mesh组网图解，mesh组网百度百科

1. 对Mesh网络的初步了解

1.什么是网状网络？

Mesh是一种多节点、无中心、自组织的无线多跳通信网络（注：目前部分厂商和应用市场正在推出有线Mesh和混合互连（有线+无线概念）（但这里我们主要讨论传统的无线）Mesh （因为在很多特殊的应用场景中，不具备布线条件或者布线非常困难和不方便），网络中的任何无线设备节点都可以作为路由器来发送和接收信号，并且可以以任何方式进行动态维护。与其他单个或多个节点连接和通信。无线网状网络可以与其他网络联合通信，解决大部分有线网络未覆盖区域的通信问题。

示例：中马丁5节点网络拓扑图

2.网络形式

网状网络的拓扑结构不是固定的，完全基于节点之间信道质量的自适应变化。当四个节点组网在一起时，网络拓扑会发生变化，如下图所示。

1）链式拓扑

链式拓扑

每个节点分布在链内，只有两个相邻节点可以直接通信。

节点2、3、4向节点1返回视频数据，但节点4需要节点3和2作为中继，节点3需要节点2作为中继。

2）星形拓扑

星形拓扑

节点以星形连接形成网络。该网络有一个中心节点，其他节点直接连接到该中心节点。

节点2、3、4直接将视频数据返回给节点1。

3）网状拓扑

网状拓扑

多个节点连接到多种类型的网络，允许网络选择最快的路径来发送数据。

节点2、3、4向节点1发送视频数据，但节点4需要节点2作为中继，节点2、3直接向节点1发送。

2、Mesh网络特性分析

1、Mesh网络的特点

1）除通信节点（基站）外不需要任何设备

2）由多个节点组成，添加节点方便

3）组网灵活，无需中心

4) 无需或最少配置

5）支持任意节点之间的互通

6) 支持多个继电器

2. 网状网络的优点

1) 快速部署：安装方便，只需打开电源即可。

2）NLOS：直接视距节点可以将信号转发到非视距节点。

3）稳定性：在出现节点故障或干扰的情况下，数据包会自动无缝地路由到更合适的传输路径，而不会在路由之间丢失，从而对整体网络运行没有影响。

4）结构灵活：每个设备可以使用多条传输路径，网络可以根据各个节点的通信负载动态分配通信路径，有效避免节点通信拥塞。

5）自同步：当主路由器的无线配置信息发生变化时，子路由器会自动同步其Wi-Fi等参数设置（新节点连接后无需任何配置即可自动同步）。

6）高带宽：如果节点数量较多，且数据通过多个短跳发送，则干扰较小，数据丢失较少，总带宽较多。

3. 局限性及其克服

传统网状网络的主要限制是节点限制和转发延迟。因此，对于非常大的网络使用地点以及实时性要求较高的网络场景，Mesh存在一定的局限性。

在此基础上，中麦天利用4G、5G经验，基于场景的精细化定制，对无线基带和调度协议进行内部研究，打造出全定制化的无线宽带Mesh自组网产品。具有低时延、远距离、大带宽、图像压缩、二次开发等优点，从32个节点一步步突破到128个节点，在时延、图像质量和距离解决一个问题。并且存在两大问题：4G/5G公网覆盖不足。经多家客户测试集成，经受市场检验，性能PK达到国际顶尖水平。未来，节点数量将增加，时延将减少，提供更加灵活、高效、便捷的网状组网解决方案。

知识点拓展

提示：网状网络和无线中继之间的区别

通过以上内容，您已经了解了Mesh网络的基本概念和主要特点。那么无线中继技术和同样用于扩展信号范围的网状网络解决方案有什么区别呢？

(1)无线中继的网络拓扑是固定的，整个网络不能保证最佳效果。如果一个节点离线，后续所有节点都可能瘫痪，无法自动修复。 Mesh可以智能地组成网络，网络具有很强的自愈特性。

(2)无线中继系统中的多个路由器不知道彼此的状态，无法主动引导设备连接到更好的节点，从主路由连接到中继路由的设备会明显掉线。网格找到最佳节点路由并提供无延迟的无缝漫游。

(3)无线中继需要一一设置SSID和密码并选择中继网络，过程复杂且导航困难。没有像Mesh这样的自同步功能。

3、Mesh网络分层

从网络分层的角度来看，网格覆盖了物理层、数据链路层和一些网络层的功能，如下图所示。

分层网络中的网格位置

01 物理层（PHY）：

提供数据传输的物理设备和接口。 Mesh提供无线传输（空中接口）、以太网、串口等数据传输接口。

02 数据链路层（DLL）：

定义如何在链接上发送数据。传统网络中的数据链路层协议分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）层和媒体访问控制（MAC）层，但在我们的mesh产品架构中，LLC和MAC是没有明确区分的。 MAC only 该层主要定义数据传输帧格式、用户接入模式、接入传输控制等。

03 网络层（NETWORK）：

Mesh网络层的主要任务是为网络上的不同主机提供通信，主要实现路由控制算法，为不同的数据包选择合适的传输路径。它不具有流量控制或拥塞控制等功能。传统网络层。

其中，我们重点关注MAC层和网络层的路由控制。我们产品的MAC 层采用时分多址(TDMA) 协议，该协议引入了帧、时隙和多跳等概念。

4. 理解网络术语

1. 频率（赫兹）

频率是每单位时间完成的周期性变化的数量，以赫兹为单位。无线通信中的频率是指电磁波的频率，即信号波形每秒变化一次的次数。

2、频段

频带是指电磁波的频带。用于无线通信的频段只是电磁波频段的一部分。

3. 带宽（Hz 或bps）

在通信领域，带宽是指一个频段内用于通信的小频率范围，即无线电信号的频率宽度，以Hz为单位。

笔记：

在计算机网络领域，带宽是指网络系统的通信链路传输数据的能力，代表单位时间内从网络上的一点传输到另一点的“最高数据速率”。每秒位数。

4、频点

频点是赋予固定频率的数字，代表带宽内的特定发射频率。

上面的概念都比较抽象，容易混淆，所以这里有一个视频可以帮助大家理解记忆。

正在加载视频.

（视频版权归原作者所有）

5、发射功率（dBm）

概念如下：dB是一个相对值，描述功率P与参考功率P0之间的关系，公式为dB=10lg(P/P0)。从这个公式我们可以看出：

10lg2=3，所以dB+3=发射功率2

由10lg10=10得，dB+10=发射功率10

同样，可以得到：

dB-3=发射功率2

dB-10=发射功率10

将其总结为一个公式，如下所示：

“2加3，10加10。

减3除以2，减10除以10。”

接下来我们来谈谈dBm。这是基于1mW 功率的比率。即dB公式中的参考功率P0固定为1mW，即dBm=10lg(P/1mW)。表达一个概念的力量的绝对值。射频发射功率通常以dBm 为单位测量。

例：发射功率为1W，换算为dBm为10lg（1W/1mW），即10lg（1000）=30dBm。 1W=30dBm，可概括为：

“30为标准，相当于1W”

结合上面两组方程（第一组也适用于dBm）可以让您快速执行许多功率计算。 让我们尝试一个热门示例。

43dBm=30dBm+10dBm+3dBm=1W102=20W

41dBm=30dBm+10dBm+10dBm-3dBm-3dBm-3dBm

=1W1010222=12.5W

另外，您还可以将上述知识点与对数规则结合起来，推导出另一个W与dBm的换算公式。

dBm=30+10lgP，P的单位为：W

大家可以根据自己的实际需要选择使用。

示例：将40W 转换为dBm 得出30+10lg40=46dBm。

6. 接收功率（dBm）

RSSI：接收信号强度指标，单位为dBm，计算公式为10lg（接收功率值/1mw）。由于大多数无线电信号都处于mW 级别，因此对于小于1mW 的值，转换为dBm 通常为负值。 dBm值只有在理想情况下才为0，即无线路由器发射的功率被无线网卡接收到时。当然，这在实际发送过程中是很难实现的。在实际应用中，dBm 值越接近0，信号强度越高。例如-50dBm表示接收到的无线信号强度高于-70dBm。

提示：为什么接收功率这么低？

无线路由器的发射功率通常为100mW，但有些更高。然而，接收功率值通常小于1mW。以-50dBm为例，意味着接收信号为0.01W，仅为100mW发射功率的百万分之一。事实上，这是正常的传输，接收到的功率一定比发射的功率小得多，就像地球只接收到太阳发出的能量的百万分之一一样。

7. 灵敏度（dBm）

接收器可以识别的最小电磁能量。它也以dBm 为单位进行测量，这是可以接收的最小功率信号。

Mesh设备的灵敏度通常在-100dBm左右，灵敏度越负，信号强度越低，灵敏度越高，传输距离越远。

8. 本底噪声（dBm）

换句话说，背景噪声一般是指电声系统中不包括有用信号的总噪声。

9. 信噪比（dB）

信号噪声比、SNR 或S/N，放大器输出信号的功率与其同时输出噪声的功率之比，通常以分贝(dB) 为单位。例如，特定设备的信噪比为80dB，这意味着输出信号功率是噪声功率的10^8倍。信噪比越高，信号中引入的噪声就越少，采集到的信号质量就越高。如果不是，则相反。

对于网格，功率和本底噪声以dBm 表示，信噪比以dB 表示，如下所示：例如，接收功率为-80dBm，本底噪声为-97dBm，信噪比为： -80 -(-97)=17dB。 （这里注意：当你用另一个dBm减去1dBm时，结果以dB表示）

10. 码流（Mbps）

数据速率是指视频文件单位时间内使用的数据流量，也称为码率或码流速率。单位为Kb/s 或Mb/s。

11. 帧长度（毫秒）

帧是网状网络中数据传输的基本单位。网状网页的帧长度表示传输的持续时间（以毫秒为单位）。

12.时隙（时隙，单位毫秒）

指示帧长度的具体毫秒数。通常我们所说的时隙是由时隙位置和时隙长度决定的。

帧与时隙的关系：

帧和时隙是根据时域来定义的，其中时隙是比帧更短的时间段，并且可以被理解为帧的构建块。在时分系统中，帧内的不同时隙可以用于为不同用户、不同上行链路和下行链路传输数据或信令。这实际上就构成了物理层面的通道的概念。 （不同系统的帧长度和时隙长度不同，帧内时隙数量也不同。）

5、Mesh网络的应用领域

网状网络作为扩展信号覆盖范围的最灵活、高效、便捷的通信解决方案之一得到大力推广。作为专业的通信产品研发和通信服务提供商，中麦天完全自主研发的网状自组织网络产品和解决方案主要应用于无人机/车辆/船舶、机器人、巡检、应急场景（城市应急、抢险救援、城市应急救援等）盖等）。森林消防、能源开采、隧道作业、水上通信等），C端产品和特殊场景。行业多样，应用广泛。

具体产品包括HEPBURN网络模块（HEPBURN Mini、HEPBURN P27J、增加传输距离的HEPBURN ODP27（室外型）、HEPBURN Lite、HEPBURN P33、HEPBURN P35、HEPBURN P37、HEPBURN P40等）和Esmart应急产品系列（包括1个3屏调度台、车载台、背包台、手持台、手持机），欢迎各界朋友关注学习~