网络。除去数据中心和骨干网之外的数据交换,LAN将被WLAN逐渐取代。”梅鲁网络公司大中华及日本区总经理司马聪说道。

在2002年梅鲁网络成立之初就意识到了这一点,但当时的技术架构使得WLAN完全不足以取代LAN。WLAN是经过了怎样的发展才到了今天,使之取代LAN成为了可能?

WLAN的第一个阶段大约是在802.11正式成为WLAN的标准之前,包括Proxim和symbol等厂商使用自己的私有协议,做成了胖AP结构的无线局域网,这个阶段就是非标准的WLAN,它被称之为第一代WLAN。第二代的WLAN是在802.11正式成为无线网WLAN的标准之后。包括Cisco等很多厂商对自己的胖AP根据新标准进行了改进,成了基于标准的一个胖AP,这个阶段被称为第二代的WLAN。人们在使用这个胖AP的过程中感受到很多不方便,最严重的就是管理不便和同频干扰等问题,都非常尖锐。为了解决以上问题就研发出了第三代的以微蜂窝架构为基础的WLAN,能够集中管理、前端有很多AP,后端有AC,它被称作WLAN的第三代。

同频干扰和管理是第二代产品中存在的问题。AC就是用来解决管理的接入控制器。而同频干扰就是指在传统无线网里如果两个相邻的AP用了同样的频率,一定会发生碰撞即同频干扰。而为了避免同频干扰,第三代的WLAN的解决办法就是将相邻的两个AP采用不同的频率,也就是错频的技术,这种方式也被人称为“微蜂窝架构”。对于最常见也是最重要的2.4G波段来说,它只有三个独立的信道,通过2401MHz到2473MHz的72MHz的带宽分为13个信道,每个信道的宽度是22MHz,其中完全没有互相交叉的只有信道1,信道6和信道11。所以在考虑降低干扰的情况下,部署起来就是1、6、11这样的循环方式。采用微蜂窝架构系统的设计施工会变得复杂,而在部署上更是会出现牵一发而动全身的情况。在网内加入一个新的AP,就可能会影响整体网络的性能和状,对于管理来说也比较麻烦。

梅鲁网络公司为解决微蜂窝架构存在的问题提出了著名的“同频组网虚拟化”的技术,Gartner将之定义为第四代WLAN。而第四代WLAN的与第三代WLAN的技术区别在于哪里?

对于微蜂窝架构来说,相邻的两个AP之间一定会放出不同频段的电波,对于电波的分布来说,是一个同心圆,同一个强度,但在实际情况下考虑到墙壁以及金属等物体的影响,会是一个复杂的形状。如果在理想情况下考虑,这个同心圆会有一个覆盖范围,在这个半径范围内,所有的装置都能以802.11N的满带宽来传送。超出半径后,信号会出现衰减,带宽就会逐渐降低。在设计的时候就要部署更多的AP来进行覆盖,信道分布是1、6、11的循环。

虽然间隔了其他的信道,但是在远端同信道的信号还是会收到衰减后的其他设备信号,仍然存在干扰。这种被动的躲干扰设计,使得WLAN在设计、施工、管理上都很麻烦,相应成本就会上升,管理成本也会提高。第二个问题,AP之间为降低相互的干扰,会采用降低功率的方式,这又会带来信号覆盖半径缩小的问题。第三点,在微蜂窝架构下,相邻的AP总是处在不同的频率下,终端设备穿行在不同的AP之间时,需要重做一次三毫秒到三秒的802.11水平认证。对于如今的视频通话或数据传说来说无法做到真正的无缝漫游。第四点,微蜂窝的架构下信道会互相干扰,使得每个AP的带机数量普遍只能达到20个左右。超过这个数量后整体性能会急剧下降。第五点,当大量设备同时进网时会因为AP接入点过多而存在响应时间超长的问题。第六点,对于802.11N来说300Mbps需要用到40MHz以上的频宽才能实现,在2.4GHz下是无法真正实现的。

而梅鲁网络所主导的第四代WLAN技术,是从微蜂窝架构的信道干扰问题上入手解决的。从后端的AC上加入专利的算法,对前端AP进行协调控制,使得同频AP同一时间“只有一个人说话”。这样同频AP之间就没有干扰,每个信道的利用率就变得极高。可以在同一空间中放这样的三个同频网,带宽问题也就解决了。由此,到了第二个问题上,不再需要考虑降低AP的发射功率,只需要根据AP功率所能覆盖的半径进行线性的分割部署就可以了,同时在最大的额定功率上运行的覆盖半径必然是最大的,也节省了AP的部署数量。第三点,在微蜂窝架构下因为相邻的AP都是不同的频率所以每个物理AP都是独立的。而在梅鲁网络的同频组网虚拟化架构下,相邻的AP采用了虚拟组网的技术使同频的AP们组成了一个大的逻辑AP。而所有界限的管控都由后端AC处理,保证了终端的无缝漫游。第四点,因为信道的使用率达到了最高,覆盖的实际终端数约是微蜂窝架构的4倍,理论数字则达到了128个。第五点,在逻辑大AP的前提下,终端不再需要去选择AP,这也是“一轮明月与满天星”的区别。第六点,要想在2.4GHz的802.11N协议下实现300MHz就必须使用40Mz的频宽,对于梅鲁网络的同频组网技术来说用一个信道既可组网实现300MHz的带宽。据了解,南京大学、北京师范大学、日本理化学研究所等一些院校和科研机构都已经部署了梅鲁网络的的第四代WLAN技术产品。

今天,越来越多的移动终端将WIFI列为必不可少甚至是唯一的网络接入技术。在诸多超级本和最新的苹果MBP上LAN口已然消失。WLAN发展到今天经历了许许多多,而信息技术的革新是由用户来推动的。随着BYOD的流行正在不断挑战着网络的容量和管理极限,企业急需寻求新的解决方案来提高运营效率以应对云计算时代的用户体验。

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