Ce este o rețea mesh? Ce este o plasă și de ce aceste rețele sunt viitorul nostru. Cum diferă Wi-Fi Mesh de WDS și Wi-Fi Range Extender

Ce este o rețea mesh? Pentru o mai bună înțelegere, vă puteți imagina un design format dintr-un set de routere interconectate care alcătuiesc nodurile (punctele) de rețea. Aceste noduri de rețea asigură comunicare reciprocă pentru a oferi acoperire a semnalului Internet pe o zonă mai largă decât doar în limitele unei case private. O rețea mesh se caracterizează prin faptul că oferă acces la Internet aproape oriunde în aria de acoperire a nodurilor. De exemplu, pe întreaga zonă a unei clădiri cu mai multe etaje sau într-o zonă care acoperă mai multe blocuri.

O configurație tipică care oferă servicii pentru o varietate de utilizatori: 1 – Internet; 2 – Stație de bază; 3 – Design tactil wireless; 4 – Robot de căutare și salvare; 5 – Wireless „Ad-Hoc”; 6 – Design Wi-Fi; 7 – Mesh home wireless

Unele produse pentru casă inteligentă, cum ar fi SmartThings de la Samsung, sunt capabile să interacționeze cu alte componente ale întregului sistem mesh (senzori, alarme etc.). Toate acestea sunt folosite pentru a efectua anumite sarcini fără a fi necesară stabilirea unei legături cu centrul principal.

Acasă Structura celulară

Rețeaua Mesh, concepută pentru utilizatorii casnici, oferă comunicații stabile care acoperă întreaga zonă de locuit a unei case sau a unui birou mic.

Pentru a asigura o acoperire completă a rețelei, o rețea utilizează de obicei mai multe routere. Există o serie de sisteme mesh profesionale dovedite, cum ar fi Google Wi-Fi sau Orbi de la NETGEAR.

Structura celulară municipală

Comunitățile (rețelele de plasă municipale) seamănă foarte mult cu structurile care sunt create pentru dispozitivele de comunicare în condiții obișnuite de zi cu zi ( rețeaua de acasă). Există o singură excepție aici.

În loc de un dispozitiv conceput să acopere o zonă dintr-o singură clădire, o structură de plasă municipală acoperă o zonă urbană sau un întreg oraș. Produsul FabFi este un exemplu ilustrativ de rețea mesh care funcționează la scară de oraș.

Cum funcționează o rețea Wi-Fi mesh

În mod convențional, o rețea mesh de acasă poate fi gândită ca un lanț de legături. Fiecare link (nod de plasă) deschide o conexiune la alte link-uri. Evident, lanțul (rețeaua) creată în acest fel este capabil să parcurgă distanțe mari. Semnificativ mai îndepărtat decât orice legătură (nod) unică.

Intervalul este asigurat prin legarea nodurilor între ele, indiferent de câte noduri sunt prezente. Pentru a transforma Wi-Fi standard într-o rețea mesh, este necesară o configurație adecvată. Datorită configurației finalizate, este instalată o configurație pentru mai multe noduri de comunicare.

Pe baza configurației create, ei organizează un nod principal bazat pe un modem - un dispozitiv de comutare a rețelei, care joacă rolul unui router obișnuit. Apoi, nodul suplimentar este conectat direct la primul nod.

Noile evoluții în routerele miniaturale promit să facă rețelele mesh și mai versatile în ceea ce privește posibilele aplicații în beneficiul societății

Al treilea, al patrulea etc. sunt conectați în același mod. un nod care comunică cu alte noduri învecinate pentru a oferi serviciul Wi-Fi cât mai departe posibil de nodul principal în care se află modemul.

Plasă sisteme de retea creat special în scopul organizării traficului ruterului. Dispozitivele funcționează în tandem în mod implicit. Prin urmare, utilizatorul nu trebuie să aibă cunoștințe speciale cu privire la setări.

Ca exemplu, luați în considerare o opțiune de acasă în care conexiunea furnizorului de internet este conectată la subsol. Linia ISP este conectată la modem, la fel ca unul dintre nodurile sistemului mesh. Alte noduri sunt conectate în diferite încăperi ale casei, îmbunătățind astfel semnal wifi pentru trecerea sigură pe întreaga zonă a clădirii.

Avantajele și dezavantajele unei rețele mesh de acasă

Creșterea popularității dispozitivelor inteligente de acasă și a nenumăratelor servicii media de streaming, cum ar fi Hulu, Netflix și Spotify, vor oferi acoperire Wi-Fi oriunde

Ideea evidentă este că, dacă mai multe noduri sunt instalate ca parte a unei clădiri rezidențiale, fiecare dintre punctele de operare este capabil să funcționeze la viteză maximă. Cu alte cuvinte, atunci când furnizorul de servicii de internet oferă trafic la o viteză de 30 Mbps și există trei puncte de operare în casă, toate cele trei puncte permit funcționarea la aceeași viteză - 30 Mbps.

Cu toate acestea, această operație nu este acceptată de configurația rețelei. Toate cele trei celule (în exemplul de mai sus) dacă sunt utilizate pe putere maxima, va împărți în mod egal cei 30 Mbit/s alocați pentru consumul casnic. Adică, în realitate, fiecare celulă individuală va avea 10 Mbit/s.

Lățimea de bandă setată pentru versiunea home menține o anumită viteză indiferent de condițiile de funcționare retea locala. Un utilizator poate avea un router, o rețea mesh de 4 sau 15 celule acoperite de lățimea de bandă acceptată.

În acest articol intenționez să vă prezint sistemele Wi-Fi Mesh. Vă voi spune care sunt aceste dispozitive, cum funcționează, ce avantaje au și cum diferă de routerele Wi-Fi obișnuite. Să luăm în considerare sistemele Mesh care sunt deja la vânzare. Tehnologia este cu siguranță foarte interesantă și este viitorul. Cred că astfel de sisteme Wi-Fi mesh vor înlocui foarte curând routerele convenționale, deoarece pur și simplu nu va avea rost să le cumpărați.

Nu eram cumva interesat în mod deosebit de tehnologia Mesh Wi-Fi și de aceste dispozitive până de curând. M-am familiarizat pentru prima dată cu aceste sisteme datorită Tenda, când m-au invitat să testez sistemul lor Nova Mesh. Desigur, am fost de acord și am fost foarte plăcut surprins de aceste dispozitive (Am avut un set de trei module)și tehnologia însăși în general. Îmi amintesc cum am conectat totul și l-am configurat în literalmente un minut. Și raza de acoperire a rețelei Wi-Fi (poate fi extins cu module suplimentare), viteza conexiunii, ușurința de gestionare, aspect iar alte lucruri mărunte au lăsat doar emoții pozitive. Am fost incantat de acest sistem. Mi-am dat seama că acesta este mult mai cool, mai simplu și în unele cazuri chiar mai profitabil decât routerele convenționale. Poți să-l citești pe al meu. După ceva timp, am trimis sistemul Nova MW6 înapoi la Tenda. Alți producători de echipamente de rețea, din păcate, nu mi-au oferit sistemele lor Wi-Fi Mesh spre revizuire.

Am urmărit știrile în în rețelele socialeși am dat peste două postări din diferiți producători. TP-Link și-a prezentat sistemul TP-Link Mesh Deco, iar ASUS a avut un fel de intrare despre sistemul lor ASUS Lyra. Am decis imediat că trebuie să pregătesc un articol pe această temă. Poate că vă va ajuta să alegeți între un router Wi-Fi și un sistem Mesh. Da, deocamdată aceste sisteme nu sunt foarte populare și sunt, de asemenea, scumpe, dar acesta este fără îndoială viitorul. Cred că în cele din urmă totul va fi wireless dispozitive de rețea vor fi realizate cu posibilitatea de a le combina într-o rețea Wi-Fi mesh.

Ce este Wi-Fi Mesh și cum funcționează?

Cuvântul Mesh are multe semnificații. Una dintre ele este o celulă de rețea. Cred că este deja aproximativ clar ce este un sistem Mesh dacă vorbim despre rețele Wi-Fi. Rețelele mesh sunt un lucru complicat (dacă luăm în considerare baza lor), conform informațiilor de pe Wikipedia. Protocoale mesh (IEEE 802.11s, IEEE 802.11k/v/r)și alte informații de care nu avem nevoie. Dar, în cele din urmă, sub formă de sisteme Mesh gata făcute, acestea sunt dispozitive foarte simple și de înțeles. Producătorii au făcut tot posibilul aici.

Pentru a fi mai ușor pentru tine și pentru mine, voi încerca să explic în cuvinte simple. Sistemele de plasă sunt formate din module. Fiecare modul (dispozitiv separat), este cam la fel ca un router obișnuit. De regulă, aceste sisteme sunt vândute în diferite kituri de livrare. Puteți cumpăra un set de unul, două sau trei module.

Toate modulele din sistemele Mesh sunt aceleași și egale între ele. Nu există niciun dispozitiv principal la care să fie conectate module suplimentare (cum ar fi un router și repetoare, de exemplu). Și principala caracteristică este că aceste module (în cadrul unui singur sistem) se pot conecta foarte rapid între ele printr-o rețea wireless și distribuie Wi-Fi pe suprafețe mari. Putem instala un singur modul, iar funcționarea acestuia, în principiu, nu va fi diferită de funcționare Wi-Fi obișnuit router. Dar dacă avem nevoie, cumpărăm un alt modul exact același, îl conectăm la o priză și literalmente în 30 de secunde se conectează unul la celălalt și încep să lucreze în perechi. În fotografia de mai jos puteți vedea cum funcționează sistemul Mesh de 3 module (folosind exemplul ASUS Lyra).

Conectăm Internetul prin cablu la un singur modul (la oricare din această rețea) și acest modul partajează Internetul cu alte module de sistem Mesh care sunt conectate între ele. De regulă, fiecare astfel de modul are mai multe porturi LAN, astfel încât dispozitivele pot fi conectate la ele printr-un cablu de rețea. De exemplu televizoare, console de jocuri, PC, etc. După ce ați instalat un modul, este suficient să vă conectați doar la Internet și să îl alimentați. La alte module (daca ai nevoie de ele) Conectăm doar puterea.

Toate aceste module (celule) creează o singură rețea Wi-Fi, de mare viteză, fără întreruperi pentru întreaga casă, curte, apartament, birou sau altă cameră. Datorită sistemului modular, raza de acoperire a rețelei Wi-Fi este foarte mare. Fără „zone moarte”. Puteți adăuga câte module aveți nevoie.

Principalele caracteristici ale sistemelor Mesh

Aș dori să evidențiez separat principalele caracteristici și avantaje ale acestor dispozitive și ale tehnologiei Wi-Fi Mesh.

• Distanță lungă de rețea Wi-Fi. Se datorează sistemului modular. De exemplu, am instalat un modul al unui sistem Wi-Fi Mesh și s-a dovedit că nu aveți Wi-Fi în camere îndepărtate, la alte etaje, în curte, în garaj sau în altă parte. Pur și simplu cumpărăm încă unul sau mai multe module și le pornim în zona de recepție stabilă a semnalului de la primul modul. Se conectează și extind rețeaua Wi-Fi. Funcționarea lor diferă de o pereche de router Wi-Fi + amplificator de semnal (repetor). Mai jos vă voi spune exact cum și ce avantaje are o rețea Wi-Fi mesh în acest sens. Fotografie de pe site-ul TP-Link, din pagina care descrie sistemul lor Mesh Deco:
  
  Adăugăm module și extindem rețeaua Wi-Fi. Și cel mai important, fără pierderi de viteză, performanță, defecțiuni etc. Aceste dispozitive sunt proiectate pentru acest lucru, prin urmare, totul funcționează foarte stabil. Mai mult, dacă unul dintre module „zboară” din rețea, sistemul restabilește automat conexiunea prin conectarea prin alte module.
• Wi-Fi fără întreruperi. Sistemele Wi-Fi Mesh creează o rețea Wi-Fi cu adevărat perfectă. Există într-adevăr o singură rețea în raza de acțiune a tuturor modulele instalate. Când vă deplasați prin casă sau apartament, dispozitivul se conectează la modulul cu cel mai bun semnal. Și cel mai important, în momentul în care treci la alt modul, conexiunea la Internet nu se pierde. Chiar dacă comunicați prin intermediul unui mesager, nu vor exista întreruperi. Descărcarea fișierelor nu va fi întreruptă. Un exemplu de rețea Wi-Fi fără întreruperi distribuită de Tenda Nova MW6 (comparativ cu un router și repetoare obișnuite):
  
  Este foarte misto. Există o singură rețea peste tot, ca și cum ar fi distribuită de un singur dispozitiv. Fără întreruperi, opriri, comutare etc.
• Rețea Wi-Fi de mare viteză și conexiune stabilă. Toate sistemele Wi-Fi Mesh noi sunt dual sau tri-band. Suporta standardul AC. Ei distribuie o rețea Wi-Fi la o frecvență de 2,4 GHz și 5 GHz. ASUS Lyra, TP-Link Deco M9 Plus și eventual alte sisteme utilizează una dintre cele două benzi de 5 GHz pentru comunicarea între modulele de rețea. Celelalte două rețele (în intervale diferite) disponibil pentru conectarea dispozitivelor. Eterna problema cu Instalare Wi-Fi amplificatoare - scăderea vitezei. Chiar dacă modulele sistemului Mesh sunt conectate prin aer, viteza rămâne practic neschimbată. Principalul lucru este că toate modulele sunt amplasate între ele într-o zonă stabilă de recepție.
  
  Există suport pentru MU-MIMO și alte tehnologii care sunt concepute pentru a îmbunătăți și accelera Wi-Fi funcționează retelelor.
• Configurare și conectare foarte ușoară a modulelor suplimentare. Totul poate fi configurat prin intermediul aplicației cu dispozitiv mobil. Fiecare producător are o aplicație proprietară.
• Aspect neobișnuit. Modulele sistemului mesh nu sunt ca routerele obișnuite. Toate sistemele care se află în prezent pe piață au un design interesant.

Principiul de funcționare al tuturor sistemelor Wi-Fi Mesh este aproape același. Dar, în funcție de producător și model, caracteristicile și capacitățile pot varia, desigur. Există, de asemenea, diferențe în setări și funcții. Dar astfel de sisteme au tot ce are nevoie un utilizator obișnuit: controale parentale, gestionarea dispozitivelor conectate, rețeaua pentru oaspeți, redirecționare porturi, protecție antivirus și rețea, actualizări de firmware etc.

De ce este un sistem Wi-Fi Mesh mai bun decât o combinație de router + repetitor?

Când un router nu este suficient (din punct de vedere al acoperirii rețelei Wi-Fi), cel mai soluție optimă- instalare. Puteți utiliza un alt router care poate funcționa Wi-Fi boost rețele sau puncte de acces suplimentare care se conectează la routerul principal prin cablu, ceea ce nu este întotdeauna convenabil. Un repetor obișnuit clonează și setările rețelei Wi-Fi principale și se pare că avem o singură rețea wireless, dar combinația router + repetitor are două mari dezavantaje în comparație cu rețelele Wi-Fi modulare.

Chiar dacă pornit acest moment nu este nevoie să extindeți rețeaua Wi-Fi, puteți cumpăra în continuare un modul dintr-un fel de sistem Mesh în loc de un router. Va funcționa ca un router obișnuit. Dar când un singur modul nu este suficient (de exemplu, când te muți în alt apartament) Puteți cumpăra un alt modul și vă extindeți foarte rapid rețeaua Wi-Fi. Și această rețea va funcționa mult mai rapid și mai stabil și va fi mult mai plăcut de utilizat în comparație cu o rețea care este construită pe baza unui router și a unui repetitor (aka repeater).

Nu spun în niciun caz că routerele sunt de domeniul trecutului și ar trebui aruncate urgent la gunoi și cumpărate sisteme Wi-Fi mesh. Doar că, dacă alegi echipamente noi pentru a crea o rețea Wi-Fi mare, fiabilă și rapidă, atunci de ce să nu fii atent la dispozitivele care sunt ideale pentru asta.

Să aruncăm o privire mai atentă la cele mai populare sisteme Mesh care sunt deja disponibile pentru cumpărare.

Linia de sisteme TP-Link Mesh Deco este disponibilă în trei modele: Deco M5, Deco P7 și Deco M9 Plus. Se pare că avem doar Deco M5 prezentat oficial. Diferența dintre aceste modele este în principal în puterea hardware și viteza rețelei Wi-Fi. Cel mai puternic și mai rapid este Deco M9 Plus. Acesta este un sistem Mesh cu trei benzi conform standardului AC2200. Au același aspect. Numai că există unul pe Deco P7 port USB Type-C, iar Deco M9 Plus are un port USB obișnuit.

Deoarece TP-Link are o linie întreagă de dispozitive Powerline, în sistemele sale Mesh (numai pe modelul Deco P7) au folosit tehnologia de conectare hibridă. Atunci când modulele sistemului mesh sunt conectate nu numai prin Wi-Fi, ci și prin cabluri electrice. Această conexiune este mai stabilă în comparație cu Wi-Fi. Și într-o pereche Wi-Fi + Powerline, viteza conexiunii între module (și prin urmare pe toate dispozitivele) ar trebui să crească la 60%.

O altă caracteristică interesantă a acestor sisteme este IoT Mesh. Vă permite să combinați dispozitive într-un singur sistem casă inteligentă (senzori și alte componente), care se conectează nu numai prin Wi-Fi, ci și prin Bluetooth și Zigbee. Adevărat, această caracteristică este disponibilă numai în Deco M9 Plus.

Există o aplicație Deco pentru configurare și control rapid. Sistem de protecție TP-Link HomeCare. Peste 100 de dispozitive pot fi conectate la un astfel de sistem printr-o rețea Wi-Fi. Și fiecare modul are și 2 porturi LAN (un port, pe un singur modul va fi folosit ca WAN).

Acoperire rețea Wi-Fi (pentru Deco M5): 2 module – până la 350 mp. 3 module – 510 mp.

Tenda Nova

Pe site-ul oficial sunt prezentate 4 modele: MW3, MW5, MW5s, MW6. Toate diferă ușor în aspect și caracteristici. Așa arată Tenda Nova MW6 (pe care l-am testat deja):

ASUS Lyra

Cea mai mică este Lyra mini. Sistem Mesh dual-band, viteza rețelei Wi-Fi de până la 1300 Mbit/s. Următorul este Lyra Trio. De asemenea, dual-band, cu viteza maxima 1750 Mbit/s și suport pentru tehnologia MIMO 3x3. Și cea mai puternică și mai rapidă este Lyra. Acesta este deja un sistem Wi-Fi tri-band mesh cu viteze de rețea wireless de până la 2200 Mbps.

Arie mare de acoperire a rețelei Wi-Fi, extindere prin instalarea de module suplimentare, roaming în rețea fără întreruperi între toate modulele, optimizarea conexiunilor dispozitivelor, protejarea rețelei folosind AiProtection, configurare și gestionare ușoară prin aplicația ASUS Lyra și multe alte caracteristici. Toate aceste sisteme sunt aproape la fel, chiar dacă luăm în considerare dispozitivele de la diferiți producători.

Este posibil să conectați nodurile sistemului Mesh prin cablu. Dacă, de exemplu, în casa dumneavoastră este deja instalat un cablu de rețea. O astfel de conexiune va fi mai stabilă și mai fiabilă, iar rețeaua Wi-Fi va fi complet gratuită pentru a vă conecta dispozitivele.

Puteți achiziționa numărul de noduri de sistem ASUS Lyra de care aveți nevoie (1, 2 sau 3 module).

Sistem Mesh puternic, tri-band de la Zyxel. Este realizat într-o carcasă albă frumoasă.

Cu Zyxel Multy vă puteți organiza Wi-Fi rapid rețea atât într-un apartament mic, cât și într-o casă mare de țară. Acest sistem este vândut în două configurații. Cu unul sau două module. Dacă cumpărăm un singur modul, acesta va funcționa pentru noi ca un router obișnuit. Dacă este necesar, puteți cumpăra un alt modul în orice moment. Dacă aveți un apartament sau o casă mare în care un router nu poate face față, atunci vă recomand să cumpărați imediat un set de două module.

Deoarece acesta este un sistem tri-band, o rețea în banda de 5 GHz este utilizată exclusiv pentru comunicarea între modulele de rețea. O a doua rețea de 5 GHz și o rețea de 2,4 GHz sunt disponibile pentru conectarea dispozitivelor.

Pe carcasa Multy X, pe lângă 3x port LAN și 1 WAN, există și 1 port USB din standardul 2.0.

Există o funcție care selectează opțiunea optimă pentru conectarea modulelor între ele. Și, desigur, utilizatorul poate instala aplicatie mobila pentru a controla sistemul Mesh de la Zyxel.

Linia de sisteme Orbi este prezentată în trei versiuni:

• RBK30 (AC2200) – kitul include un router și un dispozitiv pentru extinderea rețelei (se conectează direct la o priză). Dar acesta este în continuare același sistem Mesh și nu un router și un repetor obișnuit. Tehnologie tri-bandă. O rețea este dedicată conexiunii dintre router și amplificator. Acoperire Wi-Fi de până la 200 mp. metri.
• RBK40 (AC2200) – Acoperire Wi-Fi până la 250 de metri pătrați. Acest sistem este format din două module identice. Sistemul este, de asemenea, cu trei benzi. Un modul este alocat pentru conectarea între celulele din rețea.
• RBK50 (AC3000) este cel mai puternic sistem Wi-Fi de la Netgear. Are o performanță și o viteză mai mari ale rețelei Wi-Fi. Acoperire Wi-Fi până la 350 de metri pătrați.

Iată cum arată sistemele Wi-Fi Netgear:

Există o aplicație pentru controlul sistemului de pe un dispozitiv mobil și un set de funcții necesare. Control parental, rețea Wi-Fi pentru oaspeți etc.

concluzii

Principalele avantaje în comparație cu routerele: acoperire mare a rețelei Wi-Fi și rețea fără fir fără întreruperi (roaming fără întreruperi). Este foarte ușor să vă extindeți rețeaua Wi-Fi instalând module suplimentare. Configurare ușoară. Ei bine, apariție interesantă.

Dezavantaje în comparație cu routere: Preț. Astfel de sisteme nu sunt ieftine. Dar abia încep să apară pe piața noastră, așa că prețul va scădea.

Până acum nu a trebuit decât să configurez sistemul Nova Mesh de la Tenda. Și la începutul articolului, am scris deja că am fost plăcut surprins de simplitatea și capacitățile acestor dispozitive. Cred că aceasta este pur și simplu o opțiune ideală pentru apartamente mari și case de țară. Mai ales clădiri cu mai multe etaje. Trei module din orice sistem Wi-Fi mesh îți vor oferi cu ușurință o acoperire stabilă nu numai în casă, ci și în curte și alte clădiri de pe site-ul tău. Și dacă trei module nu sunt suficiente, puteți pur și simplu să cumpărați și să instalați un alt modul, sau mai multe.

Vom monitoriza dezvoltarea acestor dispozitive. În viitorul apropiat voi încerca să trec în revistă și alte sisteme Wi-Fi despre care am scris mai sus. Lasă comentarii, scrie-ți părerea despre tehnologia Wi-Fi Mesh și despre sistemele pe care este posibil să le fi putut testa deja în funcțiune.

Indiferent cât de mult ai hrăni un inginer de rețea (cu promisiuni despre intervalul de legături și numărul de abonați pe punct), el se uită în continuare la Mesh. Dacă nu vorbim despre o bandă sau despre construirea de rețele, Wikipedia ne va duce la pagina Topologie de plasă. Și totul pare să fie corect, dar Mesh este mai mult decât o topologie de rețea. Acesta este un bazin mare de tehnologii și, cel mai probabil, filozofie. Odată ce ești cufundat într-un subiect și îmbibat cu astfel de idei, nu mai există întoarcere și nu poți privi lumea în modul vechi. După o serie de articole, este puțin probabil să vă păstrați stilul obișnuit de a gândi și de a rezolva problemele care apar. Deci, dacă, conform noii legislații, intenționați să vă pensionați în lunile următoare și să vă petreceți restul zilelor la casa preferată, atunci nu trebuie să citiți mai departe acest articol. Dar dacă încă ești plin de forță pentru a descoperi ceva nou, ești binevenit să citești articolul de pe Wikipedia și apoi să te arunci în acest ciclu de vârtej.

Asa de. Să definim ce înțelegem prin termenul Mesh:

1. Topologie de plasă.
Acesta este un articol obligatoriu. Dacă cineva încearcă să vă spună despre „ruterul principal” sau „arborele de rutare”, atunci nu ezitați să trimiteți această persoană să citească o serie de articole și amintiți-vă că este un escroc. Nu pot exista arbori sau routere „master” în rețelele Mesh. Este întotdeauna o rețea plată și întotdeauna peer-to-peer. Pot exista cazuri când un altul este construit peste o rețea Mesh, dar acest lucru este greu de înțeles de la început și va fi tratat în articolele următoare.

2. Disponibilitatea algoritmilor de control al traficului (selectarea drumului).
Nu mai puțin important punct. Lipsa lui înseamnă că ai un simplu repetor sau chiar mai multe repetoare care nu sunt capabile să transmită trafic optim și sunt o relicvă a trecutului.

3. Capacitatea de a reconstrui topologia rețelei în orice moment, menținând conectivitatea.
De fapt, rezultă din al doilea punct. În orice moment, cineva poate părăsi rețeaua sau se poate muta în altă locație. Rețeaua trebuie să continue să funcționeze imediat. Puteți numi aceasta „recuperare automată”, ceea ce nu ar fi în întregime corect, deoarece acest punct se referă și la rețelele dinamice. Adică, imaginați-vă că toate routerele sunt în permanență în mișcare haotică, iar traficul trebuie transmis. O stare limită și un caz special, dar este cel care se referă imediat la Mesh, recuperare automată, reconstruire topologie și atât.

În articolele următoare, vom atinge cu siguranță subiectul VPN cu plasă completă, rețelele suprapuse și algoritmii de rutare, dar deocamdată ne vom referi la elementele de bază și ne vom concentra în mod special pe rețelele wireless.
Deci... Indisolubil cu termenul Mesh există întotdeauna un apendice cu un pachet de alți termeni, fără de care este greu să despărțim muștele de cotlet și să explici măcar ceva, așa că locul lor este chiar la început.

• Nodul/Nodul este un participant egal în rețea. De obicei este un router.
• Path/Route - un lanț de noduri intermediare necesare pentru transmiterea unui pachet la un moment dat. Variante diferite poate fi utilizat în funcție de algoritmul prin care se transmite traficul.
• Gateway este un router de frontieră prin care nodurile se pot conecta la alte rețele.

În cele mai multe cazuri, traficul merge întotdeauna de la un nod de-a lungul unei căi către poarta de acces sau de la poartă către același nod, tot de-a lungul unei căi. De asemenea, se întâmplă ca nodurile să facă schimb de trafic în cadrul rețelei. Din punctul de vedere al construirii unei căi/trasee, aceasta ar trebui să fie o operațiune absolut similară prin care să fie construită aceeași rută către gateway (rețineți ce am spus despre arbore).

Să trecem la exemple.

Astăzi, cel mai promovat proiect și, poate, cea mai mare rețea Mesh este Guifi. Din punct de vedere geografic, rețeaua este situată în Catalonia și, din 2018, are chiar și propriul AS. Aproximativ treizeci de mii de noduri sunt folosite în fiecare secundă pentru a transmite traficul utilizatorilor. Gândiți-vă doar la aceste numere... Și cândva, totul a început cu un singur router pentru a conecta Internetul într-o zonă în care niciun furnizor nu a îndrăznit să-l extindă. Apoi vecinilor, prietenilor etc. Așa s-a format una dintre cele mai puternice comunități.
La fel de cool sunt și băieții de la Freifunk, o comunitate germană care face același lucru. Această comunitate este un exemplu al modului în care Mesh devine filozofie. Ei proclamă libertatea de acces la informație și comunicare drept unul dintre principiile lor principale. De fapt, un grup de entuziaști dezvoltă în mod activ software cu sursă deschisă și chiar se angajează la kernel-ul Linux, în timp ce construiesc simultan rețele Mesh fără fir în Germania.
Dar există și proiecte comerciale, precum Village Telco. Au un amuzant publicitate pe YouTube, asigurați-vă că îl verificați. De fapt, nu doar implementează rețele, ci oferă și servicii de telefonie IP. Totul a început cu un studiu care arată că cel mai mare număr de apeluri sunt făcute de locuitorii satului între ei. De asemenea, a arătat că în multe sate conexiunea este foarte slabă, iar în unele locuri pur și simplu nu există. Deoarece instalarea stațiilor de bază în conformitate cu toate regulile a depășit mijloacele acestui startup, au rezolvat problema în mod elegant - folosind Wi-Fi ca bază. Compania există și astăzi, continuându-și munca bună.
A existat odată un proiect african WUG (Wireless User Group) și un proiect OLPC (One Laptop per Child).

Toate aceste comunități și proiecte pot fi unite după un singur criteriu - " Construirea de rețele mesh în locuri cu infrastructură mică sau deloc„Tocmai pentru asta se potrivesc cel mai bine rețelele Mesh. Sate îndepărtate de centrul regional, o zonă deșertică sau un sat din munți. Folosind Mesh, poți nu numai să oferi unor astfel de locuri comunicații și acces la Internet, ci și să faci bani din aceasta.

Al doilea caz comun de utilizare este „ Acces la internet în masă pentru locuitorii orașului„. În Europa există multe centre istorice și locuri turistice în care este pur și simplu imposibil să instalați optică, pentru că nimeni nu va da permisiunea pentru asta, iar în urmă cu câteva secole construirea canalelor de cabluri nu era o cerință atât de evidentă. Avem pentru a ieși și din nou se potrivesc perfect pentru a rezolva o astfel de problemă Rețelele Mesh.

În Barcelona, ​​puteți găsi acum un hotspot Wi-Fi pe aproape fiecare lampă, oferind acces la internet turiștilor. În campusul MIT din 2006 există rețea similară(se mai numește și „Roofnet”). De fapt, acesta este cazul când există un punct de acces la Internet în jur la o distanță de câteva sute de metri până la un kilometru, dar din cauza circumstanțelor nu este posibilă acoperirea zonei cu comunicații. Acestea pot fi depozite uriașe, unde nevoile de automatizare necesită acoperire Wi-Fi în întreaga zonă, sau parcuri de agrement, unde există doar copaci și lumini stradale.

Imaginează-ți doar că oamenii secolului XXI stau într-un apartament confortabil, merg la un jogging de dimineață, își pun căștile cu muzica preferată și descoperă că în parcul de lângă hotel serviciul lor preferat de streaming nu funcționează pentru că internetul a dispărut! Drept urmare, hotelul primește o grămadă de recenzii negative și afacerile au de suferit. Și se pare că zona de acoperire Wi-Fi trebuie extinsă, dar firele nu pot fi trase, altfel aspectul parcului se va deteriora și acesta va fi un alt val de recenzii negative. Încercați să ghiciți ce tehnologie poate fi folosită pentru a rezolva această problemă rapid și eficient? Cred că mă înțelegi.

Un alt scenariu important este „ Menținerea conectivității între obiectele în mișcare". Cum să explic mai simplu... Amintește-ți proiect Google Cufundar? În ce baloane au zburat și au distribuit internetul? Am vești pentru tine. Au fost, de asemenea, organizați într-o rețea Mesh. Vorbesc serios, iată brevetul. De fapt, o astfel de rețea Mesh între bile a fost folosită ca coloană vertebrală pentru stațiile de bază LTE. Un fel de simbioză, dar nu acesta este ideea. baloane- un lucru imprevizibil care își poate schimba oricând poziția în spațiu. Topologia unei astfel de rețele se schimbă constant; nodurile pot zbura literalmente înăuntru și ieșire.

Doar algoritmii de rutare Mesh pot menține conectivitatea în acest mod.

Soluții similare sunt solicitate la site-urile industriale cu o cantitate mare echipamente de mutare (stivuitoare în depozite, basculante în cariere, grupuri de drone sau vehicule într-o coloană, așa-numita „mișcare a caravanelor”).

Apropo, merită dezvăluit mai detaliat despre transport.

ÎN lumea modernă Totul se străduiește pentru automatizare și un loc în soare în Internetul lucrurilor, iar mașinile nu fac excepție. Ați auzit de V2V sau V2X? Tehnologii pentru mașini inteligente care le permit să comunice între ele sau cu orice altceva, să ia decizii pe baza informațiilor primite și să acționeze colectiv. În esență, inteligența roiului. Este vorba și despre Mesh, există chiar și un standard - 802.11p. Da, din nou bazat pe Wi-Fi. Și acest lucru este grozav, deoarece puteți construi soluții pe hardware-ul de bază și puteți reduce imediat costul produsului final imediat de la poartă. Suportul a fost adus la Linux cu mulți ani în urmă sub numele OCB.

S-ar părea că ia-o și fă-o, dar Mesh nu a obținut o creștere rapidă în niciunul dintre domenii.
De ce s-a întâmplat asta? Răspunsul este simplu și constă din mai multe puncte:

1. Viteze mici ale canalului.

În anii 2000, maximul care putea fi obținut efectiv era 300 Mbit/s în banda de 5 GHz. Pentru OCB este chiar mai puțin, de două sau de patru ori. Viteze reale Cu astfel de rate de biți, chiar și în acel moment, nimeni nu a fost impresionat. De aceea totul s-a stins cumva și a fost pus într-o cutie până la vremuri mai bune.

2. Lipsa materialelor de instruire structurate.
La acea vreme, Mesh era în mare parte domeniul entuziaștilor, atât utilizatori, cât și companii care încercau să dezvolte această tehnologie. Pragul de intrare s-a dovedit a fi mai mare decât pentru rețelele tradiționale, ceea ce a dus la popularitatea scăzută a Mesh.

Astăzi situația s-a schimbat. 802.11ac vă permite să atingeți o viteză de canal de 1,7 Gbps pe echipamentele existente. Routerele masive care acceptă 802.11ax sunt deja pe drum. Au apărut standardele 802.11ad la 60 GHz și o viteză a canalului de 4 Gbit/s. 802.11ay este aproape disponibil acum, cu viteze reale ale canalelor de 44-176 Gbps, iar MU-MIMO doar îl solicită în Mesh. Cu alte cuvinte, a fost atinsă o masă critică de tehnologii, iar capacitatea a atins abia acum nivelul necesar. Cu toate acestea, rămâne al doilea punct - despre materialele educaționale. Și dacă nu pot să fac destul în ceea ce privește standardele comunicații fără fir, apoi voi încerca să spun și să explic. Vei vedea că ceva se va rezolva.

Calculați capacitatea și debitul

Pentru a înțelege cum sunt proiectate rețelele Mesh, trebuie să uitați pentru prima dată de metodele de proiectare a rețelelor standard Point-to-Multipoint. Da, este important. Imaginează-ți doar că în mintea ta ai doar cunoștințe despre propagarea semnalului radio, o înțelegere aproximativă a modului în care funcționează Wi-Fi și matematică și logică...
De asemenea, să decidem imediat asupra unui lucru: acest articol este despre tehnologie și nu despre reglementări în Federația Rusă și în alte țări. Scenariile sunt în mod deliberat, considerați-o artificial, simplificate și chiar distorsionate doar pentru a le face mai clar.

Deci, condițiile sunt egale. Toate dispozitivele sunt 802.11ac, (MU-)MIMO 2x2, lățimea canalului de 80 MHz.

Principalele diferențe față de sectorul obișnuit sunt că viteza aici nu scade, este împărțită.

Pentru a înțelege mai bine, imaginați-vă că pompierii trec o găleată cu apă pe un lanț ( AICI ). Pachetul este transmis în același mod în rețelele Mesh. Diferența este că un pompier poate trece pe lângă o găleată și poate ridica imediat alta, dar la radio situația este diferită. În timp ce un router transmite, mai mulți vecini îl aud și nu pot transmite nimic în acel moment.

Acest lucru se datorează mai multor factori. În primul rând, există un astfel de lucru precum CCA și nu vă permite să trimiteți nimic prin aer până când nivelul semnalului scade la un nivel acceptabil. În al doilea rând, chiar dacă dezactivați CCA, mecanismul RTS/CTS (Request to Send / Clear to Send) va funcționa exact ca în imaginea de mai sus, nepermițând routerului să transmită un cadru dacă a auzit o confirmare CTS de la un vecin . Deoarece antenele sunt de obicei omnidirecționale, această schemă de partajare a lățimii de bandă se extinde pe 360 ​​de grade.

Adică, imaginați-vă că pompierii au o găleată care nu este una clasică conică, ci una grea cu stâlp lung orizontal, pe care trei persoane sunt nevoite să o țină în același timp. Primul a trecut la al doilea, al doilea la al treilea, al treilea a început să treacă la al patrulea, dar cel de-al doilea încă nu poate da drumul stâlpului și primul este nevoit să-l aștepte. El va putea să treacă următoarea găleată numai atunci când a patra este garantat să treacă găleata către a cincea și mâinile secundului sunt cu siguranță libere. Doar repeta această situație în capul tău de mai multe ori.

Puteți îmbunătăți situația adăugând un alt modul radio. În acest caz, debitul va crește, deoarece dispozitivul va putea transmite/primi simultan două cadre deodată. O abordare puțin mai bună este să transmiteți cadrul printr-o interfață radio diferită de la care a fost primit, adică să alternați. Acest lucru vă permite să optimizați trecerea și să distanțați următorul hop pe cât posibil în cadrul aceluiași canal wireless.

O altă modalitate de a crește debitul este subputerea. Dacă utilizați această tehnică, atunci datorită neliniarității atenuării semnalului în spațiu deschis, puteți obține o reducere a zonei de vizibilitate, evitând astfel o altă iterație de înjumătățire a lățimii de bandă.
Adică să ne imaginăm că pompierii încă trec pe lângă găleată, dar acum stâlpul s-a scurtat și doar două persoane îl țin odată. Și așa, primul l-a trecut celui de-al doilea, așteaptă să-l treacă al doilea celui de-al treilea, al treilea celui de-al patrulea și poți să treci din nou găleata, pentru că al doilea are mâinile libere. .

Uneori este posibil să profitați de peisaj și să distribuiți punctele în așa fel încât fiecare nod (nod) să aibă conexiuni doar cu doi vecini. Se pare că eliminăm o altă iterație a diviziunii și totul devine destul de bun, dar nu perfect.

Aici este necesar să faceți o rezervare că este privată și în realitate acest lucru se întâmplă rar. De obicei există unele zone în clădiri sau la sol în care este posibil să se organizeze o rețea în acest fel în două sau trei hop. Exemplul cu case este artificial și este destinat demonstrației, așa cum s-a menționat mai sus.

Cu cât folosim mai multe tehnici diferite, cu atât câștigul vom obține în cele din urmă mai mare. Pe lângă subestimarea puterii și intercalarea interfețelor, există și altele. De exemplu, dacă instalăm exclusiv routere Wave2 cu MIMO 2x2 și activăm MU-MIMO, atunci în unele cazuri debitul poate crește. Acest lucru depinde foarte mult de natura traficului și de configurația rețelei în sine, dar în Mesh tehnologii precum MU-MIMO funcționează cu cea mai mare eficiență.

Practică

Acum să vedem cum să estimăm rapid parametrii unei rețele fără fir și să comparăm sectorul VS Mesh.

Da, vă puteți aminti deja realizările pe sector.
Deci, principala diferență este că Mesh funcționează excelent acolo unde soluțiile clasice de sector pur și simplu nu vor funcționa. De exemplu, dezvoltarea densă de case de oraș/cabane cu mulți copaci. Ajustarea CPE prin frunziș este, de asemenea, o plăcere. Dimpotrivă, Mesh se va simți bine, deoarece frunzișul și casele suprimă semnalul de la următoarele următorul pas routere.
A doua diferență principală este scalabilitatea. Dacă în sectorul clasic există deja 30-40 de abonați, atunci adăugarea a încă cinci va fi simțită de toată lumea fără excepție. Latența medie va crește și capacitatea va scădea semnificativ, mai ales dacă este un abonat prost cu un indicator LOS prost. Numerele exacte depind de modul în care funcționează TDMA/Polling și de ce slot este alocat abonatului. Dacă slotul este de aproximativ 10 ms și sectorul este ocupat constant, atunci aș seta latența medie să crească cu 20-30 ms.
InfiNet sugerează calcularea folosind formula:

(C*2,5*F)/S,Unde:

C - numărul de dispozitive de abonat conectate (CPE),
F - dimensiunea cadrului, în milisecunde,
S - numărul utilizat de subslot.

Pe 40 de clienți și încărcare completă, aceasta este latență de aproximativ 400 ms. TDMA, la naiba. Acesta este principalul dezavantaj al abordării centralizate a instalării unui BS - întregul sector împarte același timp de antenă.

Pentru Mesh, indicatorul va fi diferit în diferite părți ale rețelei. Acele stații care sunt mai aproape de poartă vor avea cea mai mică întârziere, iar cele mai îndepărtate vor avea cea mai mare.
Propun să calculez folosind aceeași formulă:

(C*2,5*F),Unde:

C - numărul de routere Mesh din lanț,
F - dimensiunea cadrului, în milisecunde.

Dacă Mesh-ul nostru ar fi un pachet lung de routere (un caz special), atunci, în cel mai rău caz, rezultatele calculării întârzierii maxime ar fi exact aceleași. Adevărat, cu un avertisment - „numai pentru dispozitive extreme”. La mijloc ar fi, respectiv, 200 ms, iar mai aproape de gateway am avea cei mai fericiți abonați cu o întârziere de aproximativ 10 ms.
Merită să luați în considerare aici că, datorită locației relativ apropiate a dispozitivelor, bitrate-ul va fi de aproximativ două până la trei ori mai mare decât în ​​sector. Aceasta înseamnă că timpul de transmisie al unui cadru va scădea cu această sumă, iar întârzierea va scădea proporțional.

Dacă ne apropiem și mai mult de realitate, atunci rețeaua are o topologie mesh (bine, Mesh) și numărul de routere din lanț va fi aproximativ egal cu (A/N), unde:

A - numărul total de routere,
N este numărul mediu de vecini.

De obicei, N este egal cu 8 și formula oferă aproximativ 50-75 ms latență maximă, 25 ms în medie și aproximativ 5-10 ms la marginea rețelei de lângă gateway.

Ce se întâmplă când adăugați încă cinci abonați?

Pentru a face acest lucru, trebuie să răspundem la încă o întrebare - „în ce parte a rețelei adăugăm acești abonați?” Dacă aceasta este partea cea mai îndepărtată de gateway, atunci restul rețelei nu va observa nimic, deoarece pentru ei numărul de routere din lanț nu s-a schimbat. Dacă este la mijloc, atunci aceasta este aproximativ 5 ms de întârziere suplimentară pentru jumătatea îndepărtată (de la gateway) a rețelei. Orice s-ar putea spune, în acest caz impactul asupra întârzierii este de aproximativ zece ori mai mic. De ce se întâmplă acest lucru - răspunsul se află la suprafață. Routerele împart doar timpul de antenă al vecinilor lor. În timp ce cineva din capătul îndepărtat își transmite cadrul, același lucru se întâmplă în altă parte a rețelei. De aici și câștigurile.

Cu lățimea de bandă, totul este puțin mai complicat, dar esența este aproximativ aceeași. Propun să calculăm capacitatea folosind următoarea formulă:

(B/A/K), Unde:

B - rata de biți medie ponderată. Să fie în cazul nostru egal cu 300 Mbit/s,
A - număr de CPE-uri,
K este coeficientul de cost empiric pentru utilizarea eterului, egal cu 2.

Pentru 40 de abonați, valoarea medie este de 3,75 Mbit/s. Dacă adăugăm cinci abonați la distanță lungă cu rata de biți care nu este cea mai mare, atunci cea medie scade, să zicem, la 280 Mbit/s. Rezultatul este o valoare medie de 3,1 Mbit/s per CPE.

Acest lucru este cu condiția ca să încercăm să egalizăm traficul între toți abonații. În realitate, va exista un dezechilibru mare între dispozitivele cele mai apropiate de BS și cele care sunt îndepărtate/cu o încălcare a LOS.

Într-o rețea Mesh, așa cum am scris mai devreme, vom avea din nou denivelări între dispozitivele cele mai apropiate de gateway (primul, al doilea, al treilea hop) și cele mai îndepărtate. Imaginea este mult îmbunătățită de ratele de biți ridicate ale dispozitivului în comparație cu sectorul. În laboratorul nostru, aceasta este de aproximativ 500-600 Mbit/s. Vom calcula debitul pe baza aceluiași coeficient general empiric egal cu 2. Grafic, acesta poate fi reprezentat astfel:

Cei mai îndepărtați abonați se dovedesc a fi cei mai scumpi. Pentru a livra cadrul, va trebui să „luați” timp de antenă altora de mai multe ori, hop cu hop.

Dacă lăsați totul la marea aleatorie, atunci dispozitivele cele mai apropiate de gateway vor capta resurse mai repede și vor domina provincia (la fel ca în viață). Acest lucru va limita în mod natural livrarea cadrelor „prețioase” și va împiedica degradarea rețelei la 70 Mbit/s de dragul mai multor routere de la periferie. Prețul acestei simplificări va fi latența și debitul complet imprevizibile în orice moment.

Pentru mai mult sau mai putin distributie uniforma lățimea de bandă poate fi luată în două moduri:

• Dependență grea sub formă de metode viclene de accesare a mediului cu alocarea unui slot, bazată pe sincronizare ultraprecisă a timpului între noduri prin GPS sau chiar mai captivanți algoritmi de sincronizare a timpului prin link-uri „cu pierderi”. Un fel de încercare de a pune o bufniță pe glob și de a face TDMA descentralizat.
• O soluție de inginerie simplă pentru a limita viteza pe interfețele AP sau Ethernet.

Ce prag în megabiți ar trebui să setăm? Să încercăm să numărăm. Pentru comoditate, voi posta un tabel.

Acesta este de aproximativ 1,7 ori mai mic decât rezultatul pe care l-am obținut calculând un parametru similar pe sector. Deoarece rețeaua mesh va fi rareori încărcată la 100%, aș limita conexiunea client la un prag de 5 Mbps. Insuficient? Am spus deja mai sus, există tehnici care vă permit să creșteți debitului aproximativ de două ori. MU-MIMO pe nivel fizicȘi Codarea liniară a rețelei pe canal. Pe baza diverselor teste, putem vorbi despre o creștere de aproximativ o dată și jumătate din cauza MU-MIMOși până la 30% datorate Codarea liniară a rețelei. O să vă povestesc despre ele data viitoare. Puteți ajunge din urmă viteza medie până la 4,5 Mbit/s cu prețul unei mici pierderi de latență (10-20%) și aceasta va fi chiar mai mare decât într-un sector cu același număr de abonați.

Iată un scenariu pentru furnizori: limitați Ethernet-ul în conformitate cu tariful „5 Megabit” și profitați de faptul că în orice moment îl puteți crește în siguranță la 10 Mbit/s.

Nu, nu mi-am propus să arăt că Mesh este mai bun și depășește sectorul în toate privințele. Vreau doar să arăt că ordinea numerelor este aceeași și diferența este la nivel de eroare în calcule. Deci ambele abordări merită atenție.
Deși, merită adăugat aici un detaliu foarte important. MU-MIMOȘi Codarea liniară a rețelei- acestea sunt tehnici legate direct de routere. Există o altă abordare - tehnici legate de arhitectura de rețea. Dacă ținem cont că nu instalăm stații de bază și costurile de conectare a canalului sunt reduse semnificativ, putem instala un al doilea gateway la marginea rețelei. Este indicat să faceți acest lucru pe marginea opusă și voi explica mai jos de ce.

În rețelele mesh, împărțirea lățimii de bandă începe la gateway sau la punctul de intrare. Gradientul se grăbește aproximativ spre mijlocul rețelei și sunt cei mai scumpi abonați, în ceea ce privește costurile de livrare a cadrelor. Prin instalarea unui astfel de gateway la celălalt capăt al rețelei, împărțim efectiv numărul maxim de hopuri la jumătate, iar canalele primului și celui de-al doilea hop ale ambelor gateway-uri vor fi complet independente în ceea ce privește împărțirea timpului de difuzare, astfel încât capacitatea lor poate fi adăugat în siguranță. Idealul, desigur, este să conectați al treilea canal chiar la mijloc (deci, LHG60 este foarte ieftin).

Scalare orizontală este principala forță a Mesh. Sectorul se va lupta, dar va atrage 60-80 de abonați. O rețea mesh poate include cu ușurință 100-300 de dispozitive. Pentru sector, acesta este deja nivelul în care întârzierile vor depăși 1-2 secunde și multe aplicații vor începe să spună „Hai, la revedere!” când încercați să vă conectați.

Scenarii tipice

Acum să rezolvăm problema. Avem o comunitate bogată de cabane de 200 de case, situate FOARTE departe de oraș în locuri pitorești, unde doar câțiva operatori închiriază comunicatii mobileși puteți suna, dar numai EDGE este accesibil de pe Internet. Toată lumea vrea internet și 25 Mbit/s. Locuitorii sunt atât de cool și organizați încât amenință cu flash mob-uri periodice pentru a testa simultan capacitatea întregului sat. Locurile sunt foarte pitorești și localnicii nu vor permite decât ca aspectul lor să fie stricat de tot felul de turnuri, poate peste cadavrul lor și, de asemenea, amenință că va da în judecată pe oricine încearcă să construiască ceva înalt și urât (după înțelegerea lor) la distanță. de pana la 5 km de hotarul satului . Peste tot există poteci îngrijite de țiglă, felinare mici de iluminat și fire de alimentare ascunse sub pământ. Șeful satului, responsabil cu curățenia și frumusețea, după ce și-a propus să acoperim satul cu xPON și să extindem optica de-a lungul stâlpilor, aproape că a aruncat în tine un dosar cu acte, dar s-a oprit la timp și a explicat că o astfel de decizie ar tulbura aspectul. și este categoric inacceptabil.

Înțelegi deja la ce vreau să ajung. Nu puteți instala turnuri, nu puteți trage cabluri. Sunt posibile următoarele opțiuni:

1. Conexiunea este deja prezentă la marginea rețelei

Printr-un miracol s-a dovedit că optica xTelecom trecea prin apropiere și, mulțumesc pentru marea aleatorie, șeful site-ului bună dispoziție. El a spus că pur și simplu nu știe cui să vândă altă fibră, conducerea pune întrebări incomode și iată-te. Prețul s-a potrivit tuturor, locuitorii nu s-au supărat, dar au pus condiția ca învelișul natural al dealurilor locale să fie restaurat. Pentru asta au decis. Avem un uplink gigabit, HURA!

2. Conexiune RRL

Pare ofensator, dar există șansa de a duce situația într-o direcție pozitivă și poate chiar în beneficiul tău. Deci, haideți să ne urmărim mâinile. Este posibil să aduceți internetul în sat cu RRL, mai ales la prețurile unor dispozitive precum LHG60. Este posibil să vă conectați conform vechii scheme cu un singur gateway, dar am luat deja în considerare acest lucru și nu ne interesează o astfel de soluție. Prin tradiție, ofer două opțiuni: conexiune în două puncte cu o creștere a debitului per client la 100 Mbit/s și conexiune în două puncte cu o reducere a costului dispozitivului de abonat de una și jumătate până la două ori.

Să începem cu prima opțiune. Fii atent la imagine. Culorile albastru și portocaliu indică din nou zonele de propagare a semnalului. În acest caz, avantajul routerelor Mesh scumpe cu două module radio vă permite să dublați debitul real (și să înjumătățiți latența, da) prin adăugarea unui al doilea gateway. Astfel, puteți oferi o creștere a lățimii de bandă tuturor clienților până la 100 Mbit/s fără nicio înlocuire a echipamentului, aranjați o promoție sau încărcați imediat de două ori mai mulți bani.

In cel de-al doilea caz (fara dublare), urmam aceeasi strategie, dar folosim dispozitive cu un singur modul radio. Aproximativ, vor costa de două ori mai mult. Imaginea cu case este acoperită cu portocaliu, ceea ce simbolizează utilizarea unui canal comun pentru toți.

3. Conexiune prin canal prin satelit.

În acest caz, managerul site-ului s-a dovedit a fi un nemernic și nu și-a împărtășit optica. În jur sunt doar păduri, pajiști și dealuri. Singura soluție care poate oferi oamenilor cumva internetul este bidirecțională canal prin satelit. Tricolor oferă astăzi date nelimitate de până la 40 Mbit/s per client pentru un preț simbolic. Tot ce mai rămâne de făcut este să instalezi mai multe seturi pentru oamenii din sat, să implementezi o rețea Mesh și să te bucuri de micul lor monopol.

Vitezele sunt mici, dar nu există alternative. În plus, puteți adăuga oricând încă câteva kituri de satelit și puteți crește debitul total (da, scalare orizontală din nou).

Rezultate

În general, putem rezuma toate cele de mai sus sub forma unui tabel.

Particularități	PTMP	PLASĂ
Degradarea lățimii de bandă la adăugarea de noi clienți	Înalt	Scăzut
Creșterea latenței medii atunci când adăugați clienți noi	Semnificativ	Practic absent
Eficiență cu un număr mic de abonați	Înalt	Scăzut
Eficiență cu un număr mediu de abonați	In medie	In medie
Eficiență cu un număr mare de abonați	Scăzut	Înalt
Natura distribuției întârzierii	Uniformă, întârzieri mari	Gradientul crește în direcția de la poartă.
Influența barierelor naturale asupra debitului (eficient în medii dens construite cu spații verzi)	Degradări multiple	Mărire multiplă
Costul de implementare	Înalt	Scăzut
Costul setului de abonament	Scăzut	Scăzut/Mediu
Preț stație de bază	Înalt	Absent
Viteza de instalare	Scăzut	Înalt

Sper că a fost informativ. În articolele următoare, vom analiza protocoalele de rutare pentru rețelele Mesh și, de fapt, ce tehnologii sunt folosite în aceste rețele.

Te văd.

Cu stimă,
Evil Wireless.
@EvilWirelessMan

Salutare tuturor! Un articol despre echipamente și utilizarea rețelelor mesh este de mult așteptat, dar am decis să mă așez să-l scriu abia acum. Chestia este că în urmă cu ceva timp companii complet diferite au început să-mi trimită seturi cu funcționalități similare pentru revizuire. Dispozitive WiFi Sisteme de plasă. Mi-a plăcut atât de mult această tehnologie încât chiar am decis să păstrez unul dintre seturi pentru uz casnic. Și bineînțeles, după aceste publicații au apărut multe solicitări de a spune mai detaliat ce este o rețea de plasă.

Cum diferă o rețea Mesh WiFi de un router obișnuit?

Esența principală a unei rețele mesh este aceea de a acoperi o zonă mare cu un semnal wireless stabil, fără pierderi de viteză și cu roaming fără întreruperi.

Cum am încercat să reușim acest lucru în trecut? Am cumpărat-o pe cea mai scumpă și router puternic, care ar putea transmite semnalul wifi la distanța maximă. Dacă nu a fost suficient, atunci am instalat un repetor wifi suplimentar, care l-a extins puțin mai mult într-o zonă îndepărtată. În general, am descris totul în detaliu mai devreme.

Cu toate acestea, toate au avut dezavantaje destul de semnificative:

• În primul rând, orice nouă verigă din lanț, adică fiecare nou repetor, a redus semnificativ viteza. Undeva de două ori și undeva chiar mai mult, în funcție de puterea inițială a transmițătorului și de costul tuturor echipamentelor.
• Al doilea punct este prețul. Nu toată lumea își poate permite să cumpere un router scump care costă între 3.000 și 5.000 de ruble sau mai mult. Dacă adăugați un repetor și o antenă, atunci adăugați mai multe mii la această sumă.
• Al treilea este configurarea. Orice repetitor trebuie mai întâi conectat manual la rețeaua wifi principală și, folosind un telefon sau un computer, să-și configureze parametrii pentru a transmite semnalul. Dacă aveți mai multe dintre ele, atunci va trebui să faceți acest lucru cu fiecare pe rând.
• În cele din urmă, atunci când vă deplasați prin casă, un smartphone sau un laptop a trebuit să fie reconectat de la sursa principală - router, la altele suplimentare, ca urmare a pierderii conexiunii și a tuturor sarcinilor curente asociate cu lucrul pe Internet - joc online, descărcarea de fișiere, vizionarea videoclipurilor etc. – s-a oprit de asemenea. De acord, este incomod.

Ce este un sistem Mesh?

O rețea mesh este un sistem peer-to-peer, a cărui sarcină este distribuită între mai multe celule egale (puncte de acces), fiecare dintre acestea distribuind un semnal fără fir într-o rețea comună.

Esența tehnologiei „mesh” este aceea că, prin conectarea unui punct de acces la Internet sau la o rețea existentă (cablu sau wireless), creată folosind un router existent, ceilalți preiau automat semnalul acestuia și funcționează cu aceleași setări, la fel ca primul.

Echipament pentru retea de tip plasa

De obicei, un set de echipamente pentru o rețea mesh include mai multe dispozitive simultan - două sau mai multe. Dacă nu intrați în detalii, atunci fiecare dintre ele este un analog cu cele obișnuite router wifi.

Toate modulele din sistemul mesh sunt egale și conectarea acestuia la un router sau direct prin cablul furnizorului la Internet se poate face de la oricare dintre ele. Ca rezultat, obținem mai multe surse echivalente semnal wifi, care nu trebuie configurate individual, cum este cazul utilizării repetitoarelor wifi. Dar acest lucru este valabil mai ales în uz casnic, și nu numai.

Mai mult, dacă la conectarea la un repetor viteza wifi scade în comparație cu sursa principală, chiar dacă ești în imediata apropiere a acesteia, atunci aici rămâne la același nivel.

Dacă este necesar, puteți conecta cu ușurință unul sau mai multe puncte fără a efectua nicio configurație asupra acestuia.

O altă proprietate caracteristică a unei rețele wifi mesh este roamingul fără întreruperi - acesta este atunci când dispozitivul dvs. - un smartphone, laptop etc. - se mișcă prin casă. – selectează automat care punct de acces este cel mai apropiat în prezent și se reconecta la acesta fără a pierde conexiunea la rețeaua wireless. Adică, reconectarea are loc neobservată de utilizatorul final. Aceasta înseamnă că nici descărcările, nici transmisiunile live online, nici orice altceva legat de lucrul pe Internet nu este întrerupt.

Aplicarea sistemelor de rețea wifi mesh

Adică, imaginați-vă că locuiți într-un apartament cu o cameră. Cumperi un element de plasă și îl folosești la fel ca un router obișnuit. Apoi te muți într-o casă privată cu 4-5 camere - și tot ce trebuie să faci este să cumperi încă 2-3 componente ale aceluiași sistem și pur și simplu să le conectezi la priză, iar acestea se vor configura automat între ele.

În general, avantajele sunt evidente și, după părerea mea, sistemele de plasă sunt viitorul rețele fără fir. Cât costă, întrebi? Stimați colegi, și această întrebare m-a îngrijorat cel mai mult. Având în vedere toate avantajele, aș cumpăra așa ceva indiferent de costul său ridicat (în limite rezonabile, desigur).

Dar pentru utilizator obișnuit, și nu un fan ca mine, problema banilor va fi, dacă nu pe primul loc, atunci cu siguranță pe locul doi. Deci, cel mai interesant lucru este că prețul unui set de mai multe celule este destul de comparabil cu sumele care se cer pentru un singur router din segmentul mijlociu, care în testele mele a furnizat o gamă de recepție a semnalului wireless mai mult sau mai puțin similară.

Plasă-retelelor

Conceptul de plasă

Astăzi, telefonia celulară a demonstrat cererea enormă a pieței abonaților de telefonie mobilă pentru transmiterea de date de voce și informații la viteze de la câteva sute de kilobiți până la câțiva megabiți pe secundă. Sistemele informatice care sunt create sunt destinate să devină (într-o măsură mai mare sau mai mică) parte a rețelei de informații care oferă abonaților roaming global. Soluția la această problemă este asociată cu introducerea de noi tehnologii (3G, WiMAX) și îmbunătățirea tehnologiilor de transmisie de date wireless existente (Wi-Fi). Una dintre opțiunile pentru rezolvarea unor astfel de rețele bazate pe o structură de cluster este tehnologia Mesh.

Definiția Mesh Networks

Bazat pe tehnologia Mesh, au fost create sisteme pentru organizarea comunicațiilor mobile cu obiecte individuale într-o zonă de război. Sisteme similare oferă transmisie de mare viteză a informațiilor digitale, comunicații video și vocale și, de asemenea, determină locația obiectelor.

În momentul de față, nu există criterii precise care să definească termenul de rețea Mesh aplicat sistemelor de acces wireless în bandă largă. Definiția cea mai generală este: „Mesh este o topologie de rețea în care dispozitivele sunt conectate prin conexiuni multiple (adesea redundante), introduse din motive strategice.” În primul rând, conceptul Mesh definește principiul construirii unei rețele, a cărei caracteristică distinctivă este o arhitectură de auto-organizare care implementează următoarele capacități:

crearea de zone de acoperire informațională continuă a unei arii extinse;

scalabilitatea rețelei (creșterea zonei de acoperire și a densității informațiilor) în modul de autoorganizare;

utilizarea canalelor de transport fără fir (backhaul) pentru comunicarea punctelor de acces în modul „toată lumea către toți”.

rezistența rețelei la pierderea elementelor individuale.

Arhitectura rețelei mesh

Topologia Mesh se bazează pe un design de rețea descentralizat, spre deosebire de rețelele tipice 802.1 1a/b/g, care sunt create pe o bază centralizată. Punctele de acces care operează în rețelele Mesh nu oferă doar servicii de acces pentru abonați, ci acționează și ca routere/repetoare pentru alte puncte de acces ale aceleiași rețele. Acest lucru face posibilă crearea unui segment de rețea de bandă largă cu autoinstalare și auto-vindecare.

Rețelele mesh sunt construite ca o colecție de clustere. Zona de acoperire este împărțită în zone cluster, al căror număr este teoretic nelimitat. Un cluster găzduiește de la 8 la 16 puncte de acces. Unul dintre aceste puncte este un nod (gateway) și este conectat la canalul principal de informații folosind un cablu (optic sau electric) sau printr-un canal radio (folosind sisteme de acces în bandă largă). Punctele de acces la noduri, precum și alte puncte de acces (noduri) din cluster, sunt conectate între ele (cu cei mai apropiați vecini ai lor) printr-un canal de transport radio. În funcție de soluția specifică, punctele de acces pot îndeplini funcțiile unui repetor (canal de transport) sau funcțiile unui repetor și a unui punct de acces abonat. O caracteristică specială a Mesh este utilizarea de protocoale speciale care permit fiecărui punct de acces să creeze tabele de abonați de rețea cu controlul stării canalului de transport și suport pentru rutarea dinamică a traficului de-a lungul rutei optime între punctele învecinate. Dacă oricare dintre ele eșuează, traficul este redirecționat automat de-a lungul unei alte rute, ceea ce garantează nu doar livrarea traficului către destinatar, ci și livrarea într-un timp minim.

Procedura de extindere a rețelei în cadrul clusterului se limitează la instalarea de noi puncte de acces, a căror integrare în reteaua existenta se întâmplă automat.

Dezavantajul unor astfel de rețele este că folosesc puncte intermediare pentru transmiterea datelor; acest lucru poate provoca o întârziere în transferul de informații și, ca urmare, poate reduce calitatea traficului în timp real (de exemplu, vorbire sau video). În acest sens, există restricții privind numărul de puncte de acces dintr-un cluster.

Astăzi, echipamentele Mesh sunt produse atât pentru plasare externă, cât și internă.

Standarde transmisie fără fir date utilizate pentru a construi rețele mesh

După cum am menționat mai sus, baza pentru implementarea rețelelor Mesh astăzi este standardul IEEE 802.11 (Wi-Fi).

Echipamentele standardului pre-Wi-MAX sunt deja folosite astăzi pentru a conecta hub-urile rețelei mesh la canalele backbone (Tropos, Nortel etc.). Ținând cont de avantajele tehnologice ale WiMAX, acest standard (în special în versiunea sa mobilă) va fi folosit pentru a organiza accesul abonaților. Totuși, începutul acestui proces ar trebui datat de la apariția pe piață a dispozitivelor ieftine de abonat, adică nu mai devreme de 2008-2009.

Rețele Wi-Fi Mesh

Capacitate de service

Predea

În prezent, standardul 802.11 nu are specificații stricte pentru implementarea handover-ului („mișcare fără întreruperi” a abonaților între punctele de acces). Cu toate acestea, pentru a asigura o astfel de tranziție, sunt prevăzute proceduri speciale de scanare a aerului și de aderare („asociere”). Transferul în rețelele Wi-Fi poate fi implementat în diferite moduri, de exemplu, pe baza protocolului Radius sau sub controlul unui controler fără fir inteligent care organizează un „tunel” atunci când un client se mută în zona de serviciu a unui acces vecin. punct. Specificația 802.11k (vezi bara laterală) descrie proceduri care permit unui dispozitiv client să selecteze un punct de acces la care să se conecteze înainte de a deconecta conexiunea curentă. În plus, utilizarea algoritmului de caching furnizat de specificația 802.11i asigură stabilirea unei noi conexiuni securizate într-un timp care nu depășește 20-30 ms.

Ca rezultat, echipamentul care acceptă mecanismele de control 802.11k asigură că dispozitivul abonatului trece la punct nou acces în cel mult 50 ms. O astfel de întârziere nu va fi observată de utilizator, deoarece este de câteva ori mai mică decât pragul uman de percepție2.

Internetwork roaming

Interconectarea rețelelor Mesh (problema roamingului), și ulterior și interconectarea rețelelor fixe și mobile, servește la rezolvarea problemei principale: capacitatea de a oferi utilizatorilor finali mobili cea mai largă gamă posibilă de servicii la cel mai mic preț posibil. Prin urmare, apare necesitatea de a rezolva problema organizării roaming-ului inter-rețea conform binecunoscutului principiu „o persoană - un număr” atunci când mutați un abonat între rețele. tipuri variate.

În cadrul unei rețele de oraș formată dintr-un set de clustere, problema roaming-ului atunci când un client se mută de la cluster la cluster este rezolvată prin mecanismele ESSID, WEP/802.1x și VPN. Un client în roaming liber este identificat prin adresa IP cu organizarea canalelor IP virtuale.

Este de așteptat ca specificația 802.11s să descrie procedura de combinare a rețelelor, inclusiv diferite tipuri. Crearea unor rețele mari 802.11s va elimina curentul problema existenta tranziție între rețelele Wi-Fi implementate în diferite orașe.

Multiserviciu

Furnizarea de servicii multiple presupune organizarea unei game complete de servicii IP pentru client, inclusiv acces la Internet, VoIP, videoconferință etc. Standardul IEEE 802.11e permite, menținând în același timp compatibilitatea deplină cu standardele actuale 802.11a/b/g, extinderea funcționalității prin difuzarea datelor multimedia în flux și oferind calitate garantată a serviciilor QoS. Mecanismul se bazează pe prioritizarea traficului și presupune organizarea controlului lățimii de bandă pe grupuri de utilizatori și tipuri de trafic (voce, video etc.).

Implementarea practică a QoS vă permite să organizați nu doar sesiuni de voce, ci și video pentru utilizatorii extrem de pretențioși în ceea ce privește securitatea și fiabilitatea conexiunii (servicii de securitate).

Siguranță

Problemele de securitate a rețelei (protecția împotriva conexiunilor ilegale) sunt foarte relevante, în special pentru sistemele la scară urbană care combină rețele municipale, de abonați și corporative. Securitatea rețelei este asigurată în conformitate cu specificațiile standardului 802.11. Standardul de criptare (Wired Equivalent Privacy, WEP) nu îndeplinește în prezent cerințele din cauza puterii slabe a cheii. Adoptarea standardului 802.11 i (WPA2) face disponibilă o schemă de autentificare și codificare a traficului mai sigură. Standardul IEEE 802.11i prevede utilizarea unor astfel de instrumente în produsele Wi-Fi ca suport pentru algoritmii de criptare a traficului: TKIP (Protocol de integritate a cheii temporale), WRAP (Protocol de autentificare robustă fără fir) și CCMP (Contor cu cod de autentificare a mesajelor în lanț de blocuri de cifrare). Protocol). Acești algoritmi sunt suficienți pentru protecție la nivelul traficului de abonați, dar la nivel de utilizator corporativ sunt utilizate mecanisme suplimentare, inclusiv metode mai avansate de autentificare la conectarea la rețea: metode de criptare mai rezistente la cripto, înlocuirea dinamică a cheilor de criptare, utilizarea firewall-urilor personale, monitorizarea securității rețelei wireless, tehnologia rețelei private virtuale VPN etc. Avantajele rețelelor integrate Wi-Fi-GSM sunt evidente, ceea ce obligă producătorii de echipamente să dezvolte activ această zonă.

Eforturile în această direcție sunt legate în primul rând de crearea unui mecanism de tranziție între rețele. Motorola, Avaya și Pro-xim au dezvoltat dispozitive wireless universale și au creat forumul SCCAN (Seamless Converged Communication Across Networks), deja aprobat de IEEE. Alianța SCCAN trebuie să dezvolte o specificație pentru interacțiunea dintre dispozitivele dual-homing și stațiile IP de birou care pot funcționa atât pe rețelele Wi-Fi, cât și pe cele celulare.

Tehnologia UMA (Unlicensed Mobile Access), dezvoltată de compania americană Kineto Wireless, permite unui abonat mobil să treacă de la o rețea GSM la Rețea Wi-Fi fără a întrerupe conversația.

Astăzi piața de telefoane GSM cu încorporat Modul Wi-Fi are peste 30 de modele și numărul acestora crește constant4.

Aplicații cu plasă

Cea mai mare eficiență poate fi de așteptat la implementarea rețelelor mesh la scară oraș (MAN). Caracteristicile organizării și utilizării unor astfel de rețele sunt determinate de fezabilitatea socială și comercială, în timp ce rețelele pot fi fie construite doar ca rețele corporative (municipale) sau de abonați, fie rezolva ambele probleme simultan.

Din punct de vedere al serviciului de abonat, astfel de rețele oferă deja astăzi o gamă completă de aplicații IP - Ethernet, VoIP, video în timp real.

Rețelele de abonați

Sarcina principală a rețelelor de abonați este de a oferi utilizatorilor (fixe și mobile) acces la resursele de internet și de a organiza telefonia Wi-Fi. O caracteristică a unor astfel de rețele este, de regulă, o densitate mare a punctelor de acces (aproximativ 10 puncte/km2). Acest parametru este determinat în mare parte de puterea scăzută de ieșire a dispozitivelor client (adaptoare Wi-Fi, telefoane), densitate mare localizarea abonaților (și, prin urmare, nevoia de a asigura o capacitate mare de trafic de abonați), precum și caracteristicile de sensibilitate ale punctelor de acces. Implementarea unor astfel de rețele devine profitabilă cu un număr suficient de mare de utilizatori și astăzi este determinată nu de aspecte tehnice, ci de aspecte economice.

Principalele probleme cu care trebuie să vă confruntați atunci când creați rețele Mesh externe (de stradă) în Rusia:

resurse limitate de frecvență (gamele de frecvență 802.11 din cele mai mari orașe ale Rusiei sunt aproape epuizate);

necesitatea confirmării rezultatelor planificării frecvenței radio cu studii practice ale stării mediului radio în zona de desfășurare a rețelei (prezența utilizatorilor neînregistrați);

organizarea amplasării punctelor de acces cât mai aproape de abonați, asigurarea alimentării cu energie non-stop etc.

Un exemplu este rețeaua Mesh a companiei Golden Telecom, desfășurată la Moscova și numărând până la 3.500 de puncte de acces. La momentul redactării acestui articol, proiecte nu mai puțin mari sunt în curs de implementare în Taipei și Macedonia (în Macedonia, sarcina a fost organizarea unei acoperiri complete a rețelelor Wi-Fi în 40 de orașe, adică întregul teritoriu al țării cu o suprafață de peste 1.500 km2).

În fig. Figura 2 prezintă o diagramă schematică a amplasării elementelor rețelei Mesh în zonele urbane. Soluție tipică pentru abonații de telefonie mobilă presupune montarea unor puncte de acces la cota de 10-12 metri, de-a lungul străzilor pe stâlpi de iluminat oraș, suporturi de semafor, prelungiri de cablu etc.

Rețele municipale

Topologia mesh face posibilă implementarea rețelelor municipale care sunt unice în capacitățile lor, care vizează serviciile de prim răspuns (poliție, " Ambulanță", Ministerul Situațiilor de Urgență). Figura 3 prezintă o diagramă schematică a organizării unei astfel de zone (una dintre cerințe este prezența producătorilor de routere mobile montate în mașini).

Baza rețelei este formată din puncte de acces nod și abonat, situate pe stradă (de obicei de-a lungul drumurilor) și organizând zone de acoperire a informațiilor în care este asigurată conectarea abonaților cu adaptoare Wi-Fi standard. În plus, punctele de acces pot fi folosite pentru a organiza controlul traficului (semafoare) și pentru a colecta informații video, conectând camere video prin cablu sau interfață fără fir. Conectarea utilizatorilor aflați în interior la rețeaua externă se realizează folosind puncte de acces din interiorul biroului, care se caracterizează printr-o putere de ieșire redusă și un design „în cameră” al carcasei.

De cel mai mare interes sunt punctele de acces mobile concepute pentru a fi utilizate în mașini. Utilizarea acestor dispozitive nu numai că mărește intervalul dintre punctele de acces la 800-1200 de metri, dar vă permite și să organizați:

suport informațional pentru utilizatorii din interiorul mașinii cu conexiune prin cablu sau fără fir a dispozitivelor finale (laptop, PDA etc.);

acoperire de informații pe o rază de 300 m în jurul mașinii pentru abonații cu adaptoare Wi-Fi standard 802.1 1b/g;

controlul poziției vehiculului atunci când utilizați receptorul GPS încorporat în punctul de acces.

Aplicație puncte mobile accesul vă permite să organizați extinderea rapidă a zonei de acoperire sau să creșteți capacitatea de informare a rețelei datorită concentrării vehiculelor echipate în „puncte fierbinți”. Mecanismele de autoorganizare a rețelei Mesh vă permit să organizați o zonă Wi-Fi cu transmiterea informațiilor operaționale audio și video către consola centrală într-un timp minim (determinat de ora de sosire a vehiculelor echipate cu puncte de acces Mesh).

O analiză a creării și dezvoltării rețelelor Mesh arată că există o tendință constantă de a combina rețelele de abonați cu cele municipale. Adesea, rețelele construite la ordinele municipale sunt ulterior completate cu puncte de acces și operate de operatori într-un mod combinat „municipal-abonat”.

Rețele tehnologice

Nivelul ridicat de automatizare a producției moderne necesită transferul unor volume mari de informații de control și control. Odată cu apariția convertoarelor primare și a microcontrolerelor cu module încorporate pe piață Wi-Fi wireless soluțiile de organizare a rețelelor tehnologice devin din ce în ce mai populare.

În primul rând, aceasta se referă la rețelele de transmisie de date pe mai multe niveluri concepute pentru sistemele moderne de transport. Funcționalitatea unor astfel de sisteme include colectarea de informații despre obiect (starea tehnică, identificarea încărcăturii),

Sarcinile tipice ale unor astfel de proiecte sunt organizarea accesului abonaților și transferul de informații tehnologice pe trenuri. Punctele de acces situate de-a lungul căii ferate asigură organizarea zonelor Wi-Fi în vagoanele care circulă cu viteze de până la 300 km/h.

Echipamente

Astăzi, cea mai mare parte a pieței de echipamente cu plasă este ocupată de companii sturtup, dar situația se schimbă foarte repede. Cisco, Motorola, Nortel, Proxim, Alvarion (organizarea canalelor de transport) - aceasta nu este o listă completă a producătorilor cunoscuți din ce în ce mai activi în sectorul echipamentelor Mesh.

Toate echipamentele de pe piață pot fi împărțite în 3 grupe:

grupa Nr. 1 - Sisteme radio unice cu o singură unitate radio folosind antene omnidirecționale;

grupa Nr. 2 - Sisteme radio duale cu două unități radio care utilizează antene omnidirecționale;

Grupa nr. 3 - Sisteme multi-radio care utilizează unități radio separate pentru a organiza transportul și accesul abonaților folosind antene direcționale.

Grupa nr. 1. Single-radio

Când utilizați Single radio, un modul radio în intervalul de frecvență (2,4 GHz) este utilizat pentru a organiza accesul abonaților și un canal de transport între puncte. Având în vedere densitatea instalării punctelor de acces și resursa limitată de frecvență, este necesară o planificare foarte atentă a frecvenței și a structurii rețelei pentru a elimina influența lor reciprocă. Numărul de hopuri de trafic între punctele de acces nu trebuie să fie mai mare de 3-4, ceea ce limitează capacitatea de a scala rețeaua într-un singur cluster atunci când se organizează servicii în timp real. În ciuda acestor particularități, rețelele Mesh construite pe echipamentele Grupului 1 sunt lideri în prezența pe piață. Echipamentul se caracterizează prin costuri reduse și este cel mai eficient pentru crearea unor zone de acoperire la scară mică.

Cel mai notabil reprezentant al acestui grup este Tro-pos Networks (SUA), cel mai mare producător de echipamente cu topologie Mesh5. Tropos produce o linie de echipamente care include punctele de acces 5210 (fixe), 4210 (mobile) și 3210 (în birou). Toate modelele îndeplinesc funcții de rețea la nivelul Layer3. Caracteristicile de sensibilitate sunt printre cele mai bune dintre echipamentele cu topologie Mesh. Echipamentul este optimizat pentru construirea rețelelor municipale. Este posibil să conectați noduri fără fir folosind Canopy (Motorola) sau Breeze Access VL (Alvarion). Sistemul se testează singur și creează tabele dinamice ale rutei optime de trafic. În acest caz, ruta de întoarcere este selectată pe criteriul lățimii de bandă maxime.

Grupa nr. 2. Radio dual

Când utilizați radio dual, module radio separate sunt utilizate pentru a organiza accesul abonaților (2,4 GHz) și un canal de transport (5,8 GHz). Această soluție vă permite să scăpați de zgomotul de interferență la transmiterea informațiilor între puncte, ceea ce simplifică planificarea rețelei de frecvență și crește performanța sistemului pentru traficul de tranzit prin „transferarea” canalului de transport într-un alt interval de frecvență.

Echipamentele grupului 2 sunt produse de aproape toți producătorii Mesh (Aruba, BelAir, Cisco, Motorola, Nortel, Proxim, SkyPilot, Tropos etc.).

Printre solutii tehnice De menționat că echipamentele Nortel Networks utilizează până la 6 antene direcționale pe canalul de transport, ceea ce permite creșterea distanței dintre punctele de acces, Aruba Networks folosește controlerul central Aruba Mobility pentru a îmbunătăți securitatea rețelei.

Motorola a spus că echipamentele Motomesh care utilizează tehnologia MeshConnex vor suporta versiunea finală a standardului de rețea mesh 802.11s. În acest caz, este planificată modernizarea rețelelor existente prin actualizarea părții software a sistemului prin aer.

Grupa nr. 3. Multi-radio

Echipamentul celui de-al treilea grup (BelAir, SkyPilot, Strix Systems etc.) este cel mai interesant din punct de vedere al designului arhitectural. Este construit pe un principiu modular folosind 4 până la 6 unități radio. Acest lucru permite (la fel ca în soluțiile Dual radio) să se organizeze separarea fluxurilor de abonat și de transport. Cu toate acestea, eficiența soluției Multi-radio este crescută prin separarea fluxurilor de transport de intrare și în aval, crescând în același timp numărul total de module radio „de transport”.

Arhitectura modulară (în practică, acesta este un set de plăci montate într-o carcasă standard) permite înlocuirea rapidă a modulelor radio și permite modernizarea simplă a întregii rețele pe măsură ce se dezvoltă baza tehnologică și elementară, inclusiv trecerea la noi standarde ( Wi-MAX).

BelAir Networks (Canada) oferă o linie de echipamente bazată pe trei tipuri de puncte de acces în aer liber BelAir50c, BelAir100, BelAir200, aparținând diferitelor grupuri de echipamente (single-dual-multi radio). În funcție de model, dispozitivele au instalate de la 1 până la 4 module radio. Modelul mai vechi (Bel-Air200) oferă transport full-duplex și acces la abonați și implementează funcții de rețea la nivelurile Layer2 și Layer3. O gamă largă de echipamente vă permite să planificați „flexibil” o rețea Mesh în funcție de traficul așteptat. Punctele de acces multi-radio pot fi amplasate în zonele cu trafic maxim de tranzit (centru), iar punctele de acces single-radio pot fi situate la periferie.

Stryx Systems Inc. (SUA), împreună cu soluțiile tradiționale pentru rețelele cu topologie Mesh, lucrează activ în segmentul sarcinilor care necesită suport informațional pentru obiecte în mișcare rapidă (până la 300 km/h), de exemplu, transportul feroviar. O caracteristică specială a echipamentului este selecția dinamică a canalelor de transmisie, care reduce impactul interferențelor asupra funcționării unei rețele cu topologie Mesh. Pentru a îmbunătăți securitatea rețelei, Stryx (spre deosebire de concurenți) folosește server la distanta identificarea utilizatorului. Toate modelele îndeplinesc funcții de rețea la nivelul Layer3 cu suport pentru majoritatea protocoalelor de rețea de comutare și rutare existente.

SkyPilot își poziționează echipamentul ca următoarea generație a 4-a echipament Mesh. Caracteristica sa distinctivă este utilizarea protocoalelor sincrone pentru organizarea canalelor de transport. Soluțiile folosesc antene cu 8 sectoare. Fiecare sector stabilește comunicații TDD punct la punct utilizând GPS pentru a sincroniza sectoarele.

Perspective și șanse de succes

Introducerea unor noi specificații standard Wi-Fi (în special 802.1 1n) promite o creștere semnificativă a vitezei de transfer a informațiilor, care poate compensa pe deplin neajunsurile standardului (coliziuni de acces, care se manifestă în cea mai mare măsură în condiții de congestionare mare a rețelei). ).

Având în vedere avantajele WiMAX, ar trebui să ne așteptăm ca acest standard să înceapă să concureze activ cu Wi-Fi la organizarea rețelelor Mesh, dar nu înainte de apariția dispozitivelor ieftine de abonat. Cu toate acestea, este dificil să ne așteptăm la înlocuirea completă a tehnologiilor din cauza limitărilor de performanță WiMAX (Mbit/s) inerente 802.16. În astfel de condiții, coexistența și integrarea reciprocă a rețelelor este inevitabilă.

Complexitatea tot mai mare a sistemelor Mesh pe măsură ce scara lor crește și nevoia de integrare cu rețele alternative (GSM, 3G, WiMAX etc.) va necesita crearea unor sisteme de control mai complexe bazate pe soluții centralizate. Eficacitatea comercială a rețelelor integrate de acces municipal-abonat va duce la creșterea numărului acestora și va necesita crearea de soluții mai eficiente pentru a asigura securitatea sectorului rețelelor municipale.

Pentru Rusia, sectorul așteptat pentru construcția rețelelor Mesh este zonele metropolitane mari (zone de dormit și centre de afaceri) și satele de cabane. Problemele organizării unor astfel de rețele sunt legate în primul rând de restricțiile de frecvență. Spre deosebire de țările cu benzi „deschise” ale standardului 802.11, în Rusia, atunci când se construiesc rețele externe, este necesar să se obțină decizii SCRF și autorizații de frecvență. La construirea rețelelor interne, procedura este simplificată: dacă echipamentul este specificat în Anexa nr. 2 la Hotărârea SCRF nr. 04-03-04-003 din 6 decembrie 2004 sau inclus în lista echipamentelor prin hotărâri ulterioare ale SCRF, atunci înregistrarea rețelei la centrul local de frecvență radio este suficientă.

Având în vedere politica urmată de Ministerul Informației și Comunicațiilor din Rusia, ar trebui de așteptat ca granițele dintre topologia soluțiilor tradiționale de acces în bandă largă (în special în

aplicarea standardului WiMAX pentru benzile de frecvență 2.4; 3,5; 5,8 GHz) și Mesh se vor estompa treptat atunci când sunt implementate în Rusia.

Mesh ca principiu al construcției rețelei se va dezvolta cu siguranță și va ocupa, dacă nu o poziție determinantă, atunci semnificativă în rețeaua globală de informații.