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无线Mesh网络与IEEE802系列标准
2008年4月15日 15:01  c114  作 者:陈琳琳 刘乃安

    在WMN中包括两种类型的节点:无线Mesh路由器和无线Mesh用户端。WMN的系统结构根据节点功能的不同分为3类:骨干网Mesh结构、客户端Mesh结构、混合结构[1]。

    骨干网Mesh结构是由Mesh路由器网状互连形成的,无线Mesh骨干网再通过其中的Mesh路由器与外部网络相连。Mesh路由器除了具有传统的无线路由器的网关、中继功能外,还具有支持Mesh网络互连的路由功能,可以通过无线多跳通信,以低得多的发射功率获得同样的无线覆盖范围。

    客户端Mesh结构是由Mesh用户端之间互连构成一个小型对等通信网络,在用户设备间提供点到点的服务。Mesh网用户终端可以是手提电脑、手机、PDA等装有无线网卡、天线的用户设备。这种结构实际上就是一个Adhoc网络,可以在没有或不便使用现有的网络基础设施的情况下提供一种通信支撑。

    Mesh客户端可以通过Mesh路由器接入骨干Mesh网络形成Mesh网络的混合结构,如图1所示,其中虚线和实线分别表示无线和有线连接。这种结构提供与其他一些网络结构的连接,增强了连接性,扩大了覆盖范围。

    2IEEE802系列中关于Mesh网络的标准

    目前,无线Mesh网络技术正在世界范围内得到越来越多的应用,而技术标准化是大规模应用所必需的重要环节。目前,无线Mesh网络标准散见于802.11s、802.15.1/2/3/4、802.16等标准草案中,下面将简要介绍

    IEEE802系列中与无线Mesh网络有关的标准。

    2.1IEEE802.11sMesh标准

    IEEE802.11在大规模应用时遇到的一个难点是系统的覆盖能力有限,WLAN受发射功率的限制,覆盖范围一般在100m范围内。为了扩大网络的覆盖范围,通常通过增加AP的办法来实现,但这种方法增加了公众网的建设成本。无线Mesh网络作为一种新的组网技术为解决上述问题提供了新的途径。

    IEEE802.11s任务组,主要研究支持无线分布式系统(WDS)的协议,为WMN定义媒体接入控制(MAC)层和物理层协议,以实现WLAN在多个AP之间通过自配置多跳的方式组网,提高WLAN的覆盖范围。WDS是802.11网络的一部分,用来作中继桥接的功能,可以让无线AP之间通过无线进行桥接(中继),同时不影响其无线AP覆盖的功能。支持WDS技术的无线AP或无线路由器具有混合的无线局域网工作模式,可以支持点对点、点对多点的数据传输[2]。

    IEEE802.11s提出了无线Mesh网络的参考体系结构,如图2所示。Mesh媒体接入协调功能组件(MMACFC)位于物理层之上、Mesh路由组件之下,负责有效的竞争接入和WMN中多跳节点间数据包发送接收的调度。当安全的Mesh链路建立以后,Mesh节点需要与其他Mesh节点协调以解决竞争和共享无线媒体的问题,来保证该节点本身及其他节点的数据包通过多跳的WMN有效转发。直观上看,MMACFC等同于802.11WLAN中的分布式协调功能(DCF)或802.11e中增强的分布式信道接入机制(EDCA)。对DCF或EDCA加以必要的改进,可高效地工作于多跳Mesh网络中。MMACFC需要解决的问题有:隐藏终端问题、暴露终端问题、在多跳Mesh路径上从源节点到目的节点的流量控制、在多跳转发路径上的有效调度、对多跳多媒体业务(视频或语音)分布式允许接入控制、分布式保证服务质量(QoS)的业务管理、本地业务和转发业务的有效处理、不同网络环境下的可升级性、Mesh节点间信道工作接入的调度、使用多信道提高Mesh网络的性能等[3]。

编 辑:赵送林
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