什么是网状网络及其优势?–君皓月

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什么是网状网络及其优势?

随着5G技术的成熟,5G蜂窝WiFi路由器的普及,对5G蜂窝网络路由器的需求也在增加,对支持MESH网络的需求也在增长。那么,什么是网状网络及其优势?无线网状网络,也称为“多跳”网络,是一种全新的无线网络技术,完全不同于传统的无线......

随着5G技术的成熟,5G蜂窝WiFi路由器的普及,对5G蜂窝网络路由器的需求也在增加,对支持MESH网络的需求也在增长。那么,什么是网状网络及其优势?

无线网状网络,也称为“多跳”网络,是一种全新的无线网络技术,与传统无线网络完全不同。它由网状路由器和网状客户端组成,其中网状路由器构成骨干网络,连接有线互联网线缆,负责为网状客户端提供多跳无线互联网连接。

在传统的无线局域网(WLAN)中,每个客户端通过连接到接入点(AP)的无线链路访问网络,形成本地基本服务集(BSS)。如果用户想相互通信,必须先访问固定AP,这种网络结构称为单跳网络。在无线网状网络中,任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器,网络中的每个节点都可以发送和接收信号,每个节点可以直接与一个或多个对等节点通信。

这种结构最大的好处是,如果最近的AP因流量过多而拥堵,数据可以自动被重新路由到通信流量较小的邻近节点进行传输。类比地,数据包也可以根据网络状况继续路由到最近的节点传输,直到到达最终目的地,这种访问方式称为多跳访问。

事实上,互联网是网状网络的一个典型例子,例如当我们发送电子邮件时,邮件不会直接到达收件人的邮箱,而是通过路由器从一台服务器转发到另一台服务器,经过多次路由和转发后最终到达用户邮箱。在转发过程中,路由器通常会选择最高效的传输路径,以便电子邮件能尽快到达用户邮箱。

与传统交换网络相比,无线网状网络消除了节点间布线的需求,但仍具备分布式网络提供的冗余机制和重路由功能。在无线网状网络中,如果你想添加新设备,只需连接电源即可。它可以自动配置自己,并确定最佳多跳传输路径。当设备被添加或移动时,网络可以自动检测拓扑变化并自动调整通信路由,以获得最有效的传输路径。

与传统WLAN相比,无线网状网络具有多项无与伦比的优势:

1.部署和安装简便:安装Mesh节点非常简单,只需将设备拆箱并连接到电源即可。由于安装极为简化,用户可以轻松添加新节点,以扩展无线网络的覆盖范围和网络容量。在无线网状网络中,并非每个网状节点都需要有线连接,这与有线接入点最大的区别。Mesh的设计目标是尽量减少有线设备和有线AP的数量,从而大幅降低总拥有成本和安装时间,从而节省成本非常可观。无线网状网络的配置和其他网络管理功能与传统WLAN相同,用户使用WLAN的体验可以轻松应用于网状网络。

2. NLOS:NLOS配置可通过无线网状技术轻松实现,因此在户外和公共场所具有广泛的应用前景。拥有直接视距与发射器的用户先接收无线信号,然后将接收信号转发给不在直接视距内的用户。通过这种方式,信号可以自动选择最佳路径,持续从一个用户跳转到另一个用户,最终在没有直接视线的情况下到达目标用户。通过这种方式,拥有直接视线的用户实际上为附近用户提供无线宽带接入,而无需直接视线。无线网状网络的非视距传输特性极大地扩展了无线宽带的应用领域和覆盖范围。

3.稳定性:实现网络稳定的通常方法是使用多台路由器传输数据,如果其中一台路由器故障,信息会通过备用路径传输。电子邮件就是一个例子。电子邮件信息被分割成多个数据包,然后通过多个路由器通过互联网发送,最终汇聚成发送到用户收件箱的信息。网状网络比单跳网络更稳健,因为它们不依赖单节点的性能。在单跳网络中,如果节点失败,整个网络都会瘫痪。但在网状网络结构中,每个节点都有一条或多条传输数据的路径,如果最近的节点故障或受到干扰,数据包会自动被路由到另一条传输路径,整个网络的运行不受影响。

4.灵活结构:在单跳网络中,设备必须共享AP。如果多个设备同时想访问网络,就会出现通信拥堵,系统会变慢。但在多跳网络中,设备可以通过不同节点同时连接到网络,因此系统性能不会下降。网状网络还提供更高的冗余机制和通信负载均衡能力。在无线网状网络中,每个设备都有多条传输路径可用,网络可以根据每个节点的通信负载动态分配通信路径,从而有效避免节点通信拥堵。单跳网络无法动态处理通信干扰和接入点过载。

5.高带宽:无线通信的物理特性决定了通信传输距离越短,获得高带宽越容易,因为一旦无线传输距离增加,各种干扰和其他因素会导致数据丢失加剧。因此,选择通过多短跳传输数据将是获得更高网络带宽的有效方式,这也是网状网络的优势。在网状网络中,节点不仅可以发送和接收信息,还能作为路由器将信息转发到附近的节点,随着连接的节点数量增加、可能路径的增加,总带宽也会大幅增加。此外,由于每个短跳的传输距离较短,传输数据所需的功率也更小。由于多跳网络通常耗电较低以传输数据到邻近节点,且节点间的无线信号干扰较小,网络的信道质量和信道利用效率大幅提升,从而实现更高的网络容量。例如,在高密度城市网络环境中,网状网络可以通过无线网络减少邻近用户之间的相互干扰,并大大提升信道利用效率。

6.可户外使用:网状无线网络是一把双刃剑,它可以将无线局域网基础设施扩展到无法布线接入点的地区,但这会降低连接到网状无线接入点的客户的回程链路吞吐量,终端情况亦然。此外,远程端仍需电源支持。例如,公交站已经支持供电,热点控制面板的管理几乎不需要带宽,公交站的接入点不会为客户提供Wi-Fi服务,而是拥有自己的RJ-45端口,可以启用并配置为热点所需的虚拟局域网。

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