無線Mesh接入技術(shù)

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。

Mesh網(wǎng)絡(luò)的不足　

盡管無線Mesh接入技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景，但也存在一些影響它廣泛部署的問題。　

(1)互操作性。

目前影響無線Mesh接入技術(shù)迅速普及的一個(gè)重要障礙就是互操作性，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在還沒有一個(gè)統(tǒng)一的接入網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用戶現(xiàn)在要么就只能使用某一個(gè)廠商的無線Mesh產(chǎn)品，要么面臨如何與各種不同類型的嵌入式無線設(shè)備接口的問題，這個(gè)問題目前是影響無線Mesh接入技術(shù)推廣使用最重要的原因。想徹底解決互操作性問題，最終還需要業(yè)界制定統(tǒng)一的無線Mesh接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)通信延遲。

既然在Mesh網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通過中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多跳轉(zhuǎn)發(fā)，每一跳至少都會(huì)帶來一些延遲，隨著無線Mesh網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，跳接越多，積累的總延遲就會(huì)越大。一些對(duì)通信延遲要求高的應(yīng)用，如話音或流媒體應(yīng)用等，可能面臨無法接受的延遲過長(zhǎng)的問題。目前解決這一問題主要是通過增加Mesh節(jié)點(diǎn)以及合適的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。　　　

(3)安全。

與WLAN的單跳機(jī)制相比，無線Mesh接入技術(shù)的多跳機(jī)制決定了用戶通信要經(jīng)過更多的節(jié)點(diǎn)。而數(shù)據(jù)通信經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)越多，安全問題就越變得不容忽視。Internet本身即是使用Mesh方式進(jìn)行通信的典型，它的安全隱患是眾所周知的。盡管有線網(wǎng)絡(luò)中使用的各種端到端安全技術(shù)，如虛擬專用網(wǎng)（VPN）同樣可以用來解決無線Mesh的安全問題。但正如Internet一樣，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的安全是一個(gè)不容忽視的問題。　　　

Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

從本質(zhì)上說，Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種類似于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這種架構(gòu)可以大大減少網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施成本(例如AP，無線路由器數(shù)量)，同時(shí)也可為無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商(WISP)減少70%~75%的營(yíng)運(yùn)、安裝成本。

基于Mesh網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，它還可以在不同異構(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。Mesh網(wǎng)絡(luò)在家庭、企業(yè)和公共場(chǎng)所等諸多領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。　

1．家庭　

Mesh技術(shù)的一個(gè)重要用處就是用于建立家庭無線網(wǎng)絡(luò)。家庭式無線Mesh聯(lián)網(wǎng)可以連接臺(tái)式PC機(jī)、筆記本和手持計(jì)算機(jī)、HDTV、DVD播放器、游戲控制臺(tái)，以及其他各種消費(fèi)類電子設(shè)備，而不需要復(fù)雜的布線和安裝過程。在家庭Mesh網(wǎng)絡(luò)中，各種家用電器既是網(wǎng)上的用戶，也作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分為其他設(shè)備提供接入服務(wù)。當(dāng)家用電器增多時(shí)，這種組網(wǎng)方式可以提供更多的容量和更大的覆蓋范圍。Mesh技術(shù)應(yīng)用家庭環(huán)境中的另外一個(gè)關(guān)鍵好處是它能夠支持帶寬高度集中的應(yīng)用，如高清晰度視頻等。　

2．企業(yè)　

目前，企業(yè)的無線通信系統(tǒng)大都采用傳統(tǒng)的蜂窩電話式無線鏈路，為用戶提供點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)則不同，它允許網(wǎng)絡(luò)用戶共享帶寬，消除了目前單跳網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，并且能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的動(dòng)態(tài)平衡。在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中增加或調(diào)整AP也比有線AP更容易、配置更靈活、安裝和使用成本更低。尤其是對(duì)于那些需要經(jīng)常移動(dòng)接入點(diǎn)的企業(yè)，無線Mesh接入技術(shù)的多跳結(jié)構(gòu)和配置靈活將非常有利于網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級(jí)。　

3．學(xué)校　

校園無線網(wǎng)絡(luò)與大型企業(yè)非常類似，但也有自己的不同特點(diǎn)。一是校園WLAN的規(guī)模巨大，不僅地域范圍大，用戶多，而且通信量也大，因?yàn)榕c一般企業(yè)用戶相比學(xué)生會(huì)更多地使用多媒體；二是網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求高，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，由于學(xué)生經(jīng)常要集中活動(dòng)，當(dāng)學(xué)生同時(shí)在某個(gè)位置使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)就可能發(fā)生通信擁塞現(xiàn)象。　

解決這些問題的傳統(tǒng)作法是在室內(nèi)高密度地安裝AP，而在室外安裝的AP數(shù)量則很少。但由于校園網(wǎng)的用戶需求變化較大，有可能經(jīng)常需要增加新的AP或調(diào)整AP的部署位置，這會(huì)帶來很大的成本增加。而使用Mesh方式組網(wǎng)，不僅易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)升級(jí)和調(diào)整，而且能夠?qū)崿F(xiàn)室外和室內(nèi)之間的無縫漫游。

4．醫(yī)院　

Mesh還為像醫(yī)院這樣的公共場(chǎng)所提供了一種理想的聯(lián)網(wǎng)方案。由于醫(yī)院建筑物的構(gòu)造密集而又復(fù)雜，一些區(qū)域還要防止電磁輻射，因此是安裝無線網(wǎng)絡(luò)難度最大的領(lǐng)域之一。醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)主要的特點(diǎn)。一是布線比較困難：在傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式中，需要在建筑物上穿墻鑿洞才能布線，這顯然不利于網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的變化。二是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的健壯性要求很高：如果醫(yī)院里有重要的活動(dòng)（如手術(shù)），網(wǎng)絡(luò)任何可能的故障都將會(huì)帶來災(zāi)難性的后果。采用無線Mesh組網(wǎng)則是解決這些問題的理想方案。如果要對(duì)醫(yī)院無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行調(diào)整，只需要移動(dòng)現(xiàn)有的Mesh節(jié)點(diǎn)的位置或安裝新的Mesh節(jié)點(diǎn)就可以了，過程非常簡(jiǎn)單，安裝新的Mesh節(jié)點(diǎn)也非常方便。而無線Mesh接入技術(shù)的健壯性和高帶寬也使它更適合于在醫(yī)院中部署。

5．旅游休閑場(chǎng)所　

Mesh非常適合于在那些地理位置偏遠(yuǎn)布線困難或經(jīng)濟(jì)上不合算，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。Mesh能夠以最低的成本為這些場(chǎng)所提供寬帶服務(wù)。　

6．快速部署和臨時(shí)安裝　

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，Mesh網(wǎng)絡(luò)無疑是最經(jīng)濟(jì)有效的組網(wǎng)方法。比如，如果需要臨時(shí)在某個(gè)地方開幾天會(huì)議或辦幾天展覽，使用Mesh技術(shù)來組網(wǎng)可以將成本降到最低。