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mesh组网百度百科,MESH自组网的技术结构详细解析

发布时间:2023-12-14 13:32:23编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对mesh组网百度百科,MESH自组网的技术结构详细解析不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

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1. MESH自组织网络简介及采用的主要技术

MESH自组织网络是一种完全不同于传统无线网络的新型无线网络。它是一种动态建立新链路以连接到其他节点的技术。它具有自组织网络、自愈、多跳级联、节点自管理等优点,可以大大降低网络部署的成本和复杂度。

图1. MESH 自组织网络拓扑

目前业界MESH自组织网络主要采用以下技术:

1)按照组网频段,Mesh分为多频多路组网和单频组网。单频组网采用单一频率发送和接收,带宽容量减少一半。在多频多通道组网中,设备对不同链路使用多个正交频率,可以提高系统吞吐量。

2)在无线射频技术方面,为了提高传输速率和性能,近年来广泛应用了OFDM、MIMO、智能天线等技术。

3)在资源调度方面,通常分为CSMA/CA模式和TDMA模式。 CSMA/CA采用资源竞争方式,但当节点多、跳数多、网络负载高时,资源有效利用率较低。 TDMA模式是一种基于时间分配的调度机制,在网络负载较重时效率更高。

4)网络路由算法方面,与固定路由中使用的RIP、OSPF路由协议不同,常见的Mesh无线路由算法有DSDV、DSR、AODV等。

2、 基于MESH自组网的无线产品

早期,宽带MESH产品广泛采用基于CSMA/CA的Wi-FiMESH技术。通过多频模块化设计,可以在ISM频段提供大容量、低成本的无线接入解决方案。 Wi-Fi MESH产品广泛应用于欧美国家“无线宽带城市”建设,也被国内运营商、学校、企业、工厂等广泛应用。在此期间,大量Wi-Fi SkyPilot、Azalea 等FiMESH 厂商出现。但3G/4G商用后,无线宽带接入市场大幅萎缩,不少厂商纷纷破产。

图2. Wi-Fi MESH多频段模块化原理图

Wi-Fi MESH由于频段、带宽、稳定性等问题,不适合应急通信等行业。采用同频TDMA方式的MESH产品已成为业界热点。此类产品一般采用FPGA+ADC芯片架构,可以根据应用场景的信道特性灵活设计底层无线通信协议,广泛采用OFDM、MIMO等技术。采用该方案的产品成本较高,功耗较高,稳定工作的产品开发周期较长。目前市场上有很多公司在使用该方案。

图3 基于FPGA的MESH示意图

此外,还有采用LTE相关技术的MESH解决方案,其完全集成了LTE物理层技术,并具有专门设计的帧结构。它可以应用不同的调制和编码方法来适应不同的信道变化并获得最大的传输效率。 LTE是一项非常完善和成熟的技术,其可靠性和稳定性是可以保证的。但该方案开发门槛高,投入大,能做底层研发的公司很少。目前,中国信息技术集团旗下辰芯科技有限公司在其SDR芯片CX1860上开发了基于LTE协议的MESH解决方案。采用私有无线通信协议,安全可靠,支持QoS机制,保证无线传输服务质量。该算法充分考虑多径信道环境并进行优化设计。即使使用全向天线也能实现长距离高性能传输,传输距离可达150公里。除了FPGA解决方案的灵活性外,该解决方案还具有高集成度。在功耗方面也更具优势,更容易开发小型化终端产品。相关厂商可以基于该方案快速开发自己的MESH产品。

图4. 基于LTE的单芯片MESH示意图

3、MESH自组织网络的应用

MESH自组织网络已应用于武警、消防、人防应急、三防应急、水利防洪、电力巡检、电力救援、“雪亮工程”、铁路救援、海上执法、海事监视巡检、海关边防、码头监控、森林防火、油田防盗、军事侦察、电视转播等领域。提供城市、海洋、山地等各种复杂环境下高质量图像、语音、数据的实时移动传输。

近年来,“雪亮工程”项目建设大部分集中在城市,下达县乡、镇的工作还很薄弱。县乡镇“雪亮工程”实施缓慢的原因之一是部分农村地区基础设施比较薄弱,没有符合要求的光纤网络资源。同时,地形等原因使得布线施工难度大、成本高。在农村、山区、草原等人烟稀少的地区,“雪亮工程”建设项目采用无线MESH视频监控技术具有以下优势:

1)与有线传输相比,无线传输可以节省光纤线缆成本,部署快捷方便,易于维护,节省施工人工成本;

2)不存在擅自连接光缆的现象;不影响现有线路,减少与其他线路部门的冲突;

3)与无线网桥相比,MESH的多跳特性可以实现长距离非视距传输。可以解决“雪亮工程”使用的电线杆高度一般只有几米,且通常有树木、建筑物、山体等阻挡无线设备,导致无法看到传输问题;

4)与增加发射功率和使用定向天线的Wi-Fi网桥相比,LTE MESH可以实现更高的接收灵敏度,并使用全向天线进行远距离传输,可以避免复杂的定向天线安装和技术指导。容易出现倾斜等问题。

4、MESH自组织网络未来发展趋势

设备的小型化、便携化是MESH产品未来的发展趋势之一。在充分考虑应用场景、保证必要功能性能的前提下,研究轻量化、灵巧性技术,满足单人背包、无人机等需求。

在应急通信领域,Mesh自组织网络技术也得到广泛应用。 Mesh与其他专网通信、卫星通信等系统的融合也是未来发展的一个重点。来源;通讯世界

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