Wi-Fi四大技术发展趋势辨析

  在2006和2007两年中,具有自身能够管理网络、能够跟踪用户位置、能够与3G网络无缝隙整合等特性的802.11硬件将问世。专家预测,Wi-Fi的发展将有四大趋势,分别是:网络配置趋向智能化、网络结构趋向标准化、位置感知趋向精确化和网络漫游趋向广泛化。
  
  无线组网技术原本相当复杂,因此要求用户对无线工程和网络协议有所了解。然而Wi-Fi使这一技术变得相当简单,甚至非常简单。众所周知的802.11a和802.11b标准几经发展变化已趋于结合,现在已经发展到了802.11v。尽管大多数新的标准尚未定稿,但它们都代表了在Wi-Fi技术今后发展的方向和技术创新的趋势。
  
  尽管Wi-Fi安全和QoS问题的重要性依然如故,但这些即将到来的技术创新将远远超出两者所涉及的领域。的确,许多Wi-Fi网络并不安全,其原因是配置不当或设备陈旧,而并非网络产品或标准本身固有的缺陷。有了802.11i和Wi-Fi保护接入(WPA),无线网络的完全性方能与有线网络相提并论。
  
  QoS的命运同样如此。虽然用于区分业务优先级和提供带宽的802.11e标准尚未被正式批准,但大多数新的Wi-Fi产品已经开始支持该标准。Wi-Fi联盟还将根据Wi-Fi多媒体(WMM)计划,批准用该标准来解决区分优先级技术方面的互通性问题。在2005年,支持QoS和安全标准的Wi-Fi电话也将面市。
  
  而在明后两年中,自身具有管理网络、跟踪用户位置、与3G网络无缝隙整合等特性的802.11硬件将会问世。这才是最为值得关注的新的技术创新。事实上,改进网络性能的最大的创新是网络管理,以及无线链路和网络基础设施方面涌现出的新技术。智能程度更高的无线接入点(AP)设备将大大简化用户的配置过程,但接入点之间的漫游以及从Wi-Fi到3G网络的漫游所需的信令协议的出台将需要较长时间,业界有多数专家称,这样的漫游协议可能要到2006年才能见分晓。
  
  Wi-Fi在软件方面也有新的发展。物理位置跟踪与虚拟定位数据库的整合可能使人们通过最合适的通信方法在任何时间传递任何信息。此外,Wi-Fi将继续向更高的数据传输速度迈进,很多厂商已经迫不及待地利用专用技术改进客户机的性能,但支持百兆速率的802.11n的通用标准产品可能要到2007年才会推向市场。
  
  网络配置趋向智能化
  
  Wi-Fi厂商对于在无线网络中的哪一层何处嵌入智能管理功的问题争论了两年:是嵌入在每个AP内还是放在中央处理设备(如无线交换机)上?现在答案清楚了:为了适应变化多端的无线环境,二者都是有必要的。
  
  在分布式智能无线网络中,下一代AP的智能程度很高,在必要时无需通知中央处理设备就可采取独立行动,而AP之间的协同作用则需遵循空中交通管制指令,同样需要一定的协议进行管理。就最佳性能而言,明天的Wi-Fi网络管理还需获得更多设备的支持。
  
  此外,采用智能程度更高的AP的一大好处就是,在部署无线网络时,它将不再需要人工勘察站址。目前,许多网络工程人员已经得益于这种分布式的Wi-Fi智能架构,其最初的效果就是减少AP站址勘察的时间和工作量。有的厂商(如Airespace和Trapeze网络公司)已经推出了能够实时执行站址勘察的系统,从而使AP可以按照覆盖范围变化的需求,自动调整AP的传输功率。通过连续监测无线电波,它们还能帮助监测并发现无线网络中的非法入侵者,从而免除了技术人员人工采用频谱分析仪进行分析的需求。
  
  AP的另一发展趋势是变得更小、更便宜,再集合以太网供电(PoE)的推广使用,以后在部署无线网络的时候就有可能完全不需要人工勘察站址了。那时,只需要设计少量几个AP,网络工程人员就能够简化各个站址的配置设置,让AP自由组织网络。甚至有的公司(如Aruba无线网络公司)已把这种设计概念誉为“无线网状网”,即在每个以太网插座中装入一个AP,让AP之间进行无线通信,从而使无线网络可以进一步摆脱线缆的束缚。
  
  网络结构趋向标准化
  
  AP之间的协同作用可以减少相互之间的信号干扰,以提高数据吞吐率,并增强网络的可靠性。例如,Meru网络公司和Extricom公司都推出了能够在网络中将不同的无线信道用于同一AP的Wi-Fi设备,从而不需要频率规划,在理论上使无线信道的容量增至三倍。思科公司则更为注重客户端的改进,说服几乎每个NIC制造商在其硬件中嵌入思科可兼容的扩展程序(CCX)。CCX可使思科公司的Aironet AP从客户端收集有关无线信号变化的数据,并进行自身的微调传输以适合每台客户机。
  
  目前,上述技术都是设备厂商的专有技术,也就是说并只能在同一家厂商的AP之间实现。不过,正在制定的两种新标准会使这种情况发生改变。一是在基础设施方面,Airespace和诺基亚正引领IETF,致力于制定不同厂商AP能够在一起运行的标准。该标准称作无线接入点的控制和提供(CAPWAP)协议。预计今年上半年,该标准的建议书(RFC)就将初步完成,支持该协议的互通产品可能将在明年问世。值得关注的是,思科公司目前尚未做出支持该标准的承诺。
  
  二是在无线端客户机方面。它的互通性其实更为重要,原因在于大多数网络包含除AP之外的各式各样的客户机。IEEE最新的无线标准802.11v基本上与CAPWAP相同,但该协会已将传输功率控制(TPC)标准化。TPC可能是更重要的规范,它包括一些与CCX相同的无线管理功能,也在客户机方面增加了新的规定,用以降低其传输电平,并能在一定程度上延长客户机电池的使用寿命。
  
  据悉,TPC是802.11h标准的组成部分,旨在适应欧洲管理当局担心无线网络干扰卫星通信的需求。就这一点而言,美国市场所有的Wi-Fi设备并非都支持该标准。不过在今年,它将日益流行开来。
  
  位置感知趋向精确化
  
  在网络汇聚问题未能完全解决之前必须根据定位数据,规定用户能够读取数据的方式,以及用户需要数据的类型来传递信息。
  
  位置感知网络就能够将用户的物理位置连接到虚拟可用信息。Wi-Fi通过增加有关个人的物理位置的信息在功能方面也可以变得更加强大。据悉,当前,定位用户最简单的方式是找出将用户连接到每个无线网络中的AP地址,但这种方式很不精确,因为每个AP可以连接很多雇员,当AP密度增大时覆盖密度也可以增大,给用户定位造成困难。
  
  另一种定位方式是使用三角测量法,它可以收到从多个AP接收到的信号强度。大多数厂商的AP提供这种测量能力,作为其自动化管理软件的组成部分,它可以对用户密度最高的无线覆盖方向进行测量。但是,三角测量法对Wi-Fi和蜂窝电话其实都不适用,因为802.11b不是设计来让客户同时连接到几个AP的,而且未经许可的频率干扰也将使信号强度变化无常,从而影响测量效果。
  
  在三角测量法的基础上,RF鉴别法也就脱颖而出。它可以比较信号强度与网络预先存在的无线模式,使测量精确到几尺以内,在确定具有物理障碍(如墙壁)的无线环境时,测量效果更为突出。
  
  迄今为止,只有两家厂商,即Airespace和Newbury网络公司提供RF鉴别法。Airespace公司将它置入自己的AP设备,而Newbury网络公则将它作为模块嵌如到其他厂商的AP上。这一技术的最大弱点是,只适合于最初的无线模型,而且需要通过人工站址勘察予以校准。此外,定位数据也可以通过多种无线技术进行传输,也就是说除Wi-Fi技术外的其他无线技术也能够跟踪用户的位置信息。例如,诺基亚的汇聚式通信装置将GPS与GSM话音和Wi-Fi数据结合在一起。许多蜂窝电话也因无线管理的要求包含GPS定位功能。
  
  当然,要将上述所有技术整合在一起的工作难度很大。企业定位数据库一般寄存在IP专用小交换机内,因此不能存储和处理来自Wi-Fi网络的位置数据。目前,在IP专用小交换机领域居领导地位的西门子公司将收购Wi-Fi新兴网络公司Chantry,期望解决这一问题,但目前能够使Wi-Fi装置和IP专用小交换机都具备存储和处理功能的厂商只有思科公司。而一些厂商则采用了与其他厂商联盟的方式,例如Avaya已将其IP专用小交换机与Proxim和Extreme网络公司的AP进行整合。值得欣慰的是,IETF也看到这一问题,并开始着手制定新的存储和转移定位数据的协议,预计多厂商之间的互通性问题有可能在2007年得到解决。
  
  网络漫游趋向广泛化
  
  漫游是在Wi-Fi中要解决的最难的问题,它要求采用专用叠加技术,还需要众多彼此竞争的厂商和标准机构通力合作。但真正的漫游移动性,要求的不仅仅是竞争对手之间实现互通性,还需要在不同无线网络标准之间实现互通性。例如,802.11的IP电话用户要求能用一种设备在公网和专网之间漫游,从而顺利地由3G蜂窝网向Wi-Fi网转移电话呼叫和数据会话。
  
  其次是市场和技术方面的问题。拥有蜂窝电话网络的电信运营商目前对于支持在Wi-Fi网上漫游的兴趣不大。而在Wi-Fi方面,业界也仍未决定客户机在不同厂商的AP之间漫游的方式,至于从Wi-Fi到蜂窝网的漫游就更不用说了。
  
  业界有专家提出,集中式交换无线网络架构将有助于简化漫游问题。值得注意的是,除了思科,大多数企业级Wi-Fi交换机厂商允许AP在特定厂商为其提供的交换机之间转移连接。这种非专有漫游的基础就是802.11r标准,虽然该标准在2006年之前也很难出台,但它指明了无线漫游发展的一大方向。
  
  在密集型网络中,客户机可以连接到几个不同的AP,但究竟应该连接到哪个AP才能使整个无线网络更有效率呢。新的802.11k标准旨在解决这个问题,它规定,客户机需要从各个AP收集信号强度信息,并将此信息发送到交换机,从而确定最适合连接的AP。802.11k小组于2004年3月发布了第一个规范草案,但自那以后,其成员在应向交换机正确报告什么样的数据类型方面走进了死胡同。因此,不同厂商仍旧采用各自的专有解决方案。例如,思科开发出了能广泛支持报告数据类型的CCX客户扩展程序,而Propagate网络公司开发出