技术演进和Strix无线Mesh方案的优势

随着无线Mesh网络技术和应用的不断发展，在过去的5年中Mesh技术也在不断的演进-技术演进的主要方向是解决无线Mesh随着规模和复杂程度 发展带来的多跳的Mesh性能难题，比如带宽降低，无线干扰以及网络时延等。譬如，在网络中的每一跳吞吐量会下降多达50%，连续多跳情况下吞吐量下降得 更迅速，其结果将导致网络性能的严重降低。在语音和视频应用大量运行的极端情况下，时延和RF干扰将达到不可接受的程度，而导致连接完全中断。

　　Strix的第三代解决方案采用了多模块、多射频和多信道技术有效的解决了无线Mesh多跳性能的难题，远远优于单模块和双模块的早期Mesh解决方案的每跳50%的吞吐量下降。

　　传统的单模块Mesh和双模块Mesh网络只能提供有限的扩展性，多跳自身的难题使得它对于大规模网络部署还存在诸多疑问。因而需要一种新型结构化的无线Mesh，在其网络中无论跳数多少，都能够提供高性能和高可靠性。

　　为了具有可实施性，无线Mesh必须是低时延的网络，为Mesh上行和Mesh下行回程流量提供单独的无线带宽链路(类似于全双工连接)，并自 动地使用最高的可用吞吐量。如Strix Mesh系统，采用多频、多信道、多RF模块方式组网. Strix这种低时延的Mesh网络已经在实验室环境(无噪声)和真实环境(有噪声)中进行了测试。测试跳数逐步从1跳增加到10跳，结果表明即使达到 10跳，无噪声情况下网络回程吞吐量只有4%的丢失，而实际噪声环境也仅丢失了40%。时延测试结果也同样令人满意--完全在语音(VoIP)和视频应用 可接受的范围内。带宽下降测试结果是与为回程流量使用单频的Mesh网络的最佳情况进行比较的。而早期的单模Mesh或者双模Mesh网络在无噪声情况下 经过5跳后带宽就会令人吃惊地丢失了80%。

　　技术演进 - 实现无线Mesh的方案

　　单模块Mesh方案--所有信息都在同一信道上

　　单模块模式是无线Mesh最脆弱的方案。接入点仅使用一个信道，此信道由无线客户端和回程流量(在Mesh节点之间)转发共享。

　　当更多的Mesh节点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。此现象的原因是由于 无线是一个共享的媒质。单模块方案的Mesh节点不能同时发送和接收数据。而且在其覆盖范围内另一个Mesh节点正在传输的时候，该Mesh节点也不能发 送数据。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)。

　　简单计算一下就会发现，在单模块Mesh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，假设有5个节点，每个节点有20个无线客户端 与之相连，所有的节点和客户端共享同一个802.11b信道(5Mbps)，这样等价于每个用户只能获得少于50Kbps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Mesh节点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。

　　双模块Mesh方案--回程共享

　　在双频方案中，一个频道专门用来连接无线客户端，而另一个频道专门用来进行无线回程传输--回程信道同时由Mesh上行和Mesh下行流量共享。这意味着什么呢？无线客户端流量将得到一些的改善，但是全网的性能仍然由于回程的瓶颈问题而不理想。

　　多模块Mesh方案--结构化的无线Mesh

　　在多频(或者称作结构化Mesh)方案中，每个网络节点至少使用三个模块的专用无线链路接口，其中一个模块用于客户端的流量，第二个模块用于 Mesh上行无线回程流量，第三个模块用于Mesh下行无线回程流量。这个无线Mesh网络的方案与单模块或双模块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。

　　多跳的难题

　　多跳的难题包括带宽降低、无线干扰和网络时延问题，这些问题是由于流量需要在无线Mesh网络中进行多次"跳跃"所引起的。

　　带宽降低

　　当回程被共享的时候，多跳带来的带宽降低的问题尤为严重，比如单模块和双模块方案。在这些情况下，每个从MESH节点到MESH节点"跳越"的流量，其吞吐量都几乎会被削减了一半。对于这类带宽降低模式主要有两个原理。

　　不管你选择最佳情景原理的降低为1/n(其中n是跳数)，还是选择最坏情景原理的降低为1/2n-1，都会存在严重的带宽降低问题。

　　最具代表性的场景是假设所有的节点都以线性的方式排列，类似于一个珍珠串，每个节点只能和它两个邻接的节点通信。但是在实际部署的Mesh网络中，任何一个节点都能"侦听"到至少3个或4个邻接的节点。这时，带宽降低更加类似于最坏情况的情景。

　　无线干扰

无线干扰是一个十分重要的问题，它将影响到无线网络的性能。简单地说，无线干扰可以定义