Mesh網絡關鍵技術及組網性能

文/袁建

1 Mesh網絡關鍵技術

1.1 Mesh基本原理

Mesh網絡由5部分組成，包括網管系統、網絡認證、Root AP、Mesh AP、認證。其中，Mesh AP是服務終端，通過端口連接，為整個網絡體系提供信息回傳服務，具有較強的防干擾性能，支持不同類型有線接入端口。在實際應用中，可以根據實際布局需求，在此訪問端口連接多個外部網絡端口，建立多個訪問連接，實現多方通信。

1.2 關鍵技術分析

Mesh網絡應用涉及到的核心技術有很多，例如，自配置技術、自查自愈技術、路由優(yōu)化技術、Qos保證機制、安全技術。本文將對這幾項關鍵技術進行簡要介紹。

1.2.1 自配置技術

該項技術指的是自動頻點檢測技術，對整個網路結構進行檢測，集中管理能力，以此減少網絡故障發(fā)生頻率，便于網絡維護管理工作開展。

1.2.2 自查自愈技術

該項技術是通過建立鏈路連接，自行對網絡運行狀態(tài)進行檢測，排查各條鏈路是否存在故障情況，啟動自動恢復功能，保證網絡得以正常運行。

1.2.3 路由優(yōu)化技術

該項技術是無線網絡操控技術的一種，結合多種性能指標，選取合適的路由協議，提高網絡容錯性。如果網絡運行過程中，某一鏈路異常，此條鏈路將被自動切斷，從而避免對其他鏈路運行造成影響。另外，利用流量工程技術，與用戶終端與路由器之間建立通信連接，均分負載，使得系統資源利用率得以提升。

1.2.4 Qos保證機制

該項技術的應用是為了協調Mesh網絡接入的一致性，建立該項業(yè)務通信連接，從而保證各個訪問端口得以有效連接。

1.2.5 安全技術

通常情況下，采用加密方式，或者添加防火墻、入侵檢測機制，組成安全防護層，避免網絡遭受侵害。

2 Mesh組網性能分析

2.1 組網方案

考慮到Mesh組網容易受到外界干擾，本文在制定組網方案時，設置了單頻組網和雙頻組網兩種方式。

2.1.1 單頻組網

選取2.4GHz信道作為單頻組網傳輸通道，以802.11b/g接入鏈路，并建立回傳連接。在實際應用中，依據信號所處環(huán)境不同，通過分析干擾源，合理設置各跳之間連接信道。由于信道網絡部署復雜，部分相鄰鏈路存在較為嚴重的干擾情況，無法在同一時間發(fā)送或者接收，必須在控制范圍內協商。然而在增加跳數的過程中，組網帶寬出現了嚴重下降情況，對網絡運行性能造成了嚴重影響。

2.1.2 雙頻組網

為了彌補單頻組網存在的帶寬不足，本文對雙頻組網進行探究。該組網方式信道為5.8GHz。網絡運行期間，各條鏈路之間互不干擾，支持信息轉發(fā)回傳。與單頻組網相比，該組網方式網絡性能有所提高，加大了抗干擾能力。雖然雙頻組網得到了優(yōu)化，但是其無法抵抗所有干擾，隨著跳數的增加，分配的帶寬下降，在實際應用中，必須充分考核各項參數，不可以隨意增加跳數，以免出現網絡異常。

2.2 性能分析

2.2.1 流量和覆蓋性能分析

當組網距離發(fā)生改變時，流量將隨時發(fā)生變化，并且不同組網方式，消耗流量存在較大差異。如圖1所示為組網流量性能分布圖。

通過觀察圖1中的變化趨勢可知，隨著距離的增加，所有組網流量均呈現下降趨勢，只有單頻雙跳組網變化幅度較小，基本持于平緩。與條件相同的單跳組網相比，兩跳組網更低一些。與雙頻組網相比，單頻組網流量更低一些。綜合考慮圖中5種組網方式，需要合理選擇組網方式，控制跳數，從而達到提高組網性能的目的。

2.2.2 網絡延時性能分析

圖1：組網流量性能分布圖

圖2：不同組網形式下的網路延時性能分布圖

組網負荷變化對延時大小影響較大，本文對不同組網形式下的網絡延時性能展開研究分析。如圖2所示為不同組網形式下的網路延時性能分布圖。

通過觀察圖2可知，隨著負荷的增加，單頻單跳組網和單頻兩跳組網的網絡延時先出現增加而后平緩變化趨勢；單AP先平緩而后隨之增加；雙頻單跳和雙頻多跳先增加而后隨之降低。

3 總結

綜上，通過對比分析不同組網方式下的流量性能和網路延時性能，掌握不同組網應用性能，根據其變化趨勢，了解組網結構變化對性能的影響大小。通過本文的研究，可以為無線組網調控提供參考依據。