Mesh網(wǎng)絡(luò)分層及Mesh組網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域介紹

** 三、 Mesh網(wǎng)絡(luò)分層 **

從網(wǎng)絡(luò)分層的視角觀察，Mesh覆蓋了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層以及部分網(wǎng)絡(luò)層的功能。

Mesh在分層網(wǎng)絡(luò)中的位置

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物理層（PHY）：

提供了用于傳輸數(shù)據(jù)的物理設(shè)備及接口，對于Mesh而言，其提供了無線傳輸（空口）、以太網(wǎng)、串口等數(shù)據(jù)傳輸接口。

02

數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）：

定義了數(shù)據(jù)在鏈路上的傳輸方式。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分為兩個(gè)子層，邏輯鏈路控制（LLC）層和媒體訪問控制（MAC）層，但在我司的Mesh產(chǎn)品架構(gòu)中，未明確區(qū)分LLC和MAC，只有MAC層，主要定義了數(shù)據(jù)傳輸幀格式、用戶接入方式、接入傳輸控制等。

03

網(wǎng)絡(luò)層（NETWORK）：

Mesh中的網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)是為網(wǎng)絡(luò)上的不同主機(jī)提供通信，主要實(shí)現(xiàn)路由控制算法，為不同的數(shù)據(jù)包選擇合適的傳輸路徑，并不具備傳統(tǒng)意義網(wǎng)絡(luò)層中流量控制、擁塞控制等功能。

其中，MAC層以及網(wǎng)絡(luò)層中的路由控制是我們關(guān)注的重點(diǎn)。我司產(chǎn)品的MAC層采用時(shí)分多址（TDMA）協(xié)議，從而引出幀、時(shí)隙、多跳等概念。

四、組網(wǎng)術(shù)語理解

1、頻率（Hz）

頻率，是單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，是描述周期運(yùn)動(dòng)頻繁程度的量，單位為赫茲。無線通信中的頻率指的是電磁波的頻率，即信號波形在一秒內(nèi)重復(fù)的次數(shù)，一秒變化一次就是1Hz。

2、頻段

頻段指的是電磁波的頻率范圍，用作無線通信的頻段只是電磁波頻段中的一部分。

3、帶寬（Hz 或者 bps）

在通信領(lǐng)域，帶寬指的是頻段上用來通信的一小段頻率范圍，即無線信號的頻率寬度。

注：

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，帶寬指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信鏈路傳輸數(shù)據(jù)的能力，即表征單位時(shí)間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過的"最高數(shù)據(jù)率"，單位是bit/s

4、頻點(diǎn)

頻點(diǎn)是給固定頻率的編號，它代表了帶寬上某個(gè)具體的發(fā)射頻率。

5、發(fā)射功率（dbm）

這里先插一個(gè)概念： dB ，dB是一個(gè) 相對值 ，它表示功率P相對于參考功率P0的大小關(guān)系，公式是db=10lg（P/P0）。由這個(gè)公式可以知道：

**dB＋3=發(fā)射功率×2，因?yàn)?0lg2=3**

**dB＋10=發(fā)射功率×10，因?yàn)?0lg10=10**

同理可得：

dB-3=發(fā)射功率÷2

dB-10=發(fā)射功率÷10

總結(jié)為口訣即：

“加3乘2，加10乘10;

** 減3除2，減10除10”**

接下來我們來說 dbm ，它是以1mW功率為基準(zhǔn)的一個(gè)比值，即把dB公式中的參考功率P0固定成了1 mW，即dbm=10lg（P/1mW）所以是用來表示功率絕對值的一個(gè)概念。射頻發(fā)射功率單位一般是dbm。

例如： 發(fā)射功率為1W，換算成dbm就是10lg（1W/1mW）即10lg（1000）= 30dbm。1W=30dbm，總結(jié)為口訣即:

“30是基準(zhǔn)，等于1W整”

結(jié)合以上兩組口訣(第一組口訣對dbm同樣適用），就可以快速進(jìn)行很多功率運(yùn)算了，來個(gè)熱乎的例題試一下：

43dbm=30dbm+10dbm+3dbm

=1W×10×2=20W

41dbm=30dbm+10dbm+10dbm

-3dbm-3dbm-3dbm

=1W×10×10÷2÷2÷2=12.5W

此外，結(jié)合以上知識點(diǎn)及對數(shù)運(yùn)算法則，也可以推導(dǎo)出另一個(gè)公式來進(jìn)行W和dbm的換算：

dbm=30+10lgP ，P的單位：W

大家可以根據(jù)實(shí)際需求選擇使用。

例： 40W換算成dbm，為30+10lg40=46dbm

6、接收功率（dbm）

RSSI：無線接收信號強(qiáng)度指示（Received Signal Strength Indicator），單位是dbm，計(jì)算公式為10lg（接收功率值/1mw）。因?yàn)闊o線信號多為mW級別，當(dāng)數(shù)值小于1mW時(shí)，轉(zhuǎn)化為dbm一般為負(fù)值。只有在理想狀態(tài)下，即無線路由器發(fā)射的功率都被無線網(wǎng)卡接收到了，此時(shí)的dbm值為0，當(dāng)然在實(shí)際傳輸過程中是很難達(dá)到的。實(shí)際應(yīng)用中dbm值越接近于0，信號強(qiáng)度越好，如-50dbm說明接收到的無線信號強(qiáng)度要高于-70dbm。

Tips：接收功率為什么會(huì)如此之小呢？

無線路由器發(fā)射功率一般都是100mw，還有更高的。但是接收功率值通常卻小于1mW。以-50dbm為例，它表示接收到的信號為0.01μW，僅為發(fā)射功率100mw的10000000分之一。實(shí)際上這個(gè)是正常的傳輸，就好像太陽發(fā)出的能量只有一億分之一被地球接收到一樣，接收功率肯定要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)射功率。

7、靈敏度（dbm）

接收機(jī)能夠識別到的、最低的電磁波能量，單位也是dBm；即能接收到的最小功率信號。

Mesh設(shè)備的靈敏度通常在-100dbm左右，靈敏度負(fù)的越多，信號強(qiáng)度就越低，靈敏度也就越高，傳輸距離也就越遠(yuǎn)。

8、底噪(dbm)

即背景噪聲，一般指電聲系統(tǒng)中除有用信號外的總噪聲。

9、信噪比（dB）

信噪比（SIGNAL NOISE RATIO，SNR or S/N），即放大器的輸出信號的功率，與同時(shí)輸出的噪聲功率的比值，一般以分貝(dB)為單位。例如，某設(shè)備的信噪比為80dB，即輸出信號功率是噪音功率的10^8倍。信噪比越大，說明混在信號里的噪聲越小，采集到的的信號質(zhì)量越高，否則相反。

在Mesh中功率和底噪用db表示，則信噪比用db表示為：功率 - 底噪；例：接收功率為-80dbm，底噪為-97db，則信噪比為: -80 -（-97）= 17dbm

10、碼流（Mbps）

碼流(Data Rate)是指視頻文件單位時(shí)間內(nèi)使用的數(shù)據(jù)流量，也叫碼率或碼流率，單位是kb/s或者M(jìn)b/s

11、幀長（ms）

幀是Mesh網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締卧?，MESH網(wǎng)頁里的幀長表示的是發(fā)射周期，單位為毫秒。

12、時(shí)隙（slot，單位ms）

表示幀長里面的具體的毫秒數(shù)，通常說到時(shí)隙的時(shí)候，會(huì)具體到時(shí)隙位置和時(shí)隙長度。

幀與時(shí)隙的關(guān)系：

幀、時(shí)隙是從時(shí)域角度去定義的，時(shí)隙是比幀更小的時(shí)間段，它可以理解成是幀的組成單位。在時(shí)分系統(tǒng)中，一個(gè)幀里面的不同時(shí)隙可以用來傳輸不同用戶、不同上下行的數(shù)據(jù)或者信令，實(shí)際上構(gòu)成了物理層面的信道概念。（在不同的系統(tǒng)里，幀與時(shí)隙的時(shí)間長度是不一樣的，一幀包含的時(shí)隙數(shù)也會(huì)不同。）

** 五、 Mesh組網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域 **

作為當(dāng)下最為靈活、高效、便捷的擴(kuò)大信號覆蓋的通信解決方案之一，Mesh組網(wǎng)得到了極大推廣。希諾麥田作為專業(yè)的通信產(chǎn)品研發(fā)及通信服務(wù)提供商，旗下全自研Mesh自組網(wǎng)產(chǎn)品及解決方案主要應(yīng)用于無人機(jī)/車/船、特種機(jī)器人、巡檢、應(yīng)急（如城市應(yīng)急、搶險(xiǎn)救援、城區(qū)覆蓋、森林消防、能源礦場、隧道人防、水域通信等）、C端等產(chǎn)品及特殊場景，行業(yè)多種多樣應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛。