基于WiMAX技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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圖中CPE(Customer Premise Equipment)即用戶(hù)終端設(shè)備，是專(zhuān)門(mén)用來(lái)接收WiMAX信號(hào)的無(wú)線(xiàn)終端接入設(shè)備；POE(Power Over Ethemet)指在現(xiàn)有的以太網(wǎng)布線(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不作改動(dòng)的條件下，既可為客戶(hù)提供基于IP終端傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，同時(shí)還可為便攜式設(shè)備提供直流供電技術(shù)。虛線(xiàn)框中采用高優(yōu)先級(jí)QoS(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量)保證的CPE+AG業(yè)務(wù)，客觀上也擴(kuò)展了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍；CPE的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于同時(shí)也充當(dāng)校園內(nèi)各樓宇與中心基站的中繼放大器，在放大電磁波功率的同時(shí)不增加噪聲功率。校園無(wú)線(xiàn)WiMAX接入以太網(wǎng)的核心內(nèi)容是采用PHY作為空中接口規(guī)范，利用網(wǎng)關(guān)屏蔽下層網(wǎng)絡(luò)，從核心網(wǎng)收取數(shù)據(jù)傳輸給各個(gè)用戶(hù)站的基于以太阿協(xié)議的用戶(hù)，或者從用戶(hù)站的以太網(wǎng)用戶(hù)向遠(yuǎn)端用戶(hù)發(fā)送信息請(qǐng)求。WiMAX基站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層主要與兩個(gè)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：一個(gè)是Ethemet接收模塊；另一個(gè)是WiMAX系統(tǒng)的符合IEEE802．16e協(xié)議的MAC層。從Ethemet口接收的數(shù)據(jù)基本都是以太網(wǎng)幀，包括IP包和ARP包，這些包必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層對(duì)其進(jìn)行協(xié)議識(shí)別和處理。校園內(nèi)各樓宇內(nèi)的CPE作為無(wú)線(xiàn)分支基站實(shí)現(xiàn)對(duì)大樓內(nèi)的AP終端中繼控制。同時(shí)，在數(shù)據(jù)傳輸鏈路層中加入，ARQ機(jī)制，并且根據(jù)WiMAX協(xié)議提供實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)天線(xiàn)陣(AAS)、MIMO和STC增強(qiáng)型天線(xiàn)技術(shù)的途徑，用以減少網(wǎng)絡(luò)層的信息差錯(cuò)，消除NLOS(蜂窩網(wǎng)絡(luò)非視線(xiàn)傳輸)造成的深衰減，大幅提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐量。另外，大樓的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是在WiMAX網(wǎng)絡(luò)布局過(guò)程中，為防止無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行中所發(fā)生的各種意外，總基站的服務(wù)器與大樓內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備還必須配置UPS電源，以保證校園WiMAX網(wǎng)絡(luò)的正常持續(xù)地運(yùn)行。
5 校園樓宇內(nèi)WiMAX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
校園WiMAX骨干網(wǎng)主要的覆蓋范圍為校內(nèi)的固定學(xué)習(xí)場(chǎng)所，在這些場(chǎng)合中主要解決AP的覆蓋范圍和AP的容量?jī)纱髥?wèn)題。同時(shí)，頻率規(guī)劃也是WiMAX網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，經(jīng)過(guò)對(duì)視距傳播頻段與非視距傳播頻段，綜合考慮設(shè)計(jì)中的WiMAX采用OFDMA正交頻分多址多載波調(diào)制技術(shù)來(lái)提高非視距傳播下的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能。基于OFDMA的骨干網(wǎng)系統(tǒng)，采用TDMA(時(shí)分多址)子信道來(lái)區(qū)分用戶(hù)，采用同頻組網(wǎng)可以有效地避免使用相同頻率的小區(qū)之間的嚴(yán)重干擾，降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提高系統(tǒng)容量，增強(qiáng)鏈路的校驗(yàn)強(qiáng)度。在合理地分析各AP的容量與覆蓋面后，還需考慮信號(hào)衰減因素，適當(dāng)增加AP個(gè)數(shù)來(lái)減少數(shù)據(jù)覆蓋盲區(qū)。圖2為本設(shè)計(jì)的“二層交換機(jī)+多個(gè)IAD接入”WiMAX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在教學(xué)樓中的應(yīng)用。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159378.htm
如圖2所示，根據(jù)IAD(集成接入設(shè)備)的具體配置可以針對(duì)VLAN進(jìn)行具體劃分，IAD通過(guò)FRAD(幀中繼接入設(shè)備)與IPPBX(專(zhuān)用集成交換機(jī))設(shè)備相連，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)6～36等多種規(guī)格的POTS接口以及多路可保證業(yè)務(wù)由縣級(jí)的移動(dòng)上網(wǎng)業(yè)務(wù)。該接入方式可以同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)的VoIP語(yǔ)音和數(shù)據(jù)上網(wǎng)的需求，在樓宇內(nèi)的WiMAX網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局中，還可以考慮將WiMAX與現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，比如采用緊耦合的模式與WiFi、3G網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)移動(dòng)性管理的支持，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流需經(jīng)過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)和RNC，同時(shí)共享AAA服務(wù)器，減少切換時(shí)延，保證無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接。
6 室外分布式無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)組建
校園室外網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)頻繁快速移動(dòng)，傳輸信息量大，實(shí)時(shí)性要求高，系統(tǒng)并不注重網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)間，而是更多關(guān)注于系統(tǒng)運(yùn)行期間數(shù)據(jù)的可靠性和實(shí)時(shí)性。這樣的環(huán)境恰恰是WiMAX應(yīng)用的短處，由于WiMAX對(duì)于節(jié)點(diǎn)頻繁快速移動(dòng)的弱支持，必須采用另外的技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)該缺陷。因此，室外無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可采甩自組織的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)模式。AP數(shù)據(jù)收發(fā)器采用CC1110無(wú)線(xiàn)傳感模塊，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)與ARM服務(wù)器基站進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)操作，接收基站對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感節(jié)點(diǎn)的命令，控制或者調(diào)節(jié)傳感節(jié)點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)收發(fā)行為，保證校園傳感環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)暢通運(yùn)行，體現(xiàn)覆蓋范圍最大化的覆蓋原則來(lái)保證校園用戶(hù)需求。
評(píng)論