Mesh Network

Mesh Network是一種全新的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其核心是讓網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都發(fā)送和接收信號(hào)，使普通無線技術(shù)過去一直存在的可擴(kuò)充能力低和傳輸可靠性差等問題迎刃而解。網(wǎng)絡(luò)中大量終端設(shè)備能自動(dòng)通過無線連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備自動(dòng)路由功能，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只和鄰近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，因此是一種自組織、自管理的智能網(wǎng)絡(luò)，不需主干網(wǎng)即可構(gòu)筑富有彈性的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)必須預(yù)先設(shè)計(jì)和布置網(wǎng)絡(luò)，它的傳輸路徑是固定的，而mesh網(wǎng)絡(luò)的傳輸路徑是動(dòng)態(tài)�！　�
Mesh網(wǎng)絡(luò)也稱為“多跳網(wǎng)絡(luò)”，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的可以不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并能有效地在無線設(shè)備之間傳輸。在傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)中，用戶如果要進(jìn)行相互通訊的話，那么首先會(huì)訪問一個(gè)固定的接入點(diǎn)（ＡＰ），這種訪問的方式被稱為單跳網(wǎng)絡(luò)。而在多跳網(wǎng)絡(luò)中，任何無線設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以同時(shí)作為ＡＰ和路由器。這樣的好處是：如果最近的節(jié)點(diǎn)由于流量大而擁塞的話，那么數(shù)據(jù)可以重新選擇一個(gè)小流量路徑進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)包根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)依次傳送到多個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終到達(dá)目的地。這樣的訪問方式就是多跳訪問�！　∑鋵�(shí)我們熟知的Internet就是一個(gè)“有線多跳”網(wǎng)絡(luò)的典型例子。例如，我們要發(fā)送一份電子郵件，電子郵件并不會(huì)直接到達(dá)收件人的信箱中，而是通過路由器從一個(gè)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個(gè)服務(wù)器，最后到達(dá)用戶的信箱。在轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，路由器一般會(huì)選擇一條較好的路徑，使得電子郵件能夠盡快投遞到用戶信箱。所以，Wireless Mesh網(wǎng)絡(luò)可以稱為Internet的一種無線版本，它與傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)最大的不同是能夠自動(dòng)尋找最佳路徑，將分包數(shù)據(jù)從一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)傳遞到另一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)直至到達(dá)目的地，這些特點(diǎn)使Wireless Mesh網(wǎng)絡(luò)與蜂窩通信等傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)相比具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)�！　�
無線mesh網(wǎng)絡(luò)源于美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究規(guī)劃署資助的分組無線網(wǎng)絡(luò)研究，最初的動(dòng)機(jī)就是滿足戰(zhàn)場(chǎng)生存的需要。90年代后期，隨著一些技術(shù)的公開，mesh網(wǎng)絡(luò)成為移動(dòng)通信領(lǐng)域一個(gè)公開的研究熱點(diǎn)。目前無線mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)尚未完全達(dá)到實(shí)用階段，大部分工作仍處在仿真和試驗(yàn)階段，該技術(shù)難點(diǎn)是在組網(wǎng)技術(shù)上面，即怎樣建立一個(gè)有效的運(yùn)算規(guī)則和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能使網(wǎng)絡(luò)高效可靠的工作，無論在網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層層或物理層至今還沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。無線mesh技術(shù)已在美國(guó)軍方得到使用，民用領(lǐng)域的應(yīng)用已開始起步，在美國(guó)、歐洲和日本已經(jīng)成功地建立了一些不同規(guī)模的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。國(guó)內(nèi)的研究剛剛起步，發(fā)表了一些理論文章，但作成試驗(yàn)系統(tǒng)還未見報(bào)道�！　�
無線mesh技術(shù)有兩個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，其一是寬帶和高速的應(yīng)用場(chǎng)合，能在300km/h的高速運(yùn)動(dòng)情況下傳輸帶寬超過50Mb，核心技術(shù)可直接應(yīng)用于第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）；其二是近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信，主要適合于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能，這方面的應(yīng)用可以形成藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）的下一代產(chǎn)品，ZigBee正是這種技術(shù)的商業(yè)化命名。ZigBee的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)由IEEE 802.15工作組負(fù)責(zé)制訂，被稱作IEEE 802.15.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（于2003年10月完成）。ZigBee協(xié)議比藍(lán)牙、高速率個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)或802.11x無線局域網(wǎng)更簡(jiǎn)單實(shí)用�！　�
依托于這種獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，無線網(wǎng)狀網(wǎng)具有自組網(wǎng)、自管理、自動(dòng)修復(fù)、自我平衡的特點(diǎn)，它的移動(dòng)寬帶(帶寬最大可達(dá)6Mbps)、支持多種業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)也備受業(yè)界推崇，甚至把它看作是無線網(wǎng)絡(luò)的未來�！　�
對(duì)于傳統(tǒng)的采用星型等方式聯(lián)接的無線網(wǎng)絡(luò)，往往單個(gè)故障就可以輕易使局部甚至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。而無線網(wǎng)狀網(wǎng)是多點(diǎn)跳接系統(tǒng)，提供從源頭到目的地的多條冗余通信路徑。如果一條路徑由于硬件故障或干擾而停止工作，網(wǎng)狀網(wǎng)會(huì)自動(dòng)改變信息包的路由，使它們能夠利用一條未受影響的替代路徑�！　�
還有，作為多點(diǎn)跳接系統(tǒng)，無線網(wǎng)狀網(wǎng)能夠使一個(gè)多跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在一定的發(fā)射功率下就可以到達(dá)相鄰節(jié)點(diǎn)，所以在實(shí)際應(yīng)用中，它可以有效降低發(fā)射器功率，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命。低功率節(jié)點(diǎn)還可以極大地提高頻率復(fù)用度，從而達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)容量的目的�！　�
無線網(wǎng)狀網(wǎng)是基于IP協(xié)議的通信技術(shù)，它支持多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，主要由移動(dòng)互聯(lián)交換控制中心、智能接入點(diǎn)、無線路由器、PCMCIA 無線終端網(wǎng)卡四部分組成，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)以移動(dòng)互聯(lián)交換控制中心為中心建立，如圖所示�！　�
移動(dòng)互聯(lián)交換控制中心通過網(wǎng)線與智能接入點(diǎn)直接相連，在智能接入點(diǎn)的周圍相應(yīng)位置安裝若干個(gè)無線路由器，以擴(kuò)展通信范圍�！　�
網(wǎng)絡(luò)中持有筆記本電腦或掌上電腦等移動(dòng)終端設(shè)備可以通過PCMCIA的無線網(wǎng)卡以即插即用的方式接入網(wǎng)絡(luò)，從而確保所有用戶都可以隨時(shí)隨地快速接入無線寬帶網(wǎng)絡(luò)。　　
無線網(wǎng)狀網(wǎng)的核心是移動(dòng)跳接式路由技術(shù)(Mobile Ad Hoc)，這是它能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)寬帶的根本。在一些廠家的產(chǎn)品中還采用了QDMA(Quad Division Multiple Access，是頻分多址、時(shí)分多址、碼分多址、帶有避免沖突的載波偵聽多路存取協(xié)議的結(jié)合技術(shù))專利技術(shù),提高了它的頻譜利用率和抗干擾特性�！　⊥ǔＧ闆r下，無線網(wǎng)狀網(wǎng)中具有全方向天線的無線路由器最大直線通信半徑為5公里，因此它可用于大范圍的無線通信，并可組建城域網(wǎng)。另外，無線網(wǎng)狀網(wǎng)可以通過相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)與Internet、Wi-Fi局域網(wǎng)、公共電話網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接�！　�
在一般情況下，無線網(wǎng)狀網(wǎng)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為6Mbps，在時(shí)速為200公里的車輛上面，仍可保持1-1.5Mbps的帶寬，完全能夠滿足實(shí)時(shí)視頻傳輸?shù)囊蟆?/p>

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