Een mesh-netwerk is een "draadloos rasternetwerk", een "multi-hop"-netwerk dat is ontwikkeld vanuit ad-hocnetwerken en een van de sleuteltechnologieën is om het "laatste-mijls"-probleem op te lossen. In de evolutie naar de volgende generatie netwerken is draadloze technologie onmisbaar. Draadloze mesh-netwerken kunnen samenwerken met andere netwerken en vormen een dynamische netwerkarchitectuur die continu kan worden uitgebreid, waarbij elk willekeurig tweetal apparaten draadloos met elkaar verbonden kan blijven.
Algemene situatie
Dankzij de kenmerken van multi-hop interconnectie en mesh-topologie is een draadloos mesh-netwerk uitgegroeid tot een effectieve oplossing voor diverse draadloze toegangsnetwerken, zoals breedband thuisnetwerken, buurtnetwerken, bedrijfsnetwerken en metropolitane netwerken. Draadloze mesh-routers vormen ad-hocnetwerken via multi-hop interconnectie, wat zorgt voor een hogere betrouwbaarheid, een groter servicebereik en lagere initiële kosten voor WMN-netwerken. WMN erft de meeste kenmerken van draadloze ad-hocnetwerken, maar er zijn ook enkele verschillen. Enerzijds is de locatie van draadloze mesh-routers, in tegenstelling tot de mobiliteit van draadloze ad-hocnetwerknodes, meestal vast. Anderzijds hebben draadloze mesh-routers, in tegenstelling tot energiebeperkte draadloze ad-hocnetwerken, doorgaans een vaste stroomvoorziening. Bovendien verschilt WMN ook van draadloze sensornetwerken, waarbij doorgaans wordt aangenomen dat het bedrijfsmodel tussen draadloze mesh-routers relatief stabiel is, meer vergelijkbaar met een typisch toegangsnetwerk of campusnetwerk. Daarom kan WMN fungeren als een doorstuurnetwerk met relatief stabiele services, zoals een traditioneel infrastructuurnetwerk. Wanneer WMNS tijdelijk wordt ingezet voor kortlopende taken, kan het vaak functioneren als een traditioneel mobiel ad-hocnetwerk.
De algemene architectuur van een draadloos mesh-netwerk (WMN) bestaat uit drie verschillende draadloze netwerkelementen: gateway-routers (routers met gateway-/bridge-functionaliteit), mesh-routers (access points) en mesh-clients (mobiel of anderszins). De mesh-client is via een draadloze verbinding verbonden met de draadloze mesh-router, en de draadloze mesh-router vormt een relatief stabiel doorstuurnetwerk in de vorm van een multi-hop-interconnectie. In de algemene netwerkarchitectuur van een WMN kan elke mesh-router worden gebruikt als data-doorstuurrelais voor andere mesh-routers, en sommige mesh-routers hebben ook de extra mogelijkheid om als internetgateway te fungeren. De gateway-mesh-router stuurt verkeer tussen het WMN en het internet door via een snelle bekabelde verbinding. De algemene netwerkarchitectuur van een WMN kan worden beschouwd als bestaande uit twee lagen, waarbij de toegangslaag netwerkverbindingen biedt voor mesh-clients en de doorstuurlaag relay-diensten tussen mesh-routers doorstuurt. Door het toenemende gebruik van virtuele draadloze interface-technologie in WMN's is de door WMN ontworpen netwerkarchitectuur steeds populairder geworden.
HUANET kan de Huawei dual-band EG8146X5 WIFI6 Mesh UNU leveren.
MESH-netwerkschema
Bij mesh-netwerken moet rekening worden gehouden met factoren zoals kanaalinterferentie, de keuze van het aantal hops en de frequentiekeuze. In dit gedeelte wordt WLANMESH op basis van 802.11s als voorbeeld gebruikt om verschillende mogelijke netwerkconfiguraties te analyseren. Hieronder worden netwerkconfiguraties met één frequentie en met twee frequenties beschreven, evenals hun prestaties.
Mesh-netwerken met één frequentie
Het single-frequency netwerkschema wordt voornamelijk gebruikt in gebieden waar apparaten en frequentiebronnen beperkt zijn. Het wordt onderverdeeld in single-frequency single-hop en single-frequency multi-hop. Bij single-frequency netwerken werken alle draadloze access points (Mesh AP's) en bekabelde access points (Root AP's) in dezelfde frequentieband. Zoals weergegeven in Figuur 1, kan kanaal 802.11b/g op 2,4 GHz worden gebruikt voor zowel ontvangst als retourzending. Afhankelijk van de verschillende kanaalinterferentieomgevingen tijdens de implementatie van het product en het netwerk, kan het kanaal tussen de hops een volledig onafhankelijk, niet-interferentiekanaal zijn, of er kan sprake zijn van een interferentiekanaal (meestal het laatste in de praktijk). In dit geval kunnen, vanwege interferentie tussen naburige knooppunten, niet alle knooppunten tegelijkertijd ontvangen of verzenden, en moet het MAC-mechanisme van CSMA/CA worden gebruikt om te onderhandelen over het multi-hop bereik. Naarmate het aantal hops toeneemt, neemt de bandbreedte die aan elk Mesh AP wordt toegewezen sterk af, waardoor de daadwerkelijke prestaties van het single-frequency netwerk aanzienlijk worden beperkt.
Mesh-netwerk met dubbele frequentie
In dual-band netwerken gebruikt elk knooppunt twee verschillende frequentiebanden voor backpass en access. De lokale access service gebruikt bijvoorbeeld het 2,4 GHz 802.1lb/g-kanaal, terwijl het backbone mesh backpass-netwerk het 5,8 GHz 802.11a-kanaal gebruikt zonder interferentie. Op deze manier kan elk mesh access point (AP) zowel backpass als forward uitvoeren en tegelijkertijd lokale gebruikers bedienen. In vergelijking met een single-frequentie netwerk lost een dual-frequentie netwerk het probleem van kanaalinterferentie bij back-transmissie en access op en verbetert het de netwerkprestaties aanzienlijk. In de praktijk en bij grootschalige netwerken is er echter geen garantie dat er geen interferentie tussen de kanalen optreedt, omdat dezelfde frequentieband wordt gebruikt voor de backhaul-verbindingen. Daarom neemt de bandbreedte die aan elk mesh AP wordt toegewezen bij een toenemend aantal hops af, en zal een mesh AP dat ver van het root AP verwijderd is, een nadeel ondervinden bij kanaaltoegang. Het aantal hops in een dual-band netwerk moet daarom met de nodige voorzichtigheid worden ingesteld.
Geplaatst op: 12 januari 2024