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局域網(wǎng)（WLAN）的基本結構包括星型結構、環(huán)型結構、總線(xiàn)結構、分布式結構、樹(shù)型結構等。目前典型的局域網(wǎng)大多采用星型結構或者多層星型結構，即網(wǎng)絡(luò )通過(guò)主路由器接入，再分配至各個(gè)分路由器，最后連接至不同的主機和設備上。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展以及智能終端的不斷增加，這種傳統局域網(wǎng)的結構在很多場(chǎng)合出現了瓶頸，網(wǎng)絡(luò )“死角”更是讓用戶(hù)體驗降至低點(diǎn)。 人們常說(shuō)，長(cháng)江后浪推前浪，這不，一種并不新鮮但由于技術(shù)限制一直未被重視的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構如今走上了前臺，它就是Mesh——網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )結構。 什么是Mesh? 首先，讓我們看一下什么是Mesh網(wǎng)絡(luò )？ Mesh網(wǎng)絡(luò )是一種拓撲結構，其中各個(gè)節點(diǎn)（AP）都是相互連接的。與傳統局域網(wǎng)的最大不同點(diǎn)在于，無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )中的AP可以采用無(wú)線(xiàn)連接的方式進(jìn)行互連，并且AP間可以建立多跳的無(wú)線(xiàn)鏈路。也就是說(shuō)，網(wǎng)絡(luò )中的每個(gè)設備都有兩種接收和傳輸信息的方式，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )不依賴(lài)于一個(gè)設備進(jìn)行通信，因此，如果一個(gè)AP不能通信，則網(wǎng)絡(luò )可以通過(guò)其他AP繼續工作。Mesh網(wǎng)絡(luò )的這個(gè)特點(diǎn)，讓我們可以輕松地將無(wú)線(xiàn)設備的部署范圍擴展到整個(gè)區域，網(wǎng)絡(luò )覆蓋再無(wú)“死角”。 
圖1：Mesh網(wǎng)絡(luò )、全連接網(wǎng)絡(luò )、星型網(wǎng)絡(luò )、環(huán)型網(wǎng)絡(luò )、公共總線(xiàn)等網(wǎng)絡(luò )拓撲結構一覽（圖源：網(wǎng)絡(luò )） 歸納一下，無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢主要體現在以下幾個(gè)方面： ● 一是網(wǎng)絡(luò )的部署安裝非常簡(jiǎn)單 Mesh的設計目標是將有線(xiàn)設備和有線(xiàn)AP的數量降至最低，因此，在無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )中，每個(gè)AP不再需要有線(xiàn)電纜的連接，用戶(hù)只需將這些無(wú)線(xiàn)設備接上電源就可以使用了。對于需要增加新的AP來(lái)擴大無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò )容量的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這個(gè)操作真的是太方便了。 ● 二是去中心化 無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )由一組呈網(wǎng)狀分布的無(wú)線(xiàn)AP構成，各AP均采用點(diǎn)對點(diǎn)方式通過(guò)無(wú)線(xiàn)中繼鏈路互聯(lián)。由于任意兩個(gè)AP之間擁有多條連接通道，網(wǎng)絡(luò )去中心化不再是難題。 ● 三是廣覆蓋 在無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )中，每一個(gè)AP都相當于一個(gè)中繼器，因此還可以為連接到AP視距之外的用戶(hù)提供網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，大幅提高了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的應用領(lǐng)域和覆蓋范圍。 ● 四是高利用率 高利用率是無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )的另一個(gè)技術(shù)優(yōu)勢。在單跳網(wǎng)絡(luò )中，一個(gè)固定的AP被多個(gè)設備共享使用，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )設備的增多，AP的可用率就會(huì )大大下降。而在無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )中，一旦某個(gè)AP可用率下降，數據就會(huì )自動(dòng)重新選擇另一個(gè)AP進(jìn)行傳輸。 基于mesh組網(wǎng) 接著(zhù)，我們再梳理一下Mesh組網(wǎng)是怎么一回事。 其實(shí)，Mesh網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)存在很長(cháng)時(shí)間了，以前主要用于軍事或商業(yè)應用。2005年，麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗室首次提出了OLPC項目，旨在為全球最貧窮的兒童提供一臺低成本的PC。而這些PC將通過(guò)Mesh網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò )接入嚴重受限的地區提供互聯(lián)網(wǎng)連接。 現在，Mesh網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入家庭網(wǎng)絡(luò )市場(chǎng)，以谷歌為代表的一批企業(yè)開(kāi)始布局這一應用領(lǐng)域，約90%的路由器廠(chǎng)商推出了各自的Mesh產(chǎn)品，比如Tplink、Dlink、榮耀、小米、華碩等，他們推出的mesh Wi-Fi路由器能提供更好的網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍和性能。不過(guò)，這些產(chǎn)品的價(jià)格差別很大，售價(jià)位于幾百到幾千人民幣之間。 除了提高性能，這些Mesh產(chǎn)品基本都能通過(guò)智能手機應用程序或web門(mén)戶(hù)提供輕松的安裝和維護，運維成本也得到了有效控制。 擁有一個(gè)無(wú)縫鏈接的網(wǎng)絡(luò )是很多人的夢(mèng)想�，F在，無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )有望將這個(gè)夢(mèng)想變?yōu)楝F實(shí)。當然，畢竟Mesh僅僅是一種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，若要組網(wǎng)，它還需與Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee等無(wú)線(xiàn)技術(shù)結合起來(lái)。在實(shí)現家庭網(wǎng)絡(luò )全覆蓋這部分市場(chǎng)，無(wú)線(xiàn)Mesh Wi-Fi路由器的需求量正在穩步上升。要說(shuō)原因，主要還是家庭對Wi-Fi的無(wú)線(xiàn)覆蓋要求提高了。雖然5G與Wi-Fi 6市場(chǎng)之爭從未停止，不過(guò)在眼下，明顯WiFi 6還是占了一定的上風(fēng)。這一利好將會(huì )讓無(wú)線(xiàn)Mesh Wi-iFi市場(chǎng)更上一層樓。
圖2：擁有6根天線(xiàn)的最新小米Wi-Fi 6路由器支持Mesh組網(wǎng)（圖源：網(wǎng)絡(luò )） 這里我們需要插一句來(lái)解釋一下Wi-Fi6，它到底是何方神圣?Wi-Fi 6的學(xué)名是802.11ax，屬于第六代Wi-Fi技術(shù)，可提供更快的速度和更低的時(shí)延，其傳輸速率最高可達9.6Gbps，理論傳輸速度達到了1.2GB/s，網(wǎng)絡(luò )性能不輸5G，這也是為什么業(yè)界有很多人提出在某些應用場(chǎng)景用Wi-Fi 6取代5G的原因，頗有既生瑜何生亮的感覺(jué)。 當這樣一個(gè)“厲害”的角色遇到Mesh，對我們的智慧家庭會(huì )帶來(lái)怎樣的影響呢？ 當Mesh遇到WiFi 6 現在，就讓我們看一看Mesh WiFi 6將為智能家居帶來(lái)哪些變化。 如今，大多數家庭都會(huì )有多個(gè)智能手機、平板電腦、智能音箱、網(wǎng)絡(luò )攝像頭、游戲機和電視流媒體設備連接到網(wǎng)絡(luò )，至少有一個(gè)設備同時(shí)在多達三個(gè)不同的房間中使用。據消費者技術(shù)協(xié)會(huì )（Consumer Technology Association）預測，2019年將售出近3000萬(wàn)款智能家居產(chǎn)品，比2018年增長(cháng)23%。當現有家庭網(wǎng)絡(luò )基礎設施的負載增加5倍或更大時(shí)，家庭智能設備將很難正常工作。 在智能家居中，信號覆蓋范圍和質(zhì)量之間的矛盾由來(lái)已久，是用戶(hù)迫切要解決的問(wèn)題。根據Statista的2020年度報告，到2025年，全球聯(lián)網(wǎng)設備的安裝量預計將達到754.4億臺。這個(gè)矛盾看起來(lái)有進(jìn)一步加劇的趨勢。幸好，我們現在有無(wú)線(xiàn)Mesh Wi-Fi可以用了。 Mesh Wi-Fi路由器的設計目標是覆蓋家庭或辦公室的每個(gè)角落，實(shí)現無(wú)縫Wi-Fi連接。Wi-Fi 6的使用還能將網(wǎng)絡(luò )吞吐量提高近4倍。簡(jiǎn)言之，有了Mesh Wi-Fi 6路由器，無(wú)論你的家有多大，哪怕是無(wú)敵海景大house，家中的每個(gè)角落都會(huì )被強大的互聯(lián)網(wǎng)連接所覆蓋。 當然，Mesh Wi-Fi 6之于智慧家庭絕不僅僅是網(wǎng)絡(luò )全覆蓋這一優(yōu)勢，它還有其他優(yōu)點(diǎn)。比如，由于Mesh網(wǎng)絡(luò )提供了一種自愈算法，因此可以自動(dòng)地選擇最佳路由來(lái)發(fā)送數據，哪怕是某個(gè)AP無(wú)意中掉網(wǎng)甚至停止工作，整個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò )仍能夠正常工作。再有，Mesh網(wǎng)絡(luò )允許網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)直接相互通信，無(wú)需要網(wǎng)關(guān)的干預，減少了數據傳輸時(shí)延和網(wǎng)關(guān)的負擔。 克服技術(shù)挑戰 最后，我們要關(guān)心一下Mesh Wi-Fi制造商需要面對的那些挑戰。 · 抗干擾能力問(wèn)題 通常無(wú)線(xiàn)路由器有2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段，在網(wǎng)絡(luò )中還會(huì )存在多種無(wú)線(xiàn)電解決方案來(lái)管理當今智能家居中分散的設備和服務(wù)，如何減輕這些標準和頻段之間可能發(fā)生的干擾不僅是工作的重中之重，解決起來(lái)也非常困難。 · 散熱問(wèn)題 人們對路由器較小外形尺寸的不斷追求使得產(chǎn)品的散熱問(wèn)題日益嚴峻。產(chǎn)品上市時(shí)間也是一個(gè)非常大的挑戰。先進(jìn)的Wi-Fi標準（如Wi-Fi 6）以及多個(gè)無(wú)線(xiàn)電標準（如BLE、Zigbee、Thread）在產(chǎn)品中共存，大幅增加了RF器件的設計復雜性，產(chǎn)品的設計周期必然有相應的增加。好在，這些挑戰正在被一一克服。 · 多種無(wú)線(xiàn)電協(xié)作解決方案 以Qorvo公司為例，它的集成高級濾波解決方案“coexBoost”能夠允許多種無(wú)線(xiàn)電同時(shí)工作。這種系統解決方案不僅包括單個(gè)組件，還有完整的SoC方案，在整體上解決了所有復雜的射頻問(wèn)題。 Qorvo還有一整套的Wi-Fi 6解決方案，涵蓋2.4 GHz和5 GHz頻段。通過(guò)Qorvo射頻前端（RFFE）解決方案和“EdgeBost”進(jìn)行濾波，用戶(hù)可以在所有2.4 GHz頻譜通道的更高功率級別上實(shí)現協(xié)議的一致性。
表1：Qorvo公司2.4 GHz、5 GHz和6 GHz解決方案產(chǎn)品組合 結語(yǔ) Mesh Wi-Fi路由器為家庭網(wǎng)絡(luò )全覆蓋提供了“后盾”。今天的網(wǎng)絡(luò )流量諸如游戲、視頻流、互聯(lián)網(wǎng)、音樂(lè )、計算等，以及智能家居服務(wù)流量如語(yǔ)音助理、安全、氣候控制、視頻、音頻等，通過(guò)Wi-Fi 6標準的改進(jìn)將得到有效擴展。 無(wú)線(xiàn)連接已經(jīng)成為智能家居以及物聯(lián)網(wǎng)的一種連接方式。IDC估計，到2025年，將有416億臺物聯(lián)網(wǎng)設備產(chǎn)生794 zettabytes的數據。Mesh網(wǎng)絡(luò )將成為家庭、城市和企業(yè)中聯(lián)網(wǎng)設備實(shí)現大量數據交換的關(guān)鍵機制。擁有一個(gè)Mesh Wi-Fi路由器就相當于安裝了3-5個(gè)標準Wi-Fi路由器，我們可以說(shuō)它是眼下實(shí)現網(wǎng)絡(luò )全覆蓋的最合適的網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品，更是確保智能家居提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的基石。 來(lái)源：貿澤電子 作者：Doctor M |
