全城范围的宽带网络 无线城市离我们有多远

　　计世网消息 随着经济的全球化发展，越来越多的城市在选择与众不同的定位，进而寻求新的经济活力和商机。 如果某一个城市想表现卓越，令政府、投

　　资人、企业和居民等各个阶层都均衡地获得最大效益并享受优质的生活，该城市需要在基础设施、社会环境和商业环境方面具备综合实力。而无线城市概念及其实际实施正在为现代化城市带来新的经济效益和社会效益，因而正越来越受到全球城市管理者、技术界人士、投资方和商户各个阶层的关注。

　　为什么需要一个无线城市

　　作为城市范围内的无线网络通信手段，无线宽带技术可以提供多种多样切实可行的应用。 很多发达国家的城市在考虑部署全城范围的宽带无线接入的议题，而采用Wi-Fi网络覆盖整个城市正在成为最引人注目并且引发强烈反响的基础设施建设项目。 伦敦和台北相继雄心勃勃地宣布将打造无线城市。 在美国，如果部署“宽带光纤到路边”技术需要15年时间。 如果使用无线技术，整个城市的部署及整体工程建设至多需要一至两年。 如果使用有线光纤技术连接一个家庭的平均费用为2000到3000美元的费用，电缆技术甚至达到7800美元到1万美元的成本，而利用Wi-Fi无线技术的平均费用仅为18美元左右。 一个全城范围的Wi-Fi网络具有越来越重要的技术、社会和经济价值：拥有先进的无线城域宽带基础设施，并将其作为一项城市服务提供给市政、企业和居民等各阶层，不但意味着这个城市关注其在新技术方面的声誉和支持创新，还体现了该城市具有提供新产品和服务的能力，以及吸引投资和应对管理运营的能力。

　　除了为企业商户和市民提供无线网络接入，市政公共安全和服务部门对城域无线网络实际上有着强烈的现实需求。 随着都市化进程的加剧，城市人口和市政府面临的压力也与日俱增，应急联动无线通信系统已经成为城市管理中不可忽略，并且有待完善的基础设施建设项目之一。 该系统可以为公安、消防、急救和公共事业等政府服务部门提供统一协调、指挥调度和一个对社会性突发事件做出高效协同处置的平台。 通过使用这个无线网络平台，政府部门应对重大事件的快速反应和处理能力会得到极大的提升，将能够为城市在重大事件或者紧急状况下(如反恐、自然灾难等)提供快速、及时的救助服务。

　　遍布城市的无线宽带网络可以为市政府、公共安全部门、交通等城市职能部门提供随时随地的宽带网络接入。 例如：为公安巡警或者交警可以通过无线手持设备可以上传数据或提供现场报告等：通过无线网络，现场产生的违章和犯罪的图像或视频等记录，能够被实时传送到指定的部门。市政人员通过无线手持终端(如PDA等)记录和传输数据，与文档管理、查询和发布系统结合，可以完全满足日常公共安全等市政服务的需要。 无线网络和城市地理信息系统相结合，还可以衍生出很多服务项目，如有效提高路灯管理、城市交通导航管理和公交车班次管理的高效实时监控和智能化程度，并随之形成一系列的关联性综合应用。

　　实现无线城市的几个阶段

　　通常大规模的无线城市采用了分区域建设或者全区域分期建设等两种方式，分区域建设遵循着分片规划、分片勘测和分片实施的原则；分期建设采用部署热点由疏到密的原则，从市中心等业务量需求较大区域开始，从以专网建设为主的前期逐步过渡到为企业、商户和市民提供接入服务的公共网络建设，逐步实现对整个城市的无线覆盖。

　　无线城市初期，通常在市政办公楼、繁华街道、广场公园、高新园区等地点先期进行无线网络的建设，提供电子政务(e-government)服务，以及诸多便民服务，如信息查询亭、娱乐信息传播等，运营商还可以为用户提供无线局域网及无线局域语音通信(WLAN+VoWLAN)服务。在此基础上，中期的目标主要是无线覆盖市区主干路段、重要公共区域、居民社区等，开始建立起智能交通网络、公共安全网络和应急联动网络，带动干道沿线“

信息化走廊”的区域性发展，做到为大部分的市民提供各种无线网络增值服务。 在中后期建设中，优化市区网络，并且着手降低城乡信息化差距；进一步完善公共安全、应急联动和智能交通网络；利用前期项目为后期项目持续稳定地积累资金和用户群，达到逐步引导公众依托于“无线城市”更为高效地工作、高质量地健康生活，同时利用“无线城市”大力推动高新技术企业和传统企业发展，吸引投资和扩展贸易经济。

　　利用多模块化Wi-Fi Mesh技术上实现无线城市

　　从城市应用的复杂性与覆盖范围的广阔性角度看，无线城市肯定会对其赖以实现的无线技术提出多种高端严格要求。 所以是否能够打造出高性能、多业务融合并且高机动灵活性的无线设备系统实际上成为了能否成功建设无线城市的关键技术标准。 同时，整体无线解决方案的安全可靠性、易于管理性和迅捷升级性也是整体评估中必不可少的考虑因素。 在众多的实现方式中，依托Wi-Fi作为无线传输方式的多模块Mesh(网状网格)无线网络系统，正当仁不让地脱颖而出，成为越来越多全球发达城市建设无线城域网的首选技术手段。

　　顾名思义，多模块化Mesh技术采用了网状网格的方式进行网络中各个节点之间的互连。 设备互联采用802.11a或者802.11g/b技术。 每个mesh节点在进行设备间互联的同时，提供802.11a或者802.11g/b最终用户端的接入。 多模Wi-Fi Mesh技术并且非常完美地将传统网桥和AP(传统接入设备)相结合，避免了以往点到点 (PtP) 或点到多点 (PtMP) 的网络架构所导致的网络性能限制，使建设无线城域网成为可能。

　　在无线城市的部署中，由于高大建筑物和较多的城市障碍物对于无线信号容易产生阻挡和干扰，无线网络的部署和性能受到很大影响，一直以来成为了一个技术难题。 利用蜂窝状的网状(Mesh)拓扑结构可以使这个问题迎刃而解。 每个Mesh节点总是可以与就近的多个其他节点保持无线连接，例如：安装在道路灯杆、交通信号杆和市政建筑上的无线Mesh节点就可以自动组成网状网格网络。 这种自主发现、自动配置和自我修复愈合能力的优秀素质是，同时消除了传统无线网络中单点故障的风险 — 也就是说，任意节点发生故障，整网可以重新再选择任意其他的相邻节点进行网络通信，系统的分布式智能可以始终通过最优的路由路径进行数据流的处理。

　　通过多模Mesh节点之间的无线互联，大量无线节点仅仅需要1个光纤点即可提供中继接入，能够大幅度地降低在城域范围内部署或者租用光纤成本。 反之，每个光纤点支持越多的节点，也就实现了更广阔的无线覆盖范围，整体的项目成本得以更为显著的降低。 如何降低无线Mesh网络内部互联的带宽损耗，以及令单个光纤点支持更多的无线节点也就理所当然地成为了区别多种mesh技术的主要标准。

　　Mesh的种类和Strix Systems 的Wi-Fi 多模Mesh技术

　　从目前主流mesh的衍进历史和实现方式及能力来看，可以分为3种：单模Mesh (single radio)、 双模Mesh (dual-radio) 和多模Mesh (multi-radio)。

　　无论单模Mesh和双模Mesh技术(如Cisco, Tropos, Nortel等厂商)，都是只采用单一无线模块进行mesh骨干的处理，由于Wi-Fi本身的CSMA/CA特性，理论上每跳的无线带宽会要降低50%以上；在实际的使用中，每10个左右的单模或是双模mesh节点就需要1个光纤点。

　　多模Mesh (multi-radio)技术，采用多个功能无线模块，分别处理无线用户端接入和mesh节点互联。 尤其是采用了2个专用模块分别处理发送和接收数据，理论上每跳的无线带宽损耗可以达到1%以下；在实际的使用中，一条光纤更能够支持高达60个以上的多模mesh节点。 对于一个中型的无线城市，仅仅需要几条光纤就可以满足整个城域级别无线系统的需要。 对于需要购买光纤进行部署的城市来说，多模mesh网络可以大程度节省无线城市的整体投资成本； 对于租用光纤的部署，专线光纤的租用运营成本也可以大幅地降低。

　　多模Mesh也可以满足公共安全、应急联动和智能交通网络对高速移动下的无线宽带的要求。 利用多模Mesh技术的固有特性，处理拓扑结构快速变化的切换协议：目前支持最高的速度高达300km/h，切换时间延迟低于100ms。 这样，在移动车辆上安装车载mesh节点，当车辆在无线城市内的任何道路行驶，都可以无间断地进行视频、语音和数据通信。高速移动下，移动车载和其他固定mesh节点之间的吞吐量可高达15Mbps，完全满足高带宽的应用需求。

　　考虑到目前固定版 WiMAX(802.16d)芯片技术不断成熟，利用WiMAX增加Mesh节点间的带宽也是无线

城市规划中需要考虑到的。 如何保证设备能够平滑升级到WiMAX也受到关注。这里，美国Strix Systems的室外型多模无线Mesh系统 (OWS) 的多模块化设计为可升级性提供了答案：通过在现有节点中堆叠WiMAX板卡模块即可将Wi-Fi Mesh节点升级到WiMAX，巧妙地保护了整个无线城市的设备投资成本。

　　·链接· 提前体验无线城域网络生活的国家和城市

　　尽管越来越多的大城市宣告世人其无线城市规划，到目前为止，北美乃至世界范围内，最大的Wi-Fi Mesh无线城市部署是美国亚利桑那州的Tempe市。 从2005年9月份开始，在六个月的工程期内无线覆盖了Tempe市的六个城区。 整个城市将于2006年2月底之前实现 Wi-Fi Mesh网络的全覆盖。 建成的城域无线网络将为市民提供无线互联网接入，同时为市政和公共安全部门提供专网接入，采用了约400个美国Strix Systems公司的多模Mesh节点构成了基础 Wi-Fi Mesh网络。

　　另外，美国亚利桑那州的Chandler市、加利福尼亚州的首府Sacramento 市、俄亥俄州的Akron等城市，还有路易斯安那州的多个城市已经成功布局无线城市。近期还开始成功克服多山地貌的挑战，开始部署马其顿(前南斯拉夫)的国家级Wi-Fi Mesh网络。