无线Mesh技术介绍及覆盖距离安全问题.ppt

无线mesh技术介绍 司特维科技 天津 有限公司产品部 2010 01 13 网络技术的发展 有线网络无法有效解决最后一公里网络的接入问题 第一代无线网络设备之间需要以太网线连接 不是真正的移动 并缺乏智能化管理功能 第二代无线网络具有一定的智能化管理功能 仍无法脱离以太网线的束缚 第三代无线网络 MESH剪断以太网线 建立新的城市 无线城市宽带的 支持高速移动的 无处不在的网络 WiFiMesh 无线网状网 网络由来 无线网络技术的发展日新月异 各种802 11x 802 11a 802 11b 802 11g 802 11n 标准不断被更新 新的无线网络架构和技术也不断被提出 传统的WiFi设备覆盖范围还是太小 有什么办法把WiFi应用到城域呢 是否可以实现WiFi街道 WiFi园区 WiFi城市 为了解决这些挑战 一种新的无线Mesh网络 无线网状网络 又出现了 无线Mesh网络的核心指导思想是让无线网络中的每个无线节点都可以发送 接收 路由信号 传统的WLAN一直存在的可伸缩性低和健壮性差等诸多问题由此迎刃而解 无线Mesh技术的出现 代表着无线网络技术的又一大跨越 有极为广阔的应用前景 什么是WiFiMesh 无线网状网 网络 无线Mesh网络 无线网状网络 也称为 多跳 multi hop 网络 它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术 在传统的无线局域网 WLAN 中 每个客户端均通过一条与AP相连的无线链路来访问网络 用户如果要进行相互通信的话 必须首先访问一个和有线网络相联的接入点 AP 这种网络结构被称为单跳网络 而在无线Mesh网络中 任何无线设备节点 Node 都可以同时作为AP和Repeater 中继器 网络中的每个节点都可以发送和接收信号 每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信 简而言之 并非每个节点 Node 都必须接到有线网络 实践证明只要10个节点中有一个节点通过DSL或小区宽带接到英特网互联网Internet 其他节点都可以和互联网相连 Mesh技术的特点 由包括一组呈网状分布的无线节点构成 节点均采用点对点或点对多点方式通过无线中继链路互联 将传统WLAN的无线 热点 扩展为真正大面积覆盖的无线 热区 Mesh技术的优势 简单而快速的部署自动发现 自动提供服务 允许路由绕过非视距 NLOS 障碍 经济可用免费许可的无线频谱 减少对昂贵专线的投入 T1 E1 光纤 高性价比的基础设施设备 低成本的用户终端 自动优化的网络最佳路径的路由算法 动态负载均衡和流量分离 自愈恢复 兼容性Mesh采用标准的802 11b g制式 可广泛地兼容无线客户终端 可快速收敛802 11用户 Mesh网络的优势 一 与传统的WLAN相比 无线Mesh网络具有几个无可比拟的优势 1 快速部署和易于安装 安装Mesh节点非常简单 将设备从包装盒里取出来 接上电源就行了 节点能够自动组网 由于极大地简化了安装 用户可以很容易增加新的节点来扩大无线网络的覆盖范围和网络容量 在无线Mesh网络中 不需要每个Mesh节点都用有线电缆连接 这是它与传统无线AP本质上的不同 Mesh的目标就是将有线设备和有线AP的数量降至最低 因此大大降低了总拥有成本和安装时间 仅这一点带来的成本节省就是非常可观的 2 非视距传输 NLOS 利用无线Mesh技术可以很容易实现NLOS配置 因此在室外和公共场所有着广泛的应用前景 与发射台有直接视距的用户先接收无线信号 然后再将接收到的信号转发给非直接视距的用户 按照这种方式 信号能够自动选择最佳路径不断从一个用户跳转到另一个用户 并最终到达无直接视距的目标用户 这样 具有直接视距的用户实际上为没有直接视距的邻近用户提供了无线宽带访问功能 无线Mesh网络能够非视距传输的特性大大扩展了无线宽带的应用领域和覆盖范围 Mesh网络的优势 二 3 健壮性 实现网络健壮性通常的方法是使用多路由器来传输数据 如果某个路由器发生故障 信息由其他路由器通过备用路径传送 E mail就是这样一个例子 邮件信息被分成若干数据包 然后经多个路由器通过Internet发送 最后再组装成到达用户收件箱里的信息 Mesh网络比单跳网络更加健壮 因为它不依赖于某一个单一节点的性能 在单跳网络中 如果某一个节点出现故障 整个网络也就随之瘫痪 而在Mesh网络结构中 由于每个节点都有一条或几条传送数据的路径 如果最近的节点出现故障或者受到干扰 数据包将自动路由到备用路径继续进行传输 整个网络的运行不会受到影响 4 结构灵活 在单跳网络中 设备必须共享AP 如果几个设备要同时访问网络 就可能产生通信拥塞并导致系统的运行速度降低 而在多跳网络中 设备可以通过不同的节点同时连接到网络 因此不会导致系统性能的降低 Mesh网络还提供了更大的冗余机制和通信负载平衡功能 在无线Mesh网络中 每个设备都有多个传输路径可用 网络可以根据每个节点的通信负载情况动态地分配通信路由 从而有效地避免了节点的通信拥塞 而目前单跳网络并不能动态地处理通信干扰和接入点的超载问题 Mesh网络的优势 三 5 高带宽 无线通信的物理特性决定了通信传输的距离越短就越容易获得高带宽 因为随着无线传输距离的增加 各种干扰和其他导致数据丢失的因素随之增加 因此选择经多个短跳来传输数据将是获得更高网络带宽的一种有效方法 而这正是Mesh网络的优势所在 在Mesh网络中 一个节点不仅能传送和接收信息 还能充当路由器对其附近节点转发信息 随着更多节点的相互连接和可能的路径数量的增加 总的带宽也大大增加 此外 因为每个短跳的传输距离短 传输数据所需要的功率也较小 既然多跳网络通常使用较低功率将数据传输到邻近的节点 节点之间的无线信号干扰也较小 网络的信道质量和信道利用效率大大提高 因而能够实现更高的网络容量 比如在高密度的城市网络环境中 Mesh网络能够减少使用无线网络的相邻用户的相互干扰 大大提高信道的利用效率 6无线Mesh网络的配置和其他网管可以通过Internet网Web浏览器进行远程管理 所有节点都可以远程监控 Mesh能做到什么 网络连接的最后一公里 替代光纤作为光纤备份 城市无线Mesh接入 供电系统配合网络解决方案 WLANMesh技术解析 无线连接技术对比 Mesh技术总结 摩托罗拉 支持Mesh技术 主推Mesh技术方案在国外 国内市场推广Mesh技术方案比较少 国内Mesh技术的用户也非常少 典型mesh应用 无线城市 支持mesh技术的厂商 摩托罗拉 思科 H3C Aruba azaleanet等 总体成本 采用Mesh技术的无线桥接和覆盖要比单独的点对点的桥接和覆盖方案成本高30 左右 可行性 采用Mesh基数实现城域网的桥接和覆盖实现起来要比点对点 点对多点的桥接覆盖再方案设计喝实施中相对复杂一些 需要考虑的因素更多 具体方案还要根据实地环境以及需求采用合适的方案 无线桥接和覆盖距离因素 无线桥接以及覆盖信号和传输距离因素 无线AP的天线发射功率 功率越大 传输距离越远 无线天线的类型 适用与不同的用户以及不同的环境 无线天线的增益 增益越大传输距离越远 实际环境 是否可视 是否有干扰 无障碍物 无干扰传输距离越远 天线的质量 是否有衰减 是否有损耗 传输信号效果 无线AP的发射功率 普通家庭型无线宽带路由器 50毫瓦 企业级室内室外无线AP 100毫瓦 国际标准 国内一些无线AP厂商为了增加信号强度和传输距离增大无线AP的发射功率 200毫瓦 300毫瓦 400毫瓦 500毫瓦等 大功率无线AP的缺点 辐射大 发射功率虽然增大了 但是有效的功率并没有成比例扩大 导致信号的有效利用率不高 无线天线的类型和增益 无线天线的类型分为 板状天线 抛物面天线 全向天线 八木定向天线 吸顶天线 壁挂天线 背射天线 螺旋天线 车台天线 终端天线台式天线 其它天线 增益范围 板状天线 10dbm 23dbm室外 抛物面天线 15 24dbm室外 全向天线 5dbm 12dbm 室内和室外 八木定向天线 10dbm 15dbm 吸顶天线 2dbm 5dbm用于室内 壁挂天线 7dbm 15dbm用于室内 室内外桥接和覆盖传输距离 室内AP 100毫瓦 8dbm全向向天线覆盖距离为100米左右 无障碍物和干扰 室外AP 100毫瓦 15dbm全向天线覆盖距离为500米左右 无障碍物和干扰 室外AP 100毫瓦 15dbm定向扇区天线覆盖距离维1000米左右 无障碍物和干扰 室外AP 100毫瓦 20dbm板状天线或者定向扇区天线桥接距离为8000米 两个山顶之间 城市环境会更低 最远4 5km 两个高点之间桥接 中间无障碍物或干扰 无线Qos服务质量以及air接口安全 部分无线AP的厂商在实现Qos功能上是在二层的基础上实现的 可以在连接无线AP的交换机上做Qos策略和端口限速来实现 或者小区出口位置部署专业的七层Qos设备来合理的分配带宽 AIR接口的安全主要是通过无线加密方式 MAC地址过滤 ACL访问控制列表来实现 只针对合法的IP地址和MA