Mesh Network

Mesh Network是一種全新的無線網(wǎng)絡技術(shù)。其核心是讓網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都發(fā)送和接收信號，使普通無線技術(shù)過去一直存在的可擴充能力低和傳輸可靠性差等問題迎刃而解。網(wǎng)絡中大量終端設備能自動通過無線連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都具備自動路由功能，每個節(jié)點只和鄰近節(jié)點進行通信，因此是一種自組織、自管理的智能網(wǎng)絡，不需主干網(wǎng)即可構(gòu)筑富有彈性的網(wǎng)絡。傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡必須預先設計和布置網(wǎng)絡，它的傳輸路徑是固定的，而mesh網(wǎng)絡的傳輸路徑是動態(tài)�！　�
Mesh網(wǎng)絡也稱為“多跳網(wǎng)絡”，它是一個動態(tài)的可以不斷擴展的網(wǎng)絡架構(gòu)，并能有效地在無線設備之間傳輸。在傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)中，用戶如果要進行相互通訊的話，那么首先會訪問一個固定的接入點（ＡＰ），這種訪問的方式被稱為單跳網(wǎng)絡。而在多跳網(wǎng)絡中，任何無線設備節(jié)點都可以同時作為ＡＰ和路由器。這樣的好處是：如果最近的節(jié)點由于流量大而擁塞的話，那么數(shù)據(jù)可以重新選擇一個小流量路徑進行傳輸。數(shù)據(jù)包根據(jù)網(wǎng)絡的情況，從一個節(jié)點依次傳送到多個節(jié)點，最終到達目的地。這樣的訪問方式就是多跳訪問�！　∑鋵嵨覀兪熘�的Internet就是一個“有線多跳”網(wǎng)絡的典型例子。例如，我們要發(fā)送一份電子郵件，電子郵件并不會直接到達收件人的信箱中，而是通過路由器從一個服務器轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個服務器，最后到達用戶的信箱。在轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，路由器一般會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尋找最佳路徑，將分包數(shù)據(jù)從一個路由節(jié)點傳遞到另一個路由節(jié)點直至到達目的地，這些特點使Wireless Mesh網(wǎng)絡與蜂窩通信等傳統(tǒng)的點對點和點對多點通信網(wǎng)絡相比具有無可比擬的優(yōu)勢�！　�
無線mesh網(wǎng)絡源于美國國防部高級研究規(guī)劃署資助的分組無線網(wǎng)絡研究，最初的動機就是滿足戰(zhàn)場生存的需要。90年代后期，隨著一些技術(shù)的公開，mesh網(wǎng)絡成為移動通信領(lǐng)域一個公開的研究熱點。目前無線mesh網(wǎng)絡技術(shù)尚未完全達到實用階段，大部分工作仍處在仿真和試驗階段，該技術(shù)難點是在組網(wǎng)技術(shù)上面，即怎樣建立一個有效的運算規(guī)則和網(wǎng)絡協(xié)議，能使網(wǎng)絡高效可靠的工作，無論在網(wǎng)絡層、鏈路層層或物理層至今還沒有形成統(tǒng)一標準。無線mesh技術(shù)已在美國軍方得到使用，民用領(lǐng)域的應用已開始起步，在美國、歐洲和日本已經(jīng)成功地建立了一些不同規(guī)模的試驗網(wǎng)絡。國內(nèi)的研究剛剛起步，發(fā)表了一些理論文章，但作成試驗系統(tǒng)還未見報道�！　�
無線mesh技術(shù)有兩個發(fā)展趨勢，其一是寬帶和高速的應用場合，能在300km/h的高速運動情況下傳輸帶寬超過50Mb，核心技術(shù)可直接應用于第四代移動通信系統(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，主要適合于自動控制和遠程監(jiān)控領(lǐng)域，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能，這方面的應用可以形成藍牙技術(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)絡標準由IEEE 802.15工作組負責制訂，被稱作IEEE 802.15.4技術(shù)標準（于2003年10月完成）。ZigBee協(xié)議比藍牙、高速率個人區(qū)域網(wǎng)(PAN)或802.11x無線局域網(wǎng)更簡單實用。　　
依托于這種獨特的網(wǎng)絡架構(gòu)，無線網(wǎng)狀網(wǎng)具有自組網(wǎng)、自管理、自動修復、自我平衡的特點，它的移動寬帶(帶寬最大可達6Mbps)、支持多種業(yè)務的優(yōu)勢也備受業(yè)界推崇，甚至把它看作是無線網(wǎng)絡的未來�！　�
對于傳統(tǒng)的采用星型等方式聯(lián)接的無線網(wǎng)絡，往往單個故障就可以輕易使局部甚至整個網(wǎng)絡癱瘓。而無線網(wǎng)狀網(wǎng)是多點跳接系統(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)會自動改變信息包的路由，使它們能夠利用一條未受影響的替代路徑�！　�
還有，作為多點跳接系統(tǒng)，無線網(wǎng)狀網(wǎng)能夠使一個多跳網(wǎng)絡節(jié)點在一定的發(fā)射功率下就可以到達相鄰節(jié)點，所以在實際應用中，它可以有效降低發(fā)射器功率，從而延長電池的使用壽命。低功率節(jié)點還可以極大地提高頻率復用度，從而達到提高網(wǎng)絡容量的目的。　　
無線網(wǎng)狀網(wǎng)是基于IP協(xié)議的通信技術(shù)，它支持多點對多點的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，主要由移動互聯(lián)交換控制中心、智能接入點、無線路由器、PCMCIA 無線終端網(wǎng)卡四部分組成，整個網(wǎng)絡以移動互聯(lián)交換控制中心為中心建立，如圖所示�！　�
移動互聯(lián)交換控制中心通過網(wǎng)線與智能接入點直接相連，在智能接入點的周圍相應位置安裝若干個無線路由器，以擴展通信范圍�！　�
網(wǎng)絡中持有筆記本電腦或掌上電腦等移動終端設備可以通過PCMCIA的無線網(wǎng)卡以即插即用的方式接入網(wǎng)絡，從而確保所有用戶都可以隨時隨地快速接入無線寬帶網(wǎng)絡�！　�
無線網(wǎng)狀網(wǎng)的核心是移動跳接式路由技術(shù)(Mobile Ad Hoc)，這是它能實現(xiàn)移動寬帶的根本。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)可以通過相應的網(wǎng)關(guān)與Internet、Wi-Fi局域網(wǎng)、公共電話網(wǎng)等網(wǎng)絡聯(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，完全能夠滿足實時視頻傳輸?shù)囊�求�?/p>

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