Sieć mesh to „bezprzewodowa sieć gridowa”, sieć „wieloskokowa”, rozwinięta z sieci ad hoc, jedna z kluczowych technologii rozwiązywania problemu „ostatniej mili”. W procesie ewolucji do sieci nowej generacji, technologia bezprzewodowa jest niezbędna. Sieć mesh umożliwia kooperacyjną komunikację z innymi sieciami i stanowi dynamiczną architekturę sieciową, którą można stale rozbudowywać, a dowolne dwa urządzenia mogą utrzymywać połączenie bezprzewodowe.
Ogólna sytuacja
Dzięki cechom połączeń wieloskokowych i topologii mesh, bezprzewodowe sieci mesh stały się efektywnym rozwiązaniem dla różnych bezprzewodowych sieci dostępowych, takich jak szerokopasmowa sieć domowa, sieć społecznościowa, sieć korporacyjna i sieć metropolitalna. Bezprzewodowe routery mesh tworzą sieci AD-hoc poprzez połączenia wieloskokowe, co zapewnia wyższą niezawodność, szerszy zasięg usług i niższe koszty początkowe dla sieci WMN. WMN dziedziczy większość cech bezprzewodowych sieci AD-hoc, ale istnieją pewne różnice. Z jednej strony, w przeciwieństwie do mobilności węzłów bezprzewodowych sieci Ad-Hoc, lokalizacja bezprzewodowych routerów mesh jest zazwyczaj stała. Z drugiej strony, w porównaniu z bezprzewodowymi sieciami Ad-Hoc o ograniczonym zużyciu energii, bezprzewodowe routery mesh zazwyczaj mają stałe źródło zasilania. Ponadto, WMN różni się również od bezprzewodowych sieci czujników i zazwyczaj zakłada się, że model biznesowy między bezprzewodowymi routerami mesh jest stosunkowo stabilny, bardziej zbliżony do typowej sieci dostępowej lub sieci kampusowej. Dlatego WMN może działać jako sieć przekierowująca o stosunkowo stabilnych usługach, taka jak tradycyjna sieć infrastrukturalna. W przypadku tymczasowego wdrożenia w celu realizacji zadań krótkoterminowych sieci WMNS mogą często pełnić funkcję tradycyjnych mobilnych sieci AD hoc.
Ogólna architektura sieci WMN składa się z trzech różnych elementów sieci bezprzewodowej: routerów bramowych (routerów z funkcją bramy/mostu), routerów Mesh (punktów dostępu) oraz klientów Mesh (mobilnych lub innych). Klient Mesh jest połączony z bezprzewodowym routerem Mesh za pośrednictwem połączenia bezprzewodowego, a bezprzewodowy router Mesh tworzy stosunkowo stabilną sieć przekierowującą w formie połączenia wieloskokowego. W ogólnej architekturze sieci WMN dowolny router Mesh może być używany jako przekaźnik przekierowujący dane dla innych routerów Mesh, a niektóre routery Mesh posiadają również dodatkową funkcję bram internetowych. Router bramowy Mesh przekazuje ruch między siecią WMN a Internetem za pośrednictwem szybkiego łącza przewodowego. Ogólną architekturę sieci WMN można postrzegać jako składającą się z dwóch płaszczyzn, z których płaszczyzna dostępu zapewnia połączenia sieciowe dla klientów Mesh, a płaszczyzna przekierowująca przekazuje usługi przekaźnikowe między routerami Mesh. Wraz z rosnącym wykorzystaniem technologii wirtualnego interfejsu bezprzewodowego w sieci WMN, architektura sieciowa zaprojektowana przez WMN zyskuje na popularności.
HUANET może dostarczyć dwupasmowy moduł Huawei EG8146X5 WIFI6 Mesh.
Schemat sieci MESH
W sieciach mesh należy kompleksowo uwzględnić takie czynniki, jak interferencja kanałów, wybór numeru przeskoku i wybór częstotliwości. W tej sekcji, aby przeanalizować różne możliwe schematy sieciowe, wykorzystano sieć WLANMESH opartą na standardzie 802.11s. Poniżej opisano schematy sieci jednoczęstotliwościowych i dwuczęstotliwościowych oraz ich wydajność.
Sieci MESH jednoczęstotliwościowe
Schemat sieciowy o pojedynczej częstotliwości jest używany głównie w obszarach, w których urządzenia i zasoby częstotliwości są ograniczone. Dzieli się on na pojedynczy skok o pojedynczej częstotliwości i pojedynczy skok wieloskokowy. W sieciach o pojedynczej częstotliwości wszystkie bezprzewodowe punkty dostępowe Mesh AP i przewodowe punkty dostępowe Root AP działają w tym samym paśmie częstotliwości. Jak pokazano na rysunku 1, kanał 802.11b/g na 2,4 GHz może być używany do transmisji dostępu i powrotu. Zgodnie z różnymi środowiskami interferencji kanałów podczas wdrażania produktu i sieci, kanał używany między przeskokami może być całkowicie niezależnym kanałem bez interferencji lub może istnieć pewien kanał interferencyjny (większość tych ostatnich w rzeczywistym środowisku). W takim przypadku, z powodu interferencji między sąsiednimi węzłami, wszystkie węzły nie mogą odbierać ani wysyłać w tym samym czasie, a mechanizm MAC CSMA/CA musi być użyty do negocjacji w zakresie wieloskoków. Wraz ze wzrostem liczby przeskoków, przepustowość przydzielona każdemu punktowi dostępu Mesh ulegnie znacznemu zmniejszeniu, a rzeczywista wydajność sieci jednoczęstotliwościowej zostanie znacznie ograniczona.
Sieci MESH o podwójnej częstotliwości
W sieciach dwupasmowych każdy węzeł używa dwóch różnych pasm częstotliwości do transmisji wstecznej i dostępu. Na przykład, lokalna usługa dostępu wykorzystuje kanał 2,4 GHz 802.1lb/g, a sieć szkieletowa Mesh Backpass wykorzystuje kanał 5,8 GHz 802.11a bez zakłóceń. W ten sposób każdy punkt dostępowy Mesh może wykonywać funkcję transmisji wstecznej i przekazywania, obsługując jednocześnie lokalnych użytkowników dostępu. W porównaniu z siecią jednoczęstotliwościową, sieć dwuczęstotliwościowa rozwiązuje problem interferencji kanałów w transmisji wstecznej i dostępie, a także znacznie poprawia wydajność sieci. Jednak w rzeczywistym środowisku i sieciach na dużą skalę, ponieważ to samo pasmo częstotliwości jest używane między łączami backhaul, nadal nie ma gwarancji braku interferencji między kanałami. Dlatego wraz ze wzrostem liczby przeskoków, przepustowość przydzielona każdemu punktowi dostępowemu Mesh nadal ma tendencję do zmniejszania się, a punkt dostępowy Mesh znajdujący się daleko od punktu dostępowego Root AP będzie miał utrudniony dostęp do kanału. Dlatego liczbę przeskoków w sieciach dwupasmowych należy ustawiać ostrożnie.
Czas publikacji: 12 stycznia 2024 r.