第9章 无线Mesh网络(new)解析

2.无线Mesh网络与WLAN(Wi-Fi)的主要区别
(1) 从拓扑结构上看，WLAN是典型的点对多点(P2MP，Point to Multiple Points)网络，而且采取单跳方式，因而数据不可 转发。WMN可以通过WR对数据进行智能转发(需要对 WLAN传统的AP功能进行扩展和改进) (2) 从协议上看，WMN与移动Ad Hoc网络基本类似。WLAN 的MAC协议完成的是本地业务的接入，而WMN则有两种可 能，一种是本地业务的接入，另一种是其他节点业务的转发。 对于路由协议，WLAN是静态的因特网路由协议+移动IP； 但WMN则主要是动态的按需发现的路由协议，只具有较短 暂的生命周期。
9.1.1 无线Mesh网络的起源




传统的基于基站方案的无线通信系统是通过“最后一公里” 的无线接入，无法适应业务需求的增长 。 蜂窝移动通信系统的出现，大大缓解了用户业务与系统资源 之间的矛盾。但只适用于人口稠密、有永久用户业务需求的 地区。 移动Ad Hoc网络技术一直在悄悄地与蜂窝移动通信技术平行 发展；但在相当长的一段时期内并没有在民用通信领域得到 很好的应用。 无线局域网有效延伸了因特网的覆盖范围，但是商业化进程 在很多地区并不成功。技术上也无Fra Baidu bibliotek做到像蜂窝网络一样无 处不在的信号覆盖。
9.1.4 无线Mesh网络的主要优缺点
优点:
(1)可靠性大大增强。 (2)具有冲突保护机制。 (3)简化链路设计。 (4)网络的覆盖范围增大。 (5)组网灵活、维护方便。
(6)投资成本低、风险小。
缺点: (1) 对于不同射频信道的WMN的研究还处于试验研制 阶段，性能改善总体来说还不太满意。 (2)在WMN路由准则和选择算法等方面，目前提出的 特别适用于WMN的路由协议寥寥无几。 (3)在WMN连接性和多路支持方面，每个节点链路连 接度也是一个至关重要的问题，并非使用射频信道 数越多，网络性能越好，射频信道数增加会带来设 备开销和成本上升，同时可能会带来更多的干扰问 题。 (4)在WMN带宽利用和资源分配算法方面，目前还没 有提出非常有效的可用算法和协议，相关问题还有 待研究。
无线Mesh网络：
基于移动Ad Hoc网络的技术基础开 发的一种完全适用于民用通信的无线多 跳网络技术，以实现无线通信中无处不 在的通信目标。
传统基站方案的无线通信系统
WMN结构示意图
WMN与移动Ad Hoc网络、WLAN 和WBAN的关系示意图
9.1.2 移动Ad Hoc网络向无线Mesh网络的演进*
3.无线Mesh网络与移动Ad Hoc网的主要区别
(1) WMN由无线路由器构成的无线骨干网组成。该无线骨干网 提供了大范围的信号覆盖与节点连接。移动Ad Hoc网络的节 点都兼有独立路由和主机功能，节点地位平等，接通性是依 赖端节点的平等合作实现的，健壮性比WMN差。 (2)WMN节点移动性低于移动Ad Hoc网络中的节点，所以 WMN注重的是“无线”，而移动Ad Hoc网络更强调的是 “移动”。 (3)从网络结构来看，WMN多为静态或弱移动的拓扑，而移动 Ad Hoc网络多为随意移动(包括高速移动)的网络拓扑。 (4)WMN与移动Ad Hoc网络的业务模式不同，前者节点的主要 业务是来往于因特网的业务,后者节点的主要业务是任意一对 节点之间的业务流。 (5)从应用来看，WMN主要是因特网或宽带多媒体通信业务的 接入，而移动Ad Hoc网络主要用于军事或其他专业通信。
？网络拓扑结构
第9章 无线Mesh网络
内容提要


概述 无线Mesh网络的结构 无线Mesh网络MAC协议 无线Mesh网络路由协议 无线Mesh网络的应用模式
9.1 概述
无线Mesh网络(WMN，Wireless Mesh Network，又称无线网状网、无线网格网等) 和无线传感器网络一样，也是一种应用性的 网络技术，主要是以前面几章介绍的各种网 络技术为基础的，特别是和移动Ad Hoc网络 技术有着非常密切的联系。
移动Ad Hoc网络和WMN技术的发展始终与一些成 熟的技术与标准(如WLAN、WiMAX)，从而构成大 规模的可伸缩性无线网络 下一代无线网络(或4G无线网络)不再是一种全新的 单一结构的网络技术，而是多种无线网络技术的融 合，是一种多级网络形态。

移动Ad Hoc网络的演进
分级移动Ad Hoc网络
2．802.11s对Mesh结构的支持
IEEE新成立了一个IEEE 802.11s子工作 组，制定标准化的扩展服务集(ESS)，即 802.11s专门为WMN定义了MAC和PHY层协 议。在这样的网络中，WLAN接入点可以像 路由器那样转发信息。
3．802.15系列对Mesh结构的支持
(1)802.15.1:IEEE提出的第一个取代有线连接的 WPAN技术标准，组网方式灵活多样，且支持多跳， 有力支持WMN结构。 (2)802.15.2:主要目标是为802.15 WPAN发展推荐应 用，此协议标准为多种技术融入WMN提供了支持。 (3)802.15.3:为消费类电子及通信设备提供短距离无 线连接的高速WPAN制定标准。子工作组 802.15.3a进一步发展制定了基于多带OFDM联盟 (MBOA)的PHY层，使用超宽带(UWB)技术达到高 达480Mb/s的峰值传输速率,正是WMN所需的。
基于WLAN的移动Ad Hoc网络
WiMAX作为Wi-Fi Mesh拓扑的回程
WiMAX作为Mesh拓扑内回程
WiMAX作为客户端的接入网
9.1.3 无线Mesh网络与其他无线网络的主要区别
1．无线Mesh网络与蜂窝网络的主要区别 (1)可靠性提高，自愈性强。 (2)传输速率大大提高。 (3)投资成本降低。 (4)网络配置和维护简便快捷。
9.2 无线Mesh网络的结构
9.2.1无线Mesh网络结构的分类
1. 平面网络结构 2. 多级网络结构 3. 混合网络结构
WMN平面结构
WMN分级结构
WMN混合结构
中国某城市超级城市WMN结构
9.2.2 802标准族对Mesh结构的支持
1．802.16对Mesh结构的支持
WiMAX基于Mesh的无线宽带接入结构图