无线媒介在自组织网络中的应用与安全问题

表2-3 工业、科学和医疗频段

对于大部分自组织应用来说，无线是唯一可行的媒介，例如无线电、红外线或光。如前所述，这存在局限和挑战。为了满足自组织部署和全球运作等诸多需求，选择的传输媒介必须全球可用和免许可证。因此，无线电链路的一个选择是使用工业、科学和医疗（Industrial Scientific and Medical，ISM）频段，这在大部分国家里都可提供而无需许可证的通信。国际频率分配表（International Table of Fre-quency Allocations）规定了一些频段（见表2-3），作为在工业、科学和医疗应用上可用的频段。其中的一些频段已经用在无绳电话系统和无线局域网中的通信。因此，这些频段被许多无线系统和应用的频段挤占。但是，它们还有很多优势，如在全球范围内提供免费和巨大的频谱分配。它们不是受缚于一个特定的标准，从而在实现上更加自由。另一方面，有各种各样的规则和限制，如能量限制和来自于现有应用的有害干扰。

另一种在自组织网络节点间通信的可能模式是通过红外线。红外线通信是免许可证的，且对电子设备有很强的抗干扰能力。基于红外的收发器更便宜，更容易建立。现在很多的笔记本电脑、个人数字助理（PDA）和移动电话都提供红外数据协会（Infrared Data Association，IrDA）接口。红外线的主要缺陷是需要发送者和接收者之间的视距（Line of Sight）。这使得红外线在自组织网络传输媒介中成为一种比较勉强的选择。

一个有趣的发展是智能尘埃（Smart Dust）模式，它是利用光介质传输的自动感知、计算和通信系统。两种传输方案都为智能尘埃进行检查，其中被动传输采用一个三面直角棱镜反射器（Corner-Cube Retro-reflector，CCR）、主动通信使用激光二极管和可控镜子（Steerable Mirror）。前一种方案的模式不需要板载光源。三个镜子的配置是用来通信数字高电平或低电平。后一种方案采用板载激光二极管和主动操控激光通信系统来发送紧密校准光束给指定接收者。(www.xing528.com)

自组织网络的特殊应用需求使传输介质的选择更具有挑战性。例如，海上应用也许需要利用水传输介质。海洋提供了一个非常不同的传播环境，不适于用射频通信。低于100kHz的声道代表目前唯一的载体选择。声信号传输速度为射频信号传输速度的1/10⁵，并且产生很高的传播延迟，即每100m延迟67ms。极高的延迟影响了物理层、网络层和传输层协议的性能。

传感器网络和自组织网络、Mesh网络不同的主要原因是严格的能量限制、低容量和微型传感器节点的小尺寸。在传感器网络中，能量最小化假设具有重大意义，超过衰变、散射、阴影（Shadowing）、反射、衍射、多径效应和衰落影响。总的来说，在距离d内传输信号需要的最小输出功率与dⁿ成比例，其中2≤n<4。指数n对于低洼天线和近地信道来说接近于4，这在传感器网络通信中是有代表性的。因此，有着更多跳数和更短距离的路径比那些少跳数长距离的路径，能效更高。

因为无线媒介容易遭到窃听，使得自组织网络易受攻击。传输功率限制和较短的范围既有缺点，也有优点。低能量传输很容易受到干扰（Jamming）。另一方面，大多数系统对于干扰（Interference）更有弹性，一个节点需要足够接近才能窃听低功率传输系统。