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快速動態(tài)信道切換技術使mesh網絡不再“堵車”

2008-08-21
作者:通信產業(yè)網

  【通信產業(yè)網迅】隨著無線城市建設" title="城市建設">城市建設及各行業(yè)市場信息化技術的快速發(fā)展,Wifi-MESH技術在國內外發(fā)展如火如荼。大家平時所熟悉的標準的WiFi架構主要是為相對獨立的熱點所設計的,對抗干擾問題沒有完善的解決方案。但在無線城市建設中等廣泛采用的Wifi-MESH技術中所采用的協議多為設備制造商的私有協議,各廠商在抗干擾方面都有一些自己的技術。據記者深入了解,作為目前國內唯一的專業(yè)MESH廠家,寰創(chuàng)通信(GBCOM)在應對大規(guī)模MESH網絡方面有非常獨特的解決方法,快速動態(tài)信道切換技術就是其中之一。

  從技術上來說,普通Wifi的媒體訪問控制(MAC)層采用的是載波監(jiān)聽、多點接入、沖突避免(CSMA/CA)的協議進行無線資源管理,當有一個設備在發(fā)送數據時,同一信道上的其他設備" title="其他設備">其他設備都必須等待,不能進行并行發(fā)送。傳統(tǒng)技術" title="傳統(tǒng)技術">傳統(tǒng)技術下的同頻率組網,網絡中的所有設備都使用同一個信道,這樣會出現如下一些問題:

  1.當設備數量比較多時,當一個設備在發(fā)送數據時,這時可能存在其他設備認為當前信道空閑,也在發(fā)送數據,由于無線信號的碰撞,導致帶寬損失。

  2.當有一個設備在發(fā)送數據時,其他所有設備如果知道當前有設備在發(fā)送數據,則都會等待,然后這些設備再進行信道的競爭,這導致整個系統(tǒng)所有設備多路通訊的總帶寬要小于單路通訊的帶寬。

  3.由于同頻干擾" title="同頻干擾">同頻干擾,組網的規(guī)模合布點的密度都會受到影響。即當無線網絡設備比較多時,或者設備比較密集時,設備間的干擾都比較大,通信的帶寬會有嚴重的下降。

  在Wifi-MESH網絡中,創(chuàng)造性的引入快速動態(tài)信道切換技術,GBCOM研發(fā)副總裁李賢平這樣說道:“快速動態(tài)信道切換技術旨在解決Mesh網絡內部設備在通訊時的同頻干擾,能夠很好的解決信道干擾問題,提高系統(tǒng)的總帶寬”。

  GBCOM獨特的“快速動態(tài)信道切換技術”參考了無線蜂窩網絡中控制信道和數據信道分離、快速調頻的技術。使用這項技術,設備在通信時,不再使用單一的信道,而是兩個設備先在一條公共信道上通過信令" title="信令">信令,協商出一條空閑的數據收發(fā)信道,然后在此信道上進行數據通信。在這兩個設備使用此信道的過程中,其他設備都不會使用此信道。GBCOM的技術人員告訴記者:快速動態(tài)信道切換技術有如下四個關鍵過程:

  1、信道劃分。在多條信道中選定一條為公共信道,其他多條為數據信道。各設備在公共信道上傳輸廣播數據和信道協商控制信令,在數據信道上傳輸單播數據。

  2、降低干擾。由于廣播數據和信令包的流量比較小,所以在公共信道上即使多個設備同頻使用此信道,干擾也比較小。而網絡中大流量的單播數據都在數據信道上傳輸。數據信道數量比較多,同一時刻,每一對參與通信的設備都使用獨立的數據信道,多對設備間由于使用多條信道,所以可以并行工作,互不干擾。

  3、信道控制。由于數據信道協商的信息都在公共信道上發(fā)送,所有設備都可以通過監(jiān)聽公共信道,來獲得每條信道的當前使用情況,即每條信道哪些設備正在使用,將要使用多長時間等。每個設備都通過監(jiān)聽公共信道信息來維護一張網絡分配矢量(NAV)表,當設備進行信道協商時,通過NAV表,就可以獲得當前空閑的信道。N條信道可以滿足2N個設備同時通信。而設備通信時影響的范圍一般都是周邊的幾臺設備,所以在實際應用中,4條以上的數據信道就可以滿足一般的組網需要。

  4、信道切換。由于此技術為單模塊(Radio)多信道,在通信過程中,設備需要多次切換信道,而每次信道切換的時延會對通信的帶寬帶來損失。因此快速切換信道,并在多個通信節(jié)點直接精確的同步進行切換是關鍵點。

  快速動態(tài)信道切換技術,可以避免網絡中的大流量通信帶來的干擾,成倍提高網絡的總帶寬,非常有利于組建大規(guī)模高帶寬的Mesh網絡,特別適合于當前無線城市大規(guī)模建網的需求。

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