無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)

詞語(yǔ)解釋

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種基于無(wú)線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，它由一組無(wú)線節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)之間可以通過(guò)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行互聯(lián)。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種分布式的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)之間的連接是動(dòng)態(tài)的，可以自動(dòng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自組織。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)可以提供更高的容錯(cuò)性，可以在節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障的情況下，通過(guò)其他節(jié)點(diǎn)自動(dòng)重新路由，保證網(wǎng)絡(luò)的連接性。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用非常廣泛，它可以用于家庭、辦公室、工廠、軍事等各種場(chǎng)景，可以提供無(wú)線接入、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、無(wú)線視頻傳輸?shù)确⻊?wù)。它還可以用于智能家居、智能交通、智能電網(wǎng)等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化管理。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)可以用于搭建大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，比如在城市中搭建城市網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)城市的智能化管理。它還可以用于搭建軍事網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)軍事作戰(zhàn)的精確指揮。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用非常廣泛，它可以滿足不同場(chǎng)景的需求，實(shí)現(xiàn)智能化的管理，為社會(huì)的發(fā)展和改善提供了重要的技術(shù)支持。

　　無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)）也稱為“多跳（multi-hop）”網(wǎng)絡(luò)，它是一種與傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)完全不同的新型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
　　在傳統(tǒng)的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)中，每個(gè)客戶端均通過(guò)一條與AP相連的無(wú)線鏈路來(lái)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，用戶如果要進(jìn)行相互通信的話，必須首先訪問(wèn)一個(gè)固定的接入點(diǎn)(AP)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被稱為單跳網(wǎng)絡(luò)。而在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，任何無(wú)線設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以同時(shí)作為AP和路由器，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送和接收信號(hào)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與一個(gè)或者多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信。
　　這種結(jié)構(gòu)的最大好處在于：如果最近的AP由于流量過(guò)大而導(dǎo)致?lián)砣脑�，那么�?shù)據(jù)可以自動(dòng)重新路由到一個(gè)通信流量較小的鄰近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸。依此類推，數(shù)據(jù)包還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況，繼續(xù)路由到與之最近的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，直到到達(dá)最終目的地為止。這樣的訪問(wèn)方式就是多跳訪問(wèn)。
　　其實(shí)人們熟知的Internet就是一個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò)的典型例子。例如，當(dāng)我們發(fā)送一份E-mail時(shí)，電子郵件并不是直接到達(dá)收件人的信箱中，而是通過(guò)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，最后經(jīng)過(guò)多次路由轉(zhuǎn)發(fā)才到達(dá)用戶的信箱。在轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程中，路由器一般會(huì)選擇效率最高的傳輸路徑，以便使電子郵件能夠盡快到達(dá)用戶的信箱。
　　與傳統(tǒng)的交換式網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)去掉了節(jié)點(diǎn)之間的布線需求，但仍具有分布式網(wǎng)絡(luò)所提供的冗余機(jī)制和重新路由功能。在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)里，如果要添加新的設(shè)備，只需要簡(jiǎn)單地接上電源就可以了，它可以自動(dòng)進(jìn)行自我配置，并確定最佳的多跳傳輸路徑。添加或移動(dòng)設(shè)備時(shí)，網(wǎng)絡(luò)能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)拓?fù)渥兓⒆詣?dòng)調(diào)整通信路由，以獲取最有效的傳輸路徑。
　　Mesh網(wǎng)絡(luò)的五大優(yōu)勢(shì)
　　與傳統(tǒng)的WLAN相比，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)具有幾個(gè)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)：
　　1．快速部署和易于安裝。安裝Mesh節(jié)點(diǎn)非常簡(jiǎn)單，將設(shè)備從包裝盒里取出來(lái)，接上電源就行了。由于極大地簡(jiǎn)化了安裝，用戶可以很容易增加新的節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)大無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量。在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，不是每個(gè)Mesh節(jié)點(diǎn)都需要有線電纜連接，這是它與有線AP最大的不同。 Mesh的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是將有線設(shè)備和有線AP的數(shù)量降至最低，因此大大降低了總擁有成本和安裝時(shí)間，僅這一點(diǎn)帶來(lái)的成本節(jié)省就是非�？捎^的。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的配置和其他網(wǎng)管功能與傳統(tǒng)的WLAN相同，用戶使用WLAN的經(jīng)驗(yàn)可以很容易應(yīng)用到Mesh網(wǎng)絡(luò)上。
　　2．非視距傳輸(NLOS)。利用無(wú)線Mesh技術(shù)可以很容易實(shí)現(xiàn)NLOS配置，因此在室外和公共場(chǎng)所有著廣泛的應(yīng)用前景。與發(fā)射臺(tái)有直接視距的用戶先接收無(wú)線信號(hào)，然后再將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給非直接視距的用戶。按照這種方式，信號(hào)能夠自動(dòng)選擇最佳路徑不斷從一個(gè)用戶跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)用戶，并最終到達(dá)無(wú)直接視距的目標(biāo)用戶。這樣，具有直接視距的用戶實(shí)際上為沒(méi)有直接視距的鄰近用戶提供了無(wú)線寬帶訪問(wèn)功能。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)能夠非視距傳輸?shù)奶匦源蟠髷U(kuò)展了無(wú)線寬帶的應(yīng)用領(lǐng)域和覆蓋范圍。
　　3．健壯性。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)健壯性通常的方法是使用多路由器來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。如果某個(gè)路由器發(fā)生故障，信息由其他路由器通過(guò)備用路徑傳送。E-mail就是這樣一個(gè)例子，郵件信息被分成若干數(shù)據(jù)包，然后經(jīng)多個(gè)路由器通過(guò)Internet發(fā)送，最后再組裝成到達(dá)用戶收件箱里的信息。Mesh網(wǎng)絡(luò)比單跳網(wǎng)絡(luò)更加健壯，因?yàn)樗灰蕾囉谀骋粋€(gè)單一節(jié)點(diǎn)的性能。在單跳網(wǎng)絡(luò)中，如果某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)也就隨之癱瘓。而在Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一條或幾條傳送數(shù)據(jù)的路徑。如果最近的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或者受到干擾，數(shù)據(jù)包將自動(dòng)路由到備用路徑繼續(xù)進(jìn)行傳輸，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行不會(huì)受到影響。
　　4．結(jié)構(gòu)靈活。在單跳網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備必須共享AP。如果幾個(gè)設(shè)備要同時(shí)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，就可能產(chǎn)生通信擁塞并導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行速度降低。而在多跳網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備可以通過(guò)不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)連接到網(wǎng)絡(luò)，因此不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能的降低。
　　Mesh網(wǎng)絡(luò)還提供了更大的冗余機(jī)制和通信負(fù)載平衡功能。在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)設(shè)備都有多個(gè)傳輸路徑可用，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信負(fù)載情況動(dòng)態(tài)地分配通信路由，從而有效地避免了節(jié)點(diǎn)的通信擁塞。而目前單跳網(wǎng)絡(luò)并不能動(dòng)態(tài)地處理通信干擾和接入點(diǎn)的超載問(wèn)題。
　　5．高帶寬。無(wú)線通信的物理特性決定了通信傳輸?shù)木嚯x越短就越容易獲得高帶寬，因?yàn)殡S著無(wú)線傳輸距離的增加，各種干擾和其他導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的因素隨之增加。因此選擇經(jīng)多個(gè)短跳來(lái)傳輸數(shù)據(jù)將是獲得更高網(wǎng)絡(luò)帶寬的一種有效方法，而這正是Mesh網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)所在。
　　在Mesh網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅能傳送和接收信息，還能充當(dāng)路由器對(duì)其附近節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)信息，隨著更多節(jié)點(diǎn)的相互連接和可能的路徑數(shù)量的增加，總的帶寬也大大增加。
　　此外，因?yàn)槊總€(gè)短跳的傳輸距離短，傳輸數(shù)據(jù)所需要的功率也較小。既然多跳網(wǎng)絡(luò)通常使用較低功率將數(shù)據(jù)傳輸?shù)洁徑墓?jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)線信號(hào)干擾也較小，網(wǎng)絡(luò)的信道質(zhì)量和信道利用效率大大提高，因而能夠?qū)崿F(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)容量。比如在高密度的城市網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Mesh網(wǎng)絡(luò)能夠減少使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的相鄰用戶的相互干擾，大大提高信道的利用效率。
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