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什么是Mesh网络及其优势?

随着5G技术的成熟,5G Cellular路由器越来越普及,对支持MESH组网的5G Cellular路由器的需求也在不断增长。那么,什么是Mesh网络及其优势呢?无线Mesh网络,也称为“多跳”网络,是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术……

随着5G技术的成熟,5G Cellular路由器越来越普及,对5G蜂窝无线路由器支持MESH组网的5G Cellular路由器的需求也在不断增长。那么,什么是Mesh网络及其优势呢?

无线Mesh网络,也称为“多跳”网络,是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。它由Mesh路由器和Mesh客户端组成,其中Mesh路由器构成骨干网络,并连接有线互联网线路,负责为Mesh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)的无线链路接入网络,形成一个本地的基本服务集(BSS)。如果用户想要相互通信,必须先接入一个固定的AP,这种网络结构被称为单跳网络。而在无线Mesh网络中,任何无线设备节点都可以同时充当AP和路由器,网络中的每个节点都可以发送和接收信号,每个节点都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因流量过大而拥塞,数据可以自动重新路由到通信流量较小的相邻节点进行传输。以此类推,数据包还可以根据网络状况继续路由到下一个最近的节点进行传输,直到到达最终目的地,这种访问方式就是多跳访问。

事实上,互联网就是网状网络的一个典型例子。例如,当我们发送电子邮件时,邮件并非直接到达收件人的邮箱,而是通过路由器从一个服务器转发到另一个服务器,经过多次路由和转发后最终到达用户的邮箱。在转发过程中,路由器通常会选择最高效的传输路径,以便邮件能够尽快送达用户的邮箱。

与传统交换网络相比,无线网状网络省去了节点之间的布线需求,同时仍然具备分布式网络提供的冗余机制和重新路由功能。在无线网状网络中,如果要添加新设备,只需简单接通电源即可。它可以自动配置自身,并确定最佳的多跳传输路径。当设备被添加或移动时,网络能够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,无线网状网络具有几个无与伦比的优势:

1. 易于部署和安装:安装Mesh节点非常简单,只需将设备从包装盒中取出并接通电源即可。由于安装过程大大简化,用户可以轻松添加新节点来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Mesh节点都需要有线电缆连接,这是其与有线AP最大的区别。Mesh的设计目标是最小化有线设备和有线AP的数量,从而大幅降低总拥有成本和安装时间,由此带来的成本节约非常可观。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的经验可以轻松应用到Mesh网络。

2. 非视距传输(NLOS):利用无线Mesh技术可以轻松实现NLOS配置,因此它在室外和公共场所具有广阔的应用前景。具有直接视距的用戶首先接收无线信号,然后将接收到的信号转发给不在直接视距范围内的用户。通过这种方式,信号可以自动选择最佳路径,从一个用户持续跳转到另一个用户,最终到达没有直接视距的目标用户。这样,具有直接视距的用户有效地为附近没有直接视距的用户提供了无线宽带接入。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:实现网络稳定性的通常方法是使用多个路由器传输数据,如果某个路由器发生故障,信息将通过其他路由器经由备用路径发送。电子邮件就是一个例子:邮件信息被分成多个数据包,通过Internet经由多个路由器发送,最终组装成信息到达用户的收件箱。网状网络比单跳网络更健壮,因为它们不依赖于单个节点的性能。在单跳网络中,如果某个节点发生故障,整个网络将瘫痪。但在Mesh网络结构中,每个节点都有一条或多条路径来传输数据,如果最近的节点发生故障或受到干扰,数据包将自动路由到备用路径进行传输,整个网络的运行不会受到影响。

4. 结构灵活:在单跳网络中,设备必须共享AP。如果多个设备同时接入网络,会发生通信拥塞,系统速度会变慢。但在多跳网络中,设备可以同时通过不同节点连接到网络,因此系统性能不会下降。Mesh网络还提供了更强的冗余机制和通信负载均衡能力。在无线网状网络中,每个设备都有多条可用的传输路径,网络可以根据每个节点的通信负载动态分配通信路由,从而有效避免节点通信拥塞。单跳网络无法动态处理通信干扰和接入点过载问题。

5. 高带宽:无线通信的物理特性决定了通信传输距离越短,越容易获得高带宽,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增多。因此,选择通过多个短跳传输数据是获得更高网络带宽的有效方式,这正是Mesh网络的优势所在。在Mesh网络中,一个节点不仅可以传输和接收信息,还可以充当路由器将信息转发给其附近节点,随着更多节点相互连接和可能路径数量的增加,总带宽也会大幅提升。此外,由于每个短跳的传输距离短,传输数据所需的功率也更小。由于多跳网络通常使用较低功率向相邻节点传输数据,节点之间的无线信号干扰也更小,网络的信道质量和信道利用率大大提高,从而实现更高的网络容量。例如,在高密度城市网络环境中,Mesh网络可以减少相邻用户使用无线网络时的相互干扰,并大幅提高信道利用效率。

6. 适用于室外:Mesh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设接入点的场所,但与此同时,这会降低连接到Mesh无线网络接入点的客户端的回程链路吞吐量,远端也是如此。此外,远端仍然需要电源支持。例如,公交车站已经具备电源支持,并且热点控制面板的管理几乎不需要带宽,公交车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,可以启用和配置以提供热点所需的虚拟局域网。

5G蜂窝无线路由器

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