交通行业移动无线宽带技术白皮书.doc

交通行业移动无线宽带 技术书  项目概述 为了满足xx车辆移动无线宽带通信系统、沿线维护和应急通信系统的需求，提升高速移动下的宽带无线视频、语音和数据通信能力，本方案中采用第三代无线Mesh（网状网技术）高速移动无线宽带技术，配合现有的光纤网络，提供沿线的宽带无线网络通信平台。 建成的移动宽带无线通信系统做为综合性的通信平台，可为系统广泛的应用： 1. 数据和语音通信 周边区域的通信 维护保养队的通信 货运公司（FOC）操作 货运公司传真服务 货运公司驾驶员工作表更新服务 营运公司(TOC)驾驶员工作表更新服务 全部车辆和列车诊断服务 2. 综合的车站服务 电子票务 时间表更新 电子座位预订 /站点电子广告 (新的收入来源) 3. 跟踪和遥感测试服务 列车跟踪服务租赁公司监测 4. 安全和监控 站点 交叉路口 5. 移动用户服务 乘客Email服务 互联网接入服务  无线Mesh技术介绍 无线Mesh技术发展 无线Mesh网络具有诸多优于其它类型无线部署的优势。这些优势主要集中在降低网络关键环节的成本——安装、维护以及运行维护等方面。以某些情况下，由于网络拓扑结构、缺少有线基础设施、或者是在客户室内或室外位置布线成本高等原因，无线Mesh网络成为部署网络基础设施的唯一可行方案。在发展历程上，业界中有三种Wi-Fi方案： 第一代集中式网络模式——是一种非智能的网络，相互独立的多个接入点（AP）连接到同一个有线局域网中。 第二代集中式网络模式——是对已有交换机最简单的一种扩展方式，大多数有线交换机设备均支持。这种模式倾向于将智能功能从AP剥离出来放到交换机中。然而，这种方法产生了许多意想不到的后果（例如，单点故障、带宽瓶颈以及缺乏扩展性和灵活性）。此外，要是增加AP设备使得现有的WLAN交换机端口不够用时，就必须购买新的交换机。这两种Wi-Fi方案还存在着一个共性的问题——它们不是真正的无线，只是“更少的”有线。连接AP的以太网还是必要的。 第三代Wi-Fi Mesh网络——是一种智能网络。由于网络节点间能够通过802.11无线链路相互连接，因此它们不需要通过有线连接到交换机上。Mesh网络架构可以扩展通信传输区域，也可以同时为无线用户和网络节点提供接入服务。如果设计的合理，Mesh网络可以成为高性能、高可靠并具有冗余能力，并且能够扩展到包含成千上万个设备。这种类型的网络安装快捷，并且不要求精细的规划和位置选择即可获得可靠的通讯。简单地移动某个网络节点或者增加一个节点就可以立即完善一个信号较弱或无信号的区域。 在无线Mesh网络中，每个节点都会维持到最邻近节的最优路径。当无线环境发生变化时，比如加入新节点或者发生拥塞，数据路径会根据时延、吞吐量、噪声等因素进行重新评估，并且Mesh网络会自动地进行自我调节将性能维持在最佳性能。如果某个数据路径丢失，或者RF干扰影响了性能，网络会通过重路由流量实现自我修复，这样节点既可以保持连接，而且数据路径也始终是最优的。所有的自我调节和自我修复过程都是动态的，在后台执行并且是实时的——对用户而言是透明的，不需要人为干预。 在室外环境中部署网络时，Mesh体系架构允许无线网络绕过大的物体（比如建筑物和树木）进行流量交换。无线Mesh网络能够很容易地通过中间中继节点绕过障碍物转发数据包，而不是试图直接穿过障碍物。尤其在有很多障碍物的城市环境或者有丘陵或山区等传统无线网络覆盖有困难的乡村区域，该方案都非常有效。 实现无线Mesh的方案 无线Mesh的方案有很多种，但是大部分的方案都来源于最初的无线分布式系统（Wireless Distribution System, WDS）概念。WDS是一种使用无线桥接和无线repeating的无线AP模式，无线桥接也就是只能在AP之间进行通讯，AP不接受无线客户端的访问；而无线repeating既允许AP之间互相通讯，AP也可以与无线客户端进行通讯。所有的Mesh网络在本质上都是用户流量在离开网络（比如到达有线的LAN）之前通过多个节点。用户流量到达目的地所要经过的跳数取决于网络的设计、链路的长度、使用的技术以及其它一些因素。 第一代—单模块Mesh方案 (single-radio)—所有信息都在同一信道上 单模块模式是无线Mesh最脆弱的方案。接入点仅使用一个信道，此信道由无线客户端和回程流量（在AP之间转发）共享。 当更多的AP加入到网络中的时候，用于回程流量的带宽将会占据越来越高的比例，仅仅留很少一部分容量给无线客户端。此现象的原因是由于无线是一个共享的媒质。 本方案的AP不能同时发送和接收数据。而且在其覆盖范围内另一个AP正在传输的时候，