Mạng lưới dạng lưới (mesh network), hay còn gọi là “mạng lưới không dây”, là một mạng “đa bước nhảy”, được phát triển từ mạng ad hoc, là một trong những công nghệ chủ chốt để giải quyết vấn đề “chặng cuối”. Trong quá trình tiến hóa lên mạng thế hệ tiếp theo, công nghệ không dây là một công nghệ không thể thiếu. Mạng lưới không dây có thể giao tiếp cộng tác với các mạng khác, là một kiến trúc mạng động có thể liên tục mở rộng, và bất kỳ hai thiết bị nào cũng có thể duy trì kết nối không dây.
Tình hình chung
Với đặc điểm kết nối đa bước và cấu trúc liên kết dạng lưới, mạng lưới không dây (WMN) đã phát triển thành một giải pháp hiệu quả cho nhiều mạng truy cập không dây khác nhau như mạng gia đình băng thông rộng, mạng cộng đồng, mạng doanh nghiệp và mạng khu vực đô thị. Các bộ định tuyến mạng lưới không dây hình thành các mạng AD hoc thông qua kết nối đa bước, cung cấp độ tin cậy cao hơn, vùng phủ sóng rộng hơn và chi phí ban đầu thấp hơn cho mạng WMN. WMN kế thừa hầu hết các đặc điểm của mạng AD hoc không dây, nhưng cũng có một số khác biệt. Một mặt, không giống như tính di động của các nút mạng AD hoc không dây, vị trí của các bộ định tuyến mạng lưới không dây thường cố định. Mặt khác, so với mạng AD hoc không dây bị hạn chế về năng lượng, các bộ định tuyến mạng lưới không dây thường có nguồn điện cố định. Ngoài ra, WMN cũng khác với mạng cảm biến không dây, và thường giả định rằng mô hình hoạt động giữa các bộ định tuyến mạng lưới không dây tương đối ổn định, tương tự hơn với một mạng truy cập hoặc mạng khuôn viên điển hình. Do đó, WMN có thể hoạt động như một mạng chuyển tiếp với các dịch vụ tương đối ổn định, chẳng hạn như một mạng cơ sở hạ tầng truyền thống. Khi được triển khai tạm thời cho các nhiệm vụ ngắn hạn, WMN thường có thể hoạt động như các mạng AD hoc di động truyền thống.
Kiến trúc tổng quát của mạng lưới không dây (WMN) bao gồm ba thành phần mạng không dây khác nhau: bộ định tuyến cổng (bộ định tuyến có khả năng cổng/cầu nối), bộ định tuyến lưới (điểm truy cập) và máy khách lưới (thiết bị di động hoặc thiết bị khác). Máy khách lưới được kết nối với bộ định tuyến lưới không dây thông qua kết nối không dây, và bộ định tuyến lưới không dây tạo thành một mạng chuyển tiếp tương đối ổn định dưới dạng kết nối đa bước. Trong kiến trúc mạng tổng quát của WMN, bất kỳ bộ định tuyến lưới nào cũng có thể được sử dụng làm bộ chuyển tiếp dữ liệu cho các bộ định tuyến lưới khác, và một số bộ định tuyến lưới còn có thêm khả năng hoạt động như cổng Internet. Bộ định tuyến lưới cổng chuyển tiếp lưu lượng truy cập giữa WMN và Internet qua liên kết có dây tốc độ cao. Kiến trúc mạng tổng quát của WMN có thể được coi là bao gồm hai mặt phẳng, trong đó mặt phẳng truy cập cung cấp kết nối mạng cho máy khách lưới, và mặt phẳng chuyển tiếp thực hiện các dịch vụ chuyển tiếp giữa các bộ định tuyến lưới. Với việc sử dụng ngày càng nhiều công nghệ giao diện không dây ảo trong WMN, kiến trúc mạng được thiết kế bởi WMN ngày càng trở nên phổ biến.
HUANET cung cấp thiết bị ONU Wifi6 Mesh băng tần kép Huawei EG8146X5.
Sơ đồ mạng MESH
Trong mạng lưới Mesh, các yếu tố như nhiễu kênh, lựa chọn số bước nhảy và lựa chọn tần số cần được xem xét toàn diện. Phần này lấy WLANMESH dựa trên chuẩn 802.11 làm ví dụ để phân tích các sơ đồ mạng khác nhau có thể có. Sau đây mô tả các sơ đồ mạng đơn tần và mạng kép cùng hiệu năng của chúng.
Mạng lưới MESH tần số đơn
Sơ đồ mạng đơn tần chủ yếu được sử dụng ở những khu vực có thiết bị và tài nguyên tần số hạn chế. Nó được chia thành đơn tần một chặng và đơn tần nhiều chặng. Trong mạng đơn tần, tất cả các điểm truy cập không dây Mesh AP và điểm truy cập có dây Root AP hoạt động trong cùng một dải tần. Như thể hiện trong Hình 1, kênh 802.11b/g trên băng tần 2.4GHz có thể được sử dụng cho việc truy cập và truyền phản hồi. Tùy thuộc vào môi trường nhiễu kênh khác nhau trong quá trình triển khai sản phẩm và mạng, kênh được sử dụng giữa các chặng có thể là một kênh hoàn toàn độc lập không bị nhiễu, hoặc có thể có một số kênh bị nhiễu nhất định (hầu hết là trường hợp sau trong môi trường thực tế). Trong trường hợp này, do nhiễu giữa các nút lân cận, tất cả các nút không thể nhận hoặc gửi cùng một lúc, và cơ chế MAC CSMA/CA phải được sử dụng để đàm phán trong phạm vi nhiều chặng. Khi số chặng tăng lên, băng thông được phân bổ cho mỗi Mesh AP sẽ giảm mạnh, và hiệu suất mạng đơn tần thực tế sẽ bị hạn chế đáng kể.
Mạng lưới MESH tần số kép
Trong mạng băng tần kép, mỗi nút sử dụng hai băng tần khác nhau cho việc truyền dữ liệu ngược và truy cập. Ví dụ, dịch vụ truy cập cục bộ sử dụng kênh 2.4GHz 802.1lb/g, và mạng truyền dữ liệu ngược Mesh xương sống sử dụng kênh 5.8GHz 802.11a mà không gây nhiễu. Bằng cách này, mỗi AP Mesh có thể thực hiện cả chức năng truyền dữ liệu ngược và chuyển tiếp trong khi phục vụ người dùng truy cập cục bộ. So với mạng băng tần đơn, mạng băng tần kép giải quyết được vấn đề nhiễu kênh giữa truyền dữ liệu ngược và truy cập, và cải thiện đáng kể hiệu suất mạng. Tuy nhiên, trong môi trường thực tế và mạng lưới quy mô lớn, do sử dụng cùng một băng tần giữa các liên kết đường truyền ngược, vẫn không đảm bảo rằng không có nhiễu giữa các kênh. Do đó, khi số bước nhảy tăng lên, băng thông được phân bổ cho mỗi AP Mesh vẫn có xu hướng giảm, và AP Mesh ở xa AP gốc sẽ gặp bất lợi trong việc truy cập kênh. Vì vậy, số bước nhảy của mạng băng tần kép cần được thiết lập cẩn thận.
Thời gian đăng bài: 12/01/2024