频谱资源紧张 同频架构破解Wi-Fi规模难题

相信IEEE在定义802.11的时候也不曾想到，Wi-Fi的应用会如此之广。在人们早期的印象中，Wi-Fi的特点是在小范围内实现高吞吐率的无线连接，这也是Wi-Fi的设计初衷。

然而，随着人们对于无线网络的需求日益膨胀，Wi-Fi热点越来越多，逐渐形成多个AP组成的区域。如今，随着运营商大规模部署，WLAN网络已经成为和传统蜂窝网络同等地位的“新的大网”。这意味着WLAN的角色已经从独立的点覆盖向大规模组网转变。

微蜂窝难以支撑全速11n

伴随这一转变，问题接踵而来。

首先是干扰问题，其中影响最大的就是AP间的同频干扰。目前，为了避免同频干扰，运营商普遍采用错频的方式，即微蜂窝构架来部署WLAN网络。然而，随着802.11n标准的引入，这一组网方式受到了严峻的挑战。

用于802.11n部署的2.4GHz频段共78MHz带宽，互不干扰的频段十分有限。如果以20MHz为带宽，通常只有1、6、11三个信道可用(如图)。在20MHz带宽下，802.11n的最大吞吐率为150Mbps。而11n的一个特性就是支持MIMO，以40MHz为带宽，网络最大吞吐率可以达到300Mbps。但是，40MHz已经占据了2.4GHz带宽的大部分，采用微蜂窝构架，将无法部署。目前我国运营商已经开始大量集采802.11n设备，但由于受到频谱和组网方式的限制，网络的最大吞吐率只能达到150Mbps，无法实现300Mbps。

频谱资源短缺问题不仅局限于802.11n，802.11ac同样也面临频谱资源不足的问题。对此，国家频谱管理研究所顾问何廷润表示，目前，Wi-Fi频谱紧张已经成为一个严峻的问题。长远来看，Wi-Fi的频谱资源一定是不足的。IEEE开始设计802.11的时候，设计初衷就不是为蜂窝网络结构设计的。2.4GHz是非许可频段，大家互相竞争，没有电信级QoS保障，这一设计理念直到802.11n也没有改变。

微蜂窝构架vs同频组网

在现有的无线环境下，运营商要大规模建设WLAN，只有在组网技术上创新。Meru大中华区及日本区总经理司马聪表示，同频组网虚拟化能够更好地利用频谱资源。这种组网方式代表了Wi-Fi未来的发展趋势。

然而，同频组网如何解决相邻AP的同频干扰问题呢?司马聪表示，Meru认为通过同频算法能够实现Wi-Fi的同频组网，这一方式已经在实践中获得成功。采用同频组网，802.11n就能够在2.4GHz频段实现300Mbps吞吐率了。如果采用三条流，吞吐率最大值能够达到450Mbps。

克服了同频干扰后，同频组网使得WLAN网络部署变得异常灵活。采用微蜂窝构架，WLAN网络的勘测、设计、施工都非常复杂，可谓“牵一发而动全身”。而采用同频组网，只需要把AP线性部署，哪里信号弱就可以加装一个，像安装电灯炮一样简单。以往，为了降低同频干扰，运营商往往会降低AP的功率。这样一方面使得满带宽传输半径变小;另一方面，覆盖需要更多的AP，增加了运营商的投资成本。同时，由于微蜂窝方式相邻AP的频率是不同的，因此用户在移动过程中从一个AP切换到另一个AP，需要再进行一次80

2.11认证，这需要花去3毫秒至3秒的时间。而同频组网通过将每个AP设置成相同的Mac Address，使终端在切换AP时无需再认证，实现了无缝漫游。同频组网破解共建共享难题

在我国，机场、大学等大型公共场所的Wi-Fi建设仍处于无序状态。以机场为例，往往机场同时部署了三家运营商的Wi-Fi。即使不同运营商分层部署，也会导致不同楼层间的同频干扰，这都会严重影响到用户的体验。司马聪表示，如果采用同频组网方式，则能够很好地解决这个问题。由三家运营商共同投资，机场方面负责统一建设Wi-Fi，每个楼层采用同频组网，相邻楼层采用不同的信道。这样一来，无线环境将变得更加有序。网络建好后，分配给每个运营商一个SSID，对收入进行分成。虽然用户仍然能看到不同的运营商Wi-Fi，但背后的基础设施由机场建设，此举能够有效解决三家运营商争抢部署Wi-Fi产生混乱。