无线Mesh网络技术基础与应用
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)主要包含三類節(jié)點(diǎn),構(gòu)成了Mesh的基本服務(wù)集。
1、與有線網(wǎng)絡(luò)相連的節(jié)點(diǎn)(GateWay節(jié)點(diǎn)),其主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。
2、可以進(jìn)行Mesh組網(wǎng)并擁有Routing功能的STA(Station),其同時具備終端STA和路由器的特點(diǎn),即其自身可以獲得Mesh網(wǎng)絡(luò)所提供的服務(wù),也可以為其他STA進(jìn)行數(shù)據(jù)路由轉(zhuǎn)發(fā)。
3、接受Mesh服務(wù),但不具備Mesh及Routing功能的節(jié)點(diǎn)稱為終端STA。
大致有三種基本類型的Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1、純粹Mesh網(wǎng)絡(luò):即Mesh網(wǎng)絡(luò)是孤立的,所有業(yè)務(wù)都在Mesh網(wǎng)之內(nèi)。
2、混合Mesh網(wǎng)絡(luò):有另一個網(wǎng)絡(luò)疊加在Mesh網(wǎng)絡(luò)之上,通過引入骨干路由來提高效率,并專門傳輸長距離業(yè)務(wù)。
3、接入型Mesh網(wǎng)絡(luò):相當(dāng)大的額外業(yè)務(wù)來自Mesh網(wǎng)絡(luò)之外,有網(wǎng)關(guān)。
Mesh與其他網(wǎng)絡(luò)的對比
1、從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上看,WLAN是典型的點(diǎn)對多點(diǎn)(P2MP)網(wǎng)絡(luò),而且采取單跳方式,因而數(shù)據(jù)不可轉(zhuǎn)發(fā)。
2、WMN與Ad hoc網(wǎng)絡(luò)均是點(diǎn)對點(diǎn)(P2P)的自組織的多跳網(wǎng)絡(luò),WMN注重的是“無線”,而移動Ad hoc網(wǎng)絡(luò)注重的是“移動”,從應(yīng)用上來看,WMN主要用于因特網(wǎng)或?qū)拵Ф嗝襟w通信業(yè)務(wù)的接入,而移動Ad hoc網(wǎng)絡(luò)主要用于軍事或其他專業(yè)通信。
在WMN網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層中,主要的研究方向有如下幾類:
1.跨層方式
要求應(yīng)用層、傳輸層、路由層、媒體接入控制層和物理層之間提供一個信息共享方式。
2、新應(yīng)用業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)
根據(jù)WMN的廣泛特征和優(yōu)勢來研究商業(yè)上受歡迎的新應(yīng)用業(yè)務(wù)。
3、專用網(wǎng)與公共網(wǎng)絡(luò)的集成。
Mesh網(wǎng)絡(luò)讀書筆記
1、Mesh節(jié)點(diǎn)的中繼吞吐率不是平均吞吐率主要的限制因素,干擾是限制平均吞吐率的主要因素,局部區(qū)域過高的業(yè)務(wù)路由會將整個Mesh網(wǎng)絡(luò)分割成兩個孤立的部分。
2、Mesh網(wǎng)中用戶的移動性可能導(dǎo)致效率和可用性方面比當(dāng)前蜂窩系統(tǒng)更大的折中,這是由于Mesh用戶同時還是系統(tǒng)路由節(jié)點(diǎn)。
3、由多跳帶來的增益在實(shí)際中可能會降低,由于多跳中不同鏈路長度以及用戶節(jié)點(diǎn)與接入點(diǎn)不同的天線增益共同造成的稀釋效應(yīng)。在實(shí)際中由于高度原因,移動節(jié)點(diǎn)之間的鏈路預(yù)算遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基站到移動節(jié)點(diǎn)的鏈路預(yù)算。(基站與
移動節(jié)點(diǎn)的高速差造成的)
4、跳頻是避免干擾的一種方法。
5、無線系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)必須從一開始就假定特定的頻譜已經(jīng)分配給特定的應(yīng)用。
6、只有在高發(fā)射率時,由于移動造成的連接失敗才會減少,然而,在高發(fā)射率時,由于相互的干擾很高,所以系統(tǒng)的容量很小。
WMN存在的一些問題
1、在無線電射頻接入方面,對于不同(單一或多個)射頻信道的WMN的研究還處于試驗(yàn)研制階段,性能改善總體來說還不太滿意。
2、在WMN路由準(zhǔn)則和選擇算法等方面,目前提出的特別適用于WMN的路由協(xié)議寥寥無幾。
3、在WMN連接性和多路支持方面,每個節(jié)點(diǎn)的鏈路連接度也是一個至關(guān)重要的問題,并非使用射頻信道數(shù)越多網(wǎng)絡(luò)性能越好,會有成本與干擾的問題。
4、在WMN寬帶利用和資源分配算法方面,目前還沒有提出非常有效的可用算法和協(xié)議,相關(guān)問題還有待研究。
藍(lán)牙MESH技術(shù)彌補(bǔ)組網(wǎng)短板
藍(lán)牙BLE較傳統(tǒng)藍(lán)牙擁有更好的信噪比,傳輸距離更遠(yuǎn),通常可以達(dá)到50米,而傳統(tǒng)的只有6~8米。藍(lán)牙BLE功耗低,省電,數(shù)據(jù)傳輸量小但速率快。盡管優(yōu)點(diǎn)多多,然而在智能家居、智能照明等領(lǐng)域的應(yīng)用上,一直存在著距離短、組網(wǎng)能力差等問題。
受限于藍(lán)牙技術(shù)的組網(wǎng)短板,它在智能家居應(yīng)用中相對薄弱,但智能家居無疑仍然是藍(lán)牙技術(shù)希望占領(lǐng)的重要應(yīng)用場景。最近CSR推出藍(lán)牙MESH技術(shù),實(shí)現(xiàn)了藍(lán)牙組網(wǎng)功能,且距離拉遠(yuǎn),使其在智能家居的應(yīng)用地位與日俱增。
藍(lán)牙MESH技術(shù)的出現(xiàn)對于Wi-Fi、ZIGBEE等無線傳輸技術(shù)來說,或許將成為一大威脅。然而,這一協(xié)議正有待納入藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)之中,給其他技術(shù)以喘息機(jī)會,另一方面,低功耗Wi-Fi、ZigBee等也在積極布局,藍(lán)牙MESH想要搶占市場也并非易事。這種競爭局面將加速智能家居、智能照明等市場對無線傳輸技術(shù)的選擇。
據(jù)悉,MESH網(wǎng)絡(luò)利用藍(lán)牙技術(shù)可以廣播的特性,在不需要連接的情況下,就可以傳輸數(shù)據(jù)。蘋果公司利用藍(lán)牙廣播的特性推出了iBeacon,所廣播字符串的內(nèi)容與傳輸方法可自定義,并結(jié)合商用,如推送廣告等。
“CSR MESH技術(shù)由CSR利用星型網(wǎng)絡(luò)和中繼技術(shù),每個網(wǎng)絡(luò)可以連接超過65,000個節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)還可以互連,最終可將無數(shù)Bluetooth Smart設(shè)備通過同一手機(jī)、平板電腦或PC進(jìn)行互聯(lián)或直接操控。為業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。”CSR高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理David James強(qiáng)調(diào)說,“它的功耗只有ZigBee的二十分之一,而且它無需網(wǎng)關(guān),可以用手機(jī)、平板控制,非常簡單易用。”
CSR非常明確MESH方案面向?qū)⒅悄芗揖蛹拔锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用,它通過將藍(lán)牙配置與控制協(xié)議整合到CSR成熟的Bluetooth Smart產(chǎn)品,使消費(fèi)者在任何地點(diǎn)都能操控家里的Bluetooth Smart設(shè)備,包括燈具、供暖設(shè)備、家用電器以及安防系統(tǒng)。節(jié)選自
http://network.51cto.com/art/201412/459827.htm參考資料:
柴遠(yuǎn)波, 鄭晶晶. 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社, 2015.?
(英)史蒂夫, 梅思麗. 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)[M]. 西安:西安交通大學(xué)出版社, 2012.
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/xtubjut/p/5624733.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的无线Mesh网络技术基础与应用的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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