Меш-сеть — это «беспроводная сеточная сеть», представляющая собой «многоузловую» сеть, развившуюся из самоорганизующихся сетей и являющуюся одной из ключевых технологий для решения проблемы «последней мили». В процессе эволюции к сетям следующего поколения беспроводные технологии стали незаменимыми. Беспроводная ячеистая сеть может взаимодействовать с другими сетями, представляя собой динамическую сетевую архитектуру, которая может непрерывно расширяться, и любые два устройства могут поддерживать беспроводное соединение.
Общая ситуация
Благодаря характеристикам многошагового соединения и топологии Mesh, беспроводные ячеистые сети превратились в эффективное решение для различных беспроводных сетей доступа, таких как домашние широкополосные сети, общественные сети, корпоративные сети и городские сети. Беспроводные ячеистые маршрутизаторы формируют AD hoc сети посредством многошагового соединения, что обеспечивает более высокую надежность, более широкое покрытие и меньшие первоначальные затраты на создание беспроводных ячеистых сетей. WMN наследует большинство характеристик беспроводных AD hoc сетей, но есть и некоторые отличия. С одной стороны, в отличие от мобильности узлов беспроводных AD hoc сетей, местоположение беспроводных ячеистых маршрутизаторов обычно фиксировано. С другой стороны, по сравнению с беспроводными AD hoc сетями с ограниченным энергопотреблением, беспроводные ячеистые маршрутизаторы обычно имеют фиксированное электропитание. Кроме того, WMN также отличается от беспроводных сенсорных сетей, и обычно предполагается, что бизнес-модель между беспроводными ячеистыми маршрутизаторами относительно стабильна, больше похожа на типичную сеть доступа или кампусную сеть. Поэтому WMN может выступать в качестве сети пересылки с относительно стабильными услугами, подобно традиционной инфраструктурной сети. При временном развертывании для выполнения краткосрочных задач сети WMNS часто могут выступать в качестве традиционных мобильных одноранговых сетей.
Общая архитектура WMN состоит из трех различных элементов беспроводной сети: шлюзовых маршрутизаторов (маршрутизаторов с возможностями шлюза/моста), Mesh-маршрутизаторов (точек доступа) и Mesh-клиентов (мобильных или других). Mesh-клиент подключается к беспроводному Mesh-маршрутизатору через беспроводное соединение, и беспроводной Mesh-маршрутизатор формирует относительно стабильную сеть пересылки в виде многошагового соединения. В общей сетевой архитектуре WMN любой Mesh-маршрутизатор может использоваться в качестве ретранслятора данных для других Mesh-маршрутизаторов, а некоторые Mesh-маршрутизаторы также обладают дополнительной возможностью выступать в качестве интернет-шлюзов. Шлюзовой Mesh-маршрутизатор пересылает трафик между WMN и Интернетом по высокоскоростному проводному каналу связи. Общую сетевую архитектуру WMN можно рассматривать как состоящую из двух плоскостей, в которой плоскость доступа обеспечивает сетевые соединения для Mesh-клиентов, а плоскость пересылки пересылает ретрансляционные услуги между Mesh-маршрутизаторами. С ростом использования технологии виртуального беспроводного интерфейса в WMN, сетевая архитектура, разработанная на основе WMN, становится все более популярной.
HUANET может предоставить двухдиапазонный Mesh-модуль Huawei EG8146X5 WIFI6.
Схема ячеистой сети
В сетях Mesh необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как помехи в канале, выбор количества переходов и выбор частоты. В этом разделе в качестве примера рассматривается сеть WLANMESH на основе 802.11s для анализа различных возможных схем организации сети. Далее описываются одночастотные и двухчастотные схемы организации сети, а также их производительность.
Одночастотная ячеистая сеть
Одночастотная схема сети в основном используется в областях с ограниченными ресурсами устройств и частот. Она подразделяется на одночастотную односкачковую и одночастотную многоскачковую. В одночастотной сети все беспроводные точки доступа Mesh AP и проводные точки доступа Root AP работают в одном частотном диапазоне. Как показано на рисунке 1, канал 802.11b/g на частоте 2,4 ГГц может использоваться для доступа и обратной передачи. В зависимости от различной среды помех на каналах во время реализации продукта и сети, канал, используемый между скачками, может быть полностью независимым каналом без помех, или может присутствовать определенный канал с помехами (в реальной среде чаще всего последний). В этом случае из-за помех между соседними узлами все узлы не могут принимать или передавать данные одновременно, и для согласования в многоскачковом диапазоне необходимо использовать механизм MAC CSMA/CA. С увеличением количества скачков полоса пропускания, выделяемая каждой точке доступа Mesh AP, резко уменьшается, и фактическая производительность одночастотной сети будет значительно ограничена.
Двухчастотная ячеистая сеть
В двухдиапазонных сетях каждый узел использует два разных частотных диапазона для обратной передачи и доступа. Например, локальный доступ использует канал 2,4 ГГц 802.1lb/g, а магистральная Mesh-сеть с обратной передачей использует канал 5,8 ГГц 802.11a без помех. Таким образом, каждая точка доступа Mesh может выполнять функции обратной и прямой передачи, обслуживая при этом локальных пользователей. По сравнению с одночастотной сетью, двухдиапазонная сеть решает проблему помех между каналами при обратной передаче и доступе и значительно повышает производительность сети. Однако в реальных условиях и в крупномасштабных сетях, поскольку между каналами связи используется один и тот же частотный диапазон, нет гарантии отсутствия помех между каналами. Поэтому с увеличением количества переходов полоса пропускания, выделяемая каждой точке доступа Mesh, имеет тенденцию к снижению, и точки доступа Mesh, расположенные далеко от корневой точки доступа, будут иметь худшие возможности доступа к каналу. Поэтому количество переходов в двухдиапазонной сети следует устанавливать с осторожностью.
Дата публикации: 12 января 2024 г.