Čo je sieť MESH

Sieť mesh je „bezdrôtová gridová sieť“, je to „multi-hop“ sieť, vyvinutá z ad hoc siete a je jednou z kľúčových technológií na riešenie problému „poslednej míle“. V procese vývoja k sieti novej generácie je bezdrôtová technológia nevyhnutnou. Bezdrôtová sieť mesh dokáže kooperatívne komunikovať s inými sieťami a predstavuje dynamickú sieťovú architektúru, ktorú je možné neustále rozširovať, pričom ľubovoľné dve zariadenia môžu udržiavať bezdrôtové prepojenie.

Všeobecná situácia

Vďaka charakteristikám viacskokového prepojenia a topológie Mesh sa bezdrôtová sieť Mesh vyvinula do efektívneho riešenia pre rôzne bezdrôtové prístupové siete, ako sú širokopásmové domáce siete, komunitné siete, podnikové siete a metropolitné siete. Bezdrôtové smerovače Mesh vytvárajú siete AD hoc prostredníctvom viacskokového prepojenia, čo poskytuje vyššiu spoľahlivosť, širšie pokrytie služieb a nižšie počiatočné náklady na siete WMN. WMN zdedí väčšinu charakteristík bezdrôtových sietí AD hoc, existujú však určité rozdiely. Na jednej strane, na rozdiel od mobility bezdrôtových uzlov siete Ad Hoc, umiestnenie bezdrôtových smerovačov Mesh je zvyčajne pevné. Na druhej strane, v porovnaní s energeticky obmedzenými bezdrôtovými sieťami Ad Hoc majú bezdrôtové smerovače Mesh zvyčajne pevný zdroj napájania. Okrem toho sa WMN líši aj od bezdrôtových senzorových sietí a zvyčajne sa predpokladá, že obchodný model medzi bezdrôtovými smerovačmi Mesh je relatívne stabilný, viac podobný typickej prístupovej sieti alebo kampusovej sieti. Preto môže WMN fungovať ako preposielacia sieť s relatívne stabilnými službami, ako je napríklad tradičná infraštruktúrna sieť. Pri dočasnom nasadení na krátkodobé úlohy môže WMNS často fungovať ako tradičné mobilné siete AD hoc.

Všeobecná architektúra WMN pozostáva z troch rôznych prvkov bezdrôtovej siete: bránových routerov (routery s funkciami brány/mostenia), sieťových routerov (prístupových bodov) a sieťových klientov (mobilných alebo iných). Mesh klient je pripojený k bezdrôtovému sieťovému routeru prostredníctvom bezdrôtového pripojenia a bezdrôtový sieťový router tvorí relatívne stabilnú preposielaciu sieť vo forme viacskokového prepojenia. Vo všeobecnej sieťovej architektúre WMN môže byť akýkoľvek sieťový router použitý ako preposielací relé pre iné sieťové routery a niektoré sieťové routery majú aj dodatočnú funkciu internetových brán. Bránový sieťový router preposiela prevádzku medzi WMN a internetom cez vysokorýchlostné káblové pripojenie. Všeobecnú sieťovú architektúru WMN možno považovať za pozostávajúcu z dvoch rovín, v ktorých prístupová rovina poskytuje sieťové pripojenia pre sieťových klientov a preposielacia rovina preposiela reléové služby medzi sieťovými routermi. S rastúcim používaním technológie virtuálneho bezdrôtového rozhrania v WMN sa sieťová architektúra navrhnutá spoločnosťou WMN stáva čoraz populárnejšou.

HUANET môže poskytnúť dvojpásmový sieťový router Huawei EG8146X5 WIFI6 Mesh.

Schéma siete MESH

V sieťach typu Mesh by sa mali komplexne zvážiť faktory, ako je rušenie kanálov, výber počtu skokov a výber frekvencie. Táto časť berie ako príklad WLANMESH založený na štandarde 802.11s na analýzu rôznych možných sieťových schém. Nasledujúca časť opisuje schémy jednofrekvenčných a dvojfrekvenčných sietí a ich výkon.

Jednofrekvenčné MESH siete

Schéma jednofrekvenčného sieťovania sa používa hlavne v oblastiach, kde sú zariadenia a frekvenčné zdroje obmedzené. Delí sa na jednofrekvenčné jednoskokové a jednofrekvenčné viacskokové sieťovanie. V jednofrekvenčných sieťach pracujú všetky bezdrôtové prístupové body Mesh AP a káblové prístupové body Root AP v rovnakom frekvenčnom pásme. Ako je znázornené na obrázku 1, kanál 802.11b/g na frekvencii 2,4 GHz sa môže použiť na prístup a spätný prenos. V závislosti od prostredia s rôznym rušením kanálov počas implementácie produktu a siete môže byť kanál použitý medzi skokmi úplne nezávislým nerušiacim kanálom alebo môže existovať určitý rušiaci kanál (väčšina z nich je v skutočnom prostredí). V tomto prípade kvôli rušeniu medzi susednými uzlami nemôžu všetky uzly súčasne prijímať ani odosielať a na vyjednávanie v rozsahu viacerých skokov sa musí použiť mechanizmus MAC CSMA/CA. So zvyšujúcim sa počtom skokov sa šírka pásma pridelená každému Mesh AP prudko zníži a skutočný výkon jednofrekvenčnej siete bude výrazne obmedzený.

Dvojfrekvenčné MESH siete

V dvojpásmovej sieti používa každý uzol dve rôzne frekvenčné pásma pre spätný prenos a prístup. Napríklad lokálna prístupová služba používa kanál 2,4 GHz 802.1lb/g a chrbticová sieť spätného prenosu Mesh používa kanál 5,8 GHz 802.11a bez rušenia. Týmto spôsobom môže každý sieťový prístupový bod (AP) vykonávať funkciu spätného prenosu a presmerovania a zároveň slúžiť lokálnym používateľom. V porovnaní s jednofrekvenčnou sieťou rieši dvojfrekvenčná sieť problém rušenia kanálov medzi spätným prenosom a prístupom a výrazne zlepšuje výkon siete. Avšak v reálnom prostredí a vo veľkých sieťach, pretože sa medzi spätnými prenosmi používa rovnaké frekvenčné pásmo, stále neexistuje žiadna záruka, že medzi kanálmi nedochádza k rušeniu. Preto so zvyšujúcim sa počtom skokov má šírka pásma pridelená každému sieťovému prístupovému bodu (AP) tendenciu klesať a sieťový prístupový bod (AP) ďaleko od koreňového prístupového bodu (AP) bude v nevýhode pri prístupe ku kanálu. Preto by sa mal počet skokov v dvojpásmovej sieti nastavovať opatrne.