¿Qué es la red MESH?

La red en malla es una "red inalámbrica", es una red de "saltos múltiples", se desarrolla a partir de una red ad hoc y es una de las tecnologías clave para resolver el problema de la "última milla".En el proceso de evolución hacia la red de próxima generación, la tecnología inalámbrica es una tecnología indispensable.La malla inalámbrica puede comunicarse de forma cooperativa con otras redes y es una arquitectura de red dinámica que se puede expandir continuamente y dos dispositivos cualesquiera pueden mantener la interconexión inalámbrica.

Situación general

Con las características de interconexión de múltiples saltos y topología Mesh, la red mesh inalámbrica ha evolucionado hasta convertirse en una solución eficaz para diversas redes de acceso inalámbrico, como redes domésticas de banda ancha, redes comunitarias, redes empresariales y redes de área metropolitana.Los enrutadores inalámbricos Mesh forman redes AD hoc a través de interconexión de múltiples saltos, lo que proporciona mayor confiabilidad, cobertura de servicio más amplia y menor costo inicial para las redes WMN.WMN hereda la mayoría de las características de las redes inalámbricas AD hoc, pero existen algunas diferencias.Por un lado, a diferencia de la movilidad de los nodos de redes inalámbricas Ad Hoc, la ubicación de los enrutadores inalámbricos Mesh suele ser fija.Por otro lado, en comparación con las redes inalámbricas Ad Hoc con limitaciones de energía, los enrutadores inalámbricos Mesh suelen tener una fuente de alimentación fija.Además, WMN también es diferente de las redes de sensores inalámbricos y generalmente se supone que el modelo de negocio entre enrutadores Mesh inalámbricos es relativamente estable, más similar a una red de acceso típica o una red de campus.Por lo tanto, WMN puede actuar como una red de reenvío con servicios relativamente estables, como una red de infraestructura tradicional.Cuando se implementan temporalmente para tareas a corto plazo, los WMNS a menudo pueden actuar como redes AD hoc móviles tradicionales.

La arquitectura general de WMN consta de tres elementos de red inalámbrica diferentes: enrutadores de puerta de enlace (enrutadores con capacidades de puerta de enlace/puente), enrutadores Mesh (puntos de acceso) y clientes Mesh (móviles o no).El cliente Mesh está conectado al enrutador Mesh inalámbrico a través de una conexión inalámbrica, y el enrutador Mesh inalámbrico forma una red de reenvío relativamente estable en forma de interconexión de múltiples saltos.En la arquitectura de red general de WMN, cualquier enrutador Mesh se puede utilizar como reenvío de datos para otros enrutadores Mesh, y algunos enrutadores Mesh también tienen la capacidad adicional de puertas de enlace de Internet.El enrutador Mesh de puerta de enlace reenvía el tráfico entre WMN e Internet a través de un enlace por cable de alta velocidad.Se puede considerar que la arquitectura de red general de WMN consta de dos planos, en los que el plano de acceso proporciona conexiones de red para los clientes Mesh y el plano de reenvío reenvía servicios de retransmisión entre enrutadores Mesh.Con el uso cada vez mayor de la tecnología de interfaz inalámbrica virtual en WMN, la arquitectura de red diseñada por WMN se ha vuelto cada vez más popular.

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Esquema de red MESH

En las redes Mesh, se deben considerar de manera integral factores como la interferencia del canal, la selección del número de saltos y la selección de frecuencia.Esta sección toma WLANMESH basado en 802.11 como ejemplo para analizar varios esquemas de red posibles.A continuación se describen los esquemas de redes de frecuencia única y de doble frecuencia y su rendimiento.

Red MESH de frecuencia única

El esquema de red de frecuencia única se utiliza principalmente en áreas donde los dispositivos y los recursos de frecuencia son limitados.Se divide en salto único de frecuencia única y salto múltiple de frecuencia única.En redes de frecuencia única, todos los puntos de acceso inalámbricos Mesh AP y los puntos de acceso cableados Root AP funcionan en la misma banda de frecuencia.Como se muestra en la Figura 1, el canal 802.11b/g en 2,4 GHz se puede utilizar para transmisión de acceso y retorno.De acuerdo con los diferentes entornos de interferencia de canales durante la implementación del producto y la red, el canal utilizado entre los saltos puede ser un canal sin interferencias completamente independiente, o puede haber un determinado canal de interferencia (la mayoría de estos últimos en el entorno real). ).En este caso, debido a la interferencia entre nodos vecinos, todos los nodos no pueden recibir ni enviar al mismo tiempo, y se debe utilizar el mecanismo MAC de CSMA/CA para negociar en el rango de saltos múltiples.Con el aumento del número de saltos, el ancho de banda asignado a cada AP Mesh disminuirá drásticamente y el rendimiento real de la red de frecuencia única será muy limitado.

Red MESH de doble frecuencia

En las redes de doble banda, cada nodo utiliza dos bandas de frecuencia diferentes para el paso de retorno y el acceso.Por ejemplo, el servicio de acceso local utiliza un canal 802,1 lb/g de 2,4 GHz, y la red backbone Mesh utiliza un canal 802.11a de 5,8 GHz sin interferencias.De esta manera, cada AP Mesh puede realizar la función de retroceso y avance mientras atiende a los usuarios de acceso local.En comparación con la red de frecuencia única, la red de frecuencia dual resuelve el problema de interferencia del canal de transmisión y acceso de regreso y mejora en gran medida el rendimiento de la red.Sin embargo, en el entorno real y en las redes a gran escala, debido a que se utiliza la misma banda de frecuencia entre los enlaces de retorno, todavía no hay garantía de que no haya interferencia entre canales.Por lo tanto, con el aumento del número de saltos, el ancho de banda asignado a cada AP Mesh todavía tiende a disminuir, y el AP Mesh alejado del AP raíz estará en desventaja en el acceso al canal.Por lo tanto, el número de saltos de las redes de doble banda debe establecerse con precaución.