在网状网络

网状网络可以改变未来的通信。独立于我们今天知道的互联网,无线网状网(WMN)允许特别和固定无线“节点”形成一个通信网络,可以成为一个非常强大的信息共享中心。

所有设备的想法是,用户控制和自主,愿意充当中继点用户和传感器数据的传输。最初开发用于军事使用,这种方法已经迁移到商业世界,甚至地下项目社区不能支付,或专制政权,互联网和点对点连接。网状网络也可以在自然灾害中扮演着重要的角色,一个典型的有线和无线网络连接可能就会大打折扣。

这方面的一个例子是哈瓦那,古巴。因为政府镇压和高成本,互联网是一个奢侈品。所以这个城市的居民创造了所谓的哈瓦那StreetNet (SNet)。成为“地下”无线网络的一部分,所有需要的是一个电脑,一个大功率的wi - fi路由器和一些布线。

网状网络的组件。来源:Meraka研究所

当然,在这样一个网络可以连接到互联网,也可以作为一个本地网络,共享任何数据需要没有互联网连接(参见图1)。这种方法不仅限于小范围,。这样的网络可以区域宽,包括整个城市,如果需要的话。所有他们需要的是足够的无线热点,和/或传统的wi - fi APs。

它是如何工作的
在现实中,无线网状网络只不过是一堆无线电发射器将函数作为无线路由器。对于这个讨论,wi - fi将所选择的平台,虽然理论上任何平台,从细胞到蓝牙,无线个域网蚂蚁,可以制成网状网络。

“然而,如果网络是由不同的设备和平台这可能导致一些非常具有挑战性的问题,”史蒂文说哇,Rambus的企业解决方案技术副总裁。

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图1:点对点网状网络。来源:工程无线电

wi - fi设备在802年的一个操作。XX模式(a, b, g,等等),就像任何其他的wi - fi网络。图2显示了一个收音机。

在网状网是节点编程的区别。有特殊的代码来告诉他们如何设定与无线基础设施,和对方。本质上这段代码使一种动态路由节点跳跃的平台,自动确定最佳路径的情况下,使用无需用户干预。这是不同于标准的wi - fi网络服务器和许多客户。在这种情况下,无线节点作为服务器和/或客户端根据节点是否只是一个中继点(如2所示),或者是电脑连接(如图1)。

图2:无线节点。来源:摩托罗拉。

无线网状网络的主要优势是他们100%的无线。在传统的无线网络中,几乎所有的接入点都连接到互联网,只有无线连接到客户的直接设置在附近。连接几乎总是纤维或铜和通过以太网。

真正的无线网状网络只需要一个接入点,在网络的任何地方如果需要连接到互联网。该节点可以共享网络连接与网状网络中所有的节点。回想一下,在无线网状网络,连接到互联网是可选的。如果它不存在,那么沟通仍在网状网络,且仅在同行。然而,如果其中一个节点相互连接互联网,那网状网络中的任何节点可以访问互联网认为相互连接的节点。这将成为一个极其重要的指标的埃克斯波特学院因为许多设备在埃克斯波特学院只有无线连接。而不是直接向埃克斯波特学院。

优势
网状网络有很多优点。第一个是数字技术的进步。这种技术分层注在图二,四天线。这个设计中使用所谓的天线的多样性。天线分集是一种方法,使用先进的技术意义上的信号最强。虽然这是一个很好地理解和成熟的概念,DSP的出现棘轮订单或两级,与如何实现它给网络可靠性同样的肿块。

为什么它这么好适合这个应用程序是因为信号用于这种网络至少2 GHz或更高,相对较短的波长。这样很容易连接多个天线小体积电台(一个典型的家用wi - fi路由器有两个天线,例如)。为了清晰起见,让我们来看一看背后的数学天线间距多样性。

确定频率波的长度的公式是:

波长λ=(米);f =频率;和v =光速(还指出在某些情况下,c和299792458米每秒)。

所以在2.4 GHz,λ= (2.99792458 X 10 ^ 8 m / s) / (2.4 * 10 ^ 9 1 / s) 125毫米,或略低于5英寸。这意味着多个天线可以被连接到一个投票接收机在5个或5个以上英寸分开,他们可以被看作是个体,孤立的接收器。因为频率如此之高,很容易使用全波长间距。同样的技术可以被应用为λ/ 2(半波)和λ/ 4波(季度)间距和一些机械(R / L / C)操纵的天线电长度,这是常见的在较低的频率,如CB乐队分离成为一个挑战。

所有无线电受到多径现象和天线的多样性是一个非常优雅的方式来提高质量的链接。简而言之,这与多次出现相同的信号是如何在不同的时间到达接收器。这一现象的一个著名的例子是,一个是开车,听广播,来停止在一个光,例如,信号被噪声或褪色。通过简单地移动几英寸,信号恢复。如果汽车的收音机有多个天线连接到一个投票电路,不会褪色。一个共同的商业解决方案可以看到大钻机卡车双CB天线,一人一边的车辆。在这种情况下,接收方有选择的挑选的强信号从不同天线两边的出租车。

在技术方面,我们在这里讨论的只有微米,但有时一个反射信号,如一个反射的混凝土建筑,实际上可能是更强的直接视线(LOS)由于洛杉矶衰减特征,即使分离几微秒,或更少。上面的讨论集中在传播,因为它是最重要的参数无线传输技术和其他无线技术所依赖的基础。数字技术的主要推动者和多样性可能网状网络,特别是在正常运行时间和吞吐量。

另一个优点是可伸缩性。网状网络可以有无限的足迹。和这样一个网络几乎没有经济挑战。所有的需要,从理论上讲,如果需要一个连接到基础设施和足够的客户覆盖区。这方面的一个例子是在阿布扎比,网状网络覆盖了3000多平方英里服务水电100万多平方米。另一个例子是在山景城谷歌的网络,每天有超过19000用户。这样的高端网状网络拥有性能大于10 Mbps的吞吐量在每个网格路由器,每跳不到1毫秒的延迟,以及移动能力超过1 TB的数据地更多,最终。

还有其他的优势。只是无线可能是上面。但是网格技术传输数据的能力不同的设备同时是一个大的,。这是在高流量地区和时期特别重要。如果有失败在网设备,它对网络的影响可以忽略不计。数据只是重新路由到另一个网络上的设备。和扩大网络,由于其可伸缩的特性,可以实现没有任何中断网络。

最后,网状网络可以提供扩展范围和覆盖面,有更好的non-LOS因为节点容易可以添加到绕障碍和有几乎无限不同的传播路径。

结论
所有这些使得在无线网状网一个非常有前途的技术场景。有很多关于网状网的好东西,但也有许多挑战。最重要的是,无线和受到相同的衰落,互调信号传播特征与其他无线技术。并结合贬低技术并不总是一件容易的事情。

网状网是刚才在现场。行业已经在处理数字的阿森纳,无线电和软件技术,将使各种各样的埃克斯波特学院和5 g无线新平台。网状网络是一个有趣的和优雅的解决方案的一个无线的世界最大的挑战,就是如何让埃克斯波特学院动态,聪明,自治。

第二部分将专注于网状网络可以如何利用工具和技术用于打击网络攻击在企业和金融机构、政府机构和其他无线基础设施。

常用的缩写

美联社——访问点
DSP——数字信号处理
埃克斯波特学院——互联网的一切
知识产权——互联网协议
洛杉矶——视线
马奈——移动Ad Hoc网络
相移键控——Pre-shared钥匙
R / C / L-电阻/电容/电感
TCP——传输控制协议
UDP——用户数据报协议
WMN——无线网状网络