蜂窩網(wǎng)絡(luò)可靠性

時(shí)間：2022-02-18 16:15:01 | 來源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-02-18 16:15:01 來源：信息時(shí)代

無線蜂窩網(wǎng)在提高無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率方面起到關(guān)鍵性作用。在寬帶無線城域網(wǎng)中，可采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)低成本高效率的大面積覆蓋。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)很多，如網(wǎng)絡(luò)出故障時(shí)提供有效的迂回路由，確保通信暢通無阻;與專線或菊花鏈相比更具彈性和可靠性，而且網(wǎng)絡(luò)具有自配置、自組織和自愈的能力。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)

首先進(jìn)入這個(gè)市場的有Tropos、Mesh-Network和BelAir網(wǎng)絡(luò)公司，此外NortelNetworks也不甘落后。從目前來看，互聯(lián)網(wǎng)和FTTH（光纖到戶）都是蜂窩網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。

長期以來，無線網(wǎng)絡(luò)信奉中央控制模式，這也帶來潛在的風(fēng)險(xiǎn)，比如傳輸瓶頸、遺留的老系統(tǒng)或單點(diǎn)故障等。但是，無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)作為無線交換另一項(xiàng)技術(shù)日漸興起。通過組織成的網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從交換機(jī)到接入點(diǎn)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)都能分配智能。

這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)展符合計(jì)算機(jī)行業(yè)體系結(jié)構(gòu)的演變過程。首先，計(jì)算環(huán)境是獨(dú)立主機(jī)系統(tǒng)，隨后是客戶機(jī)/服務(wù)器，然后是對等網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)將毫無疑問進(jìn)化成一個(gè)分布式、動(dòng)態(tài)的無線體系結(jié)構(gòu)。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)允許節(jié)點(diǎn)或接入點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)通信，而不需要路由到中心交換點(diǎn)，從而消除了集中式的故障，提供自我恢復(fù)和自我組織的功能。雖然通信量的決策是在本地實(shí)施，但系統(tǒng)可以在全球管理。

無線擴(kuò)展

今天的無線局域蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用基于802.11a/b/g標(biāo)準(zhǔn)，但是它們可以擴(kuò)展到任何射頻技術(shù)，如UltraWideband或802.15.4Zigbee。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)智能保留在每一個(gè)接入點(diǎn)，所以不需要集中式交換機(jī)——只需要智能接入點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)處理器、交換能力和系統(tǒng)軟件。

網(wǎng)絡(luò)在蜂窩結(jié)構(gòu)中相互連接時(shí)，首先，節(jié)點(diǎn)的自我發(fā)現(xiàn)功能必須確定它們是作為無線設(shè)備的接入點(diǎn)來服務(wù)，還是作為來自另一節(jié)點(diǎn)的信息量的骨干網(wǎng)來服務(wù)，或者兩項(xiàng)功能都具備。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)

其次，單一的節(jié)點(diǎn)用發(fā)現(xiàn)查詢/響應(yīng)協(xié)議來定位它們的鄰居。這些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須簡潔，所以不能增加信息流量的負(fù)擔(dān)，即它們不能超過可用帶寬的1%到2%。

一旦某節(jié)點(diǎn)識別出另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它們會(huì)計(jì)算路徑信息，如接收信號的強(qiáng)度、吞吐量、錯(cuò)誤率和遺留的老系統(tǒng)等。這些信息必須在節(jié)點(diǎn)之間交換，但又不能占用太多的帶寬。基于這些信息，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠選擇通向其鄰居的最佳路徑，從而使每一時(shí)刻的服務(wù)質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。

網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和路徑選擇的過程在后臺運(yùn)行，這樣每一個(gè)節(jié)點(diǎn)保留現(xiàn)有鄰居的列表并不斷重新計(jì)算最佳路徑。因?yàn)樵诰S護(hù)、重新安排或出故障時(shí)，假如一個(gè)節(jié)點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)中斷開，臨近它的節(jié)點(diǎn)可以迅速地重新配置它們的信息列表并重新計(jì)算路徑，以便在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化時(shí)，保持信息流量。這種自我恢復(fù)的特性或糾錯(cuò)能力，是蜂窩結(jié)構(gòu)與集線器輻射網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別所在。

節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是自我管理的，作為一個(gè)有組織的網(wǎng)絡(luò)的一部分，它可以作為單一實(shí)體從中心點(diǎn)得到管理和配置。采用SNMP協(xié)議，系統(tǒng)管理員可以設(shè)置和監(jiān)控單個(gè)元素、節(jié)點(diǎn)、域或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)現(xiàn)協(xié)議簡化了尋找和定位節(jié)點(diǎn)，并在管理顯示屏上顯示的任務(wù)。

因?yàn)榉涓C網(wǎng)絡(luò)依賴于管理、控制和發(fā)現(xiàn)信息，它們必須保障自身流量和用戶流量的安全。帶內(nèi)信息通過加密隧道進(jìn)行傳輸，可以防止竊聽或類似的攻擊?；跇?biāo)準(zhǔn)的安全技術(shù)，如802.1x和高級加密標(biāo)準(zhǔn)等加密技術(shù)，確保只有經(jīng)授權(quán)的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和節(jié)點(diǎn)能連接進(jìn)來并得到正確的加密。

當(dāng)布線困難或費(fèi)用昂貴時(shí)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)極佳的無線技術(shù)。商用市場上最普遍的蜂窩網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，是由從無線鏈接上的路由數(shù)據(jù)包到中心有線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的。此體系結(jié)構(gòu)對那些希望創(chuàng)建無線寬帶蜂窩網(wǎng)絡(luò)，比如用802.11熱點(diǎn)來覆蓋廣泛的地理范圍的無線Internet供應(yīng)商（WISP）來說,是最佳的選擇。利用802.11這個(gè)無需政府授權(quán)的頻段，蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠以比現(xiàn)有蜂窩技術(shù)低得多的成本來提供高帶寬。此結(jié)果將導(dǎo)致未來的手機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)的費(fèi)用保持在人們能夠普遍接受的價(jià)格水平，從而帶來一個(gè)全新的無線設(shè)備和服務(wù)市場，比如在手持媒體播放器上傳輸視頻。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)

在企業(yè)級市場，蜂窩架構(gòu)讓IT部門將無線覆蓋延伸到?jīng)]有布線基礎(chǔ)設(shè)施的地區(qū)。在這種狀況下，蜂窩接入點(diǎn)與現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)整合，來延長Wi-Fi，覆蓋到那些無法通過有線接入的地區(qū)。需要指出的是，蜂窩網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的增加會(huì)提高網(wǎng)絡(luò)的潛力。在802.11環(huán)境中，當(dāng)數(shù)據(jù)包在用戶設(shè)備和有線網(wǎng)絡(luò)之間傳遞時(shí)，每一個(gè)無線跳將會(huì)增加1ms～2ms的延遲。

所以，在設(shè)計(jì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要仔細(xì)考慮蜂窩網(wǎng)絡(luò)的大小及采用應(yīng)用軟件的類型。另一個(gè)讓人關(guān)心的問題是蜂窩網(wǎng)絡(luò)為私人所有。但是，我們開始看到關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化的努力在不斷付諸實(shí)施，因?yàn)橐恍┕驹诨诂F(xiàn)有802.11的技術(shù)上開發(fā)系統(tǒng)。事實(shí)上，1月11～16日召開的IEEE802.11工作小組會(huì)議上，成立了一個(gè)研究小組，為蜂窩網(wǎng)絡(luò)開發(fā)建立一個(gè)業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。這向前邁出了重大一步，因?yàn)榉涓C網(wǎng)絡(luò)的使用將會(huì)隨著標(biāo)準(zhǔn)的形成而得到發(fā)展。通過擴(kuò)大無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域，超越現(xiàn)有的物理界線，蜂窩技術(shù)將會(huì)為現(xiàn)有802.11無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供很好的補(bǔ)充。