２０１４年第２期 信息通信 ２０１４ （总第１３４期） １ＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ （Ｓｕｍ．Ｎｏ １３４） 无线Ｍｅｓｈ网络技术现状及前景展望 刘雅婷 （中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙４１００７５） 摘要：无线Ｍｅｓｈ网络也被称为无线网格网，英文缩写为ＷＭＮ，即ＷｉｒｅｌｅｓｓＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋ之意。近年来，这种全新的无 线网络技术在我国国内受到了越来越多的关注，并以飞快的速度在发展。文章首先对ＷＭＮ的技术体系结构进行了大 致分析；其次，对其目前使用的技术现状特点进行了统计总结；最后，对其广阔的应用前景进行了展望。 关键词：无线Ｍｅｓｈ；网格网；技术 中图分类号：ＴＮ９２９．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３．１ｌ３１（２０１４）０２．０１８９—０２ ｌ ＷＭＮ简介 ３无线Ｍｅｓｈ网络的技术现状特点及技术优势 改革开放以来，我国经济进入了一个高速发展的阶段，在 ３．１无线Ｍｅｓｈ网络的技术现状特点 此阶段，因特网技术也取得了较大的进步，这为通信技术的快 无线Ｍｅｓｈ网络结构呈网格状分布，该网状结构由一组组 速发展提供了良好的环境。网络技术从最初的有线网络发展 无线ＡＰ构成，其联接方式都是以点对点方式通过无线中继线 阶段逐渐过渡到与各种无线网络并存阶段，初步形成了新一代 路进行，能够让传统ＷＬＡＮ中的无线“热点”转变成为真正无 网络体系结构，它们能够提供更好的接入服务。上世纪９０年 线“热区”来进行大面积覆盖。 代中期，伴随着网络技术的高速发展，一种新型的无线网络技 无线Ｍｅｓｈ网络具有优良的自配置特性。无线Ｍｅｓｈ不仅 术悄然诞生，即无线Ｍｅｓｈ网络。ＷＭＮ是一种分布式网络，具 具有能够自身调节的配置特性还具备集中管理的能力，这大 有典型的高效及高速的特点。ＷＭＮ还具有自组织、自配置的 大地优化了网络的管理效率。 动态适应特征，能够自动构建网络中的结点并有效保证它们之 无线Ｍｅｓｈ网络具有自修复功能。无线Ｍｅｓｈ网具各自动 ‘间的网格连接的稳定性。同时，它还具备低投入、高回报、维 修复点故障对线路的影响，能够自动寻找并发现动态路由连 护便捷、结构牢靠、服务区域广等明显优点，正是因为其具有 接，提供更多连接路径。 如此大的优势，才使得其发展具有广阔的前景。ＷＭＮ中的 无线Ｍｅｓｈ网络具有高带宽功能。采用Ｍｅｓｈ系统新结 Ｍｅｓｈ路由器具有网桥功能，这使得ＷＭＮ能够实现与现有多 构，在增加网络覆盖面的同时，还能够让信号有效避开干扰障 种的无线网络（比如蜂窝网、无线传感器网、Ｗｉ．Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、 碍物，让信号更加通畅，消除盲区。 ｗｉＭｅｄｉａ等）相互融合、相互操作。“ 无线Ｍｅｓｈ网络具有利用率高的特性。Ｍｅｓｈ网络还具有 ２ ＷＭＮ网络技术的结构 的另一个技术优势是其利用的高效率性。在其网络体系中，多 ＷＭＮ采用的拓扑结构形如网格状。ＷＭＮ中包含两种 设备共享一个固定的ＡＰ。在传统网络中，在设备逐渐增多的 结点：Ｍｅｓｈ路由器结点和Ｍｅｓｈ客户结点。因Ｍｅｓｈ网络技术 情况下，ＡＰ的通讯网络的利用率会大大下降。而在Ｍｅｓｈ网络 支持要求的特殊性，其路由器同样需要具有特殊功能。为了 中，由于每个节点都是ＡＰ，故此问题能够得到有效解决。 支持Ｍｅｓｈ网络较大的灵活性能，一般情况下，Ｍｅｓｈ路由器都 ３＿２无线Ｍｅｓｈ网络的优势 拥有较多的无线接口，在这些接口的接入方面一般采用一致 与传统的无线网络对比，无线Ｍｅｓｈ网络的优势明显，具 或不一致的无线接入技术。为了最大限度地扩大覆盖率，无 体如下： 线Ｍｅｓｈ路由器大多采用多跳接力方式。Ｍｅｓｈ客户结点具有 （１）安装快速简捷。Ｍｅｓｈ节点的安装摆脱了以往安装不 强大的功能，这些功能大多都是Ｍｅｓｈ网络所必须具备的。 便的缺点，只需执行取出设备及接通电源的动作便安装完成。 Ｍｅｓｈ路由器在设备配置上大多都￣ＬＭｅｓｈ客户结点复杂较多， 用户还能够采用增加节点的手段来增强无线网络信号及其覆 但客户结点的设备配置更具多样性，它能够是普通ＰＣ、随身电 盖范围。Ｍｅｓｈ无线网络的设计初衷就是将ＡＰ的数量降低并 脑、ＩＰ电话、ＲＦＩＤ阅读器等等。 最大限度地提高安装快捷性，正是其具有如此优点，故其能够 在节约成本的同时还给人们的生活带来极大的便捷。 ”—－＋一一＋一—・＋一一——●一”—－・卜一—■一＊—－＋一一— ＋一一—・＋一－—＋一”—－＋一 ３电源需求 ＰＴＮ。而接入层最好使用环网结构。如果基站没有后备电源 ＴＤ—ＬＴＥ和原来的３Ｇ有同样的地址，因此就可以使 最好单独使用传输系统。基站主要测试区的接入层使用的 用一４８Ｖ直流电源进行供电。如果现有的电源容量不足以满 ＰＴＮ设备为１０ＧＥ，不是主测区的接入层也可以使用１０ＧＥ的 足设别需求就要进行扩容。一般建议ＴＤ．ＬＴＥ基站通信设 ＰＴＮ设备。 备的电源负荷为以下标准：配套传输负荷为２００Ｗ，无线设 参考文献： 备功耗为２１ＯＯＷ，而室内的无线设备为２２００Ｗ。基站应该 【ｌ】赵旭凇，等．ＴＤ．ＬＴＥ无线网络规划及性能分析［Ｊ］．电信工 配备２组蓄电池，容量为５００Ａｈ左右。基站的电源容量最 程技术与标准化，２０１０（１１）：１０—１４ 好为６００Ａ的配置，而整个流模块数量最好在３个或者３个 ［２】王楠．ＴＤ．ＳＣＤＭＡ向ＴＤ．ＬＴＥ演进组网方案研究及现网 以上。 ‘ 测试验证［Ｄ］．北京邮电大学，２０１２：１２３．１２５ ４传输要求 ［３ 马永生．３］基于ＴＴＣＮ．３的ＴＤ．ＬＴＥ终端协议一致性测试系 ＴＤ—ＬＴＥ基础传输接入使用的是光缆，使用的承载设备是 统中安全机制的实现［Ｄ】．北京邮电大学，２０１３（９）：５６．５９ １８９ 信息通信 （２）传输过程非视距。我们通常所说的视距传播，是指在 发射天线和接受天线间能相互“看见”的距离内，电波直接从 发射点传播到接收点（一般要包括地面的反射波）的一种传播 方式。此类用户能够优先收到网络信号，然后再将接收到的 信号反馈给非视距传播用户。以此种方式，信号能够自动选 择最佳路径从一个用户过渡到另一个用户，最终达到非视距 传播的真正目的。这样，便大大地扩展了网络的非视距传播 途径，增加其网络覆盖范围。 （３）健全性。目前，我们为了保证网络传输稳定性及健全 性，一般采用的手法为多路由传输数据。此时，若其中任何一 个路由器出现问题，信息便能够由其他路由器通过备用路径 进行传输。在这点上，Ｍｅｓｈ网络比普通网络表现得更健全，因 为它不仅仅依靠于某一个单一节点的性能。在传统网络中， 若某个节点在传输过程中发生问题，那么整个网络系统便可 能无法工作，如果某一个节点出现故障，整个网络也就随之瘫 痪。而新型的Ｍｅｓｈ网络出现后，因其节点设计均具有多条传 播路线，即使某个节点出现问题损坏，其数据也能够由自动路 由转至备用路径继续其传输过程，网络系统也不至于因某个 节点的损坏而瘫痪。 （４）灵动性。在传统单跳网络中，ＡＰ是所有设备共享的。 若出现多个设备共用网络时，便可能导致通信拥堵，从而降低 整个系统的运行速率。而在先进的Ｍｅｓｈ网络中，设备能够途 经多路径共同享有，故不会让系统的性能有所下降。 ４无线Ｍｅｓｈ网络的应用前景展望。 ４．１ Ｍｅｓｈ网络在家庭中运用 Ｍｅｓｈ网络因其具有安装方面反应快捷灵动等优点，故其 在未来的家庭中应具有较高的应用价值，其一个重要用处就 是用于家庭无线网络的建立。Ｍｅｓｈ网络在家庭运用中，家庭 中的电器设备均可能成为网络用户，还能够将其作为网络基 础设施的构成部分，提供网络接入服务给其它家电设备。同 时，因无线Ｍｅｓｈ网络具有高带宽及覆盖率较广的优点，所以 Ｍｅｓｈ技术在家庭使用中另一个重要的作用便是其能够支持带 宽设置集中的高端家电设备，例如高清影像等等。 ４．２ Ｍｅｓｈ网络在企业中运用 目前，使用无线通信系统的企业大多采用原始的无线蜂 窝电话联系，在客户服务上提供点对点和点对多点传播。但 是，无线Ｍｅｓｈ网络在这点上与其是具有差异性的，它的用户 能够共享带宽，不用局限于单跳网络在传输上的弊端，并可有 效平衡其网络负载。新增或调整ＡＰ的无线Ｍｅｓｈ网络比有 线ＡＰ具有更快捷，更灵活的配置，并且其安装方便，成本较 低。特别是对接入点移动频繁的企业来说，无线Ｍｅｓｈ网络的 灵活配置、多跳结构技术将成为其调整及升级的有效武器。 ４＿３ Ｍｅｓｈ网络在校园中运用 校园环境与大型企业具有很大的共性，但也具有自身的 特点。①一般学校的ＷＬＡＮ规模庞大，同时，其地域广，用户 数量也较多，故其通信量也较高。与一般的企业比较，校园用 户因其自身教育特性，决定其多媒体技术的运用较多；②校园 网一般具有网络覆盖率高的特性，其网络必须能够满足在教 室、操场、食堂、图书馆等公共场所均能够完全覆盖；③学生在 校园活动或上课时，经常出现集中使用网络的状况，这就要求 其网络必须具备较好的均衡性，不能出现当集中使用网络便 出现网络拥堵、网速降低较多的现象。 在以往的经验当中，此类问题的解决办法便是在某个区 １９Ｏ 刘雅婷：无线Ｍｅｓｈ网络技术现状及前景展望 域（大多在室内）集中安装ＡＰ，而将ＡＰ集中安装在室外的情 况不多。但由于校园网的用户需求特性较为复杂，且具有很 大的不确定性，那么为了迎合此特点，传统做法有可能经常需 要安装新的ＡＰ或调整ＡＰ的安装位置，那么在带来更多麻烦 的同时还会增加其成本，造成很大的浪费。而在校园内使用 无线Ｍｅｓｈ网络，不仅能够克服传统方法所带来的安装困难问 题，还能够更便易于实现网络的结构升级和调整，能够做到网 络运用随心所欲，且极大地降低了成本。一， ４．４ Ｍｅｓｈ网络在旅业中运用 Ｍｅｓｈ网络同样非常适合在旅游业中运用，特别是针对一 些因路途较远从而布线困难的地区，在这些旅游景点引进无 线Ｍｅｓｈ网络技术，能够解决布线困难及经济上需花费较多的 安装问题，不仅让游客使用到快捷高效的无线网络，还能够有 效地增加旅游景点的客流量，达到促进地区旅游产业发展的 目的。“ ５结语 ． 目前，我国的ＷＭＮ发展逐渐走上了快速发展的道路，在 发展的过程中获得了许多鼓舞人心的成果。ＷＭＮ在为个人、 企业、校园、旅游等提供了方便快捷的无线服务的同时，还有 效地推动了社会各产业的发展。我们凭借目前的研究技术水 平所研究出来的ＷＭＮ虽然不断地给我们惊喜，但不容乐观 的是现有ＷＭＮ的性能还离人们的期望较远，还有较多的问 题和技术亟待解决。为了加快ＷＭＮ技术的发展，我们还必 须开发新的ＭＡＣ、路由和传输协议。目前，ＷＭＮ在自动组织 及配置方面还表现得差强人意，同时，其在安全性方面也存在 着较大的隐患。目前，ＷＭＮ技术还处于发展的初级阶段，我 们要充分地认识到其发展现状，通过不断的技术难点突破，力 争在ＷＭＮ技术领域取得更好的成绩。 参考文献： ［１】杨卫华，赵兴海如何利用ＶＲＲＰ实现接人层的备份和负载 分担［Ｊ］．有线电视技术，２００５（２２）． ［２ 王励，朱培栋，尚韬基于动态冗余技术高可用核心路由器 ２］的实现［Ｊ］．计算机工程，２００３（２２）． 【３］谢希仁计算机网络［Ｍ】．５版．北京：电子工业出版社，２００７． ［４］俞黎阳，张卫，强志成计算机网络工程实验教程［Ｍ】．北京： 清华大学出版社，２００８． ［５】杨云江计算机网络管理技术［Ｍ】北京：清华大学出版社， ２００５． ［６】 张新有．网络工程技术与实验教程［Ｍ】北京：清华大学出版 社，２００５． ［７］黄海月，燕雪峰．无线Ｍｅｓｈ网络混合路由协议负载均衡的 改进Ｉ－ｊ］小型微型计算机系统，２０１０，１１（１１）：２２３６．２２４０． ［８】韦有华，王成耀静态路由热备份及其负载均衡的研究［Ｊ］计 算机应用，２００４（３）． ［９ 何萍实，９］徐子平，杨峡．多信道ＩＥＥＥ无线Ｍｅｓｈ网络中路 由度量算法研究［Ｊ］．计算机应用研究，２０１０，２７（１３）： ３９３８．３９４１． ［１０】Ｒ Ｈｉｎｄｅｎ：Ｅｄ Ｎｏｋｉａ．Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ， ２００４． 作者简介：刘雅婷（１９９２．），女，山西运城人，主要从事通信工程 等方面研究。
