网状网络是否存在某些问题
由于我已经有一些使用Zigbee的家庭自动化小工具，所以我已经知道Zigbee网络至少对于拥有10到10个房间大小的公寓大小的无线网络是有利的。 15个节点。
如果我将Zigbee网络扩展到为100个公寓的公寓楼提供智能照明，我会开始感到一些局限性吗？
#1 楼
这是一个很好的问题，实际上是我当前的研究主题。我尝试给出一个适当但简洁的答案¹。大多数流量通过公用网关的网络。大多数参数也适用于点对点网络，但是定义什么是网络比较困难（例如，如果您的邻居和你们都使用Zigbee设备）。¹我希望能够通过回答问题来填满整个博士学位论文；-)
网状网络是否存在某种固有的局限性？
有几个因素限制了无线网状网络中的可伸缩性：
单个节点只能处理给定数量的流量，这尤其适用于网关。因此，通常，如果将节点数增加一倍，则每个设备每次最多只能传输一半的数据包。路由层和链路层出现问题。一个例子是隐藏节点问题，它增加了重叠传输（因此失败）的可能性。
数据包到达目的地的跳数越多，丢失的可能性就越高。大大简化了：如果分组传输失败的概率为99％，则h跳的概率为0.99 ^ h。
更多的节点更难以维护。例如，对于10台设备，手动更新软件是可以的，但对于1000台设备，则不是。因此，您需要某种远程软件管理。
因此，对网络大小本身没有固有的限制（也许除了您的地址空间...），但是可靠的通信变得越来越复杂且容易出错。当然，如果每个节点每天仅发送一条消息，则可以部署具有数千个节点的网络。但是，由1000个节点组成的网络（每个节点每秒发送许多消息）将使信道超载。
，这并不意味着无线网状网络本身不会比任何其他无线技术都要糟糕。蜂窝网络只能为数千个设备提供服务，因为提供商拥有大量的无线频谱，它们与基站杂乱无章，只有很少的设备希望同时进行通信²。 LoRa技术当然也有其应用，但是在声称具有高度可扩展性的网络中，吞吐量远远不能达到IEEE 802.15.4网状网络可以提供的吞吐量。不是实际问题。实际上，网状网络的主要优点是可以在不增加功率或降低数据速率的情况下桥接更大的距离。
²我不想说蜂窝网络很差，但是您无法将具有单个网关的无线网状网络的城市规模蜂窝部署的可扩展性进行比较。 （并且可能有多个网关。）
无线网状网络是否仅限于PAN应用？
术语PAN的定义非常模糊，具体取决于上下文。如果唯一的区别是节点数少，那么答案已经由上一部分给出了。但是，顾名思义，它也可以表示“用于互连以个人工作空间为中心的设备的网络（维基百科）”。因此，这个问题还有另一个维度，那就是无线网状网络（根据IEEE 802.15.4）是否仅限于个人应用。
工业无线网状网络可行吗？我参与了一个研究项目，该项目评估了在太阳能塔式发电厂中使用无线网状网络的可行性。据我所知，在此应用中使用无线网状网络非常有前途。尽管我们没有机会部署大型网络，但还有其他非常有前途的工业部署，例如
T O'donovan，J Brown，FBüsching，A Cardoso， JCecılio，JDÓ，Furtado，P Gil，A Jugel，WBPöttner等人，用于无线监视和控制的GINSENG系统
：设计和部署
经验。 ACM Trans。参议员Netw。 10（1），4：1–4：40（2013）。
使用无线技术的原因很多，但是只有在涉及运动时才需要无线。对于所有类型的车辆尤其如此。此外，当前有一种趋势是使用无线技术来代替电缆架，但这仅仅是点对点连接，不需要网状网。
第二个论点可能是成本方面的考虑：部署电缆的成本可能非常高，尤其是在户外，因此，例如在太阳能塔式发电厂中，无线设备实际上会减少投资成本（可能很多），即使由于不涉及移动性而无需这样做也是如此。这可能适用于或可能不适用于其他工业应用。显然，选择合适的基站数量以及单个网状网络的大小和性能也是一项权衡取舍，同时还需要考虑成本。
因此，为什么工业无线网状部署如此之少？
简短的答案：因为电缆非常好并且得到了充分证明！
最初，发现无线技术真正发挥作用的应用并不是那么明显（请参阅最后一节）。然后是能源方面：在某些应用中，能量收集工作得很好（包括太阳能塔式发电厂），但否则，您必须依靠电池（这可能会导致高昂的维护成本）或电源线。实际上，仅用于供电的电缆实际上也可能是有益的，例如，在改造到处都可以供电的旧工厂时，但是没有额外的数据电缆的空间。无线应用程序以及无线网状网络将找到自己的利基，但是很明显，新技术首先在个人环境中找到其应用，而不是在工业环境中出现问题的后果会更大。
编辑：我只是注意，IEEE根据去年发布的此更正表，将IEEE 802.15.4标准的标题从IEEE低速率无线个人局域网（WPAN）标准更改为IEEE低速率无线个人网络标准。原因可能是我上面所说的“个人”不再真正符合标准。
评论
我可以用您的一些“主张”来论证，它们缺乏某些方面。
– MatsK
17-10-12在4:08
如我所写，此答案不能涵盖问题的所有方面，但我非常乐意与您讨论。我担心评论部分不合适。有什么建议？邮件？聊天吗
–koalo
17-10-12在5:28
#2 楼
如果您认为互联网是某种形式的网状网络，则应该从最广义的角度看待您的答案。问一个特定的网状网络具有任何可扩展性问题会稍有不同。通过适当的优化，可以设计出经过修改的网络协议以解决特定的实现问题，这有很大的余地。也许混合方法有一定价值。
要考虑的因素有：
延迟要求（与跳数有关）例如，有一半的流量从另一端穿越到另一端，而不是与邻居交谈。关键节点的饱和可能是一个限制因素。
部署结构。如果您有规则分布的节点（例如，在路灯上），则与具有稀疏区域的分布不同。一秒钟内看到的数据交易很少。它可能会扩展到几个街区，但不会扩展到街道或城市。在数百万个设备或事务的规模上证明架构非常困难。
评论
我在问题中链接到的同一“网格网络”维基百科页面上提到了Meraki网格化Wi-Fi解决方案，该解决方案“针对长距离通信进行了优化”可以覆盖250米以上。那么距离可能是一个限制因素，而不是节点数？再考虑一下，也许最好将其分为我回答的两个问题，因为它们完全不同。特别是，如果我误解了您，而您的问题根本不是关于工业应用，那么您应该弄清PAN的含义，我们会将行业部分移至新的问题。
@koalo PAN的意思是“在一个人附近”，或者说可能在10米左右的范围内-不限于网络的目的。工业机器人可以使用PAN ...请参阅大小层次结构，PAN
@SeanHoulihane你是对的，这是一个非常普遍的定义。但是，对于IEEE 802.15.4，PAN只是描述了网络本身（无论范围或用例如何）。定义为“用于互连以个人工作空间为中心的设备的网络”-> Wikipedia。因此，我将对Chris的定义感兴趣：-)
@koalo我的问题是假设PAN与网络大小有关，即受支持的节点数或覆盖范围。它也可能与安全性有关，但是我没有考虑。也许通过多个不受信任的节点传递混合的用户流量使某些网格技术不适合个人使用。我能够与您讨论工业应用有关，所以我相信您能够理解我的问题的要点，因为它很模糊：)