无线Mesh网拓宽了联网应用范围(2)

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更新时间：2006-05-16 13:27
关 键 词：Mesh
阅读提示：借助无线Mesh联网技术，设计师们可以用一个廉价的短距离无线芯片将任一设备与任何其它设备互相连接。这从真正意义上为各种类型的新应用打开了大门，而这在以前是完全没有可能的。

Mesh网的实现如果你是DIY一族，就会有很多802.15.4的芯片。ZigBee用不需许可的ISM频段中美国的915MHz和2.4GHz和欧洲的868MHz。所有的芯片都采用直序列扩展频谱(DSSS)来实现多路径的强健性和最简化。

典型的ZigBee RF芯片一个很好的例子就是Freescale公司的MC1319x系列。MSC13191是一个使用DSSS和offset-QPSK(偏置四相相移键控)调制的2.4GHz收发器。它已建立，所以设计者们可以用他们自己的或另外的私有协议。MSC13192与之相似，但它有一个内置的MAC层：802.15.4-compliant协定。设计者们可以把他们自己的Mesh网络层加在这一层上面。这一系列的第三位成员是MSC13193，它完全符合ZigBee标准。

Freescale芯片的更新系列，MC1320x家族，把发射/接收器的天线开关安在芯片上。它完全结合Freescale的HCS08处理器芯片之一来创造单片的ZigBee解决方案。

Freescale也和提供Mesh网软件和解决方案的Millennial Net公司合作。Millennia Net的 Mesh-Scape无线传感器网络系统可以在Freescale的RF收发器芯片上运行，创造一个专利的Mesh网解决方案。

MeshScape包括全套的Mesh网软件和一排节点模块。它的916MHz与2.4GHz节点和这些软件兼容。一个MeshGate模块从网络上收集并发送数据。一个End节点模块从混合的星形-网状网络捕获数据，同时一个Mesh节点模块和传感器与触动器一起使用。

由Ember开发的Mesh系统是实现完全标准的ZigBee的一个好选择。它由Ember的EM250单片收发机/控制器(一个完整的ZigBee系统芯片)和混杂的Mesh网所需的所有软件组成。EM250有802.15.4-compliant协定、2.4GHz收发器和16位RISC处理器来操作ZigBee和更高的网络分层。Ember的EM260 RF收发器和EM250的特征一样。它和Atmel的AVR，德州仪器(TI)的MSP430和其它嵌入式控制器兼容。

Ember系统，EmberZNet 2.0的软件成分，是一个完全ZigBee-compliant的网络堆叠，它可操作一个大范围内的终端应用设备。Ember的开发组相当于把你的设计放到一个大浅盘(如图4)上交给你。除了一块开发者的板以外，开发组还提供了12块完整的节点板，让设计者有机会自己去测试Mesh概念。另外还有以太网供电设备(PoE)加强器。在软件方面，开发组的全套软件包括Ember Studio Network-Management Software，Ember Studio Debug Tools，EmberNet Stack and API和图书馆与全部文档文件。

很多别的公司也生产芯片、模块、用于ZigBee的软件和相似的专利方案。例如，Chipcon AS 正在用一个整体处理器CS2430完成它的单片解决方案CS2420 RF ZigBee收发器。

Helicomm的IP-Link 1200模块即将用在ZigBee网上。这家公司也有用于较长距离的900MHz模块，还有软件和开发组。Cirronet, 另一个RF调制解调器公司，供应宽范围ZigBee模块、软件和开发板。

WI-FI MESH当ZigBee引领短距离Mesh网这一行业时，简单初始的802.11或Wi-Fi配上合适的软件就可以用在Mesh架构中。正如先前提到的，Wi-Fi 的IEEE802.11s Mesh标准已有几年之久了。其间，很多专利系统都在用802.11或类似技术。Wi-Fi对Mesh空中界面意义重大，这个界面需要更高的速度和更长的距离，而且那里的功率消耗不成问题。

Wi-Fi Mesh提供低成本的宽带，连接到没有有线TV或DSL接入线服务的农村和郊区。通过把每个用户终端建立成一个中继器/路由器节点，可以在一个广阔的区域提供低价的互联网服务。许多城镇都是用这样的系统。但是这一行业现在正着眼于更大的鱼，有一主系统已被提议供应整个费城的网络连通。

802.11Mesh，是来自Accton Technology的无线智能传输网络(WITnet)系统，也是混合星形Mesh拓扑的变异体。它提供了一个使现有或更新星形/P2P 802.11网络上的AP Mesh化的方法。

目前，每个AP都需要一个连接回到下部组织，通过T1线或其它链接。Accton系统省去了来自Mesh网大多数AP的昂贵链接。通过Mesh技术, 多个AP转接来自和送往一单个有线AP的数据。

WIT网可以自配置和自修复，具有Mesh网的一切特征。设计者们可以简单而迅速地增加新的节点(AP)。它有内置的AES(高级加密标准)加密和安全鉴定。但可能还没有一种更快更易的方法用最少的成本去扩展一个现有的热点网络。

另外一个运用就是为有线局域网提供桥接。另外，这一系统将和即将面世的802.11s Mesh标准兼容。

由摩托罗拉公司提供的MEA和Motomesh系统代表了一个快速的高端Mesh网络。几年前摩托罗拉公司收购了Mesh Networks公司，自此它进入了Mesh的竞争之列。MEA是基础Mesh架构，它可以让类似802.11的节点和AP在2.4GHz不需许可频段上实现Mesh化。它具有Mesh和802.11b系统的一切要素，而且还可用在一些用不了802.11b的移动应用上。

MEA使用正交分割多址接入(QDMA)方法。QDMA最初是由美国国防部国防先进研究计划署(DARPA)的一份军事Mesh网合同发展而来的，它是CDMA的一个版本，但不像CDMA手机网络还需要一个基站。与之代替的是，每个节点都可用作一个转发器/路由器，节点移动的速度可达250mph。最大的脉冲数据率为6 Mbits/秒。典型的持续速率范围是：1~2 Mbits/秒。

Motomesh产品系列已与MEA技术结合，走在前端为公共安全机构提供强健的Mesh网。这种网络非常适用于消防、EMS、公安、救灾、国家安全等机构。它提供数据服务和流式视频、图片、地理信息系统资料及数据库的访问或者公安、建筑工等领域需要的其它信息。

Motomesh中心有一个接入点, 该接入点混合了两种标准2.4GHz、类似802.11的无线电和两种MEA 4.9GHz公共服务频带的无线电。一套在标准2.4GHz频带上运行，另一套在4.9GHz频带上运行。

这些Mesh化的接入点可以和膝上型电脑、轿车和其他速度达到200mph的车辆的其它节点进行通信(如图5)。它的定位系统让任何车辆都能在10米范围内查出自己或任何其他用户的位置----不用GPS(全球定位系统)。即使节点运行在大楼里、市区高楼大厦的“峡谷”间，或者正处于高速移动中，也可在大约1秒钟的时间内定位。

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