摘要：在電影《創(chuàng)戰(zhàn)紀(jì)》里，當(dāng)老弗林問(wèn)起小弗林電腦行業(yè)二十幾年來(lái)都出現(xiàn)了什么變化時(shí)，小弗林只提到了Wi-Fi。事實(shí)上，如今Wi-Fi技術(shù)所改變的遠(yuǎn)不止電腦行業(yè)。當(dāng)數(shù)以億計(jì)的終端設(shè)備開(kāi)始與Wi-Fi技術(shù)相結(jié)合時(shí)，Wi-Fi已經(jīng)給人們的工作和生活方式帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響，而這種影響同時(shí)也在沖擊著傳統(tǒng)WLAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
在電影《創(chuàng)戰(zhàn)紀(jì)》里，當(dāng)老弗林問(wèn)起小弗林電腦行業(yè)二十幾年來(lái)都出現(xiàn)了什么變化時(shí)，小弗林只提到了Wi-Fi。事實(shí)上，如今Wi-Fi技術(shù)所改變的遠(yuǎn)不止電腦行業(yè)。當(dāng)數(shù)以億計(jì)的終端設(shè)備開(kāi)始與Wi-Fi技術(shù)相結(jié)合時(shí)，Wi-Fi已經(jīng)給人們的工作和生活方式帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響，而這種影響同時(shí)也在沖擊著傳統(tǒng)WLAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
傳統(tǒng)Wi-Fi存在缺陷
去年，蘋(píng)果CEO喬布斯在全球開(kāi)發(fā)者會(huì)議上著實(shí)被Wi-Fi“擺了一道”。當(dāng)喬布斯企圖通過(guò)會(huì)場(chǎng)內(nèi)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)下載文檔，說(shuō)明iPhone 3G與新款iPhone 4的屏幕畫(huà)質(zhì)有何不同時(shí)，他竟然無(wú)法獲得相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源。為了繼續(xù)演講，喬布斯不得不要求臺(tái)下的5000多名聽(tīng)眾先關(guān)閉無(wú)線連接。為了順利進(jìn)行示范，他還得要求更多的人關(guān)閉手機(jī)、讓筆記本電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。
和喬布斯一樣，陷入Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)窘境的人正越來(lái)越多。盡管人們手中的很多終端設(shè)備都有Wi-Fi功能，但使用率卻普遍不高。即使在企業(yè)環(huán)境中，對(duì)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的抱怨也開(kāi)始增多，為何會(huì)突然出現(xiàn)這樣的問(wèn)題呢?
國(guó)際著名市場(chǎng)分析公司Gartner把WLAN技術(shù)按不同發(fā)展階段及技術(shù)特點(diǎn)分成了四代。WLAN架構(gòu)的演進(jìn)已經(jīng)經(jīng)歷了二十多年。早期以各廠商私有協(xié)議為主的WLAN技術(shù)誕生于80年代末，發(fā)展于90年代，形成了第一代WLAN架構(gòu)。2000年，WLAN進(jìn)入了802.11標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展階段，基于802.11標(biāo)準(zhǔn)的以Fat AP為代表的第二代WLAN架構(gòu)誕生。這種方案通過(guò)在交換機(jī)上掛無(wú)線AP的方式進(jìn)行覆蓋，現(xiàn)在在一些小型WLAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中依舊比較常見(jiàn)。但是，這樣的方案在大型WLAN應(yīng)用中就會(huì)帶來(lái)很多麻煩。比如管理方面，每增加一個(gè)AP都要對(duì)該AP進(jìn)行配置管理，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)漫游。2005年，伴隨802.11協(xié)議的進(jìn)一步演進(jìn)以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模化發(fā)展，以微蜂窩為基礎(chǔ)架構(gòu)的第三代WLAN架構(gòu)成形，并且開(kāi)始主宰市場(chǎng)。這種架構(gòu)主要解決了第二代架構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署的難題，它通過(guò)錯(cuò)頻部署來(lái)減少AP之間的干擾，能夠支撐大批量的無(wú)線接入。
但Meru Networks(以下簡(jiǎn)稱Meru)大中國(guó)區(qū)銷售總監(jiān)司馬聰告訴記者，在WLAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷程中，市場(chǎng)主要是為了滿足企業(yè)級(jí)應(yīng)用的需求，這種狀況導(dǎo)致傳統(tǒng)的WLAN架構(gòu)實(shí)際還沒(méi)有完全為規(guī)模化的Wi-Fi部署做好準(zhǔn)備。隨著微博、Facebook這類互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的興起，人們通過(guò)手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備登錄互聯(lián)網(wǎng)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，由此也推動(dòng)了接入Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端數(shù)量的爆炸性增長(zhǎng)。然而即使是現(xiàn)在通用的基于微蜂窩架構(gòu)的第三代WLAN，在實(shí)現(xiàn)規(guī)模化部署時(shí)仍然會(huì)存在干擾、終端連接易出現(xiàn)“乒乓效應(yīng)”(指在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，如果在一定區(qū)域里兩基站信號(hào)強(qiáng)度劇烈變化，終端就會(huì)在兩個(gè)基站間來(lái)回切換，產(chǎn)生所謂的“乒乓效應(yīng)”)、漫游易掉線、實(shí)現(xiàn)高密度覆蓋就不得不壓縮AP功率、設(shè)計(jì)維護(hù)成本高等問(wèn)題。而這些問(wèn)題得不到解決，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的普及必然會(huì)受到一定程度的制約。
市場(chǎng)呼喚第四代Wi-Fi產(chǎn)品
目前，多AP微蜂窩無(wú)線覆蓋方案依舊是市場(chǎng)上比較主流的構(gòu)建大規(guī)模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方法。這種方案通過(guò)多個(gè)AP的協(xié)同工作，可以有效擴(kuò)大無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積。在無(wú)線微蜂窩系統(tǒng)中，每個(gè)AP成為提供服務(wù)的首個(gè)設(shè)備，用戶認(rèn)證、執(zhí)行接入策略、授權(quán)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、審核和跟蹤資源使用情況等都由它控制。
實(shí)施微蜂窩覆蓋，首先要建立包含多個(gè)AP的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上形成一套完整的微蜂窩系統(tǒng)。提供服務(wù)的區(qū)域?qū)?huì)被劃分為若干個(gè)基本服務(wù)區(qū)，每個(gè)區(qū)域由一個(gè)AP以及與其關(guān)聯(lián)的無(wú)線工作站構(gòu)成，無(wú)線工作站與無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)關(guān)聯(lián)采用AP的基本服務(wù)區(qū)標(biāo)示符(BSSID)，多個(gè)AP的覆蓋看起來(lái)好像是一個(gè)類似于蜂巢的區(qū)域。一般情況下，每一個(gè)AP的覆蓋半徑為十幾米到幾十米，相鄰的AP必須使用不同的頻道。
從原理上看，多AP微蜂窩無(wú)線架構(gòu)與移動(dòng)電話的蜂窩系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。在Wi-Fi的微蜂窩架構(gòu)中，Wi-Fi終端設(shè)備會(huì)自己決定選擇哪臺(tái)AP進(jìn)行通訊，而移動(dòng)電話的蜂窩系統(tǒng)則由基站決定與哪臺(tái)終端設(shè)備通訊。因此，手機(jī)客戶所能享受到的在基站之間的無(wú)縫漫游，在微蜂窩架構(gòu)的WLAN中就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。微蜂窩架構(gòu)中的Wi-Fi終端設(shè)備在不同的AP之間移動(dòng)時(shí)通訊會(huì)因切換AP時(shí)的802.11再認(rèn)證而中斷，這也是造成傳統(tǒng)微蜂窩架構(gòu)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)總給人“易掉線”感覺(jué)的原因。
為了解決第三代WLAN架構(gòu)的問(wèn)題，2002年Meru 在全球第一次提出了WLAN的單頻點(diǎn)、虛擬化概念，并迅速開(kāi)發(fā)出了基于此概念的WLAN解決方案。由于這種方案可以極大簡(jiǎn)化WLAN的設(shè)計(jì)、實(shí)施及管理，降低硬件投資成本，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)高密度WLAN終端設(shè)備的支持和在不同物理AP間移動(dòng)時(shí)的無(wú)縫漫游，所以這類方案隨即被Gartner公司評(píng)為第四代WLAN產(chǎn)品。和微蜂窩架構(gòu)不同的是，第四代WLAN架構(gòu)可以不必采用錯(cuò)頻方式部署AP。通過(guò)獨(dú)特的虛擬化技術(shù)，Meru已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)蜂窩架構(gòu)中，讓所有的AP均采用相同的通信頻道而不出現(xiàn)任何干擾。而且，在高密度部署的情況下，相鄰的兩個(gè)AP還不必因?yàn)榕鲁霈F(xiàn)干擾而壓縮功率。由于可以使用統(tǒng)一的AP完成部署，相鄰的蜂窩也不會(huì)再出現(xiàn)漫游掉線的問(wèn)題，整個(gè)服務(wù)區(qū)域都變成了一個(gè)整體。
WLAN技術(shù)或?qū)⒂瓉?lái)變革
司馬聰直言，五年前Meru就預(yù)判到微蜂窩架構(gòu)只能暫時(shí)滿足當(dāng)時(shí)市場(chǎng)的需求，由于歷史遺留問(wèn)題過(guò)多，最終必然會(huì)在規(guī)模化部署時(shí)產(chǎn)生更多的問(wèn)題。所以，Meru決定不走尋常路，而是采用單信道、虛擬化的全新的架構(gòu)，從而徹底解決Wi-Fi規(guī)模化部署的問(wèn)題。如今，Meru的創(chuàng)新也開(kāi)始逐漸影響整個(gè)WLAN業(yè)界。隨著802.11n技術(shù)的演進(jìn)和WLAN市場(chǎng)的快速發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求已發(fā)生巨大變化。近年來(lái)，Meru也因此獲得了廣泛的成功案例，這似乎證明其倡導(dǎo)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模化部署的新理念與市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)更為吻合。
司馬聰表示，第四代架構(gòu)之所以可以采用單一信道設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)部署，主要是因?yàn)樗麄冊(cè)诳刂破鰽C端保證了AP之間的無(wú)干擾，其中也融合了Meru的多項(xiàng)技術(shù)專利。“這種方案好比是把過(guò)去各區(qū)域彼此割裂的蜂窩網(wǎng)完全變成了一個(gè)整體，它帶來(lái)的好處也是顯而易見(jiàn)的。首先，由于可以采用統(tǒng)一的AP進(jìn)行部署，在設(shè)計(jì)、施工、管理等方面，都可以節(jié)約大量成本;其次，由于AP之間不存在傳統(tǒng)微蜂窩架構(gòu)中的干擾問(wèn)題，高密度部署時(shí)就不必再犧牲設(shè)備的功率，和傳統(tǒng)方案相比可以少采購(gòu)不少AP，在部署密度方面也能達(dá)到傳統(tǒng)微蜂窩架構(gòu)的12倍;再次，基于虛擬化的設(shè)計(jì)把物理AP變?yōu)檫壿婣P進(jìn)行管理，這一點(diǎn)完全改變了以往無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜的問(wèn)題，在我們所實(shí)施的一個(gè)校園網(wǎng)的案例中，兩萬(wàn)多臺(tái)AP的管理，只需要一個(gè)固定的網(wǎng)管和一個(gè)兼職網(wǎng)管就能完成。在漫游問(wèn)題上，這種架構(gòu)可以說(shuō)根本就不存在傳統(tǒng)蜂窩架構(gòu)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。”
針對(duì)業(yè)界流傳的喬布斯在iPhone4發(fā)布會(huì)上所出現(xiàn)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，司馬聰博士指出，在傳統(tǒng)WLAN中，當(dāng)同時(shí)接入的終端設(shè)備數(shù)量增多時(shí)，傳送數(shù)據(jù)的終端就會(huì)因?yàn)槭艿狡渌K端設(shè)備的通信阻礙而出現(xiàn)連接突然被切斷的現(xiàn)象。目前，Meru已經(jīng)通過(guò)其研發(fā)的Air Time Fairness功能解決了這樣的問(wèn)題。這一功能使每個(gè)AP都能在具有大量終端的嚴(yán)酷環(huán)境下，仍能為各個(gè)終端設(shè)備提供相同的通信“時(shí)間片”，避免終端設(shè)備的連接被切斷以及無(wú)法建立連接等問(wèn)題發(fā)生，還能讓采用a、b、g、n不同速率的終端都能在相同802.11n速率的AP下和諧共處。
