無線城市中MESH關(guān)鍵技術(shù)

在無線通信技術(shù)飛速發(fā)展的今天，具有大范圍覆蓋、高速率傳輸以及良好的移動性支持成為新一代無線網(wǎng)絡(luò)的性能要能。WMN(Wireless Mesh Net)網(wǎng)絡(luò)以其獨(dú)有的特性，引起業(yè)界的廣泛關(guān)注。WMN是在移動AdHoc網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來是一種動態(tài)自組織多跳無線網(wǎng)絡(luò)，具有自管理、自修復(fù)以及自平衡等優(yōu)良特性。

Mesh路由中的Qos

隨著網(wǎng)絡(luò)多媒體、VOIP、視頻會議等對實時性要求較高的業(yè)務(wù)的普及，人們對接入網(wǎng)絡(luò)的帶寬以及實時性要求日漸提高。如何在WMN中為接入用戶提供網(wǎng)絡(luò)級的Qos保證迫在眉睫。目前的許多MESH網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例中，雖然客戶有強(qiáng)烈的QOS要求，但是苦于沒有優(yōu)秀的路由協(xié)議，而只能提供盡力而為的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

Qos路由的工作有兩個方面：一是找到滿足Qos需求的路由，并且在業(yè)務(wù)進(jìn)行的過程中維護(hù)路由;二是盡量提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，優(yōu)化化網(wǎng)絡(luò)性能。滿足WMN整體的高吞吐量。從技術(shù)實現(xiàn)上講，QOS路由需要如下幾個關(guān)鍵組件：Qos路由協(xié)議，Qos信令、QosMAC。其中Qos路由協(xié)議用來在源、目節(jié)點(diǎn)中查找一條資源充足的路由，保證路由的正確性與時效性。Qos信令則用來預(yù)約、維護(hù)和釋放資源，以最小的信令開銷在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上之間建立路由的路徑。QosMAC則是能夠提供QoS服務(wù)的MAC層實體，它與上層Qos路由以及Qos信令協(xié)同工作，提供有效的資源預(yù)留機(jī)制、可靠的單播傳輸，足夠大的業(yè)務(wù)帶寬、以及具有優(yōu)先級的介質(zhì)競爭接入和限時接入功能。

在WMN中實現(xiàn)QOS路由是比較困難的，主要是因為：1)無線網(wǎng)絡(luò)中鏈路質(zhì)量預(yù)測困難，無線信號傳輸面臨多徑效應(yīng)、路徑損耗以及干擾等的影響，使其對帶寬的計算、預(yù)留等操作存在誤差;2)Qos信令缺少有效的適用于WMN的QOS信令模型;3)分布式的網(wǎng)絡(luò)控制模式以及拓?fù)涞膭討B(tài)性均為Qos保證提出了挑戰(zhàn);4)良好的Qos路由必須是跨層設(shè)計的，不同層間需要相互配合提供支持，這使的路由協(xié)議要綜合考慮物理層、鏈路層及網(wǎng)絡(luò)層的技術(shù)實現(xiàn);5)支持Qos的路由必須提供良好的多路徑特性，路由建立過程中，在多條路徑上進(jìn)行資源預(yù)約，以提高路由建立的成功率，而這使得協(xié)議實現(xiàn)困難。

GBCOM的QMR協(xié)議

由于上述問題的存在，使得基于Qos的Mesh路由在市場需求迫切的情況下，遲遲未有較大突破。近期來自中國本土無線設(shè)備廠商上海寰創(chuàng)通信科技有限公司(GBCOM)推出了一種新型的路由協(xié)議QMR(Qos Multipath Mesh Route Protocol),成功的解決上述難題，很好的滿足了MESH網(wǎng)絡(luò)中不同的業(yè)務(wù)需求。

寰創(chuàng)的QMR路由協(xié)議采用完全的分布式模式，當(dāng)終端業(yè)務(wù)需求時，將其QOS需求通知給路由器，迅速開始路由發(fā)現(xiàn)流程，在發(fā)現(xiàn)過程中，各路由器使用選擇性泛洪(有效地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬資源)，并依靠QosMAC提供的資源預(yù)約功能保證Qos需求，在路由的目的節(jié)點(diǎn)通過高效的路徑選擇算法，從多條路徑信息中選擇符合業(yè)務(wù)需求的路徑集合。在業(yè)務(wù)持續(xù)過程中，使用一種有效的Qos信令保證路徑帶寬，并且將Qos信令與路由協(xié)議報文相結(jié)合，在保留可擴(kuò)展性的前提下提高帶寬利用率。當(dāng)無線鏈路發(fā)生阻塞時，獨(dú)有的路徑優(yōu)先級特性可以保證高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)始終暢通。多路徑的特性可以實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘎×視r的高效收斂。同時QMR還是基于鏈路層的路由協(xié)議，在Qos實現(xiàn)上可和MAC層自然結(jié)合。經(jīng)過多種實際網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潋炞C，QMR具有以下優(yōu)良特性：

l 創(chuàng)新性Qos信令，有效的進(jìn)行資源預(yù)約、建立、維護(hù)和釋放。并且具有良好的擴(kuò)展性。

l 優(yōu)化的MAC層實現(xiàn)支持，為Qos路由協(xié)議進(jìn)行資源預(yù)約提供良好保證。

l 層2路由協(xié)議，支持快速切換，對移動性有良好的支持。

l 多路徑支持，在源目節(jié)點(diǎn)中提供多條滿足QOS要求的路徑，具有更好的容錯性以及更高的負(fù)載均衡能力。

l 完全的分布式結(jié)構(gòu)，提供鏈路或者節(jié)點(diǎn)異常時的快速自我恢復(fù)。

MESH網(wǎng)絡(luò)中的路由作為WMN中的關(guān)鍵技術(shù)，在未來無線寬帶領(lǐng)域起著至關(guān)重要的角色。寰創(chuàng)通信(GBCOM)在原有高性能MESH網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，考慮了Qos因素研發(fā)的WMR路由協(xié)議，解決的MESH網(wǎng)絡(luò)中Qos支持的難題，并且經(jīng)過實際驗證該協(xié)議可以有效地保證不同業(yè)務(wù)的帶寬等需求，為大規(guī)模的MESH組網(wǎng)(如無線城市)提供了強(qiáng)有力的支持。