日期：2016-10-13 點(diǎn)擊: 關(guān)鍵詞：無線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)詳解,WLAN Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解析
1、 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)模型是利用無線連接替代有線連接將多個(gè)AP連接起來，并最終通過一個(gè)portal節(jié)點(diǎn)接入有線網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)成一個(gè)WLAN網(wǎng)絡(luò)。
圖1 WLAN Mesh網(wǎng)絡(luò)
與傳統(tǒng)非Mesh WLAN網(wǎng)絡(luò)相比，Mesh網(wǎng)絡(luò)具有高性價(jià)比、部署快捷、可擴(kuò)展性強(qiáng)、高可靠性、應(yīng)用場(chǎng)景廣等優(yōu)勢(shì)。
2 Mesh技術(shù)解析
IEEE組織為無線Mesh技術(shù)制定了802.11s標(biāo)準(zhǔn)，目前還處于草案階段。該標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)業(yè)已標(biāo)準(zhǔn)化的802.11 WLAN MAC技術(shù)的擴(kuò)展。
2.1 Mesh幀格式
傳統(tǒng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)均為單跳(無線連接)網(wǎng)絡(luò)，而Mesh技術(shù)要實(shí)現(xiàn)的是多跳(無線連接)網(wǎng)絡(luò)。為此，需要對(duì)為單跳應(yīng)用而定義的802.11幀格式進(jìn)行擴(kuò)展，主要變化有擴(kuò)展Mesh頭和引入了多跳Action管理幀。
2.1.1 擴(kuò)展Mesh幀頭
擴(kuò)展Mesh幀頭后的802.11 MAC幀格式如下圖所示，擴(kuò)展的Mesh幀頭位置位于幀體的最前面。
圖2 支持Mesh的802.11 MAC幀格式
2.1.2 多跳Action幀
Mesh支持的多跳Action幀格式如下表所示。
表1 多跳Action幀格式
2.2 Mesh Profile
一個(gè)MP若要加入Mesh網(wǎng)絡(luò)，至少應(yīng)配置有一個(gè)Mesh profile。Mesh Profile包括如下Mesh網(wǎng)絡(luò)的基本組成元素：
l Mesh標(biāo)識(shí)
l Mesh選路協(xié)議標(biāo)識(shí)
l Mesh路徑開銷標(biāo)識(shí)
這些信息通過攜帶在管理幀中的Mesh標(biāo)識(shí)信元和Mesh配置信元進(jìn)行傳遞和協(xié)商。
2.3 Mesh工作原理
2.3.1 Mesh鄰居發(fā)現(xiàn)
Mesh發(fā)現(xiàn)是Mesh網(wǎng)絡(luò)建立過程中的第一步，類似于接入服務(wù)中STA掃描網(wǎng)絡(luò)。
圖3 Mesh發(fā)現(xiàn)
1.Mesh網(wǎng)絡(luò)掃描
MP通過主動(dòng)發(fā)送Probe Request探測(cè)幀，或偵聽Beacon幀，來收集鄰居信息。Beacon或Probe幀中包含Mesh ID、Mesh Configuration以及安全能力等相關(guān)信息。
2.鄰居關(guān)系維護(hù)
MP從接收到的Beacon或Probe Response幀中解析發(fā)端MP的Mesh profile信息，與本端Mesh profile信息進(jìn)行匹配。只有當(dāng)掃描雙方的Mesh profile匹配時(shí)，雙方才可以建立鄰居關(guān)系。
2.3.2 Mesh連接管理
Mesh連接管理包括Mesh連接建立和Mesh連接拆除兩個(gè)過程，采用Peer Link Open/Confirm/Close三種Mesh連接管理Action幀交互實(shí)現(xiàn)。
圖4 Mesh連接管理
1.Mesh連接建立
MP在選出候選Peer后，可以與之發(fā)起Mesh連接建立過程。協(xié)商Mesh連接的雙方需要確保使用相同的Mesh profile。
每個(gè)MP根據(jù)需要可以建立一條或多條Mesh連接，Mesh連接建立后，需要繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的認(rèn)證和安全協(xié)商，之后Mesh連接才可以參與Mesh數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
2.Mesh連接拆除
Mesh連接雙方中任一方，均可以主動(dòng)向?qū)Ψ桨l(fā)送Peer Link Close消息，以關(guān)閉雙方間的Mesh連接，收到Peer Link Close消息的MP，需要向?qū)Ψ組P回應(yīng)一個(gè)Peer Link Close消息。
2.3.3 Mesh安全機(jī)制
由于傳輸媒質(zhì)的開放性，無線網(wǎng)絡(luò)很容易遭受非法攻擊，802.11i標(biāo)準(zhǔn)的推出解決了傳統(tǒng)WLAN網(wǎng)絡(luò)的安全問題，但Mesh網(wǎng)絡(luò)的多跳性帶來了新的安全挑戰(zhàn)。在認(rèn)證方式上，Mesh安全同樣支持802.1x認(rèn)證和PSK認(rèn)證方式，802.1x認(rèn)證通過Supplicant MP與AAA server交互產(chǎn)生后續(xù)密鑰協(xié)商用的種子密鑰MSK，PSK認(rèn)證方式則直接使用PSK作為密鑰協(xié)商的種子密鑰。
在數(shù)據(jù)加密方面，Mesh網(wǎng)絡(luò)支持如下的密鑰層次：
圖5 Mesh密鑰層次
Mesh密鑰層次包含兩個(gè)分支：一個(gè)是Mesh連接安全分支，用于協(xié)商Mesh連接使用加密密鑰;一個(gè)是密鑰分發(fā)分支，用于協(xié)商MKD和MA間安全通信所用的密鑰。
1.Mesh安全關(guān)聯(lián)建立
MSA建立過程包括：MSA認(rèn)證(可選)和四路握手。如果連接建立過程中協(xié)商使用802.1x認(rèn)證，則需要進(jìn)行MSA認(rèn)證，產(chǎn)生用于四路握手的PMK-MKD和PMK-MA，并安裝到MA和Supplicant MP。之后，MA和Supplicant MP進(jìn)行四路握手，生成最終用于MA和Supplicant MP之間加密使用的最終密鑰PTK。
2.Mesh密鑰持有者安全關(guān)聯(lián)
Supplicant MP在完成MSA建立后，在轉(zhuǎn)化為MA角色去認(rèn)證其他MP前，必須先完成Mesh密鑰持有者安全關(guān)聯(lián)，此過程同樣是一個(gè)四路握手過程，此過程確保該Supplicant MP與MKD之間的Mesh路徑安全。
2.3.4 Mesh選路
Mesh網(wǎng)絡(luò)是全連接的WLAN網(wǎng)絡(luò)，任何一個(gè)源和目的地之間會(huì)存在多條可用的Mesh鏈路，并且這些Mesh鏈路的傳輸質(zhì)量會(huì)隨著周邊環(huán)境實(shí)時(shí)變化。因此，非常有必要在Mesh網(wǎng)絡(luò)支持選路協(xié)議，以確保數(shù)據(jù)幀能始終通過最優(yōu)的鏈路傳輸。802.11s標(biāo)準(zhǔn)中定義了如下的選路協(xié)議：
圖6 Mesh選路協(xié)議
2.3.5 Mesh轉(zhuǎn)發(fā)
Mesh網(wǎng)絡(luò)中的所有MP，對(duì)數(shù)據(jù)幀均在二層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的橋轉(zhuǎn)發(fā)。
對(duì)于目的MAC為單播地址的數(shù)據(jù)幀，首先查找轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。若查到匹配表項(xiàng)，則將數(shù)據(jù)幀由該表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的Mesh鏈路發(fā)送出去;若未匹配任何表項(xiàng)，則將該數(shù)據(jù)幀從所有處于活躍狀態(tài)的Mesh鏈路發(fā)送出去。
對(duì)于目的MAC為組播或廣播地址的數(shù)據(jù)幀，MP將數(shù)據(jù)幀從所有處于活躍狀態(tài)的Mesh鏈路發(fā)送出去。
以下是無線mesh技術(shù)詳細(xì)簡(jiǎn)介：
1、背景 無線網(wǎng)狀網(wǎng)是一種新型的無線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，它融合了無線局域網(wǎng)和ad hoc網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大了無線局域網(wǎng)的覆蓋范圍，且具有ad hoc網(wǎng)的組網(wǎng)靈活性強(qiáng)、支持移動(dòng)性、易于迅速展開、系統(tǒng)整體抗毀能力強(qiáng)的特點(diǎn)。是一種大容量、高速率、覆蓋范圍廣的網(wǎng)絡(luò)，成為寬帶接入的一種有效手段。無線網(wǎng)狀網(wǎng)極其廣泛，可以應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的寬帶接入、網(wǎng)絡(luò)語音通訊，政府機(jī)構(gòu)、學(xué)校、企事業(yè)單位的無線寬帶接入，遠(yuǎn)程醫(yī)療、安全監(jiān)控、交通監(jiān)測(cè)、數(shù)字城市、軍隊(duì)?wèi)?zhàn)場(chǎng)通訊系統(tǒng)等各個(gè)方面。該技術(shù)被美國(guó)《telecommunications》雜志評(píng)選為2004年十大熱門通信技術(shù)之一。
過去幾年來，無線網(wǎng)狀網(wǎng)的研究在世界各地大量的展開研究，目前在國(guó)外已經(jīng)逐步明確該技術(shù)進(jìn)入實(shí)用的可行性試驗(yàn)階段。國(guó)內(nèi)的研究人員也對(duì)無線網(wǎng)狀網(wǎng)進(jìn)行了初步的研究，但遠(yuǎn)沒有達(dá)到實(shí)用的地步，離世界先進(jìn)水平還有很大的一段距離。我們通過多年實(shí)踐，創(chuàng)建了一套成熟的、具有世界領(lǐng)先技術(shù)水平的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該技術(shù)已在深圳進(jìn)入試驗(yàn)應(yīng)用階段。該技術(shù)的核心為自主創(chuàng)新，并與國(guó)內(nèi)相關(guān)的單位簽署了技術(shù)實(shí)施合作協(xié)議，并希望能把該技術(shù)服務(wù)國(guó)家。
2、無線mesh簡(jiǎn)介 無線Mesh屬于以下一代Internet為中心的世界第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，被業(yè)界稱 為“無線網(wǎng)狀網(wǎng)”或“無線網(wǎng)中網(wǎng)”，又稱為無線局/區(qū)/城域網(wǎng)或無線城市網(wǎng)(小到覆蓋一層樓、一棟樓或一個(gè)小區(qū)，大到覆蓋一個(gè)城市)，它融合了現(xiàn)有無線局域網(wǎng)和Adhoc網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，是一個(gè)可廣泛應(yīng)用視頻(電視、電影)、語音(VoIP)和數(shù)據(jù)(寬帶接入)傳輸?shù)鹊模滦偷拇笕萘俊⒏咚俾省⒏采w范圍廣、成本低廉、系統(tǒng)整體抗毀能力強(qiáng)的的無線寬帶網(wǎng)絡(luò),線Mesh也被稱為世界第三代通信，即整個(gè)地域或整個(gè)城市實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)狀網(wǎng)通信，將無線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信，能夠處理圖像、音樂、視頻流等多媒體，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、移動(dòng)視頻、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。還可在沒有覆蓋有線IP和有線電視的地方，通過衛(wèi)星等接入部署，再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。
Mesh技術(shù)，是WI-FI技術(shù)的延伸，是目前世界上負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)“最后一公里”的，無線局/區(qū)/城域網(wǎng)(無線城市網(wǎng))關(guān)鍵及理想的無線傳輸技術(shù)。并被認(rèn)為是4G核心技術(shù)的重要組成部分，代表IT技術(shù)發(fā)展的方向。屬于世界新一代及我國(guó)大力支持發(fā)展范圍的寬帶網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型技術(shù)。
3、無線mesh網(wǎng)絡(luò)的定義
無線mesh網(wǎng)絡(luò)即“網(wǎng)狀網(wǎng)”，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是基于IP協(xié)議的無線寬帶接入技術(shù)，它融合了WLAN和Adhoc網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，支持多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有自組網(wǎng)、自修復(fù)、多跳級(jí)聯(lián)、節(jié)點(diǎn)自我管理等智能優(yōu)勢(shì)以及移動(dòng)寬帶、無線定位等特點(diǎn)，是一種大容量、高速率、覆蓋范圍廣的網(wǎng)絡(luò)，成為寬帶接入的一種有效手段。從某種意義上講，Mesh網(wǎng)絡(luò)更主要的是一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)思想，主要功能體現(xiàn)在無中心、自組網(wǎng)、多級(jí)跳接和路由判斷選擇等。
無線Mesh技術(shù)是一種與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)完全不同的新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在傳統(tǒng)的WLAN中，每個(gè)客戶端均通過一條與接入點(diǎn)(AP)相連的無線鏈路訪問網(wǎng)絡(luò)，用戶若要進(jìn)行相互通信，必須首先訪問一個(gè)固定的AP，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)稱為單跳網(wǎng)絡(luò)。而在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，任何無線設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可同時(shí)作為路由器，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能發(fā)送和接收信號(hào)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能與一個(gè)或多個(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由于流量過大而導(dǎo)致?lián)砣脑挘瑪?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。這樣的訪問方式就是多跳訪問。
4、無線mesh基本原理及關(guān)鍵技術(shù)
4.1Msh網(wǎng)絡(luò)基本原理 Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由Mesh AP、Root AP(根AP)及相關(guān)的認(rèn)證、網(wǎng)管系統(tǒng)組成，如圖1所示。其中，Mesh AP主要負(fù)責(zé)為終端和其他Mesh AP提供接入和回傳服務(wù)，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的最大差別在于Mesh AP可以根據(jù)無線信道和干擾情況靈活選擇最佳無線路由，最終通過不同的Mesh AP和有線接入點(diǎn)Root AP連接到因特網(wǎng)。有線接入點(diǎn)Root AP與Mesh AP的區(qū)別在于它一端提供無線接入，另一端提供了Mesh網(wǎng)絡(luò)最終與有線因特網(wǎng)連接的橋梁，實(shí)際上在一個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò)中可以同時(shí)存在多個(gè)Root AP以保證與外界網(wǎng)絡(luò)的通信流量。
圖1：Mesh組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖
4.2mesh關(guān)鍵技術(shù)分析
1) 自配置 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的AP(包括Mesh AP、Root AP，以下同)具備自動(dòng)頻點(diǎn)檢測(cè)、配置以及集中管理能力，可簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的管理維護(hù)。
2) 自發(fā)現(xiàn)、自組織、自愈合技術(shù) 無線Mesh網(wǎng)中AP具備自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和動(dòng)態(tài)路由連接功能，能夠消除單點(diǎn)故障對(duì)業(yè)務(wù)的影響，提供冗余路徑。在某條鏈路出現(xiàn)錯(cuò)誤后可以自動(dòng)通過其他AP接入有線網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)有線接入點(diǎn)的Root AP，一旦其有線鏈路出現(xiàn)故障，也將自動(dòng)關(guān)閉其無線鏈路，使得其他連接到該Root AP的節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)選擇其他有線點(diǎn)接入，保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。
3) 路由優(yōu)化 路由協(xié)議是無線Mesh網(wǎng)絡(luò)最重要的技術(shù)之一。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議不能僅僅根據(jù)“最小跳數(shù)”來進(jìn)行路由選擇，而要綜合考慮多種性能度量指標(biāo);其次，路由協(xié)議要提供網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性和健壯性支持，能夠在無線鏈路失效時(shí)，迅速選擇替代鏈路避免業(yè)務(wù)提供中斷;第三，路由協(xié)議要能夠利用流量工程技術(shù)，在多條路徑間進(jìn)行負(fù)載均衡，盡量最大限度利用系統(tǒng)資源;第四，路由協(xié)議要求能同時(shí)支持路由器和用戶終端[。
4)Qos保證機(jī)制 隨著各種不同類型的業(yè)務(wù)在Mesh網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用，尤其是在Mesh跳數(shù)較多的情況下，需要保證各種業(yè)務(wù)的接入、時(shí)延、公平性等需求，同時(shí)還需協(xié)調(diào)Mesh接入網(wǎng)絡(luò)中的Qos策略與有線網(wǎng)中的QoS策略互連時(shí)的一致性，從而為用戶提供端到端的業(yè)務(wù)Qos保證。
5)Mesh安全 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全隱患在多跳的Mesh網(wǎng)中將被進(jìn)一步放大。目前Mesh網(wǎng)絡(luò)中的安全解決方案主要有兩種，一種是采用了多層安全架構(gòu)，對(duì)客戶機(jī)提供WEP、WPA保護(hù);對(duì)AP間的數(shù)據(jù)采用64/128 bit WEP或128bit AES加密;同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)層使用VPN來增強(qiáng)整體的安全性等。另一種方案是在AP間建立經(jīng)過加密的IPSec隧道，以便安全地傳送所有用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、內(nèi)部信令處理和管理信息，即所有數(shù)據(jù)在AP之間的傳送都處于IPSec保護(hù)之下。
5、無線mesh網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由無線接入點(diǎn)(AP)、無線路由器(WR)、終端用戶/設(shè)備(CLIENT)組成。(如下圖所示)
圖 Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
一個(gè)AP能在幾十至上百米的范圍內(nèi)連接多個(gè)WR，AP的主要作用是將無線網(wǎng)絡(luò)接入核心網(wǎng)，其次要將各個(gè)與WR相連的無線客戶端連接在一起，使裝有無線網(wǎng)卡的終端設(shè)備能通過AP共享核心網(wǎng)的資源。智能接入點(diǎn)(IAP)是在AP的基礎(chǔ)上增加了Adhoc路由選擇功能。此外，AP/IAP還具有網(wǎng)管功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)無線接入網(wǎng)絡(luò)的控制和管理，將傳統(tǒng)的智能性分散到接入點(diǎn)(AP/IAP)中，大大節(jié)省了骨干網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本，提高了網(wǎng)絡(luò)的可延展性。在IAP的下層配置WR，為底層的移動(dòng)終端設(shè)備(即用戶)提供分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能，從IAP下載并實(shí)現(xiàn)無線廣播軟件更新。根據(jù)當(dāng)時(shí)可使用的節(jié)點(diǎn)配置臨時(shí)決定轉(zhuǎn)發(fā)分組信息的路由，即實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)路由。在該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，通過使用WR可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端設(shè)備與接入點(diǎn)間通信范圍的彈性延展。
6、無線mesh具有的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)
6.1mesh網(wǎng)絡(luò)具有的優(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，接上電源就行了。用戶可以很容易增加新的節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)大無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量。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)帶來的成本節(jié)省就是非常可觀的。無線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) 用無線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(luò)能夠非視距傳輸?shù)奶匦源蟠髷U(kuò)展了無線寬帶的應(yīng)用領(lǐng)域和覆蓋范圍。
(3)健壯性 現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(gè)路由器發(fā)生故障，信息由其他路由器通過備用路徑傳送。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。 (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?yàn)殡S著無線傳輸距離的增加，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。
6.2無線mesh網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 態(tài)自發(fā)現(xiàn)、自配置、自愈合，低功率、高帶寬、高速率等。
7、無線mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及典型應(yīng)用 基于Mesh網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，它可以在不同異構(gòu)的環(huán)境下提供多種服務(wù);當(dāng)用戶在高速移動(dòng)時(shí)，或者在較大范圍的區(qū)域內(nèi)可以通過3G或2.5G傳輸語音、數(shù)據(jù);在局部的范圍內(nèi)可通過WLAN提供寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如視頻點(diǎn)播等。隨著Mesh網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，它最終可在企業(yè)的辦公環(huán)境中將辦公室電話或者手機(jī)進(jìn)行整合。 隨時(shí)隨地的政務(wù)和公眾無線寬帶、公共安全監(jiān)控、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等元素一起構(gòu)成“無線城市”。北京、上海、武漢、深圳、天津等城市都規(guī)劃了無線城市建設(shè)，而Wi-Fi+無線Mesh是較好的實(shí)施方案。目前在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市包括北京市均開始無線Mesh寬帶接入規(guī)劃和實(shí)施，在城市特定區(qū)域、復(fù)雜街區(qū)、辦公區(qū)、家庭內(nèi)、企業(yè)和公共場(chǎng)所等諸多領(lǐng)域無線Mesh都具有廣闊的應(yīng)用前景。具體的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面。
(1)無線Mesh寬帶接入城域網(wǎng) 無線Mesh寬帶城域網(wǎng)絡(luò)在美國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)已經(jīng)建設(shè)完成。現(xiàn)在，巴黎等國(guó)外發(fā)達(dá)城市和國(guó)內(nèi)的北京、上海等城市也在積極規(guī)劃中。同時(shí)，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)可以作為未來WiMAX無線城域網(wǎng)的擴(kuò)展和補(bǔ)充。
(2)校園無線Mesh網(wǎng) 校園無線網(wǎng)絡(luò)有自己的特點(diǎn)：一是地域范圍大、用戶多而且通信量大;二是網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求高，網(wǎng)絡(luò)必須能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)、室外、禮堂、宿舍、圖書館、公共場(chǎng)所等之間的無縫漫游;三是負(fù)載平衡非常重要，當(dāng)學(xué)生集中在某地同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)很容易發(fā)生通信擁塞。使用無線Mesh組網(wǎng)，很容易調(diào)整節(jié)點(diǎn)數(shù)量和位置，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)外的無縫漫游。目前國(guó)內(nèi)的清華大學(xué)、暨南大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)、河北廊坊大學(xué)城等許多院校相繼建成了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)。
(3)醫(yī)院等公共場(chǎng)所的理想聯(lián)網(wǎng)方案 醫(yī)院建筑物的構(gòu)造密集復(fù)雜，一些區(qū)域要防止電磁輻射。布線比較困難，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的健壯性要求很高：如有重要活動(dòng)(如手術(shù))，任何網(wǎng)絡(luò)故障都將會(huì)帶來災(zāi)難性的后果。采用無線Mesh組網(wǎng)正好能夠解決這些問題，無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔{(diào)整簡(jiǎn)單，而且網(wǎng)絡(luò)的健壯性和高帶寬也更適合醫(yī)院等公共場(chǎng)所部署。
(4)旅游休閑場(chǎng)所應(yīng)用 無線Mesh非常適合那些地理位置偏遠(yuǎn)布線困難或不經(jīng)濟(jì)，而又需要為用戶提供寬帶無線Internet訪問的地方，如旅游場(chǎng)所、度假村、汽車旅館等。無線Mesh能夠以最低的成本為這些場(chǎng)所提供寬帶服務(wù)。
(5)適合需要快速部署或臨時(shí)安裝的場(chǎng)所 對(duì)于那些需要快速部署或臨時(shí)安裝的地方，如展覽會(huì)、交易會(huì)、災(zāi)難救援等，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是最經(jīng)濟(jì)有效的組網(wǎng)方法，可以將成本降到最低。
(6)行業(yè)無線分布式網(wǎng)絡(luò) 對(duì)于交通、銀行等專業(yè)行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)部署，無線Mesh有其很大的優(yōu)勢(shì)。摩托羅拉公司與中國(guó)鐵道部聯(lián)合試驗(yàn)在交通行業(yè)的應(yīng)用，聯(lián)合開發(fā)了成昆線以及南京港和煤礦等無線Mesh網(wǎng)絡(luò)。Strix在與中國(guó)2008奧運(yùn)的安全部門合作，在奧運(yùn)城市建設(shè)了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)。北電在中國(guó)農(nóng)業(yè)銀行上海支行也建設(shè)了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)。
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