반면 메쉬 무선 네트워크는 여러 개의 중복 링크가 있는 수신/전송 노드로 구성된 시스템입니다. 노드 간 상호 지원, 네트워크를 따라 데이터 전송, 열악한 작업 조건에 특히 적합합니다. 전기망을 설치할 때 지나치게 신중할 필요가 없다. 어디든 던지면 수천 개의 장치로 자유롭게 확장할 수 있는 안정적이고 유연한 시스템이 됩니다.
MIT 가 mesh 네트워크용으로 개발한 토폴로지는 지점간 또는 피어-투-피어 시스템, 즉 중복 수신/전송 기능이 있는 노드로 구성된 네트워크입니다. 각 노드는 데이터를 수신/전송할 수 있으며 라우터처럼 인접 지점으로 데이터를 전송할 수 있습니다. 트렁킹 처리를 통해 패킷은 신뢰할 수 있는 통신 링크가 있는 중간 노드를 통해 지정된 대상에 도달합니다.
인터넷 및 기타 피어 라우팅 네트워크와 마찬가지로 메쉬 네트워크에는 여러 개의 중복 통신 경로가 있습니다. 어떤 이유로든 한 경로가 중단되면 (무선 간섭 인터럽트 포함) 메쉬 네트워크는 자동으로 다른 경로를 선택하여 정상적인 통신을 유지합니다. 일반적으로 메쉬 네트워크는 자동으로 최단 경로를 선택하여 연결의 품질을 향상시킵니다. 실제로 거리가 두 배로 감소하면 수신측의 신호 강도가 4 배 증가하여 노드 송신 전력을 늘리지 않고 링크를 더욱 안정적으로 만들 수 있습니다. 메쉬 네트워크에서는 노드 수를 늘리면 도달 범위를 늘리거나 중복 링크를 추가하여 신뢰성을 높일 수 있습니다.
자가 구성 자가 복구 리 폴딩 메쉬 네트워크는 사용자 개입 없이 자체 구성 기능을 갖추고 있습니다. 새 장치를 추가하거나 기존 장치를 재배치하는 것은 매우 간단합니다. 전원이 새 사이트에 연결될 때마다 그리드 네트워크는 새 노드를 찾아 기존 시스템에 자동으로 포함시킵니다.
메쉬 네트워크는 그 자체로 매우 신뢰할 수 있을 뿐만 아니라 적응성도 강하다. 센서 또는 데이터 수신기가 고정 무선 주파수 통신 소스에서 너무 멀리 떨어져 있는 경우 그 사이에 트렁크 노드를 몇 개만 배치하면 간격을 메울 수 있습니다.
유선 인터넷에서는 한 라우터가 작동을 중지하면 패킷이 다른 노드를 통해 다른 링크를 선택하여 데이터를 전송합니다. 마찬가지로 메쉬 네트워크의 노드 또는 링크에 장애가 발생하면 패킷은 자동으로 다른 경로를 선택합니다. 첫째, 두 노드를 잃어도 그리드에 치명적인 영향을 미치지 않습니다. 메쉬 네트워크는 자가 치유 기능을 갖추고 있어 외부 인력이 경로를 재조정할 필요가 없습니다.
중복성과 확장성 현실 세계의 중복성은 시스템의 보안 비축도와 사용자가 세심하게 관리하는 긴장 절차를 의미합니다. 중복이없는 시스템은 신뢰할 수없는 시스템입니다. 중복이 너무 많은 시스템은 너무 많은 낭비를 초래할 수 있다. 메쉬 네트워크의 무선 네트워크에서 이중화는 노드 밀도의 기본 기능입니다. 안정성을 위해 잘 설계된 시스템이 필요합니다. 그리드에 몇 개의 노드만 있으면 됩니다. 노드당 여러 링크가 있으며, 상황에 따라 라우팅이 자동으로 선택됩니다. 다른 무선 시스템에서는 중복성을 얻기 위해 이러한 방법이 거의 없습니다.
메쉬 네트워크는 또한 수백 ~ 수천 개의 노드를 관리할 수 있도록 확장성이 뛰어납니다. 이 시스템에는 중앙 제어 장치가 없기 때문에 여러 링크 포인트나 게이트웨이를 추가하는 데 어려움이 없습니다.
안정성, 적응성 및 확장성은 오늘날 무선 통신 및 산업 제어에서 매우 중요한 기능입니다. 포인트 투 포인트 네트워크는 신뢰성이 좋지만 노드에 여러 링크가 있도록 확장할 수는 없습니다. 지점 간 네트워크는 여러 엔드포인트를 관리할 수 있지만 신뢰성은 액세스 포인트 및 엔드포인트 구성에 의해 제한됩니다. 환경 조건이 열악한 상황에서 일대다 네트워크의 신뢰성을 높이기는 어렵다. 반면, 환경이나 구조의 제한 하에 그리드는 내재적인 신뢰성과 적응성을 갖추고 있어 수천 개의 엔드포인트로 자유롭게 확장할 수 있습니다.
그리드 네트워크가 산업 제어에 사용되는 경우 분산 제어 및 진단 모니터링도 가능합니다. 현재 네트워크 형식의 무선 LAN 은 주로 802. 1 1a/b/g 기반 표준을 사용하지만 UWB 또는 802. 15.4 Zigbee 와 같은 무선 기술을 통해 확장할 수 있습니다 네트워크 인텔리전스가 각 노드에 설치되기 때문에 중앙 교환이 없습니다. 그리드의 작동은 네트워크 프로세서, 스위칭 기능 및 시스템 소프트웨어가 있는 각 지능형 노드에만 따라 달라집니다.
그리드 내의 노드 간 통신을 위해 각 노드는 자체 검색 기능을 갖추고 있습니다. 첫째, 네트워크 백본이 다른 노드로 데이터를 전송하는 것처럼 무선 시스템에서 액세스 포인트로만 동작할지 아니면 조합 기능 역할을 할지 결정해야 합니다. 둘째, 이러한 특정 노드는 쿼리/응답 프로토콜을 사용하여 이웃을 파악합니다. 이러한 작업은 너무 많은 자원을 소모해서는 안 되며 링크 가용 대역폭의 1% ~ 2% 를 초과해서는 안 됩니다.
노드 상호 식별에서 주로 트레이드 오프는 신호 수신 강도, 처리량, 비트 오류율, 대기 시간 등과 같은 경로 정보입니다. 이러한 데이터는 대역폭을 많이 사용하지 않고 인접한 지점에서 상호 작용해야 합니다. 그런 다음이 데이터를 기반으로 최상의 경로를 결정하십시오. 그래서 당시 최고의 품질은 언제든지 얻을 수 있었다.
링크 검색 및 경로 선택은 백그라운드로 수행되므로 각 노드는 현재 존재하는 인접 지점을 알고 최적의 경로를 찾기 위해 자주 운영됩니다. 어떤 이유로든 노드가 유지 보수, 스케줄 조정 또는 실패와 같은 작업을 중지하면 인접 노드가 즉시 경로를 다시 기록, 재계산 및 선택합니다. 이러한 자가 복구 또는 장애 초과 기능은 메쉬 무선 네트워크가 다른 무선 통신과 차별화되는 주요 상징입니다.
각 노드는 자체 관리 노드이며 네트워크의 필수적인 부분입니다. 지정된 점에서 네트워크를 관리 및 구성하여 하나의 도면요소를 형성할 수 있습니다. Hypervisor SNMP 를 사용하여 특정 장치, 노드, 도메인 또는 전체 네트워크를 모니터링합니다. 검색 프로토콜을 사용하면 지정된 노드를 쉽게 검색하고 찾을 수 있으며 관리자의 화면에 표시됩니다.
그리드 네트워크는 다양한 관리, 제어 및 메시지 검색에 의존하므로 도청과 공격을 방지하기 위해 인밴드 (in-band) 메시지와 암호화 터널을 사용하는 보안 조치가 필요합니다. 802. 1x, 고급 암호화 표준 암호화 등 표준화된 보안 기술을 통해 노드 및 장치의 보안을 보장합니다. Cisco 와 Intel 과 같은 업계 헤비급 기업은 그리드 기술이 무선 통신의 다음 논리적 확장임을 확인합니다. 그리드 사용은 기업이 신속하게 새로운 무선 네트워크를 구축하거나 유선 기지국 연결 없이 기존 무선 LAN 을 확장하는 데 도움이 될 수 있습니다. 메쉬 다중 링크가 있는 기지국은 데이터 전송을 위한 최적의 경로를 선택할 수 있기 때문에 로드 밸런싱을 쉽게 수행할 수 있습니다. 또한 산업 사용자는 임베디드 무선 그리드를 사용하여 산업 관리 및 운송 관리를 위한 센서 및 컨트롤러 네트워크를 신속하게 구축할 수 있습니다.
그리드 기술의 새롭고 전통적인 IT 회사는 그리드 기능을 갖춘 무선 LAN 을 판매했습니다. 표준 개발을 담당하는 관련 기관은 방금 대중을 만난 802. 1 1 (예: WiFi) 및 802. 16 (예: WiMax) 표준에 그리드를 포함시키는 보충 규칙을 개발하고 있습니다. 임베디드 시장에서 그리드 기술은 지그비와 같은 표준을 형성하기 시작했습니다.
사실, 그리드의 기본 개념은 새로운 발명품이 아니라 인터넷 연결 세계의 실천을 무선 세계로 확장했을 뿐이다. 소트 버크 (Sott Burke) PacketHop 엔지니어링 부사장은 "오늘날의 고정 인터넷은 대형 고정 그리드다" 고 말했다.
그리드의 각 디바이스는 자체 데이터를 수신/전송할 때 다른 디바이스의 라우터로도 사용됩니다. 각 장치의 고유한 인텔리전스를 통해 효과적인 네트워크를 자동으로 구성하고 노드가 과부하되어 장애가 발생할 경우 링크를 재조정할 수 있습니다. 그리드 네트워크의 장점은 쉽게 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 중앙 링크에서 무선으로 넓은 지역을 포괄하도록 확장할 수 있어 생존력이 뛰어납니다.
아마도 이것은 군사 비밀일 것이다. 무선 그리드는 펜타곤 국방고등연구계획국이 내놓은 연구 성과이다. PacketHop 의 초기 기술은 스탠포드 연구소가 펜타곤을 위해 실시한 연구에서 유래한 것으로, 야전 병사들을 위한 경량의 고속 무선 데이터 네트워크를 갖추고 있다. 플로리다 신흥회사인 MeshNetworks 도 선진 국방연구기관에서 그리드 기술을 개발했다.
군사 부문과 보안 부문은 여전히 그리드 제품의 가장 직접적인 시장이다. 버크는 "이 시장은 수요가 많다" 고 말했다. Northern Electronics 와 그리드 개발에 종사하는 몇몇 새로운 회사들은 그리드 형식의 WLAN 이 기업에 더 많은 혜택을 가져다 줄 것이라는 사실을 확인했습니다. 올 상반기 북전은 와이파이 그리드 제품인 무선 7200 시리즈를 시장에 내놓았다. 기존의 WLAN 시나리오에서는 각 노드가 백본 네트워크에 연결되어 있지만 네트워크 형식 WLAN 에서는 이러한 필요성을 없앴습니다. "라고 무선 메쉬 네트워크의 비즈니스 개발 관리자인 Peter Zwinkels 는 말합니다. "배선이 어렵거나 케이블 연결 비용이 많이 드는 지역에서 무선 LAN 을 구현할 수 있습니다."
이러한 영역에는 창고나 골프장과 같은 대형 실내 및 실외 공간이 포함됩니다. 전원 공급 장치가 문제 중 하나입니다. 여기에는 교통관리용 신호등과 가로등이 없을 것 같습니다. 그러나 북전은 전통적인 유선 네트워크를 만들 수만 있다면 이더넷 자체를 이용해 노드에 전원을 공급할 수 있다고 대중에게 약속했다.
뉴저지주 다트머스 대학의 그리드 실험에서 인텔은 캠퍼스 공간의 각 부분에서 각 학생을 학교 네트워크에 연결했다. 이 계획은 봄에 실시되어 학생들에게 광대역 연결을 제공하며 전화회사와 케이블 TV 회사에 비용을 지불해야 한다.
이러한 연구에 따르면 그리드는 주로 광역 광대역 무선 연결에 사용됩니다. 시장 정보에 따르면 미국의 커피숍, 기차역, 공항에서 Wi-Fi 핫스팟이 급하게 등장하고 있지만 무선 ISP 와 통신사들은 Wi-Fi 핫스팟의 확장 그리드를 이용해 사용자를 유치하고 인터넷, 표준 휴대폰, 3G 서비스를 판매하는 선물로 사용할 수 있다고 보고 있다. 그리드 기술은 광대역 비즈니스의 추세를 크게 가속화할 수 있습니다. 더 이상 T 1 및 ADSL 회선이 필요하지 않습니다. 각 무선 노드는 핫스팟입니다. 고대역폭 연결만 있으면 무선 그리드로 전체 영역을 덮을 수 있습니다. 북전은 이를' 핫스팟' 으로 분류해 이 시스템이 저렴할 뿐만 아니라 현재 핫스팟의 잡동사니보다 더 나은 적용 성능을 제공한다고 주장했다.
핫스폿 사용 (hotspot 사용)
일부 도시에서는 직원들을 위해 비슷한 서비스를 시작할 준비를 하고 있다. 예를 들어, Verge Wireless 는 바톤루지와 뉴올리언스에서 핫스팟 그리드 서비스를 출시했습니다.
일부 ISP 는 여전히 무선 통신을 위한 최종 솔루션을 기다리고 있으며, WiMax 를 사용하여 연결이 어려운 지역에 광대역 서비스를 제공하고 있습니다. 하지만 북전은 Wi-Fi 기반 그리드 기술이 이러한 분야를 더 잘 충족시킬 수 있다고 생각합니다. Zwinkels 씨는 "DSL 회선이 없는 지역에서는 작은 마을의 100~200 가구에 광대역 서비스를 제공할 수 있다" 고 말했다. "MiMax 를 사용하려면 특수 장치를 설치해야 하지만 Wi-Fi 그리드에서는 사용자가 표준 PMCIA 카드로만 컴퓨터에 연결해야 합니다."
무선 주파수 식별 (RFID) 에 이어 임베디드 그리드가 더욱 발전했습니다. 그리드의 센서와 컨트롤러는 고정 스캔 장치가 아니라 서로 대화하고 무선 네트워크를 통해 정보를 전송합니다. 보스턴의 Ember 는 대형 수송기에서 운송을 감시하는 컨테이너를 위해 무선 주파수 칩을 전문적으로 제조한다. 각 컨테이너에는 센서가 널려 있어 컨테이너 안의 물품에 대한 상세 정보뿐만 아니라 운송 중 컨테이너의 저장 상태도 전송한다. 테러와의 전쟁을 위해 미국 공항은 느리고 비싼 세관 인력 검사 대신 이 무선 감시 시스템을 빠르게 사용할 예정이다.
Ember 의 비즈니스 이사인 Jim Schoenberg 는 "컨테이너는 네트워크이고 각 컨테이너는 더 큰 네트워크 형식의 노드입니다." 라고 말합니다. "컨테이너 자체가 네트워크의 일부이기 때문에 항구나 공항에 안테나를 설치할 필요가 없다. 그리드는 인프라가 거의 없는 통신 시스템이다. "
임베디드 그리드는 가정용 수도 계량기와 전기 계량기의 판독값을 수집하거나 전등 스위치에 설치하여 불필요한 전선을 줄이는 데도 사용할 수 있습니다. 엠버는 엠버넷 기술의 일부인 지그비 표준을 초안하고 있습니다. BelAir Networks, Tropos, FireTide, Strix System 등 많은 신규 회사들이 그리드 제품을 개발하고 있습니다. 대부분의 제품은 Wi-Fi 표준에 따라 확장되었지만 방법마다 다릅니다. 이들 특허 제품들은 상호 운용성이 부족해 공동 작업을 할 수 없다. 그리드가 사회 기반 시설에 들어가야 하기 때문에 표준 제정은 절박하고 중요한 일이다.
IEEE 의 규칙에 따르면, 표준을 제정하려면 먼저 한 부서에서 제의한 다음 연구팀을 결성하고, 마지막으로 표준 제정 실무팀을 설립해야 한다.
2003 년 12 월 말, 인텔과 Cisco 는 밴쿠버 IEEE 컨퍼런스에서 네트워크 형식의 무선 네트워크 표준을 개발하기 위한 이니셔티브를 발표할 것이라고 발표했습니다.
현재 상황은 분명하다. "간행물" Wi-Fi Plant "의 편집자인 에릭 그리피스 (Eric Griffith) 가 말했다. "north electric 과 많은 새로운 회사들이 그리드 제품에 종사하고 있습니다. 이 제품들을 한데 모으면, 서로 대화할 수 없다. 일부 회사는 셀룰러 기술을 사용하고 다른 회사는 802.438+0438+0A 를 사용합니다. 벌집 그리드는 전신주를 따라 세워져 더 먼 범위에 도달할 수 있다. 802. 1 1a 802. 1 1b 또는 802./kloc-0-a 없이 단거리에서 잘 작동합니다
Intel, Cisco, MeshNetworks 등의 이니셔티브로 IEEE 는 WLAN 표준에 그리드를 추가하고자 그리드 연구팀을 구성했습니다. 올해 1 월 연구팀은 첫 회의를 열었다. 비평가들은 이 기준이' 최소 공통 분모' 의 원칙에 따라 완성될 것이라고 생각한다. 그 때 각종 특허협정의 샤프 효과는 크게 제한될 것이다. 이에 따라 MeshNetworks 는 특허를 라이선스 제품으로 재패키징하고 무선 장비 제조업체를 대상으로 2004 년 2 분기에 라이센스를 시작했습니다.
매우 흥미로운 것은 인텔이 이 일에 참여했다는 것이다. "그리피스가 말했다. "인텔은 칩 수준에서 그리드에 대한 표준을 제공하고자 합니다. 내 인상에서, 인텔은 과거의 작은 실수를 만회하려고 한다. 그들은 Wi-Fi 에 들어가기에는 너무 늦었고, 지금은 WiMax 와 grid 방면에서 선두에 서야 한다. "
네트워크 형식의 무선 LAN 은 무선 통신 발전의 필연적인 추세이다. 기존 무선 표준에서 새로운 기능을 복제하는 것은 대부분의 제조업체와 사용자의 이익을 극대화하는 것입니다. 특허 기준은 일시적인 장점이 있지만 기술의 진일보한 발전에 인정받을 수는 없다. 기술 발전의 주류를 파악하고 국제 연구에 참여하는 것이 가장 안전한 방법이다.
사례 연구: 미국 텍사스 갈런드
달라스 북동부 15 마일 갈런드, 인구 226,5438+00,000, 경찰, 소방관, 병원 응급실 직원들을 위한 통신 시스템 교체. 록히드 마틴은 지난해 9 월 계약을 체결하고 셀룰러 통신 시스템 대신 MeshNetworks 의 그리드 기술을 선택했다. 새로운 시스템은 57 제곱 마일을 포괄하여 세계에서 가장 큰 이동통신망이 될 것이다. 이 프로젝트는 2004 년 2 분기에 완료되어 모바일 데이터 서비스를 먼저 제공한 다음 이미지 및 음성 서비스를 제공할 계획입니다.
그리드 기술은 갈런드 시장에 큰 이득을 가져다 주었고, 원래 인프라의 대역폭보다 50 배 증가했습니다. 통신 관리자인 Darrell McClanahan 은 "기존 시스템에 필요한 통신탑, 회선 임대료, 구역 설정 등 골치 아픈 문제를 해결했다" 고 말했다. 그리드 시스템은 1Mbps 의 정상 처리량을 최대 6Mbps 까지 유지합니다
새 시스템에는 PC 카드, 무선 중계기, 게이트웨이, 지리적 위치 확인 소프트웨어, 향상된 포켓 PC PDA 및 관리 제어 센터 서버만 있으면 됩니다. 중계기와 게이트웨이는 건물, 가로등 또는 교통 통제 신호등에 걸려 다음 중계기와 장비에 에너지를 공급합니다. PC 카드와 PDA 는 또한 트렁킹과 라우터 역할을 하여 네트워크를 매우 튼튼하게 한다. 지리적 위치 소프트웨어는 GPS 없이 위도, 고도 등의 정보를 제공합니다. 이 시스템은 업계 표준 TCP/IP, DHCP 및 SNMP 를 지원합니다.
그리드 통신 시스템을 선택하기 전에, 갈런드 시는 2003 년 190 고속도로를 따라 5 제곱마일의 지역에서 실험을 진행했다. 두 대의 자동차가 시속 60 마일의 속도로 반대 방향으로 주행할 때 실시간 스트리밍 이미지와 VoIP 통화가 성공적으로 완료되었으며 처리량은 1.5Mbps 입니다.
이동통신 전문가인 팀 스칸넬이 그리드에 대해 이야기합니다.
Q: Zigbee International Alliance 의 이니셔티브에 따르면 IEEE 802. 15.4 의 중요한 운영 개념 중 하나는 그리드 네트워크 구축입니다. 각 802. 15.4 노드는 노드가 이 영역 내에 배열된 한 게이트웨이에서 무한대까지 확장되는 동적 라우터로 사용할 수 있습니다. 이것은 새로운 개념은 아니지만, 자기 조직, 자기 치유에 있어서는 여전히 도전이다.
IEEE 802. 15.4 로 네트워크 형식을 완성할 수 있습니까? IEEE 802. 16 기술도 비슷한 가능성을 가지고 있습니까? 즉, 내부 협력을 통해 무제한 광대역 인터넷 접속을 할 수 있습니까?
A: 점점 더 많은 무선 네트워크를 설치하고 다양한 기술을 사용할 때 이러한 네트워크는 결국 그리드 환경을 연결하고 최강이 되거나 최소한 서로 다른 경계와 표준에 걸쳐 서로 통신할 수 있게 됩니다. 셀룰러 기술은 한 셀룰러 통신 탑에서 다음 셀룰러 통신 타워로 점프하여 사용자가 그리드 통신 프레임워크를 원활하게 로밍하고, 가장 강력한 사용 가능한 신호를 포착하고, 무선 연결을 형성할 수 있도록 합니다.
Cometa Networks 와 같은 새로운 회사는 802. 1 1(Wi-Fi) 네트워크를 중복하여 광범위하게 그리드 무선 액세스 환경을 제공하는 기본 목적은 man 의 아이디어입니다. 문제는 네트워크의 모든 액세스 포인트가 운영성과 신뢰성을 위해 중단되지 않는다는 것입니다. 한 구간이 중단되면 약한 고리가 되고 서비스가 손상되어 크리스마스 대형 램프 문자열 장식에서 켜지지 않은 전구와 비슷하다.
Zigbee 는 무선 기능을 수많은 장치와 내장 환경 제어 등 비통신 시스템에 주입하겠다고 약속했지만 그리드에 가장 적합한 선택은 아닙니다. 기즈모는 사전 설정된 시간을 초과하거나 비활성 노드가 절전 상태에 있기 때문에 연속 통신 시스템에 적합하지 않습니다. 그러나 배터리의 긴 수명을 유지할 수 있으며, 배터리 한 개를 5 년 동안 사용할 수 있어 시스템이 오랜 기간 동안 생존할 수 있다. 지그비는 작은 패킷을 전송할 수 있지만 대용량 정보에는 적합하지 않습니다.
RFID (radio frequency identification) 시스템도 비슷합니다. 제한된 데이터 정보를 전송하는 데 사용되며, 대부분의 시스템은 리더가 활성화할 때까지 수동적입니다. 마지막으로 소매 및 물류 운송에 보다 적극적인 RFID 시스템을 사용할 예정입니다.
전력망 관리, 제어, 충전에 문제가 있지만 모두 해결할 수 있다. 우리는 이미 무선 주파수를 모니터링하고 제어할 수 있으며, 계층화 기술과 다양한 알고리즘을 사용하여 A 점에서 Z 점까지 데이터 흐름을 관리할 수 있습니다. 지그비와 RFID 그리드는 데이터를 통신 및 교환할 수 있지만 802.6438+0 1 은 보다 일반적인 기술입니다.