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無線寬帶：Mesh網(wǎng)絡(luò)

云知道

【無線寬帶：Mesh網(wǎng)絡(luò)】我們可以想象一下，隨著無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，只需簡(jiǎn)單地通過無線控制設(shè)備就可以打開臥室中的DVD機(jī)，啟動(dòng)廚房的微波爐，甚至通過PDA問候遠(yuǎn)方的朋友 。
如何實(shí)現(xiàn)上述的夢(mèng)想呢？許多實(shí)驗(yàn)室和廠商都全力投入無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)，802.11x的標(biāo)準(zhǔn)不斷被更新，新的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)也不斷被提出 。隨著迅馳技術(shù)的成功，Intel也加大了對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)研究的力度 。
最近Intel聯(lián)合其他廠商提出了新一代的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——Mesh網(wǎng)絡(luò) 。
體驗(yàn)與契機(jī)
2002年初，英格蘭和蘇格蘭北部地區(qū)的200多個(gè)用戶率先體驗(yàn)了這一新技術(shù) 。試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的傳輸頻率為28GHz 。Radiant公司宣稱：對(duì)于分布在1000平方米范圍內(nèi)的600個(gè)用戶，Mesh網(wǎng)絡(luò)能夠提供8倍于目前大多數(shù)ADSL用戶接入速率的高速連接，用戶下載和加載時(shí)的速率高達(dá)4Mbps 。這一速率使用戶觀看廣播質(zhì)量的視頻聊天和視頻點(diǎn)播成為可能，這讓ADSL和電纜望塵莫及 。
最近，北電網(wǎng)絡(luò)(Nortel)也發(fā)布了Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并宣稱在今后它會(huì)和傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，形成互補(bǔ)的無縫漫游(Seamless Roaming)網(wǎng)絡(luò) 。北電網(wǎng)絡(luò)行銷副總經(jīng)理曾旭東認(rèn)為，這種高性能的Mesh網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將在2004年下半年或2005年有著顯著增長 。
美國SkyPilot公司更將智能天線技術(shù)應(yīng)用于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)，使頻譜再利用，從而大大提高了頻譜的利用效率 。而Mesh Networks公司開發(fā)出的相關(guān)無線硬件和智能路由軟件，不僅可以構(gòu)建無線Mesh網(wǎng)絡(luò)，并可支持諸如手機(jī)和筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備，且這些設(shè)備可以自由加入或退出網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)兩個(gè)或更多設(shè)備退出網(wǎng)絡(luò)范圍時(shí)，還可以組成自己的微網(wǎng)(圖1) 。
Mesh網(wǎng)絡(luò)VS單跳網(wǎng)絡(luò)
Mesh網(wǎng)絡(luò)也稱為“多跳網(wǎng)絡(luò)”，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的可以不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并能有效地在無線設(shè)備之間傳輸 。為了讓讀者能夠更好地理解Mesh網(wǎng)絡(luò)，我們首先來看一下目前和它相對(duì)應(yīng)的“單跳網(wǎng)絡(luò)” 。
在傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)中，用戶假如要進(jìn)行相互通訊的話，那么首先會(huì)訪問一個(gè)固定的接入點(diǎn)(AP)，這種訪問的方式被稱為單跳網(wǎng)絡(luò) 。而在多跳網(wǎng)絡(luò)中，任何無線設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以同時(shí)作為AP和路由器 。這樣設(shè)計(jì)的好處：假如最近的AP由于流量大而擁塞的話，那么數(shù)據(jù)可以重新選擇一個(gè)小流量路徑進(jìn)行傳輸 。數(shù)據(jù)包根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)依次傳送到多個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終到達(dá)目的地 。這樣的訪問方式就是多跳訪問(圖2) 。
其實(shí)我們熟知的Internet就是一個(gè)“有線多跳”網(wǎng)絡(luò)的典型例子 。例如，我們要發(fā)送一份電子郵件，電子郵件并不會(huì)直接到達(dá)收件人的信箱中，而是通過路由器從一個(gè)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個(gè)服務(wù)器，最后到達(dá)用戶的信箱 。在轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，路由器一般會(huì)選擇一條較好的路徑，使得電子郵件能夠盡快投遞到用戶信箱 。
對(duì)于傳統(tǒng)的單跳無線網(wǎng)絡(luò)，Mesh網(wǎng)絡(luò)有3點(diǎn)明顯的優(yōu)勢(shì)：強(qiáng)壯性、高帶寬和高利用率 。
強(qiáng)壯性：Mesh網(wǎng)絡(luò)要比單跳網(wǎng)絡(luò)更加強(qiáng)壯，這是因?yàn)樵跀?shù)據(jù)通訊中網(wǎng)絡(luò)性能的發(fā)揮并不是單單依靠某個(gè)節(jié)點(diǎn) 。在傳統(tǒng)的單跳無線網(wǎng)絡(luò)中，假如固定的AP發(fā)生故障，那么該網(wǎng)絡(luò)中所有的無線設(shè)備都不能進(jìn)行通訊 。而在Mesh網(wǎng)絡(luò)中，假如某個(gè)節(jié)點(diǎn)的AP發(fā)生故障，它可以重新再選擇一個(gè)AP進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)仍然可以高速地到達(dá)目的地 。
高帶寬：從物理的角度而言，無線通訊意味著通訊距離越短，那么通訊的效果會(huì)越好，因?yàn)殡S著通訊距離的增長，無線信號(hào)不但會(huì)衰弱而且會(huì)相互干擾，從而降低數(shù)據(jù)通訊的效率 。而在Mesh網(wǎng)絡(luò)中，是以一條條較短的無線網(wǎng)絡(luò)連接代替了以往長距離的連接，從而保證數(shù)據(jù)可以以高速率在節(jié)點(diǎn)之間快速傳遞 。由于是在短距離的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳輸，電源的功耗也會(huì)相應(yīng)地減少，這對(duì)于筆記本電腦，PDA這類設(shè)備是非常實(shí)用的 。

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