移动互联时代的Wi-Fi策略

　　编者按：今天，电脑、手机等终端设备都亟不可待地贴上了Wi-Fi标签，一个由Wi-Fi技术主导的新移动通信时代即将由此展开。然而，当需要接入网络的移动终端设备越来越多、越来越密集的时候，已然“气喘吁吁”的传统Wi-Fi网络还抗得住吗?

　　在电影《创战纪》里，当老弗林问起小弗林电脑行业二十几年来都出现了什么变化时，小弗林只提到了Wi-Fi。事实上，如今Wi-Fi技术所改变的远不止电脑行业。当数以亿计的终端设备开始与Wi-Fi技术相结合时，Wi-Fi已经给人们的工作和生活方式带来了深远的影响，而这种影响同时也在冲击着传统WLAN网络架构。

　　传统Wi-Fi存在缺陷

　　去年，苹果CEO乔布斯在全球开发者会议上着实被Wi-Fi“摆了一道”。当乔布斯企图通过会场内的Wi-Fi网络下载文档，说明iPhone 3G与新款iPhone 4的屏幕画质有何不同时，他竟然无法获得相应的网络资源。为了继续演讲，乔布斯不得不要求台下的5000多名听众先关闭无线连接。为了顺利进行示范，他还得要求更多的人关闭手机、让笔记本电脑进入休眠状态。

　　和乔布斯一样，陷入Wi-Fi网络窘境的人正越来越多。尽管人们手中的很多终端设备都有Wi-Fi功能，但使用率却普遍不高。即使在企业环境中，对Wi-Fi网络的抱怨也开始增多，为何会突然出现这样的问题呢?

　　国际著名市场分析公司Gartner把WLAN技术按不同发展阶段及技术特点分成了四代。WLAN架构的演进已经经历了二十多年。早期以各厂商私有协议为主的WLAN技术诞生于80年代末，发展于90年代，形成了第一代WLAN架构。2000年，WLAN进入了802.11标准化的发展阶段，基于802.11标准的以Fat AP为代表的第二代WLAN架构诞生。这种方案通过在交换机上挂无线AP的方式进行覆盖，现在在一些小型WLAN网络应用中依旧比较常见。但是，这样的方案在大型WLAN应用中就会带来很多麻烦。比如管理方面，每增加一个AP都要对该AP进行配置管理，更无法实现漫游。2005年，伴随802.11协议的进一步演进以及无线网络的规模化发展，以微蜂窝为基础架构的第三代WLAN架构成形，并且开始主宰市场。这种架构主要解决了第二代架构无法实现大规模无线网络部署的难题，它通过错频部署来减少AP之间的干扰，能够支撑大批量的无线接入。

　　但Meru Networks(以下简称Meru)大中国区销售总监司马聪告诉记者，在WLAN网络发展的历程中，市场主要是为了满足企业级应用的需求，这种状况导致传统的WLAN架构实际还没有完全为规模化的Wi-Fi部署做好准备。随着微博、Facebook这类互联网应用的兴起，人们通过手机、平板电脑、笔记本电脑等移动设备登录互联网的需求越来越强烈，由此也推动了接入Wi-Fi网络的移动终端数量的爆炸性增长。然而即使是现在通用的基于微蜂窝架构的第三代WLAN，在实现规模化部署时仍然会存在干扰、终端连接易出现“乒乓效应”(指在移动通信系统中，如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化，终端就会在两个基站间来回切换，产生所谓的“乒乓效应”)、漫游易掉线、实现高密度覆盖就不得不压缩AP功率、设计维护成本高等问题。而这些问题得不到解决，Wi-Fi网络的普及必然会受到一定程度的制约。

　　市场呼唤第四代Wi-Fi产品

　　目前，多AP微蜂窝无线覆盖方案依旧是市场上比较主流的构建大规模无线网络的方法。这种方案通过多个AP的协同工作，可以有效扩大无线网络的覆盖面积。在无线微蜂窝系统中，每个AP成为提供服务的首个设备，用户认证、执行接入策略、授权网络服务、审核和跟踪资源使用情况等都由它控制。

　　实施微蜂窝覆盖，首先要建立包含多个AP的无线网络，并在此基础上形成一套完整的微蜂窝系统。提供服务的区域将会被划分为若干个基本服务区，每个区域由一个AP以及与其关联的无线工作站构成，无线工作站与无线访问点关联采用AP的基本服务区标示符(BSSID)，多个AP的覆盖看起来好像是一个类似于蜂巢的区域。一般情况下，每一个AP的覆盖半径为十几米到几十米，相邻的AP必须使用不同的频道。

　　从原理上看，多AP微蜂窝无线架构与移动电话的蜂窝系统有着本质的区别。在Wi-Fi的微蜂窝架构中，Wi-Fi终端设备会自己决定选择哪台AP进行通讯，而移动电话的蜂窝系统则由基站决定与哪台终端设备通讯。因此，手机客户所能享受到的在基站之间的无缝漫游，在微蜂窝架构的WLAN中就无法实现。微蜂窝架构中的Wi-Fi终端设备在不同的AP之间移动时通讯会因切换AP时的802.11再认证而中断，这也是造成传统微蜂窝架构的无线网络总给人“易掉线”感觉的原因。

　　为了解决第三代WLAN架构的问题，2002年Meru 在全球第一次提出了WLAN的单频点、虚拟化概念，并迅速开发出了基于此概念的WLAN解决方案。由于这种方案可以极大简化WLAN的设计、实施及管理，降低硬件投资成本，并实现了对高密度WLAN终端设备的支持和在不同物理AP间移动时的无缝漫游，所以这类方案随即被Gartner公司评为第四代WLAN产品。和微蜂窝架构不同的是，第四代WLAN架构可以不必采用错频方式部署AP。通过独特的虚拟化技术，Meru已经实现了在整个蜂窝架构中，让所有的AP均采用相同的通信频道而不出现任何干扰。而且，在高密度部署的情况下，相邻的两个AP还不必因为怕出现干扰而压缩功率。由于可以使用统一的AP完成部署，相邻的蜂窝也不会再出现漫游掉线的问题，整个服务区域都变成了一个整体。

　　WLAN技术或将迎来变革

　　司马聪直言，五年前Meru就预判到微蜂窝架构只能暂时满足当时市场的需求，由于历史遗留问题过多，最终必然会在规模化部署时产生更多的问题。所以，Meru决定不走寻常路，而是采用单信道、虚拟化的全新的架构，从而彻底解决Wi-Fi规模化部署的问题。如今，Meru的创新也开始逐渐影响整个WLAN业界。随着802.11n技术的演进和WLAN市场的快速发展，无线网络应用的需求已发生巨大变化。近年来，Meru也因此获得了广泛的成功案例，这似乎证明其倡导的无线网络规模化部署的新理念与市场发展趋势更为吻合。

　　司马聪表示，第四代架构之所以可以采用单一信道设计实现部署，主要是因为他们在控制器AC端保证了AP之间的无干扰，其中也融合了Meru的多项技术专利。“这种方案好比是把过去各区域彼此割裂的蜂窝网完全变成了一个整体，它带来的好处也是显而易见的。首先，由于可以采用统一的AP进行部署，在设计、施工、管理等方面，都可以节约大量成本;其次，由于AP之间不存在传统微蜂窝架构中的干扰问题，高密度部署时就不必再牺牲设备的功率，和传统方案相比可以少采购不少AP，在部署密度方面也能达到传统微蜂窝架构的12倍;再次，基于虚拟化的设计把物理AP变为逻辑AP进行管理，这一点完全改变了以往无线网络管理复杂的问题，在我们所实施的一个校园网的案例中，两万多台AP的管理，只需要一个固定的网管和一个兼职网管就能完成。在漫游问题上，这种架构可以说根本就不存在传统蜂窝架构可能出现的问题。”

　　针对业界流传的乔布斯在iPhone4发布会上所出现的Wi-Fi网络问题，司马聪博士指出，在传统WLAN中，当同时接入的终端设备数量增多时，传送数据的终端就会因为受到其他终端设备的通信阻碍而出现连接突然被切断的现象。目前，Meru已经通过其研发的Air Time Fairness功能解决了这样的问题。这一功能使每个AP都能在具有大量终端的严酷环境下，仍能为各个终端设备提供相同的通信“时间片”，避免终端设备的连接被切断以及无法建立连接等问题发生，还能让采用a、b、g、n不同速率的终端都能在相同802.11n速率的AP下和谐共处。