無線Mesh網(wǎng)絡

詞語解釋

無線Mesh網(wǎng)絡是一種基于無線技術的網(wǎng)絡，它由一組無線節(jié)點組成，這些節(jié)點之間可以通過無線信號進行互聯(lián)。無線Mesh網(wǎng)絡是一種分布式的無線網(wǎng)絡，它可以實現(xiàn)網(wǎng)絡的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。無線Mesh網(wǎng)絡的特點是節(jié)點之間的連接是動態(tài)的，可以自動根據(jù)網(wǎng)絡狀況進行調整，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡的自組織。無線Mesh網(wǎng)絡可以提供更高的容錯性，可以在節(jié)點出現(xiàn)故障的情況下，通過其他節(jié)點自動重新路由，保證網(wǎng)絡的連接性。無線Mesh網(wǎng)絡的應用非常廣泛，它可以用于家庭、辦公室、工廠、軍事等各種場景，可以提供無線接入、無線數(shù)據(jù)傳輸、無線視頻傳輸?shù)确⻊�。它還可以用于智能家居、智能交通、智能電網(wǎng)等系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化管理。無線Mesh網(wǎng)絡可以用于搭建大規(guī)模的網(wǎng)絡，比如在城市中搭建城市網(wǎng)絡，實現(xiàn)城市的智能化管理。它還可以用于搭建軍事網(wǎng)絡，實現(xiàn)軍事作戰(zhàn)的精確指揮。無線Mesh網(wǎng)絡的應用非常廣泛，它可以滿足不同場景的需求，實現(xiàn)智能化的管理，為社會的發(fā)展和改善提供了重要的技術支持。

　　無線Mesh網(wǎng)絡（無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡）也稱為“多跳（multi-hop）”網(wǎng)絡，它是一種與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡完全不同的新型無線網(wǎng)絡技術。
　　在傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)(WLAN)中，每個客戶端均通過一條與AP相連的無線鏈路來訪問網(wǎng)絡，用戶如果要進行相互通信的話，必須首先訪問一個固定的接入點(AP)，這種網(wǎng)絡結構被稱為單跳網(wǎng)絡。而在無線Mesh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，網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都可以發(fā)送和接收信號，每個節(jié)點都可以與一個或者多個對等節(jié)點進行直接通信。
　　這種結構的最大好處在于：如果最近的AP由于流量過大而導致?lián)砣脑�，那么�?shù)據(jù)可以自動重新路由到一個通信流量較小的鄰近節(jié)點進行傳輸。依此類推，數(shù)據(jù)包還可以根據(jù)網(wǎng)絡的情況，繼續(xù)路由到與之最近的下一個節(jié)點進行傳輸，直到到達最終目的地為止。這樣的訪問方式就是多跳訪問。
　　其實人們熟知的Internet就是一個Mesh網(wǎng)絡的典型例子。例如，當我們發(fā)送一份E-mail時，電子郵件并不是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發(fā)到另外一個服務器，最后經(jīng)過多次路由轉發(fā)才到達用戶的信箱。在轉發(fā)的過程中，路由器一般會選擇效率最高的傳輸路徑，以便使電子郵件能夠盡快到達用戶的信箱。
　　與傳統(tǒng)的交換式網(wǎng)絡相比，無線Mesh網(wǎng)絡去掉了節(jié)點之間的布線需求，但仍具有分布式網(wǎng)絡所提供的冗余機制和重新路由功能。在無線Mesh網(wǎng)絡里，如果要添加新的設備，只需要簡單地接上電源就可以了，它可以自動進行自我配置，并確定最佳的多跳傳輸路徑。添加或移動設備時，網(wǎng)絡能夠自動發(fā)現(xiàn)拓撲變化，并自動調整通信路由，以獲取最有效的傳輸路徑。
　　Mesh網(wǎng)絡的五大優(yōu)勢
　　與傳統(tǒng)的WLAN相比，無線Mesh網(wǎng)絡具有幾個無可比擬的優(yōu)勢：
　　1．快速部署和易于安裝。安裝Mesh節(jié)點非常簡單，將設備從包裝盒里取出來，接上電源就行了。由于極大地簡化了安裝，用戶可以很容易增加新的節(jié)點來擴大無線網(wǎng)絡的覆蓋范圍和網(wǎng)絡容量。在無線Mesh網(wǎng)絡中，不是每個Mesh節(jié)點都需要有線電纜連接，這是它與有線AP最大的不同。 Mesh的設計目標就是將有線設備和有線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間，僅這一點帶來的成本節(jié)省就是非�？捎^的。無線Mesh網(wǎng)絡的配置和其他網(wǎng)管功能與傳統(tǒng)的WLAN相同，用戶使用WLAN的經(jīng)驗可以很容易應用到Mesh網(wǎng)絡上。
　　2．非視距傳輸(NLOS)。利用無線Mesh技術可以很容易實現(xiàn)NLOS配置，因此在室外和公共場所有著廣泛的應用前景。與發(fā)射臺有直接視距的用戶先接收無線信號，然后再將接收到的信號轉發(fā)給非直接視距的用戶。按照這種方式，信號能夠自動選擇最佳路徑不斷從一個用戶跳轉到另一個用戶，并最終到達無直接視距的目標用戶。這樣，具有直接視距的用戶實際上為沒有直接視距的鄰近用戶提供了無線寬帶訪問功能。無線Mesh網(wǎng)絡能夠非視距傳輸?shù)奶匦源蟠髷U展了無線寬帶的應用領域和覆蓋范圍。
　　3．健壯性。實現(xiàn)網(wǎng)絡健壯性通常的方法是使用多路由器來傳輸數(shù)據(jù)。如果某個路由器發(fā)生故障，信息由其他路由器通過備用路徑傳送。E-mail就是這樣一個例子，郵件信息被分成若干數(shù)據(jù)包，然后經(jīng)多個路由器通過Internet發(fā)送，最后再組裝成到達用戶收件箱里的信息。Mesh網(wǎng)絡比單跳網(wǎng)絡更加健壯，因為它不依賴于某一個單一節(jié)點的性能。在單跳網(wǎng)絡中，如果某一個節(jié)點出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡也就隨之癱瘓。而在Mesh網(wǎng)絡結構中，由于每個節(jié)點都有一條或幾條傳送數(shù)據(jù)的路徑。如果最近的節(jié)點出現(xiàn)故障或者受到干擾，數(shù)據(jù)包將自動路由到備用路徑繼續(xù)進行傳輸，整個網(wǎng)絡的運行不會受到影響。
　　4．結構靈活。在單跳網(wǎng)絡中，設備必須共享AP。如果幾個設備要同時訪問網(wǎng)絡，就可能產(chǎn)生通信擁塞并導致系統(tǒng)的運行速度降低。而在多跳網(wǎng)絡中，設備可以通過不同的節(jié)點同時連接到網(wǎng)絡，因此不會導致系統(tǒng)性能的降低。
　　Mesh網(wǎng)絡還提供了更大的冗余機制和通信負載平衡功能。在無線Mesh網(wǎng)絡中，每個設備都有多個傳輸路徑可用，網(wǎng)絡可以根據(jù)每個節(jié)點的通信負載情況動態(tài)地分配通信路由，從而有效地避免了節(jié)點的通信擁塞。而目前單跳網(wǎng)絡并不能動態(tài)地處理通信干擾和接入點的超載問題。
　　5．高帶寬。無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，因為隨著無線傳輸距離的增加，各種干擾和其他導致數(shù)據(jù)丟失的因素隨之增加。因此選擇經(jīng)多個短跳來傳輸數(shù)據(jù)將是獲得更高網(wǎng)絡帶寬的一種有效方法，而這正是Mesh網(wǎng)絡的優(yōu)勢所在。
　　在Mesh網(wǎng)絡中，一個節(jié)點不僅能傳送和接收信息，還能充當路由器對其附近節(jié)點轉發(fā)信息，隨著更多節(jié)點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，因為每個短跳的傳輸距離短，傳輸數(shù)據(jù)所需要的功率也較小。既然多跳網(wǎng)絡通常使用較低功率將數(shù)據(jù)傳輸?shù)洁徑墓?jié)點，節(jié)點之間的無線信號干擾也較小，網(wǎng)絡的信道質量和信道利用效率大大提高，因而能夠實現(xiàn)更高的網(wǎng)絡容量。比如在高密度的城市網(wǎng)絡環(huán)境中，Mesh網(wǎng)絡能夠減少使用無線網(wǎng)絡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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