WiMinet 评说1.2：多跳无线组网技术的对比

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        Wi-Fi Mesh，蓝牙Mesh，ZigBee家庭和ZigBee 工业是当下流行的几种多跳无线组网技术，这几种技术有相似之处，但在某些方面又存在巨大的差异，下图是这几种技术的一个简要对比：

1 、技术点评：Wi-Fi mesh

      从表-1可以看出，上述每一种多跳无线技术在其主要使用场景和业务形态上都比较充分地展现了自身的技术特点。Wi-Fi mesh带宽高、单个数据包大小发送速度快，网络传输延时小；另外其终端数量比较少，通常不超过10个，因此单个节点的发送等待时间非常短；还有其网络规模都不是太大，通常不超过2跳，如此一来端到端的通讯延时自然就很短；最后还有一点非常重要，那就是在大多数情况下其用户都是用手机浏览网页，网络购物或者文字聊天，这种业务数据量本身比较小，且对于数据延迟不太敏感；但播放高清视频、网络游戏实时对战就会有较为明显的卡顿。因此Wi-Fi mesh在大部分场景下的使用体验还是非常不错的。

2、技术点评：Bluetooth mesh

      蓝牙 mesh功耗低、带宽仅有1~2M，和Wi-Fi技术动辄数百兆甚至几个G的带宽相比根本不值得一提，很显然在短时间内传输大量的数据不是其强项；但是在智能家居领域，传输的大多是一些设备的开关状态信息或者控制信号，其单次传输的数据量通常也就是几十个字节，而且这种操作并不频繁发生，一天也没有多少次，这个网络绝在大多数时候都是处于空载状态的，因此对于这一类应用而言，蓝牙mesh的带宽已经是非常高的了；另外，其通讯距离虽然达到了几十米，但是这远远没有达到其理论距离300米的极限，因此其信号质量仍然还是不错的，丢包率自然也就很低；还有一点，其网络规模虽然达到几十个节点，但是其1-2Mbps的带宽平摊到每一个节点的带宽仍然还是比较高的，因此这个数量其实并没有太大的压力；同时我们注意到，在家庭环境中，每一户的面积都有一个大致的上限，其网络跳数自然不可能太大，通常不超过3 跳；当然，在智能家居应用中，决定其使用体验的最重要因素还是其业务特性。当人们在手机上点击某个按钮执行开灯操作，此时他一扭头，去感知房间的灯光变化，这个延时就已经达到了几百毫秒，再加上人类的视觉停留和延迟效应，差不多也都1秒过去了；因此只要这个系统的整体延时不超过 1 秒就已经算是很快了，大多数人的第一感受是“哇，好快啊！”，因此蓝牙Mesh在智能家居这一类的业务性质中，其整体用户体验仍然是不错的。

3 、技术点评：ZigBee

      ZigBee的组网技术在架构上和蓝牙Mesh是差不多的，虽然其带宽要低于蓝牙Mesh，延时也有一定的增加，但是其在智能家居中的整体使用体验仍然可以较好地满足人们的要求；但是到了工业场所，情况就有所不同了。首先一点，通讯距离不再受限于使用区域的限制，由于是部署在是高达数千上万平米的工厂，矿区，企业，学校，医院，甚至是几乎无边界的城市楼群之间，节点之间的通讯距离可到几百米甚至上千米，信号衰减要大得多，丢包率自然也就高得多；同时在这种应用中，节点规模也往往没有定数，小的项目可能只有几个或者几十个节点，多的可能高达数百甚至上千个节点，网络的传输等待延时也会成倍的增长；由于节点之间的距离比较大，单个节点的外联节点数目就比较小，因此其网络跳数往往都比较大，多的甚至都超过了8 跳，那么端到端的传输延迟自然就更大了。还有一点需要特别注意的是，在工业应用中，数据可靠性和实时性要求也比较高，如果应答超过了一定的延迟，通常就会触发数据重传机制，当重传的次数到了一定的数量，就会判定为通讯失败。在某些配置下，网络经过多次通讯失败可能会引发局部重构，严重情况下还会导致死锁甚至整体崩溃，这种时好时坏，不太稳定的网络其使用体验可想而知！

4、总结

      从上述分析我们可以看出，多跳的无线网络在低速率，长距离，高误码率的情况下，其通讯可靠性和端到端的整体延时会有比较明显的增加；如果业务类型又要求比较高的实时性，那么就可能会触发数据重传机制，而过于频繁的重传请求在某些情况下会适得其反形成网络振荡，让糟糕的体验进一步恶化，严重情况下甚至会让网络解体。