無線Mesh標(biāo)準(zhǔn)簡介

無線Mesh標(biāo)準(zhǔn)簡介匯報人：AA2024-01-22CATALOGUE目錄無線Mesh網(wǎng)絡(luò)概述無線Mesh技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與組成無線Mesh網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)安全性與可靠性保障措施無線Mesh網(wǎng)絡(luò)性能評估指標(biāo)與方法總結(jié)與展望01無線Mesh網(wǎng)絡(luò)概述無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種自組織、自配置的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過多個節(jié)點間的相互協(xié)作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。定義無線Mesh網(wǎng)絡(luò)起源于20世紀(jì)90年代，隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，逐漸成為一種重要的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等新興領(lǐng)域的快速發(fā)展，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。發(fā)展歷程定義與發(fā)展歷程無線Mesh網(wǎng)絡(luò)特點自組織性無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可以自動發(fā)現(xiàn)并建立連接，形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無需人工干預(yù)。多跳傳輸數(shù)據(jù)在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中可以通過多個節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行傳輸，擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。健壯性無線Mesh網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的容錯能力和自愈能力，當(dāng)某個節(jié)點出現(xiàn)故障時，其他節(jié)點可以自動接替其工作，保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。靈活性無線Mesh網(wǎng)絡(luò)可以靈活地擴(kuò)展和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，適應(yīng)不同場景和需求。應(yīng)用領(lǐng)域無線Mesh網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于城市、鄉(xiāng)村、工業(yè)園區(qū)、交通樞紐等場景的寬帶無線接入和覆蓋，以及物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智慧城市等新興領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。市場需求隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等趨勢的加速發(fā)展，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的市場需求不斷增長。未來，隨著5G、6G等新一代移動通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。應(yīng)用領(lǐng)域及市場需求02無線Mesh技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.11s標(biāo)準(zhǔn)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)定義IEEE802.11s標(biāo)準(zhǔn)定義了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)、協(xié)議和操作方法，使得無線設(shè)備能夠自組織成網(wǎng)絡(luò)并提供多跳通信。Mesh節(jié)點角色標(biāo)準(zhǔn)中定義了Mesh節(jié)點（MP）的角色，包括Mesh路由器、Mesh終端和Mesh網(wǎng)關(guān)，它們協(xié)同工作以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自組織和擴(kuò)展。Mesh鏈路建立與維護(hù)IEEE802.11s定義了Mesh鏈路建立和維護(hù)的機(jī)制，包括鄰居發(fā)現(xiàn)、鏈路度量和路徑選擇等，以確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和性能。03與Zigbee等協(xié)議的關(guān)系IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)通常與Zigbee等高層協(xié)議結(jié)合使用，以提供完整的無線通信解決方案。01低速率無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)是為低速率無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（LR-WPANs）制定的，主要面向低功耗、低成本的應(yīng)用場景。02Mesh拓?fù)渲С衷摌?biāo)準(zhǔn)支持Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，允許設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中相互通信，無需依賴中央?yún)f(xié)調(diào)器。IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11ax（Wi-Fi6）雖然主要關(guān)注于提高無線局域網(wǎng)（WLAN）的效率，但Wi-Fi6也引入了對Mesh網(wǎng)絡(luò)的支持，以改善室內(nèi)和室外環(huán)境的無線覆蓋。3GPPLTE與5G在蜂窩移動通信領(lǐng)域，3GPPLTE和5G標(biāo)準(zhǔn)也支持Mesh網(wǎng)絡(luò)的概念。例如，5G中的多接入邊緣計算（MEC）和自組織網(wǎng)絡(luò)（SON）技術(shù)有助于實現(xiàn)分布式、自組織的無線通信網(wǎng)絡(luò)。專用Mesh網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)一些專用領(lǐng)域（如工業(yè)自動化、智能交通系統(tǒng)等）也制定了針對特定應(yīng)用場景的Mesh網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足其特定的通信和性能需求。其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范03無線Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與組成無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種自組織、自配置、自愈合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由多個節(jié)點通過無線鏈路互聯(lián)形成。Mesh網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多跳通信，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)支持多種無線接入技術(shù)，如Wi-Fi、ZigBee、LoRa等，可與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述具備路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的節(jié)點，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。Mesh路由器Mesh終端網(wǎng)關(guān)用戶設(shè)備，通過Mesh路由器接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與其他設(shè)備的通信。連接Mesh網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換。030201節(jié)點類型及功能通信協(xié)議棧結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層傳輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的封裝、解封裝、錯誤控制等。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的可靠傳輸、流量控制等。物理層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層負(fù)責(zé)無線信號的調(diào)制、解調(diào)、發(fā)送和接收等。負(fù)責(zé)路由選擇、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等。提供各種應(yīng)用服務(wù)，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能家居等。04無線Mesh網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)通過中間節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)包的中繼轉(zhuǎn)發(fā)，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。中繼傳輸利用多條路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和吞吐量。多路徑傳輸通過減少跳數(shù)來降低傳輸時延和能量消耗。跳數(shù)優(yōu)化多跳傳輸技術(shù)選擇跳數(shù)最少的路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以最小化傳輸時延。最短路徑路由根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況動態(tài)選擇路徑，避免某些節(jié)點過載。負(fù)載均衡路由監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)擁塞情況，并采取相應(yīng)的路由調(diào)整策略，以確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。擁塞控制路由路由選擇與優(yōu)化算法信道復(fù)用技術(shù)允許多個節(jié)點在同一信道上同時傳輸數(shù)據(jù)，提高頻譜利用率。信道分配算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜凸?jié)點間的干擾情況，動態(tài)分配信道資源。干擾避免機(jī)制采用干擾感知和避免技術(shù)，減少節(jié)點間的相互干擾，提高通信質(zhì)量。信道分配與干擾管理策略05無線Mesh網(wǎng)絡(luò)安全性與可靠性保障措施采用WPA2-PSK、WPA2-Enterprise等高強(qiáng)度加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性。加密技術(shù)實施802.1X等認(rèn)證機(jī)制，對接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進(jìn)行身份認(rèn)證，防止非法設(shè)備接入。認(rèn)證機(jī)制在Mesh路由器上啟用防火墻功能，防止?jié)撛诘木W(wǎng)絡(luò)攻擊和威脅。防火墻保護(hù)及時更新Mesh路由器和終端設(shè)備的固件或軟件，以修復(fù)潛在的安全漏洞。定期更新和打補(bǔ)丁安全性保障措施冗余設(shè)計負(fù)載均衡設(shè)備巡檢與維護(hù)故障快速恢復(fù)可靠性保障措施01020304在關(guān)鍵節(jié)點采用冗余設(shè)計，如雙電源、雙網(wǎng)卡等，確保網(wǎng)絡(luò)的高可用性。通過動態(tài)路由協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的負(fù)載均衡，避免單點故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)擁塞。定期對Mesh網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行巡檢和維護(hù)，確保設(shè)備的正常運行和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。實施快速故障定位和恢復(fù)機(jī)制，如故障切換、故障隔離等，縮短網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)時間。06無線Mesh網(wǎng)絡(luò)性能評估指標(biāo)與方法吞吐量衡量網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的能力，通常以每秒傳輸?shù)谋忍財?shù)（bps）或字節(jié)數(shù)（Bps）表示。在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，吞吐量受到多種因素影響，如信號干擾、節(jié)點間距離、傳輸協(xié)議等。丟包率在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中丟失數(shù)據(jù)包的比例。丟包可能是由于信號干擾、節(jié)點故障或網(wǎng)絡(luò)擁塞等原因引起的。高丟包率會降低網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗。網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍無線Mesh網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋的區(qū)域范圍。覆蓋范圍受到節(jié)點間距離、發(fā)射功率和天線增益等因素的影響。較大的覆蓋范圍可以提高網(wǎng)絡(luò)的可用性和靈活性。延時數(shù)據(jù)從源節(jié)點到目的節(jié)點所需的時間。在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，延時主要由傳輸延時、處理延時和排隊延時等部分組成。低延時對于實時應(yīng)用（如語音和視頻通話）至關(guān)重要。性能評估指標(biāo)體系建立實驗結(jié)果分析對仿真實驗的結(jié)果進(jìn)行分析和比較，包括吞吐量、延時、丟包率等指標(biāo)。通過實驗結(jié)果分析，可以評估不同算法或策略對網(wǎng)絡(luò)性能的影響。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計根據(jù)實際需求設(shè)計無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括節(jié)點數(shù)量、位置、連接方式等。合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆兄谔岣呔W(wǎng)絡(luò)性能和穩(wěn)定性。流量模型設(shè)計模擬實際網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸情況，設(shè)計合適的流量模型。流量模型應(yīng)包括數(shù)據(jù)源、目的地、數(shù)據(jù)包大小、發(fā)送速率等參數(shù)。仿真環(huán)境搭建選擇合適的仿真工具和平臺，搭建無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的仿真環(huán)境。在仿真環(huán)境中，可以模擬網(wǎng)絡(luò)的實際運行情況，并對網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行評估。仿真實驗設(shè)計與實現(xiàn)測試環(huán)境搭建選擇合適的測試場地和設(shè)備，搭建無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的實際測試環(huán)境。測試環(huán)境應(yīng)盡可能接近實際應(yīng)用場景，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。數(shù)據(jù)采集與處理在測試過程中，需要采集相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，如吞吐量、延時、丟包率等。同時，還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和分析，以提取有用的信息。結(jié)果展示與比較將測試結(jié)果以圖表等形式進(jìn)行展示和比較，以便更直觀地了解網(wǎng)絡(luò)性能情況。同時，還可以將測試結(jié)果與仿真實驗結(jié)果進(jìn)行比較，以驗證仿真實驗的有效性和準(zhǔn)確性。結(jié)果分析與改進(jìn)對測試結(jié)果進(jìn)行深入分析，找出影響網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵因素和潛在問題。根據(jù)分析結(jié)果，可以提出相應(yīng)的改進(jìn)措施和優(yōu)化策略，以提高無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的性能和質(zhì)量。實際測試環(huán)境搭建及數(shù)據(jù)分析方法07總結(jié)與展望隨著無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，多跳傳輸和自組織網(wǎng)絡(luò)將成為主流趨勢，節(jié)點之間可以通過多跳方式實現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的通信，提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和連通性。多跳傳輸與自組織網(wǎng)絡(luò)未來無線Mesh網(wǎng)絡(luò)將更加注重智能化和自動化發(fā)展，包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、部署、優(yōu)化和運維等方面，提高網(wǎng)絡(luò)的性能和效率。智能化與自動化隨著5G、6G等新一代移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)將與不同制式的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，形成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供更加豐富的業(yè)務(wù)和應(yīng)用。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合無線Mesh網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢預(yù)測網(wǎng)絡(luò)容量與性能提升如何進(jìn)一步提高無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的容量和性能，滿足不斷增長的數(shù)據(jù)傳輸需求，是未來研究的重要方向之一。網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護(hù)隨著無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護(hù)問題日益突出，如何保障用戶數(shù)據(jù)的安全和隱私，防止網(wǎng)絡(luò)攻擊和竊聽，是亟待解決的問題。網(wǎng)絡(luò)