常见的无线Mesh网络

常见的无线Mesh网络

在向下一代网络演进的过程中，无线是一个不可缺的技术。在物联网领域，ZigBee、蓝牙mesh和 WiFi 是当前主流的无线互联技术，而且这三种技术都可以mesh组网。

无线MESH网络，由于可以根据情况随时“跳跃”，任何一个节点不通畅都不影响网络的访问，可靠性非常高；并且网络发生故障时可自动修复，确保网络高速流畅。那无线MESH网络除了网络稳定、自动修复外，有没有其他优点呢？有的！

1、安装简单，组网迅速，无线MESH网络的安装布置难度低，没有太多复杂的设置。通过无线方式连接，当第一个终端设备接入设置上网后，其他设备通电即可与最近设备自动组网。

2、覆盖面大，可扩展性强，无线MESH网络中，每一个节点能同时接收和发送信号，而且很容易增加新的节点设备来扩大无线网络的覆盖范围和网络容量。

3、应用行业广，无线MESH网络不仅可用于大部分日常生活室内外场所，例如企业、校园、酒店、医院、住宅等，更重要的是，它还在WIFI等传统网络难以适用的场所仍然表现优秀，如大型仓库、港口码头、制造业、工业生产车间等等。

4、免布线，节约成本，不需要使用网线，从而可以省去大量布线时间、大大减少组网工作量，节约材料和人工成本。看到这里大家应该对无线MESH网络有了初步的了解，在制造业、工业领域，需要覆盖大面积开放区域的应用场景，更适合无线MESH网络大展身手。

表面上看mesh的基本原理和无线中继类似，都是通过无线信号连接放大的方式实现WiFi的大面积覆盖，让更多的智能设备实现上网。无线mesh可以与其它网络协同通信，是一个动态的可以不断扩展的网络架构，任意的两个设备均可以保持无线互联。

在mesh的网络中不仅SSID统一，无线设备还可以自由寻找信号最好的节点去连接，用户手持设备可以在不同节点穿梭时进行无缝切换,无感切换。就算是某个节点断网的情况下，依旧可以维持运行。

在网状拓扑中，一部分无需考虑功耗的设备作为路由节点或中继节点，除了处理自身业务数据外，它们还负责存储并转发数据。这使得路由器和终端节点的网络变得更加分散。精心设计的路由机制和数据收发确认机制使mesh网络可以更加可靠，可扩展。

一、WiFi的mesh组网

WiFi的mesh组网就是多路由器组网，一般针对的是房子面积超过120米或者是墙壁多上网体验不好的环境，如果智能设备能直接上WiFi那肯定是最好的，但这样也造成了网络的负担。特别是网络出现不稳定时，对于智能设备就会出现掉线和丢包的状况而影响到设备的使用。

目前市面上主流的网络产品品牌，包括网件，华为，小米，TP-link等品牌均推出了Mesh路由器，Mesh组网方式不同于AC+AP的“点对多”，而更像是星状和网状连接，相比较AC+AP，Mesh对部署条件更宽松，组成Mesh的方式可以无线，也可以选择有线，获得更高的连接稳定性。SSID亦可以统一，无线设备还可以寻找信号最好的节点去连接，用户手机和ipad等设备可以在房间自由走动，在不同的信号节点无缝切换的，多数用户购买Mesh路由器是基于无线组网的需求。

二、Zigbee和蓝牙Mesh组网

Zigbee和蓝牙Mesh是两种最流行的PAN（个域网）技术，都支持mesh网络（即网状拓扑）。Zigbee基于IEEE 802.15.4标准，而蓝牙mesh则是（SIG开发和发布的）基于BLE5.0之上网络技术。蓝牙和ZigBee的mesh路由机制还是有差别的。

ZigBee基本是点对点的传输，虽然传输的数据量较小，但延时低；而蓝牙mesh是对所有的设备进行广播，但传输设备少时没有问题，但当在链路上发送大于12个数据包的大小时，由于在网络层执行分包和重组，蓝牙mesh的延迟会更高一些。另外，并非所有节点都中继转发数据包，只有市电电源（不是电池供电）上的那些节点才能充当中继节点（相当于ZigBee的路由节点）。

Zigbee基于802.15.4，该协议将数据速率限制为最高250Kbps。在传输范围上，理论上，Zigbee基本能做到100米，Zigbee（在2.4GHz）通常比BLE 4.0传输距离更远，但在最新发布的蓝牙5 .0标准其覆盖范围却能达到300米，所以基于BLE 5.0的蓝牙mesh网络将拥有更远的传输距离。

就目前现状，ZigBee在智能家居领域应用已相当成熟，无论是组网能力、连接能力、通信范围、安全性能、功耗水平等均已经接受了市场的检验，被主流厂商所接受，而蓝牙只是在做ZigBee很早之前就开始做的事，后面还有很长的路要走。蓝牙Mesh劣势就是存在时间太短，没有全屋生态。

亚马逊选择Zigbee阵营因为海外用户更容易接触到Zigbee产品，根据领先市场调研公司ON World指出Zigbee芯片的销量截止目前已达到5亿个。而天猫精灵生态链选择蓝牙mesh阵营并且在持续扩张，想通过蓝牙mesh技术优势，简化设备联网步骤和提高连接数量，弥补WiFi协议的不足。以天猫为代表的蓝牙阵营，希望实现不同品牌产品的数据互通，各家的网关始终无法去掉，这会给用户带来很大的困惑。

蓝牙技术在阿里巴巴、谷歌、百度和小米等语音控制前端设备中的日益增长，构成了整体增长的重要部分。此外，在智能照明、智能家电、门锁、传感器、以及许多其他各类设备领域也在不断增加。

蓝牙mesh 网络，在助力未来智能家居自动化的进程中发挥着重要作用。蓝牙mesh 网络在主要的家居自动化平台（如阿里巴巴和小米）的大力支持下，持续满足家居应用环境对设备网络日益提升的需求。SIG 的mesh 工作组正基于现有的mesh 规格进行优化，预计明年将有更新版本能够介绍给全球市场。

蓝牙 mesh 网络中每个智能家居硬件都可以是相互连接的，也就是说，网络内的智能硬件之间能直接发送指令控制或者联动另一个智能硬件，它更接近我们理想中的「物联网」。

三、蓝牙mesh网络的优势

别看ZigBee现在阵营庞大，但蓝牙更具有广阔的应用前景，下面重点介绍蓝牙mesh网络不同于其他网状网协议独特的四大优势：

1、手机直连

大量的消费电子产品尤其是手机中集成了蓝牙的功能，如耳机、音箱、手环、智能手表、蓝牙血糖仪、蓝牙灯泡等都具备蓝牙功能，因此蓝牙能够提供多品牌更广泛的互通性。这是蓝牙独特的地方所在，是当前主流的ZigBee等所望尘莫及的优势。

在配网的过程中，手机作为管理者的角色，授权设备即可连入mesh网络，非常简便灵活，同时又确保了蓝牙mesh网络的安全性，并且用手机app对各种设备的控制更加的灵活、直接，大大满足了用户体验感，而ZigBee必须要连上网关或类似于网关的设备才能接入手机。

2、低功耗

在蓝牙mesh当中有两种设备的特性： 一个是Friend，一个是Low power node。可以保证节点的低功耗性能。比ZigBee等协议的功耗都要低。

3、广播技术用于定位和导航

蓝牙广播技术在mesh中也进行了应用，基于低功耗蓝牙广播技术的资产定位，运动轨迹描述和导航等，都是ZigBee所不具备的特点。从实际应用场景来看，定位和导航服务在物联网的应用中迅猛发展，必然能催生更广泛的应用。

市场经验一再证明，当具备了多品牌间“互联互通”的条件，市场发展会更为繁荣。这个特性也将吸引更多的芯片厂商、智能家居品牌加入进来。在中国，WiFi、蓝牙和ZigBee都在2.4GHz频段上，在某些国家ZigBee也支持其他频段，因此，彼此当然会有干扰、不兼容。

蓝牙mesh网络无疑是后起之秀，支持多对多设备通信，适用于物联网解决方案的开发人员及系统整合商。mesh网络能够让多个、甚至成千上万个装置在稳定、安全的环境下进行传输。它为工业级设备网带来了互通性更广、值得信赖的蓝牙技术生态系统。