移動互聯時代 Meru主導下的Wi-Fi生活

編者按：今天，電腦、手機等終端設備都亟不可待地貼上了Wi-Fi標簽，一個由Wi-Fi技術主導的新移動通信時代即將由此展開。然而，當需要接入網絡的移動終端設備越來越多、越來越密集的時候，已然"氣喘吁吁"的傳統Wi-Fi網絡還抗得住嗎？

在電影《創戰紀》里，當老弗林問起小弗林電腦行業二十幾年來都出現了什么變化時，小弗林只提到了Wi-Fi。事實上，如今Wi-Fi技術所改變的遠不止電腦行業。當數以億計的終端設備開始與Wi-Fi技術相結合時，Wi-Fi已經給人們的工作和生活方式帶來了深遠的影響，而這種影響同時也在沖擊著傳統WLAN網絡架構。

傳統Wi-Fi存在缺陷

去年，蘋果CEO喬布斯在全球開發者會議上著實被Wi-Fi"擺了一道"。當喬布斯企圖通過會場內的Wi-Fi網絡下載文檔，說明iPhone 3G與新款iPhone 4的屏幕畫質有何不同時，他竟然無法獲得相應的網絡資源。為了繼續演講，喬布斯不得不要求臺下的5000多名聽眾先關閉無線連接。為了順利進行示范，他還得要求更多的人關閉手機、讓筆記本電腦進入休眠狀態。

和喬布斯一樣，陷入Wi-Fi網絡窘境的人正越來越多。盡管人們手中的很多終端設備都有Wi-Fi功能，但使用率卻普遍不高。即使在企業環境中，對Wi-Fi網絡的抱怨也開始增多，為何會突然出現這樣的問題呢？

國際著名市場分析公司Gartner把WLAN技術按不同發展階段及技術特點分成了四代。WLAN架構的演進已經經歷了二十多年。早期以各廠商私有協議為主的WLAN技術誕生于80年代末，發展于90年代，形成了第一代WLAN架構。2000年，WLAN進入了802.11標準化的發展階段，基于802.11標準的以Fat AP為代表的第二代WLAN架構誕生。這種方案通過在交換機上掛無線AP的方式進行覆蓋，現在在一些小型WLAN網絡應用中依舊比較常見。但是，這樣的方案在大型WLAN應用中就會帶來很多麻煩。比如管理方面，每增加一個AP都要對該AP進行配置管理，更無法實現漫游。2005年，伴隨802.11協議的進一步演進以及無線網絡的規模化發展，以微蜂窩為基礎架構的第三代WLAN架構成形，并且開始主宰市場。這種架構主要解決了第二代架構無法實現大規模無線網絡部署的難題，它通過錯頻部署來減少AP之間的干擾，能夠支撐大批量的無線接入。

但Meru Networks（以下簡稱Meru）大中國區銷售總監司馬聰告訴記者，在WLAN網絡發展的歷程中，市場主要是為了滿足企業級應用的需求，這種狀況導致傳統的WLAN架構實際還沒有完全為規模化的Wi-Fi部署做好準備。隨著微博、Facebook這類互聯網應用的興起，人們通過手機、平板電腦、筆記本電腦等移動設備登錄互聯網的需求越來越強烈，由此也推動了接入Wi-Fi網絡的移動終端數量的爆炸性增長。然而即使是現在通用的基于微蜂窩架構的第三代WLAN，在實現規模化部署時仍然會存在干擾、終端連接易出現"乒乓效應"（指在移動通信系統中，如果在一定區域里兩基站信號強度劇烈變化，終端就會在兩個基站間來回切換，產生所謂的"乒乓效應"）、漫游易掉線、實現高密度覆蓋就不得不壓縮AP功率、設計維護成本高等問題。而這些問題得不到解決，Wi-Fi網絡的普及必然會受到一定程度的制約。

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市場呼喚第四代Wi-Fi產品

目前，多AP微蜂窩無線覆蓋方案依舊是市場上比較主流的構建大規模無線網絡的方法。這種方案通過多個AP的協同工作，可以有效擴大無線網絡的覆蓋面積。在無線微蜂窩系統中，每個AP成為提供服務的首個設備，用戶認證、執行接入策略、授權網絡服務、審核和跟蹤資源使用情況等都由它控制。

實施微蜂窩覆蓋，首先要建立包含多個AP的無線網絡，并在此基礎上形成一套完整的微蜂窩系統。提供服務的區域將會被劃分為若干個基本服務區，每個區域由一個AP以及與其關聯的無線工作站構成，無線工作站與無線訪問點關聯采用AP的基本服務區標示符（BSSID），多個AP的覆蓋看起來好像是一個類似于蜂巢的區域。一般情況下，每一個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微蜂窩無線架構與移動電話的蜂窩系統有著本質的區別。在Wi-Fi的微蜂窩架構中，Wi-Fi終端設備會自己決定選擇哪臺AP進行通訊，而移動電話的蜂窩系統則由基站決定與哪臺終端設備通訊。因此，手機客戶所能享受到的在基站之間的無縫漫游，在微蜂窩架構的WLAN中就無法實現。微蜂窩架構中的Wi-Fi終端設備在不同的AP之間移動時通訊會因切換AP時的802.11再認證而中斷，這也是造成傳統微蜂窩架構的無線網絡總給人"易掉線"感覺的原因。

為了解決第三代WLAN架構的問題，2002年Meru 在全球第一次提出了WLAN的單頻點、虛擬化概念，并迅速開發出了基于此概念的WLAN解決方案。由于這種方案可以極大簡化WLAN的設計、實施及管理，降低硬件投資成本，并實現了對高密度WLAN終端設備的支持和在不同物理AP間移動時的無縫漫游，所以這類方案隨即被Gartner公司評為第四代WLAN產品。和微蜂窩架構不同的是，第四代WLAN架構可以不必采用錯頻方式部署AP。通過獨特的虛擬化技術，Meru已經實現了在整個蜂窩架構中，讓所有的AP均采用相同的通信頻道而不出現任何干擾。而且，在高密度部署的情況下，相鄰的兩個AP還不必因為怕出現干擾而壓縮功率。由于可以使用統一的AP完成部署，相鄰的蜂窩也不會再出現漫游掉線的問題，整個服務區域都變成了一個整體。

WLAN技術或將迎來變革

司馬聰直言，五年前Meru就預判到微蜂窩架構只能暫時滿足當時市場的需求，由于歷史遺留問題過多，最終必然會在規模化部署時產生更多的問題。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，從而徹底解決Wi-Fi規模化部署的問題。如今，Meru的創新也開始逐漸影響整個WLAN業界。隨著802.11n技術的演進和WLAN市場的快速發展，無線網絡應用的需求已發生巨大變化。近年來，Meru也因此獲得了廣泛的成功案例，這似乎證明其倡導的無線網絡規模化部署的新理念與市場發展趨勢更為吻合。

司馬聰表示，第四代架構之所以可以采用單一信道設計實現部署，主要是因為他們在控制器AC端保證了AP之間的無干擾，其中也融合了Meru的多項技術專利。"這種方案好比是把過去各區域彼此割裂的蜂窩網完全變成了一個整體，它帶來的好處也是顯而易見的。首先，由于可以采用統一的AP進行部署，在設計、施工、管理等方面，都可以節約大量成本；其次，由于AP之間不存在傳統微蜂窩架構中的干擾問題，高密度部署時就不必再犧牲設備的功率，和傳統方案相比可以少采購不少AP，在部署密度方面也能達到傳統微蜂窩架構的12倍；再次，基于虛擬化的設計把物理AP變為邏輯AP進行管理，這一點完全改變了以往無線網絡管理復雜的問題，在我們所實施的一個校園網的案例中，兩萬多臺AP的管理，只需要一個固定的網管和一個兼職網管就能完成。在漫游問題上，這種架構可以說根本就不存在傳統蜂窩架構可能出現的問題。"

針對業界流傳的喬布斯在iPhone4發布會上所出現的Wi-Fi網絡問題，司馬聰博士指出，在傳統WLAN中，當同時接入的終端設備數量增多時，傳送數據的終端就會因為受到其他終端設備的通信阻礙而出現連接突然被切斷的現象。目前，Meru已經通過其研發的Air Time Fairness功能解決了這樣的問題。這一功能使每個AP都能在具有大量終端的嚴酷環境下，仍能為各個終端設備提供相同的通信"時間片"，避免終端設備的連接被切斷以及無法建立連接等問題發生，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。