明日的无线宽带 Mesh网络

2004-03-08 15:56:30 我们可以想象一下，随着无线网络的发展，只需简单地通过无线控制设备就可以打开卧室中的ＤＶＤ机，启动厨房的微波炉，甚至通过ＰＤＡ问候远方的朋友。

如何实现上述的梦想呢？许多实验室和厂商都全力投入无线网络技术的研发，８０２．１１ｘ的标准不断被更新，新的无线网络架构和技术也不断被提出。随着迅驰技术的成功，Ｉｎｔｅｌ也加大了对无线网络研究的力度。

最近Ｉｎｔｅｌ联合其他厂商提出了新一代的无线网络架构——Ｍｅｓｈ网络。

体验与契机
２００２ 年初，英格兰和苏格兰北部地区的２００多个用户率先体验了这一新技术。试验网络的传输频率为２８ＧＨｚ。Ｒａｄｉａｎｔ公司宣称：对于分布在１０００平方 米范围内的６００个用户，Ｍｅｓｈ网络能够提供８倍于目前大多数ＡＤＳＬ用户接入速率的高速连接，用户下载和加载时的速率高达４Ｍｂｐｓ。这一速率使用户 观看广播质量的视频聊天和视频点播成为可能，这让ＡＤＳＬ和电缆望尘莫及。

最近，北电网络（Ｎｏｒｔｅｌ）也发布了Ｍｅｓｈ网络架构，并 宣称在今后它会和传统电信网络结合，形成互补的无缝漫游（Ｓｅａｍｌｅｓｓ Ｒｏａｍｉｎｇ）网络。北电网络行销副总经理曾旭东认为，这种高性能的Ｍｅｓｈ网络服务将在２００４年下半年或２００５年有着显著增长。

美 国ＳｋｙＰｉｌｏｔ公司更将智能天线技术应用于无线Ｍｅｓｈ网络，使频谱再利用，从而大大提高了频谱的利用效率。而Ｍｅｓｈ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ公司开发出的相关无线硬件和智能路由软件，不仅可以构建无线Ｍｅｓｈ网络，并可支持诸如手机和笔记本电脑等移动设备，且这些设备可以自由 加入或退出网络；当两个或更多设备退出网络范围时，还可以组成自己的微网。

Ｍｅｓｈ网络ＶＳ单跳网络
Ｍｅｓｈ网络也称为“多跳网络”，它是一个动态的可以不断扩展的网络架构，并能有效地在无线设备之间传输。为了让读者能够更好地理解Ｍｅｓｈ网络，我们首先来看一下目前和它相对应的“单跳网络”。

在 传统的无线局域网中，用户如果要进行相互通讯的话，那么首先会访问一个固定的接入点（ＡＰ），这种访问的方式被称为单跳网络。而在多跳网络中，任何无线设 备节点都可以同时作为ＡＰ和路由器。这样设计的好处：如果最近的ＡＰ由于流量大而拥塞的话，那么数据可以重新选择一个小流量路径进行传输。数据包根据网络 的情况，从一个节点依次传送到多个节点，最终到达目的地。这样的访问方式就是多跳访问。

其实我们熟知的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ就是一个“有线多 跳”网络的典型例子。例如，我们要发送一份电子邮件，电子邮件并不会直接到达收件人的信箱中，而是通过路由器从一个服务器转发到另外一个服务器，最后到达 用户的信箱。在转发的过程中，路由器一般会选择一条较好的路径，使得电子邮件能够尽快投递到用户信箱。

对于传统的单跳无线网络，Ｍｅｓｈ网络有３点明显的优势：强壮性、高带宽和高利用率。

强 壮性：Ｍｅｓｈ网络要比单跳网络更加强壮，这是因为在数据通讯中网络性能的发挥并不是单单依靠某个节点。在传统的单跳无线网络中，如果固定的ＡＰ发生故 障，那么该网络中所有的无线设备都不能进行通讯。而在Ｍｅｓｈ网络中，如果某个节点的ＡＰ发生故障，它可以重新再选择一个ＡＰ进行通讯，数据仍然可以高速 地到达目的地。

高带宽：从物理的角度而言，无线通讯意味着通讯距离越短，那么通讯的效果会越好，因为随着通讯距离的增长，无线信号不但会 衰弱而且会相互干扰，从而降低数据通讯的效率。而在Ｍｅｓｈ网络中，是以一条条较短的无线网络连接代替了以往长距离的连接，从而保证数据可以以高速率在节 点之间快速传递。 由于是在短距离的节点之间进行传输，电源的功耗也会相应地减少，这对于笔记本电脑，ＰＤＡ这类设备是非常实用的。

高利 用率：高利用率是Ｍｅｓｈ网络的另一个技术优势。在单跳网络中，一个固定的ＡＰ被多个设备共享使用，随着网络设备的增多，ＡＰ的通讯网络可用率会大大下 降。而在Ｍｅｓｈ网络中，由于每个节点都是ＡＰ，根本不会发生此类问题；一旦某个ＡＰ可用率下降，数据会自动重新选择一个ＡＰ进行传输。

Ｍｅｓｈ网络的应用
从本质上说，Ｍｅｓｈ网络是一种类似于点对点的无线网络架构，这种架构可以大大减少网络的基础设施成本（例如ＡＰ，无线路由器数量），同时也可为无线网络服务供应商（ＷＩＳＰ）减少７０％～７５％的营运、安装成本。

基 于Ｍｅｓｈ网络的优势，它还可以在不同异构的环境下提供多种服务；当用户在高速移动时，或者在较大范围的区域内可以通过３Ｇ或２．５Ｇ传输语音、数据；在 局部的范围内可通过ＷＬＡＮ提供宽带网络服务，例如视频点播等。随着Ｍｅｓｈ网络的进一步发展，它最终可在企业的办公环境中将办公室电话或者手机进行整 合。

Ｍｅｓｈ网络在家庭环境上有突出的优势。在无线家庭网络中，一旦建成Ｍｅｓｈ网络，那么小区中的用户可以充分利用所有无线设备所提供 的带宽来达到高带宽的应用，例如在线点播、高质量视频会议、高清晰电视、网络游戏等。家庭中的所有数字电子设备基本上都可以转化成无线网络的通讯。而对于 商业环境而言，Ｍｅｓｈ网络不仅可以平衡网络流量，更无须额外购买ＡＰ，可以降低商业应用中的网络流量瓶颈。而在酒店，机场等场所，用户可以更加高速地进 行无线互联网冲浪。

除此之外，Ｍｅｓｈ网络在智能传输系统、救护定位（火灾，医护等）、交通调度方面都有非常不错的前景。通过短距离、多次快速的信息传递，能够及时了解事件发生的情况。
（上海 林晨）

小资料
Ｍｅｓｈ 网络是一种新型的无线网络架构，是可以兼容现有任何８０２．１１标准的无线网络通讯协议。除此之外，Ｍｅｓｈ网络组织也自主开发了基于Ｍｅｓｈ网络的 ＱＤＭＡ通讯协议，它有较广的通讯范围，并且能够在高速移动中进行定位和信息收发。目前ＱＤＭＡ数据传输的范围达到１６００米，而８０２．１１ｂ只有 ２０～５０米。不过由于覆盖更广的通讯区域，数据的峰值传输率为８Ｍｂｐｓ，比８０２．１１ｂ的１１Ｍｂｐｓ略低。但除了通讯的范围和速率外，ＱＤＭＡ更 独特的是能够对通讯设备进行精确定位，误差不超过１０米。