La red mallada es una red inalámbrica de múltiples saltos, desarrollada a partir de redes ad hoc, y una de las tecnologías clave para resolver el problema de la "última milla". En la evolución hacia las redes de próxima generación, la tecnología inalámbrica es indispensable. La red mallada inalámbrica puede comunicarse de forma cooperativa con otras redes y constituye una arquitectura de red dinámica que puede expandirse continuamente, permitiendo la interconexión inalámbrica entre cualquier par de dispositivos.
Situación general
Con las características de interconexión de múltiples saltos y topología de malla, la red de malla inalámbrica se ha convertido 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 de malla inalámbrica forman redes ad hoc mediante interconexión de múltiples saltos, lo que proporciona mayor fiabilidad, mayor cobertura de servicio y menor coste inicial para la red WMN. La WMN hereda la mayoría de las características de las redes ad hoc inalámbricas, pero presenta algunas diferencias. Por un lado, a diferencia de la movilidad de los nodos de las redes ad hoc inalámbricas, la ubicación de los enrutadores de malla inalámbrica suele ser fija. Por otro lado, en comparación con las redes ad hoc inalámbricas con limitaciones energéticas, los enrutadores de malla inalámbrica suelen tener una fuente de alimentación fija. Además, la WMN también difiere de las redes de sensores inalámbricas, y se suele asumir que el modelo de negocio entre los enrutadores de malla inalámbrica es relativamente estable, más similar a una red de acceso típica o una red de campus. Por lo tanto, la 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, las redes WMNS a menudo pueden funcionar como redes móviles ad hoc 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 de malla (puntos de acceso) y clientes de malla (móviles o de otro tipo). El cliente de malla se conecta al enrutador de malla inalámbrico mediante una conexión inalámbrica, y este último forma una red de reenvío relativamente estable mediante interconexión de múltiples saltos. En la arquitectura de red general de WMN, cualquier enrutador de malla puede utilizarse como repetidor de reenvío de datos para otros enrutadores de malla, y algunos enrutadores de malla también cuentan con la capacidad adicional de funcionar como puertas de enlace a Internet. El enrutador de malla de puerta de enlace reenvía el tráfico entre la WMN e Internet a través de un enlace cableado de alta velocidad. La arquitectura de red general de WMN puede considerarse compuesta por dos planos: el plano de acceso, que proporciona conexiones de red para los clientes de malla, y el plano de reenvío, que reenvía los servicios de retransmisión entre los enrutadores de malla. Con el creciente uso 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 malladas, es fundamental considerar factores como la interferencia de canales, la selección del número de saltos y la selección de frecuencias. Esta sección toma como ejemplo WLANMESH, basado en 802.11s, para analizar diversos esquemas de red posibles. A continuación, se describen los esquemas de red de frecuencia única y de doble frecuencia, así como su rendimiento.
Redes 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 frecuencia única de un solo salto y frecuencia única de múltiples saltos. En la red de frecuencia única, todos los puntos de acceso inalámbricos Mesh AP y los puntos de acceso cableados Root AP operan 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 la transmisión de acceso y retorno. Según el entorno de interferencia de canal durante la implementación del producto y la red, el canal utilizado entre los saltos puede ser un canal completamente independiente sin interferencias, o puede existir algún canal con cierta interferencia (generalmente este último). En este caso, debido a la interferencia entre nodos vecinos, no todos los nodos pueden recibir o enviar simultáneamente, y se debe utilizar el mecanismo MAC de CSMA/CA para la negociación en el rango de múltiples saltos. Con el aumento del número de saltos, el ancho de banda asignado a cada Mesh AP disminuirá drásticamente, y el rendimiento real de la red de frecuencia única se verá muy limitado.
Redes MESH de doble frecuencia
En las redes de doble banda, cada nodo utiliza dos bandas de frecuencia diferentes para el acceso y la transmisión de retorno. Por ejemplo, el servicio de acceso local utiliza el canal 802.11g de 2,4 GHz, y la red troncal Mesh utiliza el canal 802.11a de 5,8 GHz sin interferencias. De esta forma, cada punto de acceso Mesh puede realizar las funciones de transmisión y reenvío mientras atiende a los usuarios de acceso local. En comparación con las redes de frecuencia única, las redes de doble frecuencia resuelven el problema de interferencia de canales en la transmisión y el acceso de retorno, y mejoran considerablemente el rendimiento de la red. Sin embargo, en entornos reales y redes a gran escala, debido a que se utiliza la misma banda de frecuencia entre los enlaces de retorno, no hay garantía de que no haya interferencias entre canales. Por lo tanto, con el aumento del número de saltos, el ancho de banda asignado a cada punto de acceso Mesh tiende a disminuir, y los puntos de acceso Mesh alejados del punto de acceso raíz se encuentran en desventaja en el acceso al canal. Por consiguiente, el número de saltos en las redes de doble banda debe configurarse con precaución.
Fecha de publicación: 12 de enero de 2024