在美国,很多城市已经开始了“无线城市”的计划,为市民提供免费的无线接入,并将此作为评价城市基础设施建设的重要指标。费城是最早实行这样计划的城市,政府于2005年初开始在全市135平方英里部署无线覆盖。
无线城市的另一个重大意义在于提供公共安全保证、无线视频监控和无线预警系统,为政府机构提供服务。例如,警察机构可以利用这一网络动态监控全城的治安情况,甚至在高速车载上使用Wi-Fi迅速捕捉和传输信息。美国加州刑警不久前便在San Mateo市内展开了一次高速追捕行动——抓捕一个在逃的谋杀犯。San Mateo市的一个警察带着一套装有Wi-Fi支持的计算机,实时将对嫌犯的监控照片传输给刑警,在他的配合下警方迅速抓住了嫌犯。事实上,San Mateo警察局的每个警察都配备了支持Wi-Fi的笔记本电脑或PDA,一名警官说:“如果我们的警官们要花时间呆在警察局里,撰写报告,查看数据库,并在警察局里完成调查,就会影响到我们在自己辖区的执勤。而拥有了装备Wi-Fi网络系统的汽车后,我们即便在野外也能获取那些我们过去必须回到警察局才可以得到的数据。这的确让我们的效率更高了。”现在该市有10个地区已经装备了Wi-Fi网络,其中的一个在市中心地区,面积有1平方英里。警察们可以在高速车载上利用Wi-Fi迅速连接到许多当地政府和联邦政府数据库搜索信息,捕捉和传输犯罪信息,从走失的小孩到犯罪信息,或者仅仅检索驾照信息等等。
这是正在美国进行的无线城市新设想,紧随费城之后,奥克拉马哈市也进行相同的计划,将使用1000个室外无线Mesh AP来覆盖620平方公里的城区。
3G呼声日高,但成本居高难下,因而迟迟未见实施;校园就是一个小城市,是否也可以建立这样一个低成本、高效的无线宽带网络?新一代无线网是否有更令人向往的前景,是否有更旺盛的需求?这无疑是值得探索的。
新技术催生新需求
一年前建设无线网络,学校会给学生和老师提供网卡租用,原因是用户的设备往往还不支持无线,无论11b还是11g。时至今日,支持Wi-Fi的笔记本、手机终端快速增长,从“找用户”发展到“用户找网络”,端用户的激增催生了对无线网络的需求。
以往,无线网络在企业、酒店、机场部署较多,但新的研究发现,学校、社区、医院等也是适合大规模部署无线网的场所。面对不断高涨的投资热情,要把小的无线孤岛连接形成大的无线网络区域甚至无线城市已经成了一种不可避免的趋势。
新技术的不断出现与成熟,也为在无线网络中开拓各类应用拓展了更广阔的空间。Mesh的出现,将无线网络的覆盖面积大大扩大;802.11i的部署,提高了无线网络的安全级别;将于2006年初推出的802.11n,更是提供高达百兆的带宽……所有这些,使得无线网络中丰富多彩的网络应用不再是空话。无论是通常的数据业务,还是实时语音(Voice)与流媒体(Video)业务,都可以在无线网络中大行其道。
不是简单的“嫁接”
无线Mesh技术是近年来受国外普遍关注的新技术。目前对于Mesh技术,国外主要有两种应用,一是利用室外Mesh做大规模的覆盖;二是通过室外覆盖室内,利用室外Mesh AP的穿透能力支持室内用户的无线接入。传统的室内无线覆盖往往因无线信号的损耗而影响网络的性能,而且部署成本很高;而利用无线电波穿透玻璃不损耗信号的特点,将AP安放在室外灯杆中以提供室内无线覆盖,大大减少了部署成本。目前,这种部署方法在国外很常见。
然而,这一技术进入国内则遇到了很大的阻力。以清华大学为例,在室外灯杆上部署AP时遇到了供电的问题。AP不仅需要网线,还需要电源。国外对路灯进行24小时供电,路灯采用太阳能开关,根据光亮度自动开关;而国内则是限电,在固定时段统一供电,无法保证24小时供电。因此,AP的供电问题使得我们采用无线Mesh技术不能简单照搬之。
有效管理是关键
AP从简单的“无线HUB”发展到无线接入路由器,功能越来越强大,这样的网络也越来越复杂。传统的建设方案,往往需要将所有的AP单独成网,并通过AC进行访问控制和接入。不难想象,把分布在校园各处的AP统一到一个网络中,且不论控制的困难程度,单单高成本也是一般学校无法承受的。有关数据表明,同样区域部署有线网,如果改为无线,成本将是有线网的1.3倍。但如果借用现有的有线设施部署无线网,那么,成本的节约是不言而喻的。
尽管大范围内强调维护成本低是无线网的一大优势,但从实际运营角度来看,维护仍占用了无线建网很大的一部分成本。从运行上看,Wi-Fi对用户的支持是很便利的,但由于AP位置往往不易检测,用户零散,管理成本很高;从网络维护上看,建设校园网选用支持POE的设备。另外简单的PING通也不会说明AP工作正常,无线还需要有强大的无线射频管理功能。
目前最先进的办法是采用瘦AP加上无线交换机的方式,这相当于基于现有网络基础设施构建逻辑上独立的无线网络。不管已有的校园网IP地址和子网是如何划分的,AP可以自动路由到无线交换机上,形成逻辑上独立的划分,无需改动校园网络设置,从而给校园网带来巨大的管理便利。同时,使用无线交换机还可以十分便利地对AP的射频进行管理,因而无线交换机的理念逐渐受到广泛的认可与欢迎。
选择你的设备你的网
目前很多学校已经开始考虑建设校园无线网。这里关键的问题首先是考虑在这样的网络上开展什么样的应用,其次才是考虑选择什么样的技术和设备。不同的应用将可能需要截然不同的网络基础设施。同时在设计无线网络的时候,设计人员还需要主要考虑以下几点:环境因素的影响,产品与系统功能的兼容性、用户管理、安全管理、应用管理等。
建设具有高性能、可管理,并具有高度灵活性的无线网络基础设施,是所有无线网络建设者的目标。无线Mesh与无线交换技术无疑是下一代无线网络建设的关键技术。
无线Mesh虽然在覆盖面积和成本节约上有巨大的好处,但也有一定的局限。首先,它并不适合高密度的覆盖和接入,用户数量越大,性能下降越快。第二,它不适合多跳传输。我们在实际部署中已经发现,在两跳之后,无线Mesh的有效吞吐量只有原来的四分之一,整个系统的容量急剧下降。第三,无线Mesh缺乏集中控制。目前大多数的Mesh厂商和无线交换机厂商仅专注于自己的领域,因此这些Mesh产品并不支持跨越三层的集中式管理;由于协议的兼容性问题,可实现集中式管理的无线交换机只能够支持自己的AP,而这些AP往往无法支持Mesh技术;少有的可同时支持Mesh和集中式管理的设备,却在用户管理和安全管理功能上和实际的应用需求有较大的差距。
基于这种现状,清华大学网络中心无线和移动研究室正在和清华比威等无线设备制造商共同研发新一代的无线网络交换技术和设备,并已经取得了突破性的进展。同时,这种技术路线本身也开始受到了业内厂商的重视和追捧,相信在不久的将来,融合Mesh与无线交换的新一代无线产品必然能够带来一个“无限新视野”。 《中国教育网络》06年1-2月刊 |