简述Mesh无线自组网无线传输设备在各领域的应用

 新闻动态     |      2019-12-27 18:52
无线Mesh网络是一种近年来得到快速发展的无线宽带接入网络技术,其不需要基站等事先建设的基础设施,而是利用分布式思想构建动态自组织的无线多跳网络,让处于该网络覆盖范围内的用户在任何时间、任何地点都可以对互联网进行高速无线访问。
##无线Ad-hoc网络
无线Mesh网络由无线Ad-hoc网络发展而来。Ad-hoc网是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络,又称为多跳网(Multi-hop Network)、无基础设施网(Infrastructureless Network)或自组织网(Self-organizing Network),整个网络没有固定的基础设施,每个节点都是移动的,并且都能动态地保持与其它节点的联系。移动 Ad-hoc 网络因其具有不依赖基础设施、高动态、多跳、易于组建等特点,已得到人们的普遍关注,尤其适用于某些特殊环境或应急通信中,如战场推进中的部队通信以及发生地震、水灾后的营救等场合,同时也可为已有的无线、有线网络提供多跳扩展。在这种网络中,由于终端无线覆盖范围的有限性,两个无法直接进行通信的用户终端可以借助其它节点进行分组转发,每一个节点同时是一个路由器,它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。如图1所示,节点N4若想要与N1之间进行通讯,虽然它们之间因为距离较远无法直接通讯,但可以通过中继节点N3、N2的转发进行通讯。
 
图 1 无线Ad-hoc网络示意图
 
##无线mesh网络
无线Mesh网络继承了无线Ad-hoc网络无中心、无基础设施、多跳、自组织的特点,并且发展出了新的架构以适应其主要目的——提供IP宽带接入。无线Mesh网络由Mesh路由器和Mesh客户端两种节点构成,其架构可以分为三种类型:
####1) 骨干网架构(Infrastructure/Backbone WMNs)
骨干网架构由Mesh路由器组成,为客户端提供IP宽带接入,如图2所示。无线Mesh网络的骨干网可以用多种无线电技术来构造,其中也包括IEEE 802.11的相关技术。Mesh骨干网是一个可以进行自配置和自愈合的网络,通过Mesh路由器的网关功能与因特网相连,普通客户端和已有无线网络可以通过Mesh路由器的网关或中继功能接入无线Mesh骨干网络中。
图2 无线Mesh网络骨干网架构示意图
 
####2) 客户端架构(Client WMNs)
客户端架构由Mesh客户端组成,在用户设备间提供点到点的无线服务,如图3所示,客户端组成一个能提供路由和配置功能的网络,支持用户的终端应用。由于组成网络的节点不需要具有网关或中继功能,所以不需要Mesh路由器,单独的客户端Mesh结构可以被看作是一个由客户端组成的无线Ad-hoc网络。
图3 无线Mesh网络客户端架构示意图
 
####3) 混合架构(Hybrid WMNs)
混合架构是上述两种架构的结合,如图4所示,Mesh客户端可以通过Mesh路由器实现对网络的访问,同时也可以与其他Mesh客户端组成一个Mesh网络。由Mesh路由器组成的骨干网为客户端提供了与其它一些网络结构的连接,如因特网、WLAN、WiMax、蜂窝和传感器网络等,同时在这种无线Mesh网络结构中,可以利用客户端的路由能力为无线Mesh网络增强连接性、扩大网络覆盖范围。
图4 无线Mesh网络混合架构示意图
 
在混合架构下,无线Mesh网络具有如下特性:
 
支持ad hoc网络,并且具有自组织、自愈合的能力
是一种无线多跳网络,但同时也有由Mesh路由器所组成的骨干网架构
Mesh路由器较少移动并承担路由的主要职责,这样大大减轻了Mesh客户端以及其他非Mesh终端的压力
对终端的移动性有较好的支持
Mesh路由器兼容各种不同的网络,不论无线网络还是有线网络,因此可以提供多种网络的接入。
对Mesh路由器和Mesh客户端的能量功耗限制时不同的
无线Mesh网络并不是一个孤立的网络,其需要与其他无线网络协作。
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