WiFiEasyMesh关键技术与标准化进展研究.docx

? ? WiFiEasyMesh关键技术与标准化进展研究 ? ? 郭 蕾，曹小波 （中国信息通信研究院，技术与标准研究所，北京 100191） 0 引言 WiFi 产品已经成为人们工作生活不可缺少的一部分,随着家庭网络的发展,智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能家居等产品,主要通过WiFi 接入网络。 移动设备的大量增加,使整个家庭对WiFi 连接的需求日益增大。 传统上,家庭WiFi 部署一般为单个WiFi 接入点,很多情况下无法完全覆盖所需区域,并且,在有遮挡的环境下,会造成信号衰减,严重影响通信质量,即便使用WiFi 扩展器对无线信号进行中继放大,也会存在吞吐量降低、不便于管理等问题。 因此,全覆盖、高效、自配置的WiFi 网络成为迫切需求,推动市场上产生了一些扩展WiFi 范围的解决方案,这些方案一般采用WiFi Mesh 相关技术,通过多个接入点相互连接形成网络。 目前,市场上已有不少通信设备制造商推出了WiFi Mesh 产品,但由于这些WiFi Mesh 产品来自不同制造商,它们多采用各自专有的WiFi Mesh 系统,且这些系统互不兼容,不提供多供应商的互操作性,即不同制造商的WiFi Mesh 产品不能互相通信,用户无法将不同制造商的WiFi Mesh 产品混合使用,只能选择同一制造商的WiFi Mesh 产品进行组网,在这种情况下,WiFi EasyMesh 应运而生,它解决了不同制造商WiFi Mesh设备不能相互通信的问题,使用户可以组装来自不同制造商的WiFi Mesh 设备的网络。 WiFi EasyMesh 是WiFi 联盟的一个认证机制,它定义了易于安装和使用、自适应并具有多供应商互操作性的多接入点家庭和小型办公室WiFi 网络。 这项技术为消费者和运营商在选择WiFi EasyMesh 设备进行家庭网络部署时带来了更大的灵活性。 WiFi EasyMesh由一个控制器和若干个接入点(Access Point,AP）组成WiFi 网络,其中,控制器用来管理网络并协调AP 运作,确保AP 之间互不干扰,从而带来更大、更统一的覆盖范围和更高效的服务。 1 WiFi EasyMesh 关键技术 WiFi 认证 EasyMesh 基于多 AP 规范(Multi-AP Specification）,该规范定义了WiFi AP 之间的控制协议,对AP 加入网络、设置、控制和管理所需的数据对象,以及在多AP 网络内的WiFi 接入点之间路由通信的机制［1］。 1.1 基本架构 WiFi EasyMesh 网络由两种逻辑实体组成:控制器和代理。 控制器可以位于WiFi EasyMesh 网络中任何一个设备中,也可以位于具备多种网络功能的设备中,例如网关设备。 控制器从网络中的所有设备接收度量和能力数据,并控制网络中代理的运行参数,可通过发送控制命令给代理,来改善负载均衡及其他管理功能。另外,它还提供加入网络功能,使AP 设备加入到网络中。 WiFi EasyMesh 网络中的所有设备均可以作为代理,代理执行来自控制器的命令,并将测量结果和能力报告给控制器和网络中的其他代理,同时充当客户端设备的WiFi 接口。 一个WiFi EasyMesh 网络中,只允许有一个控制器,可以有一个或多个代理。 一个WiFi EasyMesh 网络由多个AP 设备组成,一个AP 设备可以只包含一个控制器,或者只包含一个代理,也可以包含一个控制器和一个代理。 AP 设备之间定义了逻辑控制接口,通过该接口进行前传和回传链路的配置和控制。 AP 设备通过回传链路相互连接,回传链路可以使用多种网络技术相互连接而成,包括WiFi(2.4 GHz 和5 GHz 频段）,以太网以及IEEE 1905.1 协议支持的其他技术。 其中,WiFi 因安装方便、灵活而具有更强的吸引力。 手机、笔记本电脑等移动终端设备一般通过标准WiFi 连接到代理,即前传链路,代理通过回程链路将数据传递到目的地。 前传和回传链路可能会使用单独的频段以获得更好的性能,具体取决于设备支持的功能。 具有代理的AP 设备,包含用于关联客户终端的前传AP。 在支持WiFi 回传链路的情况下,还包含回传传送地址指令(Spike-Triggered Average,STA）,与上游前传AP 关联形成WiFi 回传链路。 具有代理功能的AP 设备与网络中的一个或多个AP 设备节点相互关联形成树状拓扑,确保在多AP 网络中的任何两个AP 设备之间建立一条回传路径。 WiFi EasyMesh 网络可以根据网络条件对前传和回传路径进行调整,使控制器可以有效管理流量路由,从而提高网络性能。 代理可以使用多个频段和信道来管理网络流量。 图 1 为 WiFi EasyMesh 的一种典