TurMass是上海道生物聯(lián)技術有限公司自主研發(fā)的新一代窄帶無線物聯(lián)/LPWAN（低功耗）通信技術，采用了大規(guī)模多天線免許可隨機接入（mGFRA）、高效 DPFSK 調制、極化碼等通信技術。相較于傳統(tǒng)的 ASK、FSK 等調制技術，TurMass能極大地增加通訊范圍，具有傳輸距離遠、抗干擾性強等特點。

以上是 TurMass 的簡介，下面詳解文章又來咯！上期文章給大家介紹了 TurMass“六邊形戰(zhàn)士”修煉技術之一的抗干擾能力，這次和大家聊聊TurMass在組網(wǎng)上的優(yōu)勢。

TurMass特有的 mGFRA（Grant-Free Random Access with massive MIMO，基于大規(guī)模天線的免許可隨機接入技術），終端可隨機選擇信道發(fā)射數(shù)據(jù)包，無需復雜冗長的信道申請許可協(xié)議。網(wǎng)關通過多天線技術，在空間上對同時發(fā)射的多個用戶信號進行檢測、識別、提取和干擾抵消，達到低延遲、低丟包、互不干擾的多用戶同時同頻并行通信的效果，從而實現(xiàn)系統(tǒng)容量的大幅提升。

TurMass相較于其他通訊技術有著更好的鏈路預算，單個網(wǎng)關可以覆蓋更大范圍。在 TurMass物理層之上，我們構建了 TurMass系統(tǒng)網(wǎng)絡，它具有較大的組網(wǎng)靈活性，主要支持星形組網(wǎng)(STAR)、樹形組網(wǎng)(TREE)、網(wǎng)狀組網(wǎng)(MESH)三種方式，每種不同的組網(wǎng)形式可應用于不同的場景。

01TurMass 星形網(wǎng)絡

TurMass星形網(wǎng)絡采用最簡單的拓撲結構，網(wǎng)絡內包含一個網(wǎng)關節(jié)點和多個終端節(jié)點。每一個終端節(jié)點只能和網(wǎng)關節(jié)點進行通信，該通信支持雙向通信。

TurMass星形網(wǎng)絡優(yōu)勢

接入高效：采用 mGFRA 技術接入，支持大量用戶的并行接入穩(wěn)定性強：每個終端之間相互獨立，有較好的網(wǎng)絡穩(wěn)定性覆蓋范圍廣：單個網(wǎng)關即可組建覆蓋數(shù)十平方公里區(qū)域的廣域網(wǎng)絡高吞吐量：2 kbps傳輸速率時，單臺 TurMass網(wǎng)關的峰值吞吐量可達 200 kbps安全性高：全網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸采用高級加密高性能網(wǎng)關：具備較強的處理和轉發(fā)能力，可以實現(xiàn)高速、高效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡結構簡單：維護、調試簡單、安裝方便

02TurMass 樹形網(wǎng)絡

TurMass 樹形網(wǎng)絡加入了數(shù)字中繼，是對星形網(wǎng)絡的擴展。該網(wǎng)絡包含一個網(wǎng)關節(jié)點，多個中繼節(jié)點，大量的終端節(jié)點。網(wǎng)關節(jié)點直接連接著一系列的子節(jié)點，包含終端子節(jié)點、中繼子節(jié)點。與網(wǎng)關直接相連的子節(jié)點，稱為 1 層子節(jié)點。1 層中繼子節(jié)點又連接著一系列的終端子節(jié)點、中繼子節(jié)點，與 1 層中繼子節(jié)點相連的子節(jié)點，稱為 2 層子節(jié)點。這樣通過中繼節(jié)點一層一層相連，可以構建出重復多個層級的網(wǎng)絡。網(wǎng)絡中只有網(wǎng)關節(jié)點、中繼節(jié)點才能有自己的子節(jié)點。終端節(jié)點是沒有子節(jié)點的。從子節(jié)點的角度看，與自己相連的上一層的節(jié)點，稱為自己的父節(jié)點。

TurMass 樹形網(wǎng)絡中，每個節(jié)點只能和它的父節(jié)點和子節(jié)點進行通訊。網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都有一個確定的路由通道。整個信息的路由是由 TurMass 網(wǎng)絡協(xié)議棧處理的，對于應用完全透明。

TurMass 樹形網(wǎng)絡優(yōu)勢

接入高效：采用mGFRA 技術接入，支持大量用戶的并行接入。覆蓋距離極廣：支持 7 級中繼的接入，形成 8 層網(wǎng)絡。在典型城區(qū)，一個網(wǎng)關即可覆蓋半徑幾十公里的區(qū)域。穩(wěn)定性強：每個終端之間不能相互通信，彼此獨立。一個終端的破壞，并不能影響其它終端，因此網(wǎng)絡的穩(wěn)定性比較強。容量易擴展：支持中繼，具有明顯的層次結構，可擴展更多的終端設備接入，充分釋放 TurMass 網(wǎng)關的接入能力，此時單個 TurMass 網(wǎng)關可接入 10 萬個終端。

03TurMass網(wǎng)狀網(wǎng)絡

TurMass網(wǎng)狀網(wǎng)絡又稱 TurMass MESH 網(wǎng)絡，是對 TurMass 樹形網(wǎng)絡的擴展。該網(wǎng)絡包含一個網(wǎng)關節(jié)點和一系列的路由節(jié)點、終端節(jié)點。TurMass MESH 網(wǎng)絡的拓撲結構與樹形網(wǎng)絡基本相同，但有著更為靈活的信息路由規(guī)則。TurMass MESH 網(wǎng)絡的網(wǎng)絡層提供了相應的路由探索功能，可以找到兩個節(jié)點間信息傳輸?shù)淖顑?yōu)化路徑。

TurMass MESH 網(wǎng)絡內網(wǎng)關節(jié)點可以和終端節(jié)點或路由節(jié)點直接信息通訊。路由節(jié)點和終端節(jié)點之間可以直接信息通訊。路由節(jié)點之間也可以直接信息通訊，使得信息的通訊變得更為高效。并且意味著如果一個路由路徑出現(xiàn)問題，信息可以自動的沿著其他的路由路徑進行傳輸。路由路徑的切換，意味著到達同一目標節(jié)點的中間跳數(shù)可能會不同。因此如果目標節(jié)點是網(wǎng)關，那么終端節(jié)點和網(wǎng)關節(jié)點間的層級關系隨著路徑的切換是會變化的，因此在 MESH 網(wǎng)絡內，并沒有嚴格的層級關系。

TurMass網(wǎng)狀網(wǎng)絡優(yōu)勢

覆蓋廣：支持多跳通信，擴展網(wǎng)絡覆蓋范圍?？垢蓴_：采用多級短跳高速傳輸，相比一級長跳，受到外部因素干擾導致傳輸錯誤或丟包的概率要小。網(wǎng)絡自愈：在當前路由不可用時，及時切換其他路由路徑，恢復網(wǎng)絡通訊能力。

給大家介紹完 3 種 TurMass 系統(tǒng)網(wǎng)絡，下面給大家講講網(wǎng)絡的部署方式。

網(wǎng)絡部署方式

TurMass 系統(tǒng)網(wǎng)絡是為萬物互聯(lián)服務的，因此首先要面對是物聯(lián)網(wǎng)豐富多樣的場景。TurMass 系統(tǒng)網(wǎng)絡部署時，除了按照星形、樹形、網(wǎng)狀組成 TurMass 無線局域網(wǎng)外，還需要支持連接外部互聯(lián)網(wǎng)的能力。因此在每個無線局域網(wǎng)絡內都要配置一臺網(wǎng)關，作為邊界路由器去連接外網(wǎng)。而在外網(wǎng)上一般都會部署 NS 網(wǎng)絡服務器(管理網(wǎng)絡設備)、AS 應用服務器(應用支持)。TurMass 系統(tǒng)網(wǎng)絡實際部署時可支持單網(wǎng)部署，也可多子網(wǎng)共存部署。

單網(wǎng)部署

單網(wǎng)部署指一個區(qū)域只有一臺網(wǎng)關、多個終端(也可以存在若干中繼)，構成一個局域網(wǎng)絡。網(wǎng)關通過 IP 協(xié)議連接外網(wǎng)網(wǎng)絡服務器 NS。單網(wǎng)部署時，終端設備、網(wǎng)關設備須要提前在網(wǎng)絡服務器 NS 平臺上進行設備注冊。終端配置一個與網(wǎng)關同頻的物理信道。網(wǎng)關被激活后，發(fā)送自己的網(wǎng)絡 BCN 信號。終端上電入網(wǎng)時，開啟自動網(wǎng)絡搜索，識別網(wǎng)絡的 BCN 信號，由于只有一個物理信道可被搜索，因此終端網(wǎng)絡搜索非常迅速。終端搜索到有效物理信道后，即可發(fā)起入網(wǎng)注冊。

多子網(wǎng)共存部署

多子網(wǎng)共存部署指在一個區(qū)域部署多個網(wǎng)關、海量的終端和存在多個中繼。同單網(wǎng)部署一樣，多子網(wǎng)部署中的各網(wǎng)關和終端均須要提前在網(wǎng)絡服務器 NS 上進行設備注冊。網(wǎng)關被激活后，發(fā)送各自的網(wǎng)絡 BCN 信號，構建自己的網(wǎng)絡，每一個網(wǎng)絡被稱為一個子網(wǎng)。一個區(qū)域多子網(wǎng)部署時，這個區(qū)域內的所有終端須要預置多個網(wǎng)關物理信道和中繼物理信道。終端上電入網(wǎng)時，開啟自動網(wǎng)絡搜索，識別各網(wǎng)絡的 BCN 信號，終端選擇一個最優(yōu)的網(wǎng)絡進行入網(wǎng)注冊。一般認為 RSSI 信號最強、SNR 最高的網(wǎng)絡為最優(yōu)網(wǎng)絡。在多子網(wǎng)共存部署時，各網(wǎng)關均要采用 GPS 去同步各子網(wǎng)的時間。

本文目的在于幫助大家了解 TurMass 系統(tǒng)網(wǎng)絡的工作原理、優(yōu)勢以及部署方式，實現(xiàn)私有 TurMass 網(wǎng)絡的設計。TurMass 技術所具備的多種組網(wǎng)方式，可適應市面上豐富多樣的物聯(lián)網(wǎng)場景，如智慧城市、智慧園區(qū)、智能建筑、智慧消防、智慧農業(yè)等領域。道生物聯(lián) TurMass組網(wǎng)方式將為社會數(shù)字化帶來重大變革。