室外无线是构建无线城市的基础。其中无线只是信息通信的一种接入方式,那么我们为什么要花钱建设无线城市呢?答案显而易见,无线城市能够给人们生活带来便利,带来实惠_让人们在城市中任何地方都可以上网仅仅是无线城市的一小部分价值体现。但是,当前我们国家很多城市都在试点无线城市,这里有必要提醒相关人士,随着技术的发展和人们生活水平的提高,室外无线应用还有非常大的探索空间。因此,我们不能盲目的为了构建而构建,应该主动探求如何让惠于民,如何维护社会团结与稳定。
国外有很多城市在这方面已经走在了我们的前面,本文将以国外典型的室外无线应用为例,展示室外无线技术和应用的发展,目的是为建设适合我国的无线城市之路抛砖引玉。
美国西雅图曾在2001年出现过一些治安混乱局面、2004年和2005年小布什在当总统的时候,世界贸易组织会议上也出现过一些安全状况。其实,对于维护社会安定的警察局来讲,他们遇到的最大的问题是不知道现场发生了什么事情,当他们派警察到事发地点时,发现骚乱的人群已经转移了。
如果骚乱现场有视频监控,骚乱情况很可能会被迅速控制,但如果是有线的监控的话,现场的视频只能在公安局监控中心才可以看得到,安排警力到达现场后发现人去楼空是非常无奈的事情。所以,摆在警察局面前的问题是,怎么建立有效的无线视频监控系统,能够让警察在移动的过程当中,通过随身携带的移动终端看到当地的情况,而不是说只能在监控中心才能够看到。
同样是在西雅图的一个城区湖区附近,每逢美国独立日,大概有十万人在当地看烟火表演。如此众多的民众聚集到范围狭小的区域内,发生危险事件的机率会大大提升,西雅图警方为了民众安全,降低风险机率,必须要清楚地看到现场任何地方所发生的任何事情。可问题是,就算他们将所有警员全部派遣过去,也无法保证万无一失,有据可查。
于是,为了从现场传回清晰的视频图像,他们建立了一个临时的室外无线网络。通过湖区经三公里长距离传输,将图像回传到警察局监控中心,同时在湖区附近做无线覆盖,覆盖整个庆典活动现场。为此,他们在庆典现场某个地方临时搭建了一个架子,在架子上面安装有摄像头、AP,还有天线。这样,在警车里面,就可以实时接收到视频监控的图像,警察坐在这里面就可以看到整个区域里面到底发生了什么事情。同时,把无线网络还能覆盖到方圆几里之外的巡逻船上。部署很简单,但我们都清楚的知道,这种解决方案是有线解决方案不可能实现的。
在意大利旅游城市布雷西亚,我们将会看到另一个室外无线部署的典型场景。当然,在这座无线城市中,构建室外无线的其中一个目的是可以让市民和游客在公共广场附近可以使用到无线网络,而另外一个主要应用就是视频监控,用以监控偷窃等典型小型犯罪行为。
在布雷西亚城市中,到处可见古老的石质建筑,墙面和地面都是石头的,这种环境是不可能使用有线来部署室外网络的。类似这种无法部署有线网络的环境比比皆是,显然通过传统的室内无线解决方案无法满足需求,于是无线网状网(也称Mesh网络)便脱颖而出。
在无线Mesh网络中,任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器,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。
这种结构的最大好处在于:如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话,那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推,数据包还可以根据网络的情况,继续路由到与之最近的下一个节点进行传输,直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。
与传统的交换式网络相比,无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求,但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。在无线Mesh网络里,如果要添加新的设备,只需要简单地接上电源就可以了,它可以自动进行自我配置,并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时,网络能够自动发现拓扑变化,并自动调整通信路由,以获取最有效的传输路径。
事实上,这种解决方案并非没有瑕疵,通信延迟的问题就是无线Mesh网络难以避免的最大问题。我们都知道,既然在Mesh网络中数据通过中间节点进行多跳转发,每一跳至少都会带来一些延迟,那么随着无线Mesh网络规模的扩大,跳接越多,积累的总延迟就会越大。一些对通信延迟要求高的应用,如话音或流媒体应用等,可能面临无法接受的延迟过长的问题。
不过,每跳损失信号的问题,已经被国际知名的无线服务及解决方案提供商Aruba网络公司解决了,AirMesh户外无线解决方案是Aruba公司专门针对室外无线网络需求和问题推出的解决方案,所有AirMesh产品和旗舰四无线电架构的MSR4000与其他室外网状解决方案有着非常明显的区别:每个软件配置的无线电设备,可以作为一个网回程链路或接入点,在获得最佳性能和多跳的持续吞吐量的多个频率运行。此外,远距离定向天线,方便数据传输距离最远可达10公里。
据Aruba副总裁Greg Murphy介绍,AirMesh解决方案的目的是将网络无限制的部署到室外。包括数据,语音和高清晰度(HD)视频在内的多种应用,在石油和天然气、采矿作业、设施管理、以及交通设施等领域中得到非常多的应用和部署。Greg表示,很多地方政府都在采纳AirMesh解决方案,包括市政无线部署和公共安全应用,如视频监控,移动数据传输和灾难救援和恢复。这得益于Aruba智能无线电的硬件设计,以及双核和四射频802.11n MIMO平台。
AirMesh的产品组合最大特点是MeshOS,自适应无线路由(AWR),提供RF感知,第三层网络智能优化流量,并减少延迟。有源视频传输(AVT)为优化和prioritises视频流量,提高视频质量,减少丢包和抖动。AVT可以识别30fps的视频帧。Aruba的Mobile Matrix技术能够在小于50ms的网状路由器之间的漫游。AirMesh系列包括单,双和四无线电平台,提供类似光纤容量高达每无线电300Mbps。
据Greg介绍,文章开始提到的西雅图和布雷西亚两个城市的室外无线应用就是部署了Aruba公司的解决方案。
除了支持传统数据和语音的应用以外,Greg介绍说,Aruba把视频的应用整合到其他新型应用中,比如通过无线视频,监控整体城市的交通流量,做智能交通灯的管控等。
这些技术不仅仅是应用于城市环境,还用在其他行业里面,据记者了解,Aruba在非洲的金矿,以及国内的石油矿采也部署了无线网络去监控工人的情况,还有部署在学校里的解决方案,如无线多媒体教学等。
美国西雅图警察部门刑警Monty Moss表示:“我们通过可靠的Aruba无线mesh网路,无须购买昂贵的有线基建便可接收高清质素视像,协助我们维持社会治安。我们设计的系统亦具备无可比拟的灵活性,包括摄像头、无线mesh路由器和天线等在内的多个设备都能灵活移动,并随时设置在市内任何地方的任何场所,以保障公众安全。”
Aruba公司还希望能够把这些的解决方案扩展到交通行业,比如轨道交通,除了做基本的数据应用以外,他们还希望能够整合资产方面的管理,使用户能够通过部署Aruba的无线网络,在火车快速运行的环境里面也能够得到使用。
整体无线网络是一个市场需求非常突出的领域。四年前,室内无线网络开始飞速发展,如今无线路由器已经非常普及,那么今天无疑是室外无线网络快速发展的转折点和最好的时机,也是无线城市建设的新起点。