《Anykey宽带数传系统无线网状网技术介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Anykey宽带数传系统无线网状网技术介绍（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、AWM介绍Anykey无线网状网（Anykey wireless mesh） 网络，简称AWM无线网状网络，无线网状网最初起源于20世纪80年代的美国军事研究领域，是一种特殊的在不借助中心管理的情况下（也支持中心管理模式），实现多个移动终端的临时互联。无线网状网（Mesh）网络是一种与传统的无线通信网络完全不同的网络。传统的无线接人技术中，主要采用点到点或者点到多点的拓扑结构。这种拓扑结构中一般都存在一个中心节点，例如移动通信系统中的基站、80211无线局域网(WLAN)中的接人点(AP)等等。中心节点与各个无线终端通过单跳无线链路相连，控制各无线终端对无线网络的访问；同时，又通过有线链路与有
2、线骨干网相连，提供到骨干网的连接。而在无线网状网网络中，采用网状Mesh拓扑结构。是一种多点到多点网络拓扑结构。在这种Mesh网络结构中，各网络节点通过相邻其他网络节点，以无线多跳方式相连。Anykey于 1998年开始研究无线网状网架构，结合国际标准和通信技术的不断发展，在2005年开发出AWM网络协议，并形成AV8系列产品。AV8物理层采用OFDM多载波调制技术，协议层采用AWM网络协议，它具有：在高速移动(250kmh)环境下，中等遮挡条件，提供远距离基于IP的端到端的宽带高速数据和话音业务的能力。AV8无线Mesh网络，是由若干无线AV8互连而成的多跳无线网络。不同于传统蜂窝无线网络，
3、AWM网络中的每个节点都可以发送和接收信号，实现多跳无线接入，能覆盖更广的范围，避免无线覆盖的盲区，具有更大的灵活性和健壮性。同时，由于AWM网络具有自组织的特点，扩容方便，只需增加相应的AWM节点，便可为更多用户提供无线接入。 目前,许多国际大公司正加紧无线Mesh网络相关产品的研发，典型的有Motorola, Nortel, Tropos, Firetide等，并推出了无线Mesh网络的第一代产品。已有的无线Mesh网络路由器产品主要有Nortel公司的Nortel 5000,Tropos公司的Tropos 5210, Firetide公司的Hot Port 3200.作为第一代的无线Me
4、sh网络路由器，这些产品的共同特点是主要面向数据应用，而不支持语音和图像业务的传送。这在较大程度上限制了Mesh网络产品的应用推广。为了有效支持语音和图像业务的传送，无线Mesh网络必须提供带宽、延时等服务质量(QoS, Quality of Service)保证。网络的MAC协议是无线Mesh网中较为关键的技术。 无线网络的MAC层一般采用IEEE802.11协议，此协议在MAC层主要采用分布式协调功能(DCF, Distributed Coordination Function)和混合协同功能(HCF,Hybrid Coordination Function)两种机制，此两种机制都无法支持
5、业务的QoS要求。针对以上问题，IEEE802.11工作组制订了802.11 MAC协议的增强机制，也称为802.11e。IEEE802.lle在MAC层采用增强型分布式协同(EDCF,enhanced distributed coordination function)和HCF两种机制。HCF是以EDCF为基础的。它兼容了802.11中的超帧的概念。超帧分成无竞争阶段(CFP,Contention Free Period)和竞争阶段(CP, Contention Period)两部分。EDCF只适用于CP阶段。由于Ad hoc网络无中心的特点，HCF并不适合Ad hoc网络，只能通过使用ED
6、CF可以达到MAC层的业务区分的目的。IEEE802.l1e不支持多跳服务。为了解决上述问题，也为了能更好的运用于无线Mesh网络，IEEE提出了IEEE802.11s协议，IEEE802.11s是目前较为可行的无线Mesh网中的MAC协议。IEEE8021ls任务组，主要研究支持无线分布式系统(WDS)的协议，为MESH定义媒体接人控制(MACl层和物理层协议，以实现多个基站之间通过自配置多跳的方式组网 WDS是80211网络的一部分，用来作中继桥接的功能，可以让无线基站之间通过无线进行桥接(中继)，可以支持点对点、点对多点的数据传输IEEE 802.11s提出了无线Mesh网络的参考体系结
7、构Mesh媒体接入协调功能组件(MMACFC)位于物理层之上、Mesh路由组件之下负责有效的竞争接入和MESH中多跳节点问数据包发送接收的调度。当安全的Mesh链路建立以后，Mesh节点需要与其他Mesh节点协调以解决竞争和共享无线媒体的问题，来保证该节点本身及其他节点的数据包通过多跳的MESH有效转发。直观上看，MMACFC等同于802.11WLAN中的分布式协调功能(DCF)或802.11e中增强的分布式信道接入机制(EDCA)。对DCF或EDCA加以必要的改进，可高效地工作于多跳Mesh网络中。MMACFC需要解决的问题有：隐藏终端问题、暴露终端问题、在多跳Mesh路径上从源节点到目的节
8、点的流量控制、在多跳转发路径上的有效调度、对多跳多媒体业务(视频或语音)分布式允许接入控制、分布式保证服务质量(QoS)的业务管理、本地业务和转发业务的有效处理、不同网络环境下的可升级性、Mesh节点间信道工作接人的调度、使用多信道提高Mesh网络的性能等。AWM结合自身的应用特性，采纳吸收IEEE802.11s的部分技术特点，但不完全兼容IEEE802.11s。AWM只支持骨干节点之间的MESH网络构建，并不支持各节点与下连节点分支网络构建。AWM网络构建AWM支持2种模式，一种是无中心模式，适合移动设备之间建立数据链，如单兵之间协同作战的数据链。一种是有中心模式，适合有中心节点网络，但数据
9、并不是只直接单跳达到中心，数据到达中心支持多条路径。如侦查兵与中央处理单元，所有数据最后都汇总到中央处理单元分析，数据到达中央处理单元可以是多条路径。无中心模式Router A 想要探测到C的路径Router C 发送单播数据回复A在反应方式中AWM是非常类似AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)，按英文字面意思是自组网 按需 距离 向量网络，AODV各移动节点并不持续维护实时描述整个网络拓扑的路由表，仅在有业务到达时才查找建立支持该业务交换的路由，从而节省了大量未必有效的路由管理控制开销）。AWM在一经要求的情况下所有路径被探测到，通过在网络中不断发送路
10、径信息（PREQ）。目的节点或者在路径上的路由器会回复路径信息（PREP）。注意：如果目标地址属于一个客户终端，该节点会为下面的客户终端提供代理（例如：答复PREQ以他的名义）。这种模式适用于移动网络，或大部分的通信发生的内部mesh节点。中心节点模式根节点通过不断发送节点信息内部节点回应注册信息在主动方式一些路由器配置为入口。一般一个入口代表路由有接口连接到其它的网络。在网络中入口通过发送根消息会宣布他是出入点。内部节点会回应一个路径注册信息，这样的结果是入口节点作为路径树的根节点。路径为入口将充当一种默认路由，如果一个内部路由没有找到指定的目的路径，将会把所有数据发送到最近的入口节点，如果
11、可能，入口将作为代理路由寻找路径。这个可以引导向最佳的路径，除非数据被指定到入口节点本身，或者一些已有的外部网络接口入口节点中心方式更适合当多数传输在两个内部Mesh网络之间和存在多个入口节点。拓扑变动探测数据流路径当连接消失，错误的上行数据使用路径错误信息通告一个连接消失，这个信息会发送到所有的上行数据流节点返回到数据源，源节点接收到错误信心后会重启路径探测。AWM的技术优势与传统的电台相比，AWM具有几个无可比拟的优势：1.快速部署和易于安装。安装AWM节点非常简单，将预先固化好参数的设备加电就可以。参数固化在使用前根据组别进行设置，包括网络ID，加密，在实际使用中不需要进行网络规划，上电
12、既可运行。2.健壮性。实现网络健壮性通常的方法是使用多条路径传输数据。如果某个路由器发生故障，信息由其他路由通过备用路径传送。互联网E-mail就是这样一个例子，邮件信息被分成若干数据包，然后经多个路由器通过Internet发送，最后再组装成到达用户收件箱里的信息。AWM比常规单跳电台网络更加健壮，因为它不依赖于某一个单一节点的性能。在单跳电台网络中，如果某一个承担中的电台节点出现故障，整个网络也就随之瘫痪。而在AWM网络结构中，由于每个节点都有一条或几条传送数据的路径。如果传输路由中的某个节点受到干扰或者出现故障，该节点会沿着数据发送过来的路径，返回一个错误报告信息给信息发送的节点，信息发送
13、节点收到错误信息报告后，自动选择备用路径继续进行传输，整个网络的运行不会受到影响。3.结构灵活。在单跳网络中，如果几个设备要同时访问网络，就可能产生通信拥塞并导致系统的运行速度降低。而在多跳网络中，设备可以通过不同的节点同时连接到网络，因此不会导致系统性能的降低。AWM网络还提供了更大的冗余机制和通信负载平衡功能。在AWM网络中，每个设备都有多个传输路径可用，网络可以根据每个节点的通信负载情况动态地分配通信路由，从而有效地避免了节点的通信拥塞。而目前单跳网络或者广播型网络并不能动态地处理通信干扰和接入点的超载问题。AWM与其他通信网络的区别。1 与蜂窝移动通信系统的区别在AWM中，链路为网格结
14、构，如果其中的某一条链路出现了故障，节点便可以自动转向其他可接入的链路，但是在采用星型结构的蜂窝移动通信系统中，一旦中心基站BTS出现故障，将造成大范围的服务中断。在蜂窝移动通信系统中，终端的通信是依赖于基站系统完成的，即使2个终端的位置非常临近，也必须依赖于基站，AWM网络可以不依赖于中心直接通信。2与Ad-Hoc网络的区别AWM与Ad hoc网络均是点对点网络。Ad Hoc网络中的移动节点都兼有独立路由和主机功能，不存在类似于基站的网络中心控制点，节点地位平等，采用分布式控制方式。AWM把Ad Hoc网络技术应用到移动节点同时又使移动节点可通过IAP连接到其他网络，AWM节点具有路由、中继
15、、网络协调功能。因此可以把AWM看成是Ad Hoc网络技术的另一种版本。但AWM与移动Ad Hoc网络的业务模式不同，对于前者，节点的主要业务是来往于因特网网关的业务，而对于后者，节点的主要业务是任意一对节点之间的业务流。3与WLAN的区别从拓扑结构上讲，WLAN是典型的点对多点网络，而且采取单跳方式，因而数据不可转发。新的技术也可以设置中继点进行中继转发，但需要人工干预，网络结构固定，中继节点功能单一，不能自动路由中继。而AWM则具有自动路由中继功能。网络结构灵活多变、不需要人工干预。WLAN可在较小的范围内提供高速数据服务(8021lb可达ll Mbits，8021la可达54 Mbits)，但由于典型情况下WLAN接入点的覆盖范围仅限于几百米，而才用AWM技术的AV8，则可以通过AWM节点对数据进行不断转发，直至把它们送至目的节点，从而把接入点的覆盖服务延伸到几十公里远。AWM的显著特点就是可以在大范围内实现高速通信。
