淺談家庭IoT中的Wi-Fi Mesh網絡

2022.10.20

淺談家庭IoT中的Wi-Fi Mesh網絡


隨著家庭智能設備的增多,像音響、電視、洗衣機、監控攝像頭、照明燈、自動窗簾等等一同接入一個家庭IoT網絡,常常容易導致設備網絡加載困難甚至網絡異常,無法完成遠程控制,那這是怎麼一回事呢?看完本文,可能會有答案。

作者| 范德陽,單位:中國移動智慧家庭運營中心

Labs 導讀

近年來,越來越多的智能家居設備湧入尋常百姓家庭,隨著家庭智能設備的增多,像音響、電視、洗衣機、監控攝像頭、照明燈、自動窗簾等等一同接入一個家庭IoT網絡,常常容易導致設備網絡加載困難甚至網絡異常,無法完成遠程控制,那這是怎麼一回事呢?看完本文,可能會有答案。

Part 01 Wi-Fi Mesh的機遇 

家庭IoT網絡中加入越來越多的智能家居設備,常常導致設備網絡異常,從而出現無法遠程控制、查看設備狀態等問題,其原因是:傳統的家庭IoT網絡大都是採用星狀結構,只用一個普通的路由器,末端連接有N個獨立智能設備節點,而IoT網關所能連接的設備數量卻是有上限的。如圖1所示,當設備節點數量多,且運行在同一頻率下,可能會造成信號衝突;此外,當設備節點因為某一障礙無法訪問網關,則設備將失去連接,無法上傳數據,也無法對其進行控制。

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圖1

Part 02 什麼是Wi-Fi Mesh網絡 

所謂的Wi-Fi Mesh網絡顧名思義就是無線網狀網絡,也稱多跳網絡。如圖2所示,在Wi-Fi Mesh網絡中,節點之間採用無線方式進行相互連接,每個設備節點都可同時作為路由,每個節點都可將數據接收或中繼到下一連接節點上,每個設備節點都可與一個或多個對應節點進行通信。因此,整個網絡不依賴於某一單獨設備節點,即使某一節點因為故障無法直接訪問,還可通過網絡中其他連通鏈路進行訪問,這大大提高了網絡的魯棒性。

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圖2

Part 03 Wi-Fi Mesh網絡的特點

  1. 網絡中節點之間的數據傳輸遵循特定的路徑,通常使用自我修復算法(最短路徑橋接,SPB)。也就是說數據發送到一個節點時,只有當前節點不可用,網絡才會自動選擇其他最優可用節點,極大程度保證了網絡的工作穩定,對應的找尋故障節點耗時也較長。
  2. 網絡易於配置和管理,新加入的節點自動連接到網絡。
  3. 添加設備數量不會影響網絡數據傳輸效率,可實現無縫漫遊。
  4. 靈活且易於擴展。
  5. 為更好的發揮網狀網絡性能,節點須足夠智能,即能夠手機相鄰節點信息,能夠構建路線,節點無響應時可以更改路由。
  6. 網絡構建成本較高。

Part 04 結束語

雖然Wi-Fi Mesh網絡技術目前還有一些不足,例如市面上廠商的Wi-Fi Mesh網絡方案都是各自定義和設計,還沒有較為統一的標準,使得不同廠商間的路由在構建Mesh網絡時無法兼容連接,但鑑於它的優勢,且隨著Wi-Fi Mesh技術的不斷更迭,行業標準不斷規範,期待Wi-Fi Mesh在家庭IoT應用中湧現出越來越多的成熟解決方案。