无线mesh网路 _生活百科

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无线mesh网路无线mesh网路，由mesh routers（路由器）和mesh clients（客户端）组成，其中mesh routers构成骨干网路，并和有线的internet网相连线，负责为mesh clients提供多跳的无线internet连线。
【无线mesh网路】无线Mesh网路（无线网状网路）也称为“多跳（multi-hop）”网路，它是一种与传统无线网路完全不同的新型无线网路技术。
基本介绍中文名：无线mesh网路
外文名：Wireless Mesh Network
组成：路由器，客户端
别名：“多跳（multi-hop）”网路
属性：新型无线网路技术
简介在传统的无线区域网路(WLAN)中，每个客户端均通过一条与AP(Access Point)相连的无线链路来访问网路，形成一个局部的BSS(Basic Service Set) 。用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的接入点(AP)，这种网路结构被称为单跳网路。而在无线Mesh网路中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网路中的每个节点都可以传送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。这种结构的最大好处在于：如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那幺数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网路的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。其实人们熟知的Internet就是一个Mesh网路的典型例子。例如，当我们传送一份E-mail时，电子邮件并不是直接到达收件人的信箱中，而是通过路由器从一个伺服器转发到另外一个伺服器，最后经过多次路由转发才到达用户的信箱。在转发的过程中，路由器一般会选择效率最高的传输路径，以便使电子邮件能够儘快到达用户的信箱。与传统的交换式网路相比，无线Mesh网路去掉了节点之间的布线需求，但仍具有分散式网路所提供的冗余机制和重新路由功能。在无线Mesh网路里，如果要添加新的设备，只需要简单地接上电源就可以了，它可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时，网路能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。Mesh优势与传统的WLAN相比，无线Mesh网路具有几个无可比拟的优势：部署安装简便安装Mesh节点非常简单，将设备从包装盒里取出来，接上电源就行了。由于极大地简化了安装，用户可以很容易增加新的节点来扩大无线网路的覆盖範围和网路容量。在无线Mesh网路中，不是每个Mesh节点都需要有线电缆连线，这是它与有线AP最大的不同。Mesh的设计目标就是将有线设备和有线AP的数量降至最低，因此大大降低了总拥有成本和安装时间，仅这一点带来的成本节省就是非常可观的。无线Mesh网路的配置和其他网管功能与传统的WLAN相同，用户使用WLAN的经验可以很容易套用到Mesh网路上。NLOS利用无线Mesh技术可以很容易实现NLOS配置，因此在室外和公共场所有着广泛的套用前景。与发射台有直接视距的用户先接收无线信号，然后再将接收到的信号转发给非直接视距的用户。按照这种方式，信号能够自动选择最佳路径不断从一个用户跳转到另一个用户，并最终到达无直接视距的目标用户。这样，具有直接视距的用户实际上为没有直接视距的邻近用户提供了无线宽频访问功能。无线Mesh网路能够非视距传输的特性大大扩展了无线宽频的套用领域和覆盖範围。稳定性实现网路稳定性通常的方法是使用多路由器来传输数据。如果某个路由器发生故障，信息由其他路由器通过备用路径传送。E-mail就是这样一个例子，邮件信息被分成若干数据包，然后经多个路由器通过Internet传送，最后再组装成到达用户收件箱里的信息。Mesh网路比单跳网路更加健壮，因为它不依赖于某一个单一节点的性能。在单跳网路中，如果某一个节点出现故障，整个网路也就随之瘫痪。而在Mesh网路结构中，由于每个节点都有一条或几条传送数据的路径。如果最近的节点出现故障或者受到干扰，数据包将自动路由到备用路径继续进行传输，整个网路的运行不会受到影响。结构灵活在单跳网路中，设备必须共享AP 。如果几个设备要同时访问网路，就可能产生通信拥塞并导致系统的运行速度降低。而在多跳网路中，设备可以通过不同的节点同时连线到网路，因此不会导致系统性能的降低。Mesh网路还提供了更大的冗余机制和通信负载平衡功能。在无线Mesh网路中，每个设备都有多个传输路径可用，网路可以根据每个节点的通信负载情况动态地分配通信路由，从而有效地避免了节点的通信拥塞。而单跳网路并不能动态地处理通信干扰和接入点的超载问题。高频宽无线通信的物理特性决定了通信传输的距离越短就越容易获得高频宽，因为随着无线传输距离的增加，各种干扰和其他导致数据丢失的因素随之增加。因此选择经多个短跳来传输数据将是获得更高网路频宽的一种有效方法，而这正是Mesh网路的优势所在。在Mesh网路中，一个节点不仅能传送和接收信息，还能充当路由器对其附近节点转发信息，随着更多节点的相互连线和可能的路径数量的增加，总的频宽也大大增加。此外，因为每个短跳的传输距离短，传输数据所需要的功率也较小。既然多跳网路通常使用较低功率将数据传输到邻近的节点，节点之间的无线信号干扰也较小，网路的信道质量和信道利用效率大大提高，因而能够实现更高的网路容量。比如在高密度的城市网路环境中，Mesh网路能够减少使用无线网路的相邻用户的相互干扰，大大提高信道的利用效率。可在室外套用mesh无线网路是一把双刃剑。无线mesh网路可以延伸无线区域网路的基础设施到无法为一个接入点配备电缆的地方，但是这样做也付出了回程链路吞吐量下降的代价，对于连线到mesh网状无线网路接入点的客户端也一样。除此之外，在远端还是需要电力支持。例如公车站已经有了电力支持，而且对于热点控制台的管理几乎不需要频宽。公车站的接入点将不会给Wi-Fi客户端提供服务。相反，它具有自己的RJ-45连线埠，可启用并配置来提供热点所需要的虚拟区域网路。网路结构无线Mesh 网路是一种与传统的无线网路完全不同的网路。传统的无线接入技术中，主要採用点到点或者点到多点的拓扑结构。这种拓扑结构中一般都存在一个中心节点，例如移动通信系统中的基站、802.11无线区域网路(WLAN)中的接入点(AP)等等。中心节点与各个无线终端通过单跳无线链路相连，控制各无线终端对无线网路的访问；同时，又通过有线链路与有线骨干网相连，提供到骨干网的连线。而在无线Mesh网路中，採用网状Mesh拓扑结构，是一种多点到多点网路拓扑结构。在这种Mesh网路结构中，各网路节点通过相邻其他网路节点，以无线多跳方式相连。在WMN中包括两种类型的节点：无线Mesh路由器和无线Mesh用户端。WMN的系统结构根据节点功能的不同分为3类：骨干网Mesh结构、客户端Mesh结构、混合结构。骨干网Mesh结构是由Mesh路由器网状互连形成的，无线Mesh骨干网再通过其中的Mesh路由器与外部网路相连。Mesh路由器除了具有传统的无线路由器的网关、中继功能外，还具有支持Mesh网路互连的路由功能，可以通过无线多跳通信，以低得多的发射功率获得同样的无线覆盖範围。客户端Mesh结构是由Mesh用户端之间互连构成一个小型对等通信网路，在用户设备间提供点到点的服务。Mesh网用户终端可以是手提电脑、手机、PDA等装有无线网卡、天线的用户设备。这种结构实际上就是一个Ad hoc网路，可以在没有或不便使用现有的网路基础设施的情况下提供一种通信支撑。Mesh客户端可以通过Mesh路由器接入骨干Mesh网路形成Mesh网路的混合结构，如图1所示，其中虚线和实线分别表示无线和有线连线。这种结构提供与其他一些网路结构的连线，增强了连线性，扩大了覆盖範围。网路标準在网路中，无线网路的种类很多，那幺这里我们就来介绍一下无线Mesh网路标準的相关内容。首先我们会根据几个无线网路的类型进行一下比较，之后对于无线Mesh网路标準的相关内容再来详细了解下。802.16&WiMAXIEEE802.16标準又称为IEEE Wireless MAN空中接口标準，主要套用于无线城域网範围。已经发布的和正在做的标準主要有802.16，802.16a，802.16c，802.16d，802.16e，802.16f和802.16g共七个标準。其中，802.16，16a，16d属于固定无线接入空中接口标準，而802.16e属于移动宽频无线接入空中标準。802.16d（即802.16-2004）是固定无线接入的一个修订版本，是相对比较成熟并且最具有实用性的一个标準版本，对应10～66GHz和小于11GHz的频率範围，可以进行视距和非视距的传输。理论上，802.16d的覆盖範围最远可达50km，通常的小区半径在10km以内，能在20MHz的信道上提供约75Mbit/s的速率。国内最常见的802.16d产品的信道频宽为3.5M，能够在最高调製方式下提供约10M的速率。802.16e是固定和移动宽频无线接入系统空中接口标準，频率小于6GHz，覆盖範围为几公里，能在5M信道上提供15Mbit/s的速率。802.16e是在802.16d的基础上做的标準，是对16d的增强和补充。802.16f定义了802.16固定无线接入系统MAC层和物理层的管理信息库（MIB）以及相关的管理流程。802.16g规定了802.16管理流程和接口，从而能够实现802.16设备的互操作性和对网路资源、移动性和频谱的有效管理。802.16d和16e只是定义了空中接口里面物理层、MAC层、汇聚层，并没有涉及到上层网路和套用。为了推动产业发展，WIMAX目前正在开展网路结构标準和业务套用需求等方面的工作。除了MAC层物理层以外其他有关802.16的标準，主要是WIMAX来做。WIMAX组织的全称是微波接入全球互操作性认证联盟，其宗旨是致力于制定一套基于IEEE802.16标準和ETSI HIPerMAN标準的测试规範和认证体系，使不同厂商之间的产品在经过认证以后可以具有良好的互操作性，以积极推广和验证宽频无线接入设备的兼容性与互操作性。从而可以在很大程度上推进基于802.16的产品的广泛套用，并且为製造相应的晶片提供有利环境，大大降低产品的研发和生产成本。IEEE802.16是技术标準的制定者，WIMAX是技术和产业链的推动者，它们的关係与WiFi和802.11的关係相类似，二者的工作範围和组织形式不同，但有着非常紧密的联繫与合作，WiMAX为IEEE一致性标準做出了重要的贡献，并随着802.16标準化的发展，WIMAX也在逐步地推进一致性测试工作。802.16可以支持10~66GHz的视距传播频段，以及11GHz以下的非视距传播频段。根据不同频段的传播特性，其套用也有所不同。对于10~66GHz的视距传播频段，由于终端需要有室外天线，其套用主要是为中小企业提供Backhaul的无线传输。对于11GHz以下的非视距传播频段，由于能够实现室内覆盖，其套用将主要集中在为个人用户提供宽频数据业务。除此之外，802.16还可以实现企业WiFi热点区域的后端传输功能，以及LAN区域网路互联、数据专线、窄带业务和基站互联等。相比其它移动通信系统，802.16系统具有较高的频谱利用率和传输速率，因而它适合提供宽频上网和移动视频业务。与其它有线接入手段（如xDSL，Cable，光纤接入等）相比，802.16宽频无线接入具有部署速度更快，扩展能力更强，灵活性更高的优点。对于人口密度较低及不便于铺设xDSL的地区，可以用802.16提供“无线DSL”服务，面向家庭和小企业範围套用。在中等规模企业楼宇内，802.16可以支持高速率连线，代替光纤接入。对于新兴的运营商，由于缺乏本地的有线接入资源，也可以选择802.16提供无线宽频接入，开展业务，开拓市场。