La rete mesh è una “rete wireless”, è una rete “multi-hop”, è sviluppata da una rete ad hoc, è una delle tecnologie chiave per risolvere il problema dell’“ultimo miglio”.Nel processo di evoluzione verso la rete di prossima generazione, il wireless è una tecnologia indispensabile.La rete wireless può comunicare in modo cooperativo con altre reti ed è un'architettura di rete dinamica che può essere continuamente espansa e due dispositivi qualsiasi possono mantenere l'interconnessione wireless.
Situazione generale
Con le caratteristiche dell'interconnessione multi-hop e della topologia Mesh, la rete mesh wireless si è evoluta in una soluzione efficace per varie reti di accesso wireless come la rete domestica a banda larga, la rete comunitaria, la rete aziendale e la rete dell'area metropolitana.I router Mesh wireless formano reti AD hoc attraverso l'interconnessione multi-hop, che fornisce maggiore affidabilità, copertura del servizio più ampia e costi iniziali inferiori per la rete WMN.WMN eredita la maggior parte delle caratteristiche delle reti wireless AD hoc, ma esistono alcune differenze.Da un lato, a differenza della mobilità dei nodi della rete wireless Ad Hoc, la posizione dei router Mesh wireless è solitamente fissa.D'altro canto, rispetto alle reti wireless Ad Hoc con vincolo energetico, i router Mesh wireless di solito hanno un'alimentazione fissa.Inoltre, le WMN sono anche diverse dalle reti di sensori wireless e di solito si presuppone che il modello di business tra i router Mesh wireless sia relativamente stabile, più simile a una tipica rete di accesso o rete di campus.Pertanto, la WMN può fungere da rete di inoltro con servizi relativamente stabili, come una rete infrastrutturale tradizionale.Se implementate temporaneamente per attività a breve termine, le WMNS possono spesso agire come reti mobili AD hoc tradizionali.
L'architettura generale di WMN è costituita da tre diversi elementi di rete wireless: router gateway (router con funzionalità gateway/bridge), router Mesh (punti di accesso) e client Mesh (mobili o meno).Il client Mesh è connesso al router Mesh wireless tramite una connessione wireless e il router Mesh wireless forma una rete di inoltro relativamente stabile sotto forma di interconnessione multi-hop.Nell'architettura di rete generale di WMN, qualsiasi router Mesh può essere utilizzato come relè di inoltro dati per altri router Mesh e alcuni router Mesh hanno anche la funzionalità aggiuntiva di gateway Internet.Il router Mesh gateway inoltra il traffico tra la WMN e Internet tramite un collegamento cablato ad alta velocità.L'architettura di rete generale di WMN può essere considerata composta da due piani, in cui il piano di accesso fornisce connessioni di rete per i client Mesh e il piano di inoltro inoltra i servizi di inoltro tra i router Mesh.Con il crescente utilizzo della tecnologia di interfaccia wireless virtuale in WMN, l'architettura di rete progettata da WMN è diventata sempre più popolare.
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Schema di rete MESH
Nelle reti Mesh, fattori quali l'interferenza del canale, la selezione del numero di hop e la selezione della frequenza dovrebbero essere considerati in modo completo.Questa sezione prende WLANMESH basato su 802.11 come esempio per analizzare vari possibili schemi di rete.Di seguito vengono descritti gli schemi di rete a frequenza singola e di rete a doppia frequenza e le relative prestazioni.
Rete MESH a frequenza singola
Lo schema di rete a frequenza singola viene utilizzato principalmente in aree in cui i dispositivi e le risorse di frequenza sono limitati.È diviso in single-hop a frequenza singola e multi-hop a frequenza singola.Nella rete a frequenza singola, tutti i punti di accesso wireless Mesh AP e i punti di accesso cablati Root AP funzionano nella stessa banda di frequenza.Come mostrato nella Figura 1, il canale 802.11b/g su 2,4 GHz può essere utilizzato per la trasmissione di accesso e di ritorno.A seconda del diverso ambiente di interferenza del canale durante l'implementazione del prodotto e della rete, il canale utilizzato tra i salti può essere un canale di non interferenza completamente indipendente, oppure potrebbe esserci un certo canale di interferenza (la maggior parte di quest'ultimo nell'ambiente reale ).In questo caso, a causa dell'interferenza tra nodi vicini, tutti i nodi non possono ricevere o inviare contemporaneamente e il meccanismo MAC di CSMA/CA deve essere utilizzato per negoziare nell'intervallo multi-hop.Con l'aumento del numero di hop, la larghezza di banda allocata a ciascun AP Mesh diminuirà drasticamente e le prestazioni effettive della rete a frequenza singola saranno notevolmente limitate.
Rete MESH a doppia frequenza
Nella rete dual-band, ciascun nodo utilizza due diverse bande di frequenza per il backpass e l'accesso.Ad esempio, il servizio di accesso locale utilizza il canale 802.1lb/g a 2,4 GHz e la rete backpass Mesh backbone utilizza il canale 802.11a a 5,8 GHz senza interferenze.In questo modo, ciascun AP Mesh può eseguire la funzione backpass e forward mentre serve gli utenti con accesso locale.Rispetto alla rete a frequenza singola, la rete a doppia frequenza risolve il problema dell'interferenza del canale nella trasmissione posteriore e nell'accesso e migliora notevolmente le prestazioni della rete.Tuttavia, nell'ambiente reale e nel networking su larga scala, poiché tra i collegamenti di backhaul viene utilizzata la stessa banda di frequenza, non vi è ancora alcuna garanzia che non vi siano interferenze tra i canali.Pertanto, con l'aumento del numero di hop, la larghezza di banda allocata a ciascun AP Mesh tende ancora a diminuire e l'AP Mesh lontano dall'AP Root sarà svantaggiato nell'accesso al canale.Pertanto, il conteggio dei salti della rete dual-band deve essere impostato con cautela.
Orario di pubblicazione: 12 gennaio 2024