网格的无线数据-
网格:一种用于集成或共享地理上分布的各种资源(包括计算机系统、存储系统、通信系统、文件、数据库、程序等),使之成为有机的整体,共同完成各种所需任务的机制。(由全国科学技术名词审定委员会审定公布)
什么是网格? 简单地讲,网格是把整个互联网整合成一台巨大的超级计算机,实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。 当然,我们也可以构造地区性的网格(如中关村科技园区网格)、企事业内部网格、局域网网格、甚至家庭网格和个人网格。 网格的根本特征并不一定是它的规模,而是资源共享,消除了资源孤岛。 由于网格是一种新技术,它也就具有新技术的两个特征。第一,不同的群体用不同的名词来称谓它。第二,网格的精确含义和内容还没有固定,而是在不断变化。
什么是无线网格网技术?
网格式网络是一个点对点对点,或对等点对对等点的系统,也就是一个由具有重复接/发功能的节点组成的网络。每个节点都能接收/传送数据,也和路由器一样,将数据传给它的邻接点。通过中继处理,数据包用可靠的通信链路,贯穿中间的各节点,抵达指定目标。
相似于因特网和其他点对点路由网,网格式网络拥有多个冗余的通信路径。如果一条路径在任何理由下中断(包括射频干扰中断),网格网将自动选择另一条路径,维持正常通信。一般情况下,网格网能自动地选择最短路径,提高了连接的质量。根据实践,如果距离减小两倍,则接收端的信号强度会增加四倍,使链路更加可靠,还不增加节点发射功率。网格式网络里,只要增加节点数目,就可以增加可及范围,或从冗余链路的增加上,带来更多的可靠性。 今天的网格式无线局域网主要使用基于802.11a/b/g的标准以及802.15.4 的Zigbee射频技术。业界的重量级公司,例如Cisco和Intel,确认网格技术是目前无线通信符合逻辑的下一步延伸。网格的使用可以帮助各企业迅速地建立起新的无线网,或在不需要线连基站的条件下,扩展现有的WLANs。因为它们可以为数据传输选择最佳的路径。此外,工业用户还能用嵌入的无线网格,迅速建立起传感器和控制器的网络,进行工业管理和运输管理。
作为无线通信领域的发展热点,网格技术具有显而易见的优越性。
无线网格网技术及发展
1、引言
随着技术的发展和社会的进步,无线网络正在快速发展,与此同时,用户对带宽和传输的可靠性要求越来越高,传统的基于星形的“点到点”或“点到多点”的单跳无线技术表现出通信距离短、要求直视、存在盲区以及链路带宽随着距离增加而降低等固有的局限性。于是,人们提出了一种新型的宽带无线网络结构——无线网格网(WMN)。
无线网格网是指大量终端通过无线连成网状结构,各节点通过路由交换数据,是一种低功率的多级跳点系统。与传统的点到点网络相比,网格网技术表现出明显的优势,它是一种高容量、高速率的分布式网络,不同于传统的无线网络,可以看成是一种WLAN和Ad Hoc网络的融合,且发挥了两者的优势,可以作为解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构。
WMN技术作为一项能够实现灵活组网的技术以及它本身的诸多优势必将给无线宽带领域带来重大变革。
2、WMN的组成及拓扑结构
WMN通常由下列部分构成:智能接入点(IAP/AP)、无线路由器(WR)和终端用户/设备(Client)。简化后的WMN结构如图1所示。……
无线网络技术
一、定义
无线网格网是指大量终端通过无线连成网状结构,各节点通过路由交换数据,是一种低功率的多级跳点系统。
二、 工作原理
1. 其核心是让网络中的每个节点都发送和接收信号, 使普通无线技术过去一直存在的可扩充能力低和传输可靠性差等问题迎刃而解。网络中大量终端设备能自动通过无线连成网状结构, 网络中的每个节点都具备自动路由功能, 每个节点只和邻近节点进行通信, 因此是一种自组织、 自管理的智能网络,不需主干网即可构筑富有弹性的网络。传统无线通信网络必须预先设计和布置网络, 它的传输路径是固定的, 而网格网络的传输路径是动态。
2. 无线网格式网络(Wireless Mesh Network)是移动Ad Hoc网络的一种特殊形态,它的早期研究均源于移动Ad Hoc网络的研究与开发。它是一种高容量高速率的分布式网络,不同于传统的无线网络,可以看成是一种WLAN和Ad Hoc网络的融合,且发挥了两者的优势,作为一种可以解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构。WMN被写入了IEEE802.16(即World Interoperability for Microwave Access,WiMax)无线城域网(Wireless Municipal Area Network,WMAN)标准中。
3. 无线网格网中每个节点都能接收/传送数据,也和路由器一样,将数据传给它的邻接点。通过中继处理,数据包用可靠的通信链路,贯穿中间的各节点,抵达指定目标。 相似于因特网和其他点对点路由网,网格式网络拥有多个冗余的通信路径。如果一条路径在任何理由下中断(包括射频干扰中断),网格网将自动选择另一条路径,维持正常通信。一般情况下,网格网能自动地选择最短路径,提高了连接的质量。 根据实践,如果距离减小两倍,则接收端的信号强度会增加四倍,使链路更加可靠,还不增加节点发射功率。网格式网络里,只要增加节点数目,就可以增加可及范围,或从冗余链路的增加上,带来更多的可靠性。
4. 今天的网格式无线局域网主要使用基于802.11a/b/g的标准以及802.15.4 的Zigbee射频技术。业界的重量级公司,例如Cisco和Intel,确认网格技术是目前无线通信符合逻辑的下一步延伸。网格的使用可以帮助各企业迅速地建立起新的无线网,或在不需要线连基站的条件下,扩展现有的WLANs。因为它们可以为数据传输选择最佳的路径。此外,工业用户还能用嵌入的无线网格,迅速建立起传感器和控制器的网络,进行工业管理和运输管理。
三、特点
1.可靠性大大增强
无线网格网采用的网格拓扑结构避免了点对多点星型结构, 如 8 0 2 . 1 1 WL A N和蜂窝网等由于集中控制方式而出现的业务汇聚、 中心网络拥塞以及干扰、 单点故障, 从而大大增强其可靠性。
2. 具有冲突保护机制
无线网格网可对产生碰撞的链路进行标识同时可选链路与本身链路之间的夹角为钝角, 减轻了链路间的干扰。
3. 简化链路设计
无线网格网通常需要较短的无线链路长度, 降低了天线的成本, 另一方面, 降低了发射功率, 也将随之降低不同系统射频信号间的干扰和系统 自干扰, 最终简化了无线链路设计。
4. 网络的覆盖范围增大
终端用户可以在任何地点接入网络或与其他的节点联系。与传统的网络相比, 接人点的范围大大的增强, 而且频谱的利用率提高, 系统的容量增大。
5. 组网灵活、 维护方便
由于无线网格网本身的组网特点, 只要在需要的地方加上少量的无线设备, 即可与已有的设施组成无线的宽带接入网。无线网格网的路由选择特性使链路中断或局部扩容和升级不影响整个网络运行, 因此提高了网络的柔韧性和可行性, 和传统网络相比功能更强大、 更完善。
6. 投资成本低
无线网格网初建成本低。无线网格网具有可伸缩性、 易扩容、 自动配置和应用范围广等优
无线网格网混合组网
四、WMN的关键技术
1. 正交分割多址接入(QDMA)技术
QDMA技术是专门为广域范围内通信的最优化以及移动网格网系统设计的。它起源于军事领域,是为了在特殊环境或紧急状况下提供可靠的通信方式。QDMA技术使用直接序列扩频(DSSS)调制技术,工作在2.4GHz的ISM频段上。由于它在MAC子层使用多信道方式(3个数据信道和1个控制信道),因此,与单个信道相比更能适用于高密度的WMN终端设备。QDMA技术提供一个高性能的射频前端,这种前端含有类似于多抽头Rake接收机(一般用于蜂窝网络)的功能和一种克服射频环境快速变化的公平算法。
QDMA可在较广的移动通信范围内提供较强的纠错能力,同时增强的抗干扰能力和信号的灵敏度可使基于QDMA技术的通信网络提供达到250mph的移动速度,而在实际多址环境应用中的IEEE802.11协议只能达到20mph。目前QDMA数据传输的范围达到1600m,而802.11b只有20~50m。除了通信的范围和速率外,QDMA更独特的是内置的定位技术能够对通信设备进行精确定位而不依赖于全球定位系统(GPS),误差不超过10m 。
2. 隐藏终端问题处理技术
由于WMN采用无线传输媒质,因此它与其他无线传输网一样,不可避免地存在隐藏终端和暴露终端问题。由于无线媒质的特殊性,隐藏终端问题都可能发生,都会导致信号碰撞的发生。目前可通过IEEE802.11中的RTS/CTS协议(请求发送/允许发送协议)来避免,但并不能完全解决隐藏终端和暴露终端问题。尽管通过握手机制可以减少隐藏终端问题中冲突的概率和时间,但仍存在节点之间控制报文的冲突,而且不能解决暴露终端问题。事实上,WMN可看作简化的Ad Hoc网络,因此可根据Ad Hoc网络中的一些已有的成熟的方案来解决隐藏终端和暴露终端问题 。
3. 路由技术
WMN的多跳无线网具有动态拓扑的特点,因此对它的路由协议就存在很多要求。WMN的路由协议可以参考Ad Hoc网络现有的一些路由协议。Ad Hoc网络的路由协议大致可以分为先验式(Proactive)路由协议、反应式(Reactive)路由协议以及混合式路由协议。目前几种典型的路由算法有:DSDV(目的序列距离矢量路由协议)、DSR(动态源路由协议)、TORA(临时按序路由算法)和AODV(Ad Hoc按需距离矢量路由协议)。最近,微软公司提出了一种多无线收发器、多跳无线网络的路由协议MR-LQSR,主要思想是在DSR协议的基础上采用最大吞吐量准则,已经开始考虑WMN的特征 。
4. 正交频分复用(OFDM)技术
WMN物理层可以采用正交频分复用(OFDM)技术。OFDM技术是将高速的数据流通过串/并变换,分配到传输速率相对较低的若干个正交子信道中,在每个子信道上进行窄带调制和传输,这样减少了子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的,大大消除了符号间干扰。所采用的数字信息调制有时间差分移相健控(TDPSK)和频率差分移相键控(FDPSK),以快速傅里叶变换(IFFT和FFT)算法实施数字信息调制和解调功能。由于无线信道的频率选择性,所有的子信道不会同时处于深的衰落中,因此可以通过动态比特分配以及动态子信道分配的方法,利用信噪比高的子信道提升系统性能。由于窄带干扰只能影响一小部分子载波,因此OFDM系统在某种程度上能抵抗这种干扰。OFDM结合分集、时空编码、干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术,最大程度提高系统性能,使WMN性能得到进一步优化。
工业使用的无线系统大多采用与蜂窝移动电话相似的射频连接,用点对点,或点对多点进行数据传送。但是,麻省理工学院媒体研究室指出,传统的无线语音通信方式,在数据服务中表现出过分地不足:非常刚性的系统结构中,虽经谨慎的系统预计,仍然丢失信号。
相反,网格式无线网络是一个由多重复链路的接/发节点构成的系统,节点间彼此互助,将数据沿网络传送,特别适合恶劣工作条件。网格的安装不必过于谨慎,随便把它们丢到什么地方,它就可以变成可靠的、灵活的系统,并能随意扩展到千千万万个设备上。
麻省理工学院为网格式网络开发的拓扑结构,是一个点对点对点,或对等点对对等点的系统,也就是一个由具有重复接/发功能的节点组成的网络。每个节点都能接收/传送数据,也和路由器一样,将数据传给它的邻接点。通过中继处理,数据包用可靠的通信链路,贯穿中间的各节点,抵达指定目标。
相似于因特网和其他点对点路由网,网格式网络拥有多个冗余的通信路径。如果一条路径在任何理由下中断(包括射频干扰中断),网格网将自动选择另一条路径,维持正常通信。一般情况下,网格网能自动地选择最短路径,提高了连接的质量。根据实践,如果距离减小两倍,则接收端的信号强度会增加四倍,使链路更加可靠,还不增加节点发射功率。网格式网络里,只要增加节点数目,就可以增加可及范围,或从冗余链路的增加上,带来更多的可靠性。
自我配置和自修复性 网格式网络具有自我配置的特性,不需要人为的干预。增添新设备或旧设备移址都十分简单,只需在新址接通电源后,网格网就会发现这个新节点,自动地把它纳入现有的系统。
网格式网络不仅生来就有高可靠性,而且还有高适应性。如果传感器或数据接收端,与固定的射频通信源相距太远,只需要在其间多布置几个中继节点,间隙便可填平。
线连的因特网上,如果某个路由器停止工作,数据包则经其他的节点,选择另一个链路传送数据。与此相似,如果网格式网络中某个节点或链路失灵,数据包也会自动选择其他的路径。一、两个节点的丢失,对网格产生不了致命的影响,网格式网络具有自愈的能力,不需要外来的人力重新安排路径。
冗余性和可扩性 真实世界里的冗余性意味着系统的安全储备程度,和使用者精心管理的紧张程序。没有冗余的系统是不可靠的系统;冗余太多的系统,又带来太大的浪费。网格式网络的无线络中,冗余是节点密度带来的基本功能。为了可靠性,需要精心设计的系统,在网格中只要多几个节点便完成。每个节点有多条链路,根据情况自动选择路由。其他的无线系统,很少有这种取得冗余的方式。
网格式网络也有极好的可扩性,可以扩展到管理几百到几千个节点。因为这个系统没有中央控制单元,增添多个链接点或网关,不存在任何麻烦。
可靠性、适应性和可扩性是今天无线通信和工业控制十分重视的性能。点对点的网络有良好的可靠性,但无法扩展到使节点拥有多条链路。一点对多点的网络可以管理多个端点,但可靠性受制于访问点和端点的配置。在环境条件恶劣的情况下,一点对多点的网络难以提高可靠性。与它们相反,网格网在环境或结构的制约下,内在地赋含可靠性和适应性,并可被任意扩展到几千个端点。
网格式网络在工业控制中使用时,还可以实现分布式控制和诊断式监测。 今天的网格式无线局域网主要使用基于802.11a/b/g的标准,但能够被任何射频技术扩充,例如UltraWideband或802.15.4 Zigbee。因为连网智能装在每个节点上,不用任何中央交换机。网格的运作只取决于带有网络处理器,交换功能和系统软件的每一个智能节点。
为了在网格内部实现节点间的通信,每个节点都具有自我发现的能力。首先,它们必须决定是否只在无线系统中当成一个访问点,如同网络主干为另一个节点传送数据,或者扮演一个组合功能的角色。其次,这些特定的节点使用查询/响应协议确定它的近邻。这些运算不能占用太大的资源,不能超过链路可获带宽的1%到2%。
节点相互识别中,主要权衡的是路径信息,例如信号的接收强度、吞吐量、出错率和等待时间。这些数据必须在邻接的各点上交互,又不能占用太大的带宽。然后,根据这些数据决定最佳路径。所以,任何瞬间都可取得当时的最佳质量。
链路发现和路径选择都在后台进行,所以每个节点都知道当前有哪些邻接点,并频繁地运算,找出最佳路径。如果某个节点出于维修、重新安排,或故障等任何原因停止工作,邻近的节点立即重新记录,重新运算,选择路径。这种自我修复或故障超越的能力,是网格式无线网有别于其他无线通信的主要标记。
每一个节点都是一个自我管理的节点,又是一个网络的有机组成部分。该网络可从某个指定点进行管理和配置,形成一个实体。使用系统管理程序SNMP,监测某个特定的单元、节点、域或整个网络。发现协议(Discovery Protocols)简化了搜查和定位某个指定节点的过程,并把它们显示在管理者的屏幕上。
网格网依赖各种管理、控制和发现的报文,所以需要安全措施,采用带内报文、加密隧道,防范窃听和攻击。标准化的安全技术例如802.1x和Advanced Encryption Standard加密,确保了节点和设备的安全。 业界的重量级公司,例如Cisco和Intel,确认网格技术是当下无线通信符合逻辑的下一步延伸。网格的使用可以帮助各企业迅速地建立起新的无线网,或在不需要线连基站的条件下,扩展现有的WLANs。具有网格多链路的基站,容易实现负荷的均衡,因为它们可以为数据传输选择最佳的路径。此外,工业用户还能用嵌入的无线网格,迅速建立起传感器和控制器的网络,进行工业管理和运输管理。
网格技术的新崛起者和传统IT老公司,纷纷出售他们具有网格功能的无线局域网。负责标准制定的相关机构,正在拟定把网格纳入802.11(即WiFi),以及刚刚与公众见面的802.16(亦即WiMax)标准的补充细则。嵌入式市场方面,网格技术开始形成标准,例如ZigBee。
其实,网格的基本概念并不是什么新发明,仅仅是把因特网连线世界里的实践,扩展进无线世界。PacketHop工程副总裁Sott Burke说:“今天固定式的因特网就是一个大型的固定式网格网。”
网格网上的每个设备收/送它自己的数据时,同时又为其他的设备扮演了一个路由器的角色。每个设备的内在智能,使它能自动配置一个有效的网络,并当某个节点超载到失效之际,重新调整链路。网格网的优点不仅容易设置,并能从一个中央连线链路,无线地扩展覆盖一个很大的地区,而且具有很强的生存能力。
也许这是军事机密,无线网格是美国五角大楼高级防务研究机构(Defense Advanced Research Project Agency)推出的研究成果。PacketHop的早期技术,源于斯坦福研究院为五角大楼进行的研究,为野战士兵装备轻巧的高速无线数据网。佛罗里达崛起的新公司MeshNetworks也是源于高级防务研究机构,开发网格技术。
军事部门和安全部门仍然是网格产品最直接的市场。“这个市场需求量很大,”Burke先生说。 Nortel和几家从事网格开发的新公司,确认网格式WLAN会给企业带来更多的利益。今年上半年Nortel向市场提出了Wi-Fi网格产品--Wireless 7200 Series。“传统的WLAN方案中,每个节点都和主干网连接,但我们在网格式WLAN中免除掉这个需要,”无线网格网商务开发经理Peter Zwinkels说,“使我们在布线困难或布线费用太高的未布网地区,实现了无线局域网。”
这些地区包括室内外面积很大的空间,例如仓库和高尔夫球场。电源是难题之一,也许这里连交通管理的红绿灯和路灯都没有。但是, Nortel向公众承诺,只要传统的连线网络能生成的地方,就能用以太网本身向节点提供电源。
Intel在新泽西州Dartmouth大学的网格试验中,把每个学生在校园空间的每个地方,与该校的网络连接。春季实施的这个计划,为学生提供了宽带连接,并且需要向电话公司和电缆公司付费。
这些研究表明,网格主要用于广域宽带无线连接。虽然市场信息表明Wi-Fi热点正匆忙地在美国的咖啡店、火车站、机场……兴起,但无线ISPs和电信公司认为,他们可以用Wi-Fi热点的扩展网格吸引用户,在销售因特网、标准的移动电话和3G服务中当作赠品。网格技术可以巨大地加速宽带服务的发展趋势:取代大量的T1和ADSL线路,每个无线节点都是热点,只需要一条高带宽的连线,就能用无线网格覆盖整个地区。Nortel把这个归纳成“热区”,并宣称这个系统不仅价格便宜,而且覆盖性能优于当前热点的大杂烩。
使用“热区”
某些城市准备为工作人员推出类似的服务。Verge Wireless公司为例,它已在Baton Rouge和新奥尔良市,推出热区型的网格服务。
某些ISPs仍在等待无线通信的最终方案,用WiMax为难以连线的地区提供宽带服务。但Nortel认为,以Wi-Fi为基础的网格技术,可以更好地满足这些地区。“没有DSL线路的地区,WiFi网格可以为一个小村庄,100~200户居民提供宽带服务,”Zwinkels先生说。“MiMax要求用户安装特殊设备,但Wi-Fi网格只需要用户用标准的PMCIA卡插入计算机。”
射频识别技术(RFID)之后,嵌入式网格得到进一步发挥。取代固定式的扫描设备,网格上的传感器和控制器在无线网上彼此交谈,传送信息。波士顿的Ember公司,专门制造RF芯片,用在大型运输机上,监视被运送的货箱。传感器满布在各个货箱上,不仅记录了货箱内物品的详细资料,而且传送出运输过程中货箱存放的状态。为了反恐的目的,美国各航空港将迅速使用这种无线监测系统,取代缓慢昂贵的海关人力检查。
“货箱就是一个网,每个货箱在一个较大的网格式网络内,形同一个节点,”Ember的商务主管Jim Schoenberjer说。“因为货箱本身就是网络的组成部分,所以港口或机场都不再需要安装天线,网格是一个基础设施很少的通信系统。”
嵌入式网格还可以用来收集家庭水电气表的读数,或装进电灯开关,减少不必要的电线。Ember公司正在拟定ZigBee标准,它是EmberNet技术的一个组成部分。 很多新公司如BelAir Networks,Tropos,FireTide和Strix System都在研发网格产品。虽然大多数产品都是在Wi-Fi的标准下扩展出来的,但各家的方法是不同的。这些专利的产品彼此缺少互操作性,所以不能在一起工作。既然网格要进入社会基础设施,标准的制定是一件迫切重要的事情。
按照IEEE的规矩,为了制定一个标准,首先要由某个单位提出倡议,然后成立研究小组,最后才有标准制定的工作组。
2003年十二月底,Intel和Cisco就宣布要在温哥华IEEE会议上提出倡议,制定网格式无线网络的标准。
“当前的情况是明白的,”出版物Wi-Fi Plant的编辑Eric Griffith说。“Nortel和一大堆新公司都在搞网格产品,如果把这些产品放在一起,彼此完全不能交谈。有些公司用蜂窝技术,有些公司用802.11a。蜂窝网格可以沿电话线杆架设,达到较远的范围。802.11a在短距离的使用中效果好,不受802.11b或802.11g干扰。”
经由Intel、Cisco、MeshNetworks和其它公司的倡议,IEEE成立了网格研究组,希望最终把网格补充入无线局域网的标准。今年一月,研究组举行了第一次会议。评论家认为标准会在“最小公分母”的原则下完成。那时,各种专利协议的锐利功效会受到很大的限制。所以,MeshNetworks公司正在重新打包它的专利,当作可授权产品,瞄准各无线设备制造商,2004年第二季度开始对外授权。
“非常有趣,Intel卷入这件事情,”Griffith说。“Intel绝对愿意从芯片级上为网格提供标准。我的印象里,Intel想弥补过去的小小过失,他们太晚地进入Wi-Fi,现在一定要在WiMax和网格上走到前沿。”
网格式无线局域网是无线通信发展的逻辑归宿。从现有无线标准繁衍出新的功能,最能符合大多数厂商和用户的利益。一意孤行的专利标准虽然有暂时的优势,但得不到技术进一步发展的认同。只有把握技术发展主流,参与国际共同研究,才是最把稳的方式。
个案研究:美国德州加兰德市
加兰德(Garland),距达拉斯城东北15英里,人口22.1万,为社会安全人员,例如警官、消防队员和医院急诊室工作人员更换通信系统。Lockheed Martin去年九月取得这个合同,选用了MeshNetworks的网格技术,代替蜂窝式通信系统。新系统将覆盖57平方英里,是全世界最大的网格式移动通信网。按计划,该项目2004年第二季度完成,先提供移动数据服务,然后再有图像和语音服务。
网格技术为加兰德市带来很大的利益,比原来基础设施的带宽提高了50倍。“我们免除掉老系统要求的通信塔、线路租金和分区等头痛的事情,”通信经理Darrell McClanahan说。“网格系统保持1Mbps的正常吞吐量,高峰可达6Mbps。”
新系统只需要PC卡、无线中继器、网关、地理位置软件,经过改装的Pocket PC掌上机和指挥控制中心的服务器。中继器和网关挂在建筑物、街灯,或交通管制红绿灯上,为下一个中继器和设备提供能源。PC卡和PDAs也扮演中继者和路由器的角色,使网络变得非常强健。地理位置软件在不用GPS的条件下,提供纬度、经度和海拔高度等信息。该系统支持工业标准TCP/IP,DHCP和SNMP。
加兰德市选择网格通信系统前,于2003年在NexGen城沿190高速公路5平方英里的地区做试验,两辆汽车相反的方向行驶在每小时60英里的速度时,以通过量1.5Mbps成功地完成了实时的流式图像,VoIP呼叫。
移动通信专家Tim Scannell谈网格
问:按Zigbee国际联盟的发起,IEEE 802.15.4的一个重要的可操作概念就是用来组建网格网。每个802.15.4节点可用作动态的路由器,从一个网关延伸到无限的距离,只要在这个区域内布置节点。这并非一个新概念,但要它能自我组建、自我治愈仍然是一种挑战。
是否可以用IEEE 802.15.4完成网格式网络,IEEE 802.16技术是否也有类似的可行性?即通过内部合作,实现宽带访问因特网无限制的可及范围?
答:当我们铺设了日益增多的无线网,使用了各式各样不同的技术,这些网将最终用网格的环境连在一起,成为最强的,或至少能跨越不同的边界和标准的相互通信。蜂窝技术沿一个单元通信塔向下一个通信塔跳跃,使用户无缝地漫游在网格通信框架内,攫取最强的可获信号,构成无线连接。
Cometa Networks这样的新公司,探索重叠使用802.11(Wi-Fi)网,在大范围内提供网格无线访问环境,其基本目的还是城域网(MANs)的想法。问题在于为了实现可操作性和可靠性,网上的每个访问点不能中断运行。如果某个区段中断,就会变成弱链路区,服务遭到损害,和圣诞节的大面积灯串妆饰中不亮的灯泡相似。
Zigbee承诺把无线功能注入大量设备和非通信系统例如内置的环境控制,但不是网格的最佳选择。Zigbee不适用于连续的通信系统,因为预设置之外的时间,或不被激活的节点处于睡眠状态。但它能保持电池的长寿命,一个电池用5年,使系统在很长的周期内生存。Zigbee可以传送小型的数据包,但不适用于大容量的信息。
射频识别系统(RFID)也有类似之处,用在传送有限的数据信息,系统的大部分处于被动地位,直到读入器激活它们。最终,我们将更多地使用主动的RFID系统,用于零售业和物流运输。
虽然网格管理、控制和收费都存在问题,但都能解决。我们已能监视和控制射频,用分层技术和各种算法就能管理从A点向延伸点Z的数据流。Zigbee和RFID的网格可以通信和交换数据,但802.11将是更加通用的技术。