WiFi无线城市与乡村宽带覆盖所面临技术问题与解决方案思考

WiFi无线城市与乡村宽带覆盖所面临技术问题与解决方案思考壹、WiFi无线城市与乡村宽带覆盖所面临技术问题WiFi无线系统成功的被大众所接受，着眼于室内或室外Hotspot热点的无线覆盖上网应用，人们不再被有线网络所牵绊着，移动上网与相当的带宽，让使用者毫不迟疑的接受WiFi无线的洗礼。很快的，WiFi无线技术尝试应用于城市与乡村宽带覆盖，被无线设备商、系统商、营运商一窝风的过度渲染商业或应用价值，一时之间全世界无线城市架设计划如雨后春笋般的冒出，但是当时的WiFi技术普遍存在以下问题，很快的无线城市覆盖项目陆续失败收场，让人对WiFi无线城市覆盖的未来市场应用产生疑虑。WiFi无线技术问题:1.硬件处理能力不强，无线系统运作不稳定，可靠度受质疑2.硬件处理数据流技术有瓶颈，造成无线讯号不稳与掉包问题3.骨干带宽技术不行，造成骨干带宽严重不足4.骨干数据流技术不良，造成通信时延问题5.多模、多频、多信道技术不够，造成骨干与覆盖产生架设冲突6.信道不足或覆盖区信道干扰问题严重7.无法真实提供Roaming漫游功能8.过度相信高功率覆盖，造成城市覆盖干扰问题增加9.因无线技术问题，产生架设系统落地点过多问题10.因无线技术问题，造成无线网络系统过于复杂，产生架设、调适、网管、认证、收费营运等问题11.无线讯号优化技术欠缺，造成覆盖区上网人数一多，互抢联机优先级与带宽降低问题12.无线带宽管理技术欠缺，造成覆盖区上网人数一多，带宽吞吐量严重降低13.无线技术能力过于神化，造成系统架设与营运效果大打折扣14.对无线讯号穿透能力过度乐观，造成覆盖效果不如预期15.部份无线城市覆盖项目，采用非电信级的无线设备，却期望扮演比电信设备更多的服务，造成更多失败的案例贰、面对WiFi无线技术问题，虚心严肃的提出技术解决方案面对WiFi无线产业所面临的严竣问题，身为资深产业界一员的我们，无不痛心与婉惜，更觉得该有所作为。早在1999年我们就拥有无线Mesh高速移动技术，只是在技术层面上，过度修改了硬件与软件核心技术，造成系统成为非标准的WiFi无线系统，无法普遍应用于市场及使用者端。几经核心技术研发人员的苦思论辩与创意研发下，终于在2004年开始提出包含：1.DaisyChain连续跳台不间断带宽低耗损技术2.DynamicWAN/LANInterface动态WAN/LAN接口设计3.MultipleModules&RFBand多模块多信道数据流技术4.Trunk加倍带宽与传输优化技术5.DC-Mesh跳台骨干多路径无线网络6.HighSpeedRoaming高速漫游技术7.HighSpeedHandover高速换手技术8.其它无线讯号优化与带宽管理等技术从2004年开始，我们先于全球室外无线市场进行全面的实战无线系统验证，陆续在无线大带宽骨干、高带宽城市覆盖、大带宽远程无线监控取得电信集团与监控业界的认可，进一步于2007年在中国导入远程高速移动无线监控系统与高带宽城市覆盖WiFiPhone应用，证实了WiFi无线系统的技术，不是不可行、不可为，而是要用对无线技术、用对无线系统。对于既有的WiFi无线技术问题，我们严肃的提出解决方案如下:WiFi无线技术问题我们的解决方案积极作为1.硬件处理能力不强，无线系统运作不稳定，可靠度受质疑1.采用电信级硬件处理核心2.采用高容量具备份能力的内存、暂存3.采用插卡式多模块、双频率设计4.采用耐高低温强的工业级电子组件5.防尘防水机构设计强化6.加强环境耐受测试7.连接端口类军规防爆防水设计8.特制连接以太网线订制1.CPU采用IntelIXP425533MHz2.SDRAM=64MB、Flash=8/16/32MB3.802.11a/b/gRFCard*34.-40~70℃(价格贵三倍以上)5.IP68M水下一米以上送电测试6.-40℃冷开机、日照测试、高低温循环测试等7.MIL-C-5015IP68Cat-5以太网线接口8.加强端口接地、隔离包覆、抗UV、耐低温2.硬件处理数据流技术有瓶颈，造成无线讯号不稳与掉包问题1.电路设计强化隔离2.电路设计强化防突波3.多模块硬件电路防干扰设计1.无线讯号电路进行特殊隔离设计2.除搭配PoE具防雷外，电路设计亦考虑进去3.多模块硬件电路设计防干扰组件增设3.骨干带宽技术不行，造成骨干带宽严重不足1.多模块骨干设计2.双频无线设计3.DaisyChain连续跳台带宽低耗损技术4.Trunk加倍带宽与传输优化技术1.3300AG有3RF模块，具3倍与3方向骨干能力2.采用802.11a/b/g双频无线设计，让架设使用更具弹性3.每次跳台带宽减少2M，连续5跳后带宽维持在12Mbps不再降4.3300AG有3RF模块，Trunk具有增加近3倍带宽吞吐量能力4.骨干数据流技术不良，造成通信时延问题1.导入Software-Switch数据流处理技术2.导入BandwidthControl数据流技术3.导入DynamicWAN/LAN数据流技术4.导入IPMappingControl技术1.DaisyChain跳台技术数据流软件技术优化2.设备内部数据流软件传输优化控制技术3.DynamicWAN/LAN接口数据流软件控制技术4.Trunk加倍带宽传输优化技术5.多模、多频、多信道技术不够，造成骨干与覆盖产生架设冲突1.采用插卡式的无线多模块设计2.采用802.11a/b/g双频无线设计3.采用AP/AC搭配双频动态设置技术4.采用同信道低干扰无线优化技术1.500AG-1RF/600AG-2RF/3300AG-3RF插卡式设计2.3*5.8G/2*5.8G+1*2.4G/1*5.8G+2*2.4G/3*2.4G3.3*AP/2*AP+1*AC/1*AP+2*AC/3*AC4.整个无线城市可以只用一个无线信道来实现漫游换手6.信道不足或覆盖区信道干扰问题严重1.骨干与覆盖频率需不同的构思设计2.覆盖信道无线讯号优化处理1.骨干采用802.11a5.8GHz，覆盖采用802.11g2.4GHz2.合法的50mW无线功率已够传输，强化无线优化是重点7.无法真实提供Roaming漫游功能1.HighSpeedRoaming技术2.HighSpeedHandover技术3.同信道低干扰无线优化技术1.M500AG/M600AG/M3300AG具高速漫游与换手技术2.支持≧140Km/hr高速移动漫游与换手3.达到20msHandover5msLatency50ms10Hops8.过度相信高功率覆盖，造成城市覆盖干扰问题增加1.无线传输稳定，重在良好讯号质量2.无线传输带宽，取决封包传送成功与否3.无线讯号稳定，视环境干扰与噪声处理4.产品保证年限与使用寿命的思考1.50mW33Km带宽振幅可达2Mbps以内2.50mW33Km可以传输吞吐量达12Mbps以上3.过大功率，往往造成产品寿命缩减到1/3或产生不稳定4.过大功放，造成噪声放大比远超过无线讯号，造成干扰9.因无线技术问题，产生架设系统落地点过多问题1.多模块、多方向DaisyChain跳台骨干2.DC-MeshNetwork多路径网络1.透过多模块与多方向链路骨干，达到单一落地点热区覆盖2.透过DC-Mesh多路径网络技术，达到单一落地点热区覆盖10.因无线技术问题，造成无线网络系统过于复杂，产生架设、1.多模块、多方向DaisyChain跳台骨干2.Trunk加倍带宽与传输优化技术1.落地点减少，让网络系统单纯化2.骨干带宽增加，让无线系统设备减少架设数量调适、网管、认证、收费营运等问题3.DC-MeshNetwork多路径网络4.同信道低干扰无线优化技术5.DynamicWAN/LAN数据流技术3.多模块搭配双频使用，让骨干与覆盖频率分开，减少干扰4.多路径DC-Mesh网络，让无线城市覆盖更具效益5.动态带宽管理与数据流技术及无线优化，强健无线网络系统11.无线讯号优化技术欠缺，造成覆盖区上网人数一多，互抢联机优先级与带宽降低问题1.多模块、多方向DaisyChain跳台骨干2.Trunk加倍带宽与传输优化技术3.WirelessBandwidthControl技术4.客户端MAC过滤、限制数量1.多模块覆盖让无线系统总带宽量增加，支应不同区用户联机需求2.接入点AP带宽管理，避免客户端带宽过度耗损，影响带宽效益3.多模块、多方向跳台覆盖，分散客户端对单一接入点联机需求4.透过MAC地址过滤或无线模块联机数量限制方式，达到分散联机12.无线带宽管理技术欠缺，造成覆盖区上网人数一多，带宽吞吐量严重降低1.多模块、多方向DaisyChain跳台骨干2.Trunk加倍带宽与传输优化技术3.WirelessBandwidthControl技术1.骨干带宽增加，让无线系统总带宽量增加，支应客户端带宽需求2.接入点AP带宽管理，避免客户端互抢带宽问题发生3.多模块、多方向跳台覆盖，分散客户端对单一接入点联机带宽需求参、总结目前WiFi无线仍然存在许多技术问题待克服，针对无线市场的应用，覆盖传输距离过近、有效带宽过小、讯号质量要求过高、抗干扰能力不足、信道干扰明显、讯号穿透力不足、高速移动太慢、互抢联机与带宽问题、频率信道不足…等，再再凸显WiFi无线的弱点(Ps:其它无线系统问题也很多)；但是，反向的思考，目前真正被大众所接受的无线宽带，除了WiFi无线外，3G、3.5G、WiMax都还存在许多商业实战的验证与使用者换机学习时程的考验；至于未来的LTE或WiFiGiga(1000Mbps无线)，那只能说，再等五年十年吧!!『停止空谈』是最近IBM的商业广告辞，WiFi无线系统是否适合应用于城市与乡村宽带覆盖，就从技术特性与无线系统特征，来进行一场WiFi无线城市与乡村宽带覆盖实战验证吧。附件:目前无线技术覆盖方式问题1.采用Hotspot热点覆盖方式:1-1.信道使用不足1-2.信道同频干扰1-3.网络落地点太多1-4.漫游换手断线问题1-5.网络管理复杂化与不稳定1-6.封包响应延迟或掉包率偏高问题1-7.派送IP与MobileIP问题2.采用Bridge-WDSHotline热线覆盖方式:1-1.骨干多跳台后，带宽不足1-2.Hotline覆盖hops跳台数量有限’覆盖范围与距离受限1-3.单模、单频，可提供服务人量不足1-4.信道不同造成漫游换手断线问题1-5.不同WDS的产品产生兼容问题1-6.系统设置与维护困难1-7.网络管理复杂化与不稳定1-8.封包响应延迟或掉包率偏高问题1-9.使用人量多时带宽降低严重3.采用MeshHotZone热区覆盖方式:1-1.单模、单频骨干多跳台后，带宽不足1-2.多模、多频骨干多跳台后，封包响应延迟或掉包率偏高问题1-3.路由平台信息更新负载大，造成系统运作能力降低1-4.信道不同造成漫游换手断线问题1-5.不同Mesh的产品产生兼容问题1-6.使用人量多时带宽严重降低1-7.骨干MeshNode路由平台信息更新常出问题，造成系统运作能力降低1-8.MeshGroup跨区断线问题