无线MESH-----矽谷星矢Strix之应急联动

无线Mesh的应急联动方案有很多种，但是大部分的方案都来源于最初的无线分布式系（WDS）概念。WDS是一种使用无线桥接和无线中继的无线AP模式，无线桥接也就是只能在AP之间进行通讯，AP不接受无线客户端的访问；而无线repeating既允许AP之间互相通讯，AP也可以与无线客户端进行通讯。所有的mesh网络在本质上都是用户流量在离开网络（比如到达有线的LAN）之前通过多个节点。
吞吐量和时延问题的根源来自于802.11是一种半双工技术，也就是在一个时间内只能执行一个功能（或者发送、或者接受流量）。因此，用于无线终端和mesh骨干网的频段个数，这些频段在某个特定拓扑中所起到的作用将会直接影响到经过多跳的高吞吐量、经过多跳的低时延等因素。

1.单模方案把所有信息放在同一信道上

StrixSystems公司认为，单模模式是无线mesh最脆弱的一种方案，因为每个节点仅使用一个频段（信道）来处理所有的三个功能：终端接入、ingress回程和egress回程。当更多的AP加入到网络中的时候，用于回程流量的带宽将会占据越来越高的比例，仅仅留很少一部分容量给无线客户端。而且，节点不能同时发送和接收，而且在其覆盖范围内另一个AP正在传输的时候，该AP也不能发送数据。这些问题将导致经过3跳后，时延将变得不可忍受。这种对可用共享带宽的竞争是基于类似以太网的无线冲突避免原则(CSMA/CA)。
这也就意味着，在单模mesh架构下，一个频段必须不断地在ingress回程、egress回程和终端连接之间转换，这将引起严重的时延问题。

简单计算一下就会发现，在单模方案中每个无线客户端只能获得很有限的吞吐量。举例来说，假设你有5个AP，每个AP有20个无线客户端与之相连，所有的AP和客户端共享同一个802.11b信道（5Mbit/s），这样等价于每个用户只能获得少于50kbit/s的吞吐量——比拨号连接还要慢。而且由于所有的无线客户端和AP必须工作在同一个信道上，无线资源的竞争和RF干扰还会导致不可预期的时延。

2.双模方案实现回程共享

在双模方案中，一个模块专门用来连接无线客户端，而另一个模块专门用来进行无线回程传输——回程信道同时由ingress和egress流量共享。由于双模方案为终端连接和回程分别提供了专门的模块，终端侧的问题（如低吞吐量，高时延）会得到一些改善，但是回程mesh信道还必须由ingress和egress流量共享。由于回程频段还需要不断地在ingress回程和egress回程间进行转换，因此全网的性能仍然由于回程时延长导致的瓶颈问题而不理想。

3.多模方案实现结构化的无线mesh

在多模（或者称作结构化mesh）方案中，每个网络节点至少使用三个频道的专用无线链路接口，分别为客户端流量、ingress无线回程流量和egress无线回程流量设置独立的模块。这个无线mesh网络的方案与单模或双模方案相比提供了很好的性能。因为每个链路都工作在独立的信道上，专用的回程链路可以同时发送和接收数据。

由于ingress终端接入、egress回程和ingress回程都在专门的模块进行处理，因此在10跳以上的情况下，依然能够保持高吞吐量；每一跳的时延可以保持在4~5ms，大大低于语音所要求的120ms；如果每个模块均能支持QoS和多重SSID/VLAN，就可以在无线终端为语音流量设置合适的优先级，通过mesh网络最终到达有线终结点。

为了满足像VoIP这类实时通信应用的要求，Wi-Fimesh网络要求多模块、多射频和多信道的体系架构。多模架构通过为终端接入、ingress回程、egress回程分别设置专门模块的方法，可以非常经济地提供经过多跳后高吞吐量、低时延和为语音流量设置高优先级所要求的容量和覆盖。

多模方案使Mesh网络更好地满足公共安全、应急联动和智能交通网络对高速移动下的无线宽带的要求。 利用多模Mesh技术的固有特性，处理拓扑结构快速变化的切换协议：目前支持最高的速度高达300km/h，切换时间延迟低于100ms。这样，在移动车辆上安装车载mesh节点，当车辆在无线城市内的任何道路行驶，都可以无间断地进行视频、语音和数据通信。高速移动下，移动车载和其他固定mesh节点之间的吞吐量可高达15Mbps，完全满足高带宽的应用需求。

考虑到目前固定版 WiMAX（802.16d）芯片技术不断成熟，利用WiMAX增加Mesh节点间的带宽也是无线城市规划中需要考虑到的。如何保证设备能够平滑升级到WiMAX也受到关注。这里，美国Strix Systems的室外型多模无线Mesh系统 (OWS) 的多模块化设计为可升级性提供了答案：通过在现有节点中堆叠WiMAX板卡模块即可将Wi-Fi Mesh节点升级到WiMAX，巧妙保护了整个无线项目的设备投资。