我們習慣使用的無線網路系統,都是以基地台為核心的方式在工作。可以說這些無線網路是以基地台為核心。其實還有另一種Mesh通訊方式,不需凡事都有勞基地台,這對以後的資訊設備與數位家庭的規劃都會有很大的影響。
【文/S.Roach 】

基於Mesh Network的特性,有人將之翻譯做網狀網路,好像在繞口令,網路不就網狀嗎?怎麼還要特別用它的特性來形容它自己呢?因為在mesh裡面,每台電腦都是小型的基地台,與鄰近的電腦構成一個小網路,當許多小網路連在一起時,就構成了一個大網路。

Mesh中的每台電腦都有收發資訊的能力,收到左邊鄰居寄來的資料,可以轉交給右邊鄰居,這樣一路傳送到遠方的電腦。如果右邊鄰居突然消失了,或是頻寬滿了而沒辦法幫忙呢?沒關係,他會試試看有沒有其他的電腦可以負擔這項工作,另外建立新的傳遞路線。

從Sensor Network到Mesh Network

要介紹Mesh Network一定要提到Wireless Sensor Network,將之應用在數位家庭中是許多廠商的終極目標,而Mesh算是比較早實現的理想。這幾年的資訊科技發展可說是突飛猛進,一些以前聽起來很瘋狂的點子,都逐漸被拿出來測試。如果有價值的話,也很快進入商業化的過程,變成日常生活的資訊裝置。

比如說,小時候聽到衛星導航系統,控制船隻在海洋上航行,導引飛彈越過山脈,都覺得這是軍事尖端科技,沒想到現在卻是唾手可得的資訊產品,一套GPS電子地圖連同PDA也不用幾千元,而且筆者可以保證,以前的軍用GPS系統上,絕對不能打game,也不能看壓縮影片,這絕對是PDA的必勝之處。

在概念被提出很久後, Sensor Network變成資訊科技的顯學,由於美國在這上面投入相當多的研究資金,許多學者和研究機構把重心轉移至這邊,尤其是網路相關背景的,在上面找到許多著力之處。

什麼是Sensor Network呢?

按照字面上的意義其實相當簡單,把許多感應器(sensor),裝在網路(network)上,收集這些感應器傳出的資訊後,我們就可以得知更多額外的資訊。

(市售的Wireless Sensor Network產品)

以監視地震的Sensor Network來說好了,一個地震儀放在台中,在921大地震時可以知道台中什麼時候發生幾級的地震。如果是整個Sensor Network布置大台中地區呢?我們得到的資訊會透露更多訊息,在比對各感應器測得地震的時間後,可以知道地震波在什麼時候,以什麼方向傳遞出去。透過這些資訊的幫助,說不定可以幫助我們預測地震的發生,進而保證生命安全。

應用範圍極廣

Sensor Network不一定要做這麼大的事業,且通常規模會小很多,國內有研究機構在從事橋樑監測,他們在橋樑上安置許多感應裝置,每個裝置的體積都很小,只能感應小範圍的狀況,但是將這些感應器的資訊收集起來後,可以拼湊出系統全貌。當一台車子開過橋樑,可以知道整座橋樑的震動情況,或是在颱風來時,觀察橋樑所受到的影響,這對公共安全很有幫助。可能讀者們還記得,這幾年颱風來時,在各地都有被沖毀的橋樑,如果我們可以利用Sensor Network監視這些橋樑的健康狀況,說不定可以減少意外災害所造成的生命財產損失。

許多尖端科技的進步都與軍事有關,這實在是有點尷尬,科學家的努力居然是在殺人方面最先受到重用。Sensor Network在美國協助阿富汗推翻神學士政權時發揮了相當大的作用,阿富汗地廣人稀,而美國想有效持續監視所有的移動路線,所以他們用飛機空投許多 Sensor Network裝置,並讓電池維持感應器工作一段時間,監視所有的聲波與震波,一旦有車輛開過,可以辨識出是什麼軍事車輛,往什麼方向移動,最後通通透過無線通訊傳回美國本土。

(採用Sensor Network的未來戰爭想像圖。)

以上的使用情況說起來容易,實作上卻會碰到許多困難,所以才會吸引許多聰明的腦袋投入解決問題。在這裡面,有一個有趣的問題:因為這些感應裝置都是靠電池供電,為了延長電池壽命所以功率都盡可能降低,每個感應裝置將資料傳給伙伴,再由裝備大功率通訊能力的裝置將資訊傳回後端。既然這些裝置是由飛機隨便灑下,那它們怎麼知道誰在誰旁邊,或要將資料傳遞給誰呢?

隨處可見的智慧感應器

這問題與感應器的設計沒什麼關係,它需要的是一個具有自動自我組織功能的網路,網路內每個節點都可以幫其他的節點傳遞資料,此技術稱為Mesh Network,比起複雜的Sensor Network來說,在實務上比較有機會普及。以英特爾來說,幾年前對外的技術文件揭露他們對於Sensor Network在數位家庭中的應用相當有興趣,還成立一些單位進行研究,展示過一些雛形產品,但現在反而是以mesh為先,將之應用在數位家庭上,畢竟不是每個人都有興趣在家中安置一堆溫度感應器、紅外線感應器等怪東西。

當Mesh Network應用在家庭應用時,一樣的問題也出現了,屋內有許多裝置互相連線,其中只有一個裝置連上ADSL對外溝通,所以任何對外傳輸的資料,都要送到這邊來,而其他不用傳出去的,比如DVD Player與電視中間,就走別的路徑,避開對外通道。

若有使用P2P軟體的經驗,對於eDonkey與BitTorrent (BT)這種軟體相當熟悉,那麼對於mesh的概念也不會太陌生了。Mesh很像是P2P一樣,在能力可及之內,每個點都可以與另一個點直接溝通,資料的傳送並不透過主機、或是其他位階比較高的節點,如果要將資料要傳給遠方的節點,也是大家彼此合作,捐出一部份的頻寬,像接力賽一樣交接過去。

當然啦,P2P軟體需要一個主機作為管理之用,也許是eDonkey的伺服器,或是BT的Tracker,在mesh內也是這樣,雖然有些人做出來的 Mesh Network設計摒除了這方面的需求,但是未來我們所能接觸到的mesh,應該都還是有主機,或採用某種方式管理維護整個網路。


(intel的iMote無線感測器,大小與右下方10元硬幣差不多。)

(精采全文內容詳見digitalhome數位家庭第78期P.86)

【digitalhome 第78期】

arrow
arrow
    全站熱搜

    馬堤 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()