1、现状
宽带无线接入首要面临三方面的问题,即回程、接入和掩盖。假如说具有高增益天线的Wi-Fi网络可以处理接入问题,以Mesh网方法布置的 IEEE802.11热区可以处理掩盖问题,那么回程问题该怎么处理呢?一是选用传统的有线回程,但这种办法本钱很高,并且现在还没有一致的规范可以施行,其回程的详细施行方法也是形形色色;二是选用WiMAX技能。
Wi-Fi,也便是IEEE802.11,因为开端是为无线局域网而规划的,所以在面临宽带无线接入上会有一些问题,例如AP间的通讯短少一致的规范,贵重的回程耗费,在短少QoS的状况下不能供给优质的VoIP服务等等。依据物理层的不同,现在广泛运用的有三个版别的802.11协议,分别是 802.11a、802.11b和802.11g。在施行方法上首要有两种,一是具有定向天线的Wi-Fi,一是具有Mesh网络拓扑结构的Wi-Fi。前者用作处理DSL(DigitalSubscriberLine)和DOCSIS(Data Over Cable Interface Specification)的接入问题,但仍受限于间隔不能过长,并且短少QoS和一致的设备规范也约束了这种方法的可扩展性。后者处理了掩盖问题,并且Mesh网络拓扑结构较定向天线的结构具有更好的可扩展性,可是短少QoS和内部AP短少一致规范也约束了Mesh网络拓扑结构更进一步的开展。这两种 Wi-Fi的布置方法最高可以供给54Mbps的传输速率,掩盖规模可以超越10公里。
WiMAX,也便是IEEE802.16,现在具有两种方法,一是处理固定接入的802.16-2004,一是处理移动接入的802.16e。尽管WiMAX呈现的时刻不长,但开展态势杰出,最近又被ITU承受为3G规范之一,处理了无固定频率问题,为WiMAX的进一步开展奠定了根底。
2、Wi-Fi在宽带无线接入方面的计划
Wi-Fi的宽带无线接入方面首要有两种计划:具有高增益定向天线的固定式接入和具有Mesh网络的热区式接入。在频率方面,802.11a在 AP到AP的通讯间选用5GHz频率,802.11b和802.11g在热区内选用2.4GHz频率。在调频模块上三者也有不同,802.11b选用 DSSS(直接序列扩展频谱),支撑带宽最高可达11Mbps;802.11a和802.11g选用OFDM(正交频分复用技能),支撑带宽最高可达 54Mbps,并且OFDM这种调制方法愈加合适室外的环境。
802.11规范供给64个子载波,这些子载波从BS(basestation)或AP宣布,在SS(subscriberstation)或 client重新组合,选用DSSS技能的802.11b,在非视距状况下(NLOS:non-line-of-sight)下,载波因为被障碍物反射而形成多路搅扰(MPI:multi-pathinterference),而选用OFDM技能的802.11a和802.11g可以防止大的时延,从而对 MPI有杰出的抗性。
802.11选用载波监听多路复用/抵触防止(CSMA/CA:carrier-sense,multiple- access/collision-avoidance)协议来处理网络抵触。CSMA/CA的作业机制是在实在数据在网络上发送之前首先由 CSMA/CA播送一个信号来监听网络上是否有抵触的景象,并且告知其他设备不要进行播送。这种协议的坏处是在一个802.11网络中,跟着订户数的不断添加,保护每一个订户的开支也不断增大,终究导致网络速度急剧下降。
添加掩盖可以选用定向天线或是全向天线,定向天线只在一个方向发送和接纳信号,较适用于点对点的衔接;而全向天线是全方位的发送和接纳信号,较适用于Mesh网络的状况。
Mesh网络的拓扑结构扩展了传统的有线和无线局域网的规模。在Mesh网络拓扑结构中,每个节点互通互联,并且每个节点间同享通讯协议, Mesh网络根底架构将根据802.11a,802.11b,802.11g协议的节点彼此衔接起来。因为802.11a选用5GHz频率,不会与适用 2.4GHz频率的802.11b和802.11g彼此叠加,所以用于AP与AP之间的衔接,而AP与客户端的衔接一般运用802.11b或 802.11g。Mesh网络有时也被称作“多跳”网络,数据可以在多个节点间有效地传递,当一个节点受阻时,数据可以挑选从其他的途径传递下去,并且跟着节点的增减或已有节点方位的改动,Mesh网络还具有自适应性。
相关于单跳的802.11网络,Mesh网络有其本身的特色:
1、平衡负载,Mesh网络可以供给更大的冗余度以利负载平衡。在比较繁忙的网络,例如有两台设备进行大数据量的通讯,每台设备邻近都有许多节点可供挑选,创立多条途径来平衡负载。而单跳网络则没有动态调整的才能。
1、强健性,因为Mesh网络不像单跳网络,只是依托一个节点,一旦某个节点呈现毛病或许有抵触产生,Mesh网络可以持续作业,数据也可挑选代替途径持续传递。
2、空间的复用性,Mesh网络可以充分地运用带宽。在一个单跳环境中,一切设备不得不同享一个节点,假如多台设备一起要求接入网络,那么必定导致速度变慢;而Mesh网络,多设备可以一起接入网络,却经过不同的节点。
总归,Mesh网络的优缺陷如下:
长处:满意802.11规范的产品现已广泛运用、关于小规模的布置初始出资有限、不局限于有线网的灵敏性
缺陷:为了掩盖更大的区域需求树立更多的订阅基站(subscriberbase)、同享带宽、延时、外围设备的投入、躲藏节点问题
3、WiMAX在宽带无线接入方面的计划
IEEE802.16-2004规范的规划初衷是处理固定接入的问题,而IEEE802.16e则面向移动设备怎么接入WiMAX网络而规划的。前者的调制方法时OFDM,后者的调制方法是OFDMA,与OFDM的相同之处在于都把载波分割为多个子载波,不同之处在于OFDMA比OFDM更进一步,经多个子载波再合并为子信道。
802.16-2004媒体接入操控层(MAC)为长间隔的衔接做过优化,可以忍受更长的时延以及时延的改变。在无需照牌频率规模内WiMAX 设备运用时分双工通讯形式(TDD),在需车牌频率规模内可以运用时分双工通讯形式(TDD),也可以运用频分双工形式(FDD)。
在802.16-2004规范下,OFDM信号分为256个子载波,而不想802.11那样分红64个。
802.16-2004和802.11的物理层(PHY)都做出了忍受延时的规划,因为802.11规范规划传送间隔是100米,所以它只是可以忍受900纳秒的时延,而802.16-2004则可以忍受10毫秒的时延,几乎是802.11规范的1000倍。
与802.11不同,802.16选用一种称为授权恳求接入的协议,这种协议不会答应数据抵触,因而可以愈加有效地运用带宽,除此之外,802.16较802.11的优胜之处还包含:
1、改善用户的衔接,凭仗802.16-2004规范灵敏的带宽设置,比起固定为20MHz的信道宽的802.11规范,802.16-2004可以服务更多的低速率用户而无需糟蹋带宽。这样可以比802.11明显提高用户的在线率。
2、高质量的服务,802.16-2004既可以为商业客户供给更高的带宽、为语音和视频使用供给低延时,也可以为家庭用户供给廉价的低速接入服务。
3、802.16-2004的规划初衷便是满意无线城域网的要求,所以对WMAN供给全力支撑。
4、强健的载波级操作,跟着用户数量的增减,线性地影响上网速度,而不像802.11那样会有剧烈地改变。
当SS与BS之间的间隔添加时,或许SS开端移动时,在SS和BS之间的数据传输就可能失利。特别像那种功率很小的笔记本电脑在宽频条件下很难在较远间隔处与BS进行通讯。例如802.11的信道就带宽固定为20MHz,而与此相对第三代移动通讯约束带宽大概在1.5MHz。802.16- 2004和802.16e则有着灵敏的信道带宽,规模在1.5-20MHz之间。运用智能天线的协助,还可以提高频普密度和信噪比,远景宽广。
总归,WiMAX的优缺陷如下:
长处:内建的QoS、高功能、规范一致、有智能天线支撑
缺陷:新技能,还不老练
4、定论
在Wi-FiMesh网络的根底上,WiMAX可以答应更多的无线接入的数量、愈加经济的回程方法和更快的接入功能,有望交融Wi-Fi网络,与其彼此配合成为“最终一公里”的处理计划。