Síťky jsou navrženy speciálně pro lidi. Perfektní WiFi všude: Sítě Mesh poskytují rychlé připojení WLAN. Kde lze síť mesh použít?

TechnologiePLETIVO- spolehlivé profesionální řešení pro garantovaný přenos širokopásmových dat z mobilních objektů.

Pro organizaci bezdrátových komunikačních systémů pro přenos dat se v současnosti používají širokopásmové přístupové systémy, které lze podle funkčního účelu rozdělit do následujících tříd:

WLAN – bezdrátové lokální komunikační sítě.

Zařízení WLAN se používá k organizaci bezdrátové sítě Ethernet v kanceláři. Zařízení bylo navrženo pro práci na krátké vzdálenosti, do 100 metrů. Nejznámějšími zástupci WLAN jsou produkty využívající technologie 802.11a/b/g (Wi-Fi). Typický dosah zařízení WLAN obvykle nepřesahuje 30-50 metrů, ale použití zesilovačů a směrových antén jej umožňuje zvýšit. Typický frekvenční rozsah zařízení WLAN je 2,4; 5 GHz. Stávající nařízení „O postupu při používání systémů vnitropodnikového přenosu dat ve frekvenčním pásmu 2400-2483,5 GHz na území Ruské federace“ prakticky vyústilo v široké využití vnitropodnikových řešení mimo kanceláře.

Vzhledem k nízkým nákladům na produkty WLAN a zjednodušenému „frekvenčnímu problému“ v Rusku bylo mnoho širokopásmových sítí vybudováno a nadále je budováno speciálně na základě zařízení WLAN s použitím externích antén a přídavných zesilovačů. Hlavními nevýhodami WLAN jsou kolizní přístup, prudký a nepředvídatelný pokles rychlosti s rostoucím dosahem a počtem uživatelů a nutnost použití externích antén a zesilovačů. Technologie je dle našeho názoru prakticky v domácnosti a podle našich zkušeností není vhodná pro řešení problémů, kde je vyžadována garantovaná doba dodání informací.

MUŽ(intracitysítí), WAN (bezdrátová přístupová síť)

Zařízení této třídy je speciálně navrženo pro organizování velkých sítí v měřítku města nebo samostatného regionu s garantovanou kvalitou služeb. Typický frekvenční rozsah zařízení WLAN je 2,4; 3,5; 5 GHz. Zařízení má vyvinuté monitorovací systémy, ovládání prvků systému a je snadno a flexibilně škálovatelné s vypočítanými kvalitativními parametry. Zařízení bylo primárně určeno pro venkovní použití.

Technologie MESH

V rámci této klasifikace lze komunikační sítě rozdělit na systémy pro pevné a mobilní objekty. Nová generace zařízení navíc může využívat moderní technologii MeSH.

Jaký je rozdíl mezi konvenčními sítěmi a samoorganizující se architekturou sítě MeSH?

Takto například vypadá standardní síť Wi-Fi, jak je znázorněno na následujícím obrázku:

Pokud je taková síť doplněna o specializovaný hardware a software, její struktura se změní na architekturu MeSH:

Zdá se, že nová architektura MeSH umožňuje zlepšit možnosti standardní sítě, ale toto schéma má také své nevýhody, a to:

Omezené možnosti infrastruktury (předplatitelé, kteří nemají připojení k síti mimo oblast pokrytí infrastruktury)

- přerušení komunikace v případě výpadků sítě (při výpadku některého z prvků infrastruktury jsou účastníci v této oblasti pokrytí odpojeni od sítě)

- nedostatek mobility a předání (při přesunu objektu ztrácejí účastníci spojení se síťovou infrastrukturou)

- náchylnost k rušení z jiných sítí (pokud dojde k rušení, prvky síťové infrastruktury mohou ztratit kontakt s infrastrukturou a účastníky)

Skutečné revoluce bylo dosaženo díky vyvinutému digitálnímu integrovanému obvodu ASIC, který umožnil odstranit nejen všechny nedostatky konvenčních sítí MeSH, ale dosáhnout nových schopností.

Mikročip centrálního procesoru, zabudovaný do všech zařízení MEA MeSH, umožňuje veškeré směrování provádět přes sebe bez zatížení centrálního procesoru připojeného počítače nebo jeho paměti, včetně směrování přes účastnická zařízení.

Původně byl systém MeSH vytvořen na objednávku amerického ministerstva obrany jako rychle nasaditelný systém pro komunikaci a výměnu digitálních dat mezi mobilními objekty na bojišti.

V současné době je zařízení MeSH dostupné i civilním spotřebitelům. Síť MeSH spolu s mobilními může zahrnovat stacionární objekty. Přenos dat v rámci sítě je realizován na bázi IP technologie, která umožňuje výměnu téměř jakéhokoli typu dat. V rámci sítě je možné přenášet data v jejich čisté podobě, přenášet videoobrazy a v budoucnu i hlasovou komunikaci (s omezeními danými paketovou technologií).

Síť MeSH se skládá ze tří hlavních vrstev:

• První úroveň – stacionární a mobilní účastnické terminály
• Druhou úrovní jsou bezdrátové routery, které poskytují požadovanou oblast pokrytí požadovanou rychlostí. Zajišťuje přenos a směrování toků mezi účastnickými zařízeními a vstupním bodem do pozemní jádrové sítě
• Třetí úrovní jsou bezdrátové přístupové body, které zajišťují připojení bezdrátového segmentu k pozemní jádrové síti a také směrování toků

Sítě MEA MeSH mají následující jedinečné funkce, které nejsou dostupné v jiných bezdrátových přístupových systémech:

Systém MEA MeSH využívá technologii vícenásobného přístupu QDMA s kvadraturním dělením signálu. Systém má 4 rádiové kanály, z nichž se automaticky vybere nejoptimálnější kanál. Offsetové kanály MEA MeSH vzhledem k 802.11 pomáhají omezovat potenciální rušení a zvyšují odolnost proti běžnému rušení nebo záměrnému rušení.

Jak je vidět z diagramu, standardní sítě používají kanály s roztečí 20 MHz a efektivní šířkou pásma 5 MHz. V zařízení MEA MeSH jsou naprogramovány 4 kanály se šířkou pásma 20 MHz. Pro stabilní provoz systému výrobce doporučuje použití minimálně 3 kanálů. Tím, že umožňuje naprogramovat středovou frekvenci kanálu, systém umožňuje posun kanálů, aby se minimalizovalo potenciální rušení z jiných širokopásmových systémů.

Systém MEA MeSH pomocí triangulačních dat pocházejících ze síťových zařízení umožňuje určit polohu objektů bez použití systému GPS v relativních souřadnicích a v geografických souřadnicích za přítomnosti dané absolutní souřadnice prvků infrastruktury sítě.

Systém MEA MeSH poskytuje zákazníkovi následující výhody:

• Schopnost vytvořit integrovaný systém, který vám umožní téměř okamžitě získat data pro rychlou reakci, správu a analýzu;
• Schopnost získávat data pro řízení výrobního procesu na úrovni SCADA, MES, ERP, kde je vyžadována vysokorychlostní výměna dat s mobilními objekty, kterou dříve nebylo možné realizovat;
• Získejte řadu dalších jedinečných funkcí, které vám umožní snížit ztráty, zvýšit produktivitu a zvýšit úroveň bezpečnosti technologických procesů;
• Průměrné finanční organizační náklady v případě nutnosti rozšíření systému.

Produkt je tedy určen k řešení zákaznických problémů souvisejících s poměrně rychlým přenosem velkých datových toků v případech, kdy problém nelze vyřešit pomocí pevné datové sítě.

Příklad hotového projektu

Vezměme si jako příklad expediční systém pro důlní a dopravní zařízení "Carrier", postavený pomocí technologie MESH naší partnerskou společností Skupina VIST v dole Rudnogorsk důlního a zpracovatelského závodu Korshunovsky v Irkutské oblasti.

Systém se skládá z následujících částí:

1. Vybavení mobilních objektů - ovladače, čidla, zařízení pro přenos dat instalovaná na sklápěče, bagry, buldozery a další zařízení.
2. Serverový hardware a software.
3. Pracoviště uživatelů systému (dispečeři, geodeti, opravárenské a technické služby atd.).
4. Podsystémy rádiového přenosu dat.

Práce Systému zahrnuje celý cyklus řízení důlní výroby od plánování až po řízení a analýzu práce.

Obecné schéma konstrukce systému

Využití technologie Motorola MESH jako systému přenosu dat odbavení vyřešilo jak problém rychlého doručení zpráv, tak umožňuje přenos diagnostických dat o provozu strojů a mechanismů prakticky bez omezení.

Zkušenosti ukázaly, že technologie WI-FI nefunguje spolehlivě v mobilních sítích v prostředí těžby. Obtížnost této technologie spočívá ve skutečnosti, že některá infrastrukturní zařízení jsou odpojena od napájení a zařízení pracuje v podmínkách značného rádiového rušení, ke kterému dochází při provozu elektrických strojů. V těchto podmínkách spolehlivě funguje pouze technologie Motorola MESH, původně určená pro použití na bojišti.

Výstavba sítě MESH v Korshunovsky GOK

Schéma výstavby sítě

Výše uvedené schéma ukazuje umístění zařízení infrastruktury. Typické umístění routeru je znázorněno na obrázku:

Na mobilních stanovištích je zařízení instalováno na standardních místech určených pro instalaci rádiových stanic:

Výsledky implementace Motorola MESH

Složení vybavení:

• Přístupový bod – 1 ks. + 1 náhradní díl
• Router – rezerva 5 + 4 pro rozšíření oblasti pokrytí.
• Automodem – 23 + 2 náhradní díly
• Infrastruktura (Cisco Router + Mesh Manager Software).

1. Systém přenosu dat s velkou rezervou zajišťoval fungování dispečerských úkolů s ohledem na perspektivu rozvoje.
2. Zákazník získal možnost přístupu do podnikové počítačové sítě v kterémkoli místě těžebních operací, což umožnilo radikálně zlepšit mechanismus řízení práce a vybudovat různé informační a bezpečnostní systémy.
3. Od instalace systému v listopadu 2007 nedošlo k jediné chybě systému. Ve skutečnosti nebyly potřeba žádné další konfigurační práce.

Závěry:

Systémy Motorola jsou nejmodernější a nejslibnější řešení pro přenos širokopásmového přístupu z mobilních objektů.

Toto řešení bylo původně vyvinuto pro americké ministerstvo obrany a díky úspěšným provozním zkušenostem v drsných podmínkách Sibiře je spolehlivou volbou pro zákazníky, kteří požadují garantovaný širokopásmový přenos z mobilních sítí.

Bezdrátové sítě mají dva věčné problémy: nízkou rychlost a špatnou kvalitu pokrytí a druhý táhne dolů ten první. Zdálo by se, že standard 802.11ac ukončil problémy s rychlostí: gigabitové bezdrátové připojení stačí pro všechny potřeby a zbývá jen zjistit pokrytí, abyste dosáhli maximální rychlosti v jakémkoli rohu velkého domu a i na ulici.

Pro zlepšení pokrytí Wi-Fi se donedávna používaly klasické přístupové body, připojené kabelem k místní síti nebo přijímající rádiový signál a přenášející jej dále. Jedná se o levné řešení, ale má podstatnou nevýhodu: každá Wi-Fi síť vytváří samostatné SSID a vyžaduje samostatné heslo, a pokud používáte dvě pásma, 2,4 GHz a 5 GHz, pak pro dva přístupové body budete mít tolik jako 4 Wi-Fi sítě. Navíc ani nejmodernější smartphony a notebooky ne vždy normálně přepínají mezi dvěma základními stanicemi se stejným SSID a stává se, že zatímco jste v zóně spolehlivého provozu jedné Wi-Fi stanice, jste stále připojeni k jiné přes pomalejší kanál.

Zyxel nedávno uvedl na ruský trh řešení Multy X, sadu bezdrátového zařízení, které poskytuje spolehlivý provoz Wi-Fi na ploše až 446 m2. Multy X je založeno na technologii Mesh a než budeme pokračovat v seznamování s novinkou, stručně vám prozradíme, co to je.

Mesh je nejjednodušší koncept počítačové sítě v historii

Mesh není ani tak bezdrátová síťová technologie, jako spíše spotřebitelsky orientovaný koncept. Doposud je nastavení Wi-Fi pro některé segmenty populace obtížné, a pokud mluvíme o připojení více přístupových bodů ve velké chatě nebo velkém bytě, je to temný les i pro mnoho správců systému. Myšlenka Mesh je tato: připojíte první přístupový bod k domácímu routeru, zvednete svůj smartphone a přihlásíte se prostřednictvím svého účtu na sociálních sítích, nastavíte Wi-Fi jediným kliknutím na tlačítko, poté vezmete druhý přístupový bod a , s chytrým telefonem v rukou jej nainstalujte tam, kde vám řekne chytrou aplikaci pro vás. Udělejte totéž s třetím, čtvrtým a pátým přístupovým bodem. Nepotřebujete žádné znalosti ani zkušenosti s konfigurací sítě.

Na rozdíl od Wi-Fi opakovačů, které se připojují k místní síti pomocí drátu, se Mesh zařízení k sobě připojují prostřednictvím vyhrazeného bezdrátového kanálu 5 GHz, tzv. Backhaul, pro který je přidělen samostatný rádiový modul, takže musí být instalována v každém dosah signálu ostatních. Mesh zařízení nevyžadují k provozu router, což je zvláště důležité v sítích 3G/4G: zapojte LTE píšťalku do přístupového bodu a použijte bezdrátový internet.

Ať jste kdekoli v síti Mesh, váš smartphone nebo notebook se automaticky připojí k nejbližšímu hotspotu se stejným síťovým SSID a heslem. Síť typu mesh je typu peer-to-peer, takže ztráta jednoho nebo více přístupových bodů pro ni nepředstavuje hrozbu – pokud bezdrátový kanál mezi zbývajícími zařízeními zůstane v provozu.

Sada Zyxel Multy X

Síťové přístupové body se prodávají v sadách, které mají kupujícímu usnadnit nastavení a vyhnout se zbytečným problémům s kompatibilitou, produkt Zyxel není výjimkou a Multy X se dodává v neobvyklé dvojité krabici, polepené zevnitř měkkým polymerovým materiálem. Vzhledem k tomu, že se vlastník sítě Mesh může časem rozhodnout rozšířit pokrytí instalací dalších zařízení, bude od druhé poloviny tohoto roku Zyxel Multy X prodáván samostatně. Celkem jsou aktuálně podporovány 3 uzly v jedné síti Mesh.

Technicky je každé zařízení Multy X 3pásmový přístupový bod s jedním rádiovým modulem pro frekvenci 2,4 GHz a dvěma rádiovými moduly pro pásmo 5 GHz. Vyhrazené spojení mezi uzly (zmíněný Backhaul) probíhá rychlostí až 1733 Mbit/s přes 5 GHz rádiový kanál v režimu 4x4 MU-MIMO a neovlivňuje výkon klientského pásma 5 GHz. Mimochodem, pokud jde o rychlost připojení Backhaul, Zyxel Multy X je dvakrát rychlejší než Google WiFi a Linksys Velop se svými špatnými 867 Mbps a levnější řešení jako TP-Link Deco M5 nemají vyhrazené meziuzlové připojení vůbec. a sdílet celkovou šířku kanálu pro klienty a vzájemnou komunikaci.

Rychlost kanálu 2,4 GHz je 400 Mbit/s, což je podle moderních standardů obecně málo a mnoho výrobců síťových zařízení se nesnaží z této frekvence vymáčknout maximum, objektivně věří, že tento rozsah se stává běžnou záležitostí. minulé, nižší než 5 GHz.

Obě klientské frekvence, 2,4 a 5 GHz, využívají režim 2x2 MU-MIMO, který slibuje vysoký výkon i se staršími 802.11n Wi-Fi zařízeními. Celková propustnost sítě by se neměla snižovat při velkém počtu připojených klientů.

Každý přístupový bod má 4 ethernetové porty s rychlostí 1 Gbit/s, z nichž 1 lze použít pro přístup k internetu (WAN) a 3 lze použít pro připojení kabelových klientů, jako jsou osobní počítače, IP kamery nebo NAS. Mezi uzly není žádný kabelový kanál Backhaul, i když tato funkce je implementována v mnoha analogech a může být velmi užitečná, když potřebujete předávat bezdrátovou síť přes silnou železobetonovou podlahu.

Je tu ale port USB 2.0, který se v budoucím firmwaru plánuje využít pro připojení modemu, a modul Bluetooth pro komunikaci se smartphonem. Připojili jsme modem Yota k Mutly X - nebyl detekován, běžný flash disk také nefungoval a Proč je zde tento přístav, nám zůstává záhadou.

Pouzdro Zyxel Multy X nemá nástěnný držák, ani se nerozebírá a soudě podle fotografií na webu výrobce je značná část vnitřního prostoru vyhrazena pro obrovský chladič. A je tu něco na zahřátí.

Technické vlastnosti Zyxel Multy X

• Čtyřjádrový procesor Qualcomm IPQ 4019
• 512 MB RAM
• 4 GB flash
• 9 vnitřních antén
• 1 WAN port 1 Gbps
• 3 LAN porty 1 Gbps
• Jeden port USB 2.0 (bude fungovat v budoucím firmwaru)
• Bluetooth BLE 4.1
• Výkon - 12 V, 3A, 25 W

Když už jsme se zabývali vzhledem zařízení, pojďme se podívat, proč je zajímavý po softwarové stránce.

Nastavení a počáteční instalace

Vzhledem k tomu, že hlavním konceptem Mesh zařízení je maximálně snadné použití, event Zyxel Multy X nemá webové rozhraní a všechna nastavení se provádějí pouze ze smartphonu Android nebo iOS. Stáhněte si nejnovější verzi programu Multy z Google Play a pokračujte k inicializaci. Prvotní nastavení uzlů probíhá přes Bluetooth, a když je vše hotové, můžete zařízení ovládat přes internet z cloudu myZYXELcloud, ze stejné aplikace.

Navzdory skutečnosti, že program má rozhraní v angličtině, není obtížné mu porozumět. Krok za krokem postupujeme podle pokynů: zapněte Bluetooth na telefonu, zapněte napájení přístupového bodu, počkejte, až začne blikat LED kontrolka, a nastavte jméno a heslo pro novou bezdrátovou síť. Obecně zde není co zvláštního psát – celý proces nastavení prvního Multy můžete vidět na screenshotech. Ach ano, úplně jsem zapomněl dodat, že je potřeba připojit přístupový bod k domácí síti přes WAN port, protože bez přístupu k internetu se nastavení nedokončí.

Druhý uzel Zyxel Multy X je nakonfigurován podobně, jen s tím rozdílem, že software sám řekne, zda je potřeba umístit druhý přístupový bod blíže k prvnímu, nebo naopak – dále – jako v našem případě. Nastavení každého zařízení trvá asi 5 minut a většinou se čeká, až program udělá vše sám. V poslední fázi program vyzve váš smartphone, aby se připojil k vytvořené bezdrátové síti a použil ji k surfování na internetu.

A konečně tradiční automatické aktualizace firmwaru pro všechna zařízení Zyxel Multy X v domácí síti a pojmenování jak uzlů, tak místností, ve kterých jsou zařízení nainstalována.

Vezměte prosím na vědomí, že Zyxel Multy X vytvoří pouze jednu podsíť s IP adresami 192.168.212.x a parametry adresy nelze změnit. Každé připojené zařízení lze přiřadit do jedné ze skupin podle typu – například smartphony, bezdrátové fotoaparáty, notebooky atd. a následně nastavit vypnutí podle plánu (to je notoricky známá funkce Parental Control).

Program ve vašem smartphonu má vestavěný test internetového připojení vaší bezdrátové sítě. Můžete otestovat rychlost komunikace mezi přístupovými body Zyxel Multy X a vybrat nejlepší umístění pro jejich instalaci a také rychlost připojení jednotlivých přístupových bodů k internetu. To je velmi užitečná informace a možná hlavní důvod, proč můžete přejít do instalačního programu poté, co je vše hotovo.

Ve výchozím nastavení je použita topologie typu Daisy Chain, kterou lze přepnout na „hvězdu“, ale nedoporučuje se to, protože ztratíte rychlost i vzdálenost mezi zařízeními. Pro externě přístupné servery (video dohled nebo NAS) je k dispozici port DMZ, který funguje, když jsou přístupové body nainstalovány v režimu NAT. Je také možné nainstalovat mostové připojení, ale nedoporučujeme přepínat Multy X do režimu mostu.

Mimochodem, je třeba mít na paměti, že pouze prvotní nastavení Multy X se v budoucnu provádí přes Bluetooth, k připojení k zařízení budete potřebovat internet; Pokud Multy X není připojen k internetu, není možné se k němu dostat ani s ním nic dělat- stačí úplně resetovat všechna nastavení a znovu nakonfigurovat.

Pro mnoho našich čtenářů je nastavení Wi-Fi stejně jednoduché jako přeinstalace systému Windows. Můžeme to udělat se zavřenýma očima a je pro nás těžké ocenit všechny pokusy o zjednodušení tohoto procesu. Z mého pohledu chybí v programu Zyxel Multy X jen ruština a jakmile se objeví, bude si moci wi-fi nainstalovat jak důchodce, tak zoufalá hospodyňka, nemluvě o dětech, které budou také nás něco nového naučit. Pojďme se podívat, jak to funguje.

Testování

Nejprve zkontrolujeme rychlost připojení mezi uzly a z přístupového bodu k internetu. Zyxel uvádí rychlosti propojení Backhaul 1,7 Gbps. Této rychlosti je dosaženo pouze v přímé viditelnosti, když přístupové body fungují bez překážek. Při testování byly rychlosti Backhaul následující:

• Zornost, 5 metrů - 520 Mbit/s
• 5 metrů, 1 betonová zeď - 460 Mbit/s
• 10 metrů, přímá viditelnost - 480 Mbit/s
• 10 metrů, 2 betonové stěny - 450 Mbit/s
• 10 metrů, 3 betonové stěny - 60 Mbit/s
• 10 metrů, 3 betonové stěny - 32 Mbit/s

První testy ukazují, že rychlosti propojení nad 500 Mbit/s lze dosáhnout pouze v ideálních podmínkách Zyxel pravděpodobně uváděl rychlost Backhaul na 1,7 Gbit/s, tedy současné propojení 3 přístupových bodů k sobě, nikoli přímé; spojení dvou uzlů. Multy X nemá v šíření bezdrátového signálu žádné kouzlo – přesně stejný výkon jako všechny přístupové body 802.11ac, vestavěné antény a ve výsledku rychlý útlum při průchodu železobetonovými bariérami.

Dalším testem je přesunutí Wi-Fi klienta z jednoho přístupového bodu do druhého, aby pracoval se signálem nejvyšší kvality. Multy má vestavěný měřič síly signálu, takže se pojďme připojit k bezdrátové síti a chodit od jednoho hotspotu k druhému. Když se úroveň signálu přesune ze zelené zóny (-60 dB) do žluté zóny (-85 dB), smartphonu stačí asi 30 sekund k přepnutí na nejbližší přístupový bod Multy X. To je dobrý indikátor.

Ping přes dva Zyxel Multy: klient - Multy - Multy - kabelový Ethernet

Naše testy ukazují, že rozdíl ve spojení mezi prvním a druhým uzlem Multy X je 6-7 milisekund. Pro surfování po webu, videohovory a instant messenger to nevadí a ani v dynamických online hrách nepocítíte zpomalení sítě, takže obavy ze zpomalení Mesh pro online hráče jsou neopodstatněné.

Problém s cenou

Cena sady Zyxel Multy X sestávající ze dvou jednotek je 26 tisíc rublů. Další přístupový bod Multy X lze zakoupit za 14 tisíc rublů.

Sady Wi-Fi Mesh jsou nejdražším zařízením pro domácí sítě v historii bezdrátových sítí. Zde platíte za pohodlí nastavení ze smartphonu a za komunikaci uzlů prostřednictvím bezdrátového kanálu, který má samostatný rádiový modul, a také za práci s jedním SSID.

Pro srovnání, za zhruba 16 tisíc rublů si můžete koupit 4 přístupové body Zyxel NWA1123-AC v2 s podporou standardu 802.11ac a frekvencí 5 GHz a s ušetřenými penězi pozvat systémového administrátora se ctí, aby vše nastavil za vás . Pokud nechcete vést kabely k přístupovým bodům, pak má Zyxel vynikající sadu v ceně asi 8 400 rublů, která se skládá z adaptéru Pla 5206 v2 Powerline a opakovače Pla5236 Powerline.

Ano, samozřejmě si můžete pamatovat, že Zyxel Multy X podporuje ovládání pomocí hlasové asistentky Amazon Alexa, ale zatím se tato vlastnost těžko hodnotí.

Závěry

Pokud si myslíte, že čím dražší Wi-Fi zařízení, tím více funkcí by mělo mít, pak Zyxel Multy X, stejně jako všechny domácí Wi-Fi Mesh sady, není pro vás. Obecně platí, že pokud rozumíte počítačovému a síťovému vybavení, zvládnete vše levněji a rychleji.

Pokud je pro vás důležité, aby si i morče zřídilo Wi-Fi, a potřebujete vysokou rychlost na velké ploše, například na chatách, chatě nebo jiném zařízení, ale jste líní přemýšlet, mnohem méně tažných drátů, pak je Zyxel Multy X nejlepší síťovou sadou dostupnou na současném trhu. Jednak 3 LAN porty s rychlostí 1 Gbit/s pro NAS, internet věcí, IP kamery atd., samostatný modul rádiové komunikace mezi uzly, kterých mohou být až tři kusy, deklarované pokrytí 466 m2 m a správu prostřednictvím cloudové služby MyZyxelCloud.

Michail Degtyarev (také znám jako LIKE OFF)
25/04.2018

Bez ohledu na to, jak moc krmíte síťového inženýra (slibem o dosahu odkazů a počtu odběratelů na bod), stále se dívá na Mesh. Pokud nemluvíme o kapele nebo stavebních sítích, Wikipedie nás zavede na stránku topologie sítě. A vše se zdá být správné, ale Mesh je víc než jen topologie sítě. Jedná se o velké množství technologií a pravděpodobně i filozofie. Jakmile jste ponořeni do tématu a prodchnuti takovými myšlenkami, není cesty zpět a nemůžete se dívat na svět starým způsobem. Po sérii článků si pravděpodobně nezachováte svůj obvyklý styl myšlení a řešení vznikajících problémů. Pokud tedy podle nové legislativy plánujete v nadcházejících měsících odejít do důchodu a zbytek dní strávit na své oblíbené dači, nemusíte tento článek dále číst. Ale pokud jste stále plní síly objevovat něco nového, můžete si přečíst článek na Wikipedii a pak se vrhnout do tohoto kolotoče.

Tak. Pojďme si definovat, co rozumíme pojmem Mesh:

1. Topologie sítě.
Toto je povinná položka. Pokud se vám někdo snaží říct o „hlavním směrovači“ nebo „směrovacím stromě“, pak tohoto člověka klidně pošlete, aby si přečetl řadu článků, a pamatujte, že je podvodník. V sítích Mesh nemohou být žádné stromy ani „hlavní“ směrovače. Je to vždy plochá síť a vždy peer-to-peer. Mohou nastat případy, kdy je na jedné Mesh síti postavena další, ale to je na samém začátku těžké pochopit a bude to popsáno v následujících článcích.

2. Dostupnost algoritmů řízení provozu (výběr cesty).
Neméně důležitý bod. Jeho absence znamená, že máte jednoduchý opakovač nebo dokonce několik opakovačů, které nejsou schopny optimálně přenášet provoz a jsou pozůstatkem minulosti.

3. Možnost kdykoli přestavět topologii sítě při zachování konektivity.
Ve skutečnosti to vyplývá z druhého bodu. V každém okamžiku může někdo opustit síť nebo se přesunout na jiné místo. Síť musí okamžitě pokračovat v provozu. Můžete to nazvat „automatické obnovení“, což by nebylo úplně správné, protože tento bod je také o dynamických sítích. To znamená, že si představte, že všechny routery jsou neustále v chaotickém pohybu a provoz musí být přenášen. Hraniční stav a speciální případ, ale je to ten, který se bezprostředně týká sítě, automatické obnovy, obnovy topologie a to je vše.

V následujících článcích se určitě dotkneme tématu full mesh VPN, překryvných sítí a směrovacích algoritmů, ale prozatím se budeme věnovat základům a zaměříme se konkrétně na bezdrátové sítě.
Takže... S pojmem Mesh se vždy skrývá přídavek se smečkou dalších pojmů, bez kterých je těžké oddělit mouchy od řízků a vysvětlit alespoň něco, takže jejich místo je úplně na začátku.

• Uzel/uzel je rovnocenným účastníkem sítě. Obvykle je to router.
• Path/Route - řetězec mezilehlých uzlů nezbytných pro přenos paketu v daném okamžiku. V závislosti na algoritmu, kterým je provoz přenášen, lze použít různé možnosti.
• Brána je hraniční směrovač, přes který se mohou uzly připojit k jiným sítím.

Ve většině případů provoz vždy směřuje z uzlu po nějaké cestě k bráně nebo z brány do stejného uzlu, také po nějaké cestě. Stává se také, že si uzly vyměňují provoz v rámci sítě. Z hlediska budování cesty/trasy by se mělo jednat o absolutně podobnou operaci, kterou se buduje stejná trasa k bráně (vzpomeňte si, co jsem říkal o stromu).

Pojďme k příkladům.

Dnes nejvíce propagovaným projektem a možná i největší sítí Mesh je Guifi. Geograficky se síť nachází v Katalánsku a od roku 2018 má dokonce vlastní AS. K přenosu uživatelského provozu je každou sekundu použito asi třicet tisíc uzlů. Jen se zamyslete nad těmito čísly... A kdysi to všechno začalo jedním routerem za účelem připojení internetu do oblasti, kam si jej žádný poskytovatel netroufl rozšířit. Pak sousedům, přátelům atd. Tak vznikla jedna z nejmocnějších komunit.
Stejně cool jsou kluci z Freifunku, německé komunity, která dělá to samé. Tato komunita je příkladem toho, jak Mesh roste do filozofie. Jako jednu ze svých hlavních zásad prohlašují svobodu přístupu k informacím a komunikaci. Ve skutečnosti skupina nadšenců aktivně vyvíjí software s otevřeným zdrojovým kódem a dokonce se zavazuje k linuxovému jádru a současně buduje bezdrátové sítě Mesh v Německu.
Existují ale i komerční projekty, jako je Village Telco. Mají legraci inzerce na YouTube, určitě se na to podívejte. Ve skutečnosti nejen nasazují sítě, ale také poskytují služby IP telefonie. Vše začalo studií, která ukázala, že největší počet hovorů mezi sebou uskutečňují obyvatelé vesnice. Ukázalo se také, že v mnoha vesnicích je spojení velmi špatné a na některých místech prostě neexistuje. Vzhledem k tomu, že instalace základnových stanic podle všech pravidel byla nad možnosti tohoto startu, vyřešili problém elegantně - pomocí Wi-Fi jako základu. Společnost existuje dodnes a pokračuje ve své dobré práci.
Kdysi existoval africký projekt WUG (Wireless User Group) a projekt OLPC (jeden notebook na dítě).

Všechny tyto komunity a projekty lze sjednotit podle jednoho kritéria –“ Budování mesh sítí v místech s malou nebo žádnou infrastrukturou"Přesně na to jsou sítě Mesh nejvhodnější. Vesnice vzdálené od regionálního centra, pouštní oblast nebo vesnice v horách. Pomocí Mesh můžete takovým místům poskytnout nejen komunikaci a přístup k internetu, ale také vydělat peníze to.

Druhý častý případ použití je " Hromadné připojení k internetu pro obyvatele města". V Evropě je mnoho historických center a turistických míst, kde je prostě nemožné instalovat optiku, protože na to nikdo nedá povolení, a před pár stoletími nebyla výstavba kabelovodů tak samozřejmým požadavkem. se dostat ven a opět perfektně pasovat k vyřešení takového problému Mesh sítí.

V Barceloně nyní téměř na každém sloupu veřejného osvětlení najdete Wi-Fi hotspot, který turistům poskytuje přístup k internetu. V areálu MIT existuje podobná síť od roku 2006 (také nazývaná „Roofnet“). Ve skutečnosti jde o případ, kdy se v okolí nachází přístupový bod k internetu ve vzdálenosti několika set metrů až kilometru, ale vzhledem k okolnostem není možné oblast pokrýt komunikací. Mohou to být obrovské sklady, kde potřeby automatizace vyžadují pokrytí Wi-Fi v celé oblasti, nebo rekreační parky, kde jsou pouze stromy a pouliční osvětlení.

Jen si to představte, lidé 21. století zůstávají v útulném bytě, jdou si ráno zaběhat, nasadí si sluchátka se svou oblíbenou hudbou a zjistí, že v parku u hotelu jejich oblíbená streamovací služba nefunguje, protože zmizel internet! Výsledkem je, že hotel dostává spoustu negativních recenzí a obchod trpí. A zdá se, že oblast pokrytí Wi-Fi je třeba rozšířit, ale dráty nelze vytáhnout, jinak se vzhled parku zhorší a bude to další vlna negativních recenzí. Zkuste uhodnout, jakou technologií lze tento problém rychle a efektivně vyřešit? Myslím, že mi rozumíš.

Dalším důležitým scénářem je „ Zachování konektivity mezi pohybujícími se objekty". Jak to mám vysvětlit jednodušeji... Pamatujete si na projekt Google Loon? Ve kterém balóny létaly a distribuovaly internet? Mám pro vás zprávy. Byly také organizovány do sítě Mesh. Myslím to vážně, tady je patent Ve skutečnosti byla taková síť Mesh mezi balóny použita jako páteř pro základnové stanice LTE, ale o to nejde síť se neustále mění, uzly mohou přilétat a odlétat v doslovném smyslu.

V tomto režimu mohou udržovat konektivitu pouze směrovací algoritmy Mesh.

Podobná řešení jsou žádaná v průmyslových areálech s velkým množstvím pohyblivé techniky (vysokozdvižné vozíky ve skladech, sklápěče v lomech, skupiny dronů nebo vozidla v jedné koloně, tzv. „pohyb karavan“).

Mimochodem, stojí za to prozradit více o dopravě.

V moderním světě se vše snaží o automatizaci a místo na slunci v „internetu věcí“ a auta nejsou výjimkou. Slyšeli jste o V2V nebo V2X? Technologie pro chytrá auta, které jim umožňují komunikovat mezi sebou nebo s čímkoli jiným, rozhodovat se na základě obdržených informací a jednat kolektivně. V podstatě rojová inteligence. To je také o Mesh, dokonce existuje standard - 802.11p. Ano, opět na bázi Wi-Fi. A to je skvělé, protože můžete stavět řešení na Commodity hardwaru a okamžitě snížit náklady na konečný produkt. Podpora byla do Linuxu zavedena před mnoha lety pod názvem OCB.

Zdálo by se, že to prostě vezměte a udělejte to, ale Mesh nedosáhl rychlého růstu v žádné z oblastí.
Proč se to stalo? Odpověď je jednoduchá a skládá se z několika bodů:

1. Nízká kanálová rychlost.

V roce 2000 bylo maximum, které bylo možné skutečně získat, 300 Mbit/s v pásmu 5 GHz. U OCB je to ještě méně, dvakrát nebo čtyřikrát. Reálné rychlosti při takových bitratech nikoho ani v té době nenadchly. Proto vše nějak zaniklo a bylo uloženo do krabice až do lepších časů.

2. Nedostatek strukturovaných školicích materiálů.
Mesh byl v té době z velké části doménou nadšenců, uživatelů i společností, které se snažily tuto technologii vyvinout. Vstupní práh se ukázal být vyšší než u tradičních sítí, což vedlo k nízké popularitě Mesh.

Dnes se situace změnila. 802.11ac vám umožňuje dosáhnout rychlosti kanálu 1,7 Gbps na stávajícím zařízení. Masivní routery podporující 802.11ax jsou již na cestě. Standardy 802.11ad se objevily na 60 GHz a kanálové rychlosti 4 Gbit/s. 802.11ay je nyní téměř k dispozici se skutečnými rychlostmi kanálů 44-176 Gbps a MU-MIMO je právě žádá v Mesh. Jinými slovy, bylo dosaženo kritického množství technologií a kapacita teprve nyní dosáhla požadované úrovně. Druhý bod však zůstává - o vzdělávacích materiálech. A pokud nemohu udělat mnoho ohledně standardů bezdrátové komunikace, pak se pokusím říct a vysvětlit. Uvidíš, že se něco povede.

Vypočítejte kapacitu a průchodnost

Abyste pochopili, jak jsou sítě typu Mesh navrženy, musíte poprvé zapomenout na metody navrhování standardních sítí typu Point-to-Multipoint. Ano, je to důležité. Jen si představte, že v hlavě máte jen znalosti o šíření rádiového signálu, hrubé chápání fungování Wi-Fi a matematiku a logiku...
Pojďme se také okamžitě rozhodnout o jedné věci: tento článek je o technologii, a ne o regulaci v Ruské federaci a dalších zemích. Scénáře jsou záměrně, považujte to za uměle, zjednodušené a dokonce zkreslené, jen aby to bylo jasnější.

Takže podmínky jsou stejné. Všechna zařízení jsou 802.11ac, (MU-)MIMO 2x2, šířka kanálu 80 MHz.

Hlavní rozdíly oproti běžnému sektoru jsou v tom, že rychlost zde neklesá, je rozdělená.

Pro lepší pochopení si představte hasiče, jak po řetězu míjejí vědro s vodou ( ZDE ). Paket je přenášen stejným způsobem v sítích Mesh. Rozdíl je v tom, že hasič může podat kbelík a hned sebrat další, ale v rádiu je situace jiná. Zatímco jeden router vysílá, slyší to několik sousedů a nemohou v tu chvíli nic vysílat.

To je způsobeno několika faktory. Za prvé, existuje něco jako CCA a nedovolí vám nic vysílat vzduchem, dokud úroveň signálu neklesne na přijatelnou úroveň. Za druhé, i když vypnete CCA, mechanismus RTS/CTS (Požadavek na odeslání / Clear to Send) bude fungovat přesně jako na obrázku výše a neumožní routeru vysílat rámec, pokud slyšel potvrzení CTS od souseda. . Protože antény jsou obvykle všesměrové, toto schéma sdílení šířky pásma přesahuje 360 ​​stupňů.

Tedy představte si, že hasiči mají vědro, které není klasické kónické, ale těžké s dlouhou vodorovnou tyčí, které jsou nuceni držet tři lidé zároveň. První přihrál druhému, druhý třetímu, třetí začal přihrávat čtvrtému, ale druhý stále nemůže pustit tyč a první je nucen na něj čekat. Bude schopen předat další vědro pouze tehdy, když čtvrtý zaručeně předá kbelík pátému a druhý bude mít definitivně volné ruce. Přehrajte si tuto situaci v hlavě několikrát.

Situaci můžete zlepšit přidáním dalšího rádiového modulu. V tomto případě se propustnost zvýší, protože zařízení bude schopno současně vysílat/přijímat dva rámce najednou. O něco lepší přístup je vysílat rámec přes jiné rádiové rozhraní, ze kterého byl přijat, tedy střídat. To vám umožňuje optimalizovat průchod a vzdálenost dalšího skoku tak daleko, jak je to možné v rámci stejného bezdrátového kanálu.

Dalším způsobem, jak zvýšit propustnost, je snížení výkonu. Pokud použijete tuto techniku, pak díky nelinearitě útlumu signálu v otevřeném prostoru můžete dosáhnout zmenšení oblasti viditelnosti, čímž se vyhnete další iteraci zkrácení šířky pásma na polovinu.
To znamená, že si představme, že hasiči stále míjejí vědro, ale tyč se nyní zkrátila a drží ji pouze dva lidé najednou. A tak to první podá druhému, počká, až to druhý podá třetímu, třetí čtvrtému a vy můžete zase předat kbelík, protože druhý má volné ruce. .

Někdy je možné využít výhod krajiny a rozmístit body tak, že každý uzel (uzel) bude mít spojení pouze se dvěma sousedy. Ukazuje se, že odstraníme další iteraci dělení a vše bude docela dobré, ale ne dokonalé.

Zde je nutné provést rezervaci, že je to soukromé a ve skutečnosti se to stává zřídka. Obvykle jsou nějaké oblasti v budovách nebo na zemi, kde je možné organizovat síť tímto způsobem během dvou nebo tří skoků. Příklad s domy je umělý a určený k demonstraci, jak je uvedeno výše.

Čím více různých technik použijeme, tím větší zisk nakonec získáme. Kromě podhodnocování výkonových a prokládacích rozhraní existují i ​​další. Pokud například nainstalujeme výhradně routery Wave2 s MIMO 2x2 a povolíme MU-MIMO, pak se v některých případech může zvýšit propustnost. To značně závisí na povaze provozu a konfiguraci samotné sítě, ale právě v Mesh fungují technologie jako MU-MIMO nejúčinněji.

Praxe

Nyní se podívejme, jak rychle odhadnout parametry bezdrátové sítě a porovnat VS Mesh Sector.

Ano, své úspěchy si již můžete vybavit podle sektorů.
Hlavní rozdíl je tedy v tom, že Mesh funguje skvěle tam, kde klasická sektorová řešení prostě nebudou fungovat. Například hustá zástavba viladomů/chalup se spoustou stromů. Nastavení CPE prostřednictvím listů je také potěšením. Naopak, Mesh se bude cítit dobře, protože listy a domy potlačují signál z následujících další-hop směrovače.
Druhým hlavním rozdílem je škálovatelnost. Pokud je v klasickém sektoru již 30-40 předplatitelů, pak přidání dalších pěti pocítí všichni bez výjimky. Průměrná latence se zvýší a kapacita výrazně klesne, zvláště pokud se jedná o špatného účastníka s mizerným ukazatelem LOS. Přesná čísla závisí na tom, jak funguje TDMA/Polling a který slot je předplatiteli přidělen. Pokud je slot cca 10 ms a sektor je neustále vytížený, pak bych nastavil průměrnou latenci na zvýšení o 20-30 ms.
InfiNet doporučuje výpočet pomocí vzorce:

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

C - počet připojených účastnických zařízení (CPE),
F - velikost snímku, v milisekundách,
S - použitý počet podslotů.

Při 40 klientech a plné zátěži je to asi 400 ms latence. TDMA, do prdele. To je hlavní nevýhoda centralizovaného přístupu k instalaci BS – celý sektor sdílí stejný vysílací čas.

U Mesh se bude indikátor lišit v různých částech sítě. Stanice, které jsou blíže bráně, budou mít nejmenší zpoždění a ty nejvzdálenější budou mít maximální.
Navrhuji vypočítat pomocí stejného vzorce:

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

C - počet Mesh routerů v řetězci,
F - velikost snímku v milisekundách.

Pokud by náš Mesh byl dlouhý svazek routerů (zvláštní případ), pak by v nejhorším případě byly výsledky výpočtu maximálního zpoždění úplně stejné. Pravda, s jednou výhradou - „pouze pro extrémní zařízení“. Uprostřed by to bylo 200 ms a blíže k bráně bychom měli nejšťastnější účastníky se zpožděním asi 10 ms.
Zde stojí za zvážení, že vzhledem k relativně blízkému umístění zařízení bude bitrate přibližně dvakrát až třikrát vyšší než v sektoru. To znamená, že o tuto hodnotu se zkrátí doba přenosu jednoho rámce a úměrně tomu se sníží i zpoždění.

Pokud se ještě více přiblížíme realitě, pak má síť topologii mesh (no, Mesh) a počet routerů v řetězci bude přibližně roven (A/N), kde:

A - celkový počet routerů,
N je průměrný počet sousedů.

Typicky se N rovná 8 a vzorec dává přibližně 50-75 ms maximální latenci, 25 ms průměr a přibližně 5-10 ms na okraji sítě blízko brány.

Co se stane, když přidáte dalších pět odběratelů?

Abychom to mohli udělat, musíme odpovědět ještě na jednu otázku – „do jaké části sítě tyto předplatitele přidáváme?“ Pokud je to strana nejvzdálenější od brány, zbytek sítě si nic nevšimne, protože pro ně se počet směrovačů v řetězci nezměnil. Pokud je uprostřed, pak je to asi 5 ms dodatečného zpoždění pro vzdálenou (od brány) polovinu sítě. Ať si kdo chce říct cokoli, v tomto případě je dopad na zpoždění asi desetkrát menší. Proč se to děje - odpověď leží na povrchu. Směrovače sdílejí pouze vysílací čas svých sousedů. Zatímco někdo na vzdáleném konci vysílá svůj rámec, totéž se děje v jiné části sítě. Proto ty výhry.

S šířkou pásma je vše trochu složitější, ale podstata je přibližně stejná. Navrhuji vypočítat kapacitu pomocí následujícího vzorce:

(B/A/K), kde:

B - vážený průměr datového toku. Nechť se v našem případě rovná 300 Mbit/s,
A - počet CPE,
K je empirický koeficient nákladů pro použití éteru, rovný 2.

Pro 40 předplatitelů je průměrná hodnota 3,75 Mbit/s. Když k tomu připočteme pět dálkových účastníků s ne nejvyšším bitratem, tak průměrný klesne řekněme na 280 Mbit/s. Výsledkem je průměrná hodnota 3,1 Mbit/s na CPE.

To za předpokladu, že se snažíme vyrovnat provoz mezi všemi účastníky. Ve skutečnosti bude velká nerovnováha mezi zařízeními nejblíže k BS a těmi, která jsou vzdálená/s porušením LOS.

V síti Mesh, jak jsem již psal dříve, budeme mít opět nerovnosti mezi zařízeními nejblíže k bráně (první, druhý, třetí skok) a těmi vzdálenějšími. Obraz je výrazně zlepšen vysokými datovými toky zařízení ve srovnání se sektorem. V naší laboratoři je to přibližně 500-600 Mbit/s. Vypočteme propustnost na základě stejného empirického režijního koeficientu rovného 2. Graficky to lze znázornit takto:

Nejvzdálenější předplatitelé jsou nejdražší. Abyste mohli doručit snímek, budete muset několikrát „odebrat“ vysílací čas ostatním, skok po skoku.

Pokud vše necháte na velké náhodě, pak zařízení nejblíže k bráně rychleji zachytí zdroje a ovládnou provincii (stejně jako v životě). To přirozeně omezí doručování „vzácných“ rámců a zabrání degradaci sítě na 70 Mbit/s kvůli několika routerům z periferie. Cenou tohoto zjednodušení bude v každém okamžiku zcela nepředvídatelná latence a propustnost.

Pro víceméně rovnoměrné rozložení šířky pásma můžete jít dvěma způsoby:

• Těžká závislost v podobě mazaných metod přístupu k prostředí s přidělením slotu, založená na ultra přesné synchronizaci času mezi uzly pomocí GPS nebo ještě návykovějších algoritmech časové synchronizace přes „ztrátové“ spoje. Jakýsi pokus umístit sovu na zeměkouli a udělat decentralizované TDMA.
• Jednoduché technické řešení pro omezení rychlosti na rozhraní AP nebo Ethernet.

Jaký práh v megabitech bychom měli nastavit? Zkusme počítat. Pro přehlednost zveřejním tabulku.

To je přibližně 1,7krát méně než výsledek, který jsme získali výpočtem podobného parametru na sektoru. Vzhledem k tomu, že mesh síť bude zřídka zatížena na 100 %, omezil bych připojení klienta na práh 5 Mbps. Nestačí? Již jsem řekl výše, existují techniky, které vám umožňují přibližně zdvojnásobit vaši propustnost. MU-MIMO na fyzické úrovni a Lineární síťové kódování na kanálu. Na základě různých testů můžeme hovořit o přibližně jedenapůlnásobném nárůstu v důsledku MU-MIMO a to až do výše 30 %. Lineární síťové kódování. O nich vám povím příště. Průměrnou rychlost můžete dosáhnout na 4,5 Mbit/s za cenu malé ztráty latence (10-20 %) a to bude ještě více než v sektoru se stejným počtem účastníků.

Zde je scénář pro poskytovatele: omezte Ethernet v souladu s tarifem „5 Megabit“ a využijte toho, že jej můžete kdykoli bezpečně zvýšit na 10 Mbit/s.

Ne, nekladu si za cíl ukázat, že Mesh je lepší a předčí sektor ve všech ohledech. Chci jen ukázat, že pořadí čísel je stejné a rozdíl je na úrovni chyb ve výpočtech. Pozornost si tedy zaslouží oba přístupy.
I když zde stojí za to přidat velmi důležitý detail. MU-MIMO A Lineární síťové kódování- jedná se o techniky související přímo se směrovači. Existuje další přístup – techniky související s architekturou sítě. Pokud vezmeme v úvahu, že neinstalujeme základnové stanice a náklady na připojení kanálu se výrazně sníží, můžeme nainstalovat druhou bránu na okraj sítě. Je vhodné to udělat na opačném okraji a níže vysvětlím proč.

V sítích typu mesh začíná dělení šířky pásma na bráně nebo vstupním bodě. Gradient se řítí přibližně do středu sítě a jsou zde nejdražší předplatitelé, pokud jde o náklady na doručení rámců. Instalací takové brány na druhý konec sítě ve skutečnosti rozdělíme počet maximálních skoků na polovinu a kanály prvního a druhého skoku obou bran budou z hlediska dělení vysílacího času zcela nezávislé, takže jejich propustnost lze bezpečně přidat. Ideální je samozřejmě zapojit třetí kanál přímo uprostřed (tak co, LHG60 je velmi levný).

Horizontální škálování je hlavní předností Mesh. Sektor bude bojovat, ale přiláká 60–80 odběratelů. Mesh síť může snadno zahrnovat 100-300 zařízení. Pro sektor je to již úroveň, kdy zpoždění překročí 1-2 sekundy a mnoho aplikací začne říkat „Pojď, sbohem!“ při pokusu o připojení.

Typické scénáře

Nyní vyřešme problém. Máme bohatou chatovou komunitu o 200 domech, která se nachází VELMI daleko od města v malebných místech, kde účtuje jen pár mobilních operátorů a můžete volat, ale z internetu je dostupné pouze EDGE. Každý chce internet a 25 Mbit/s. Obyvatelé jsou tak chladní a organizovaní, že vyhrožují pravidelnými flash moby, aby současně otestovali kapacitu celé vesnice. Místa jsou velmi malebná a místní si nechají kazit vzhled jen všemožnými věžemi, třeba přes jejich mrtvolu, a také vyhrožují žalobou na každého, kdo se pokusí na dálku postavit cokoli vysokého a nevzhledného (v jejich chápání). do 5 km od hranice obce. Všude jsou úhledné dlážděné cesty, malé úhledné osvětlovací lucerny a elektrické dráty skryté pod zemí. Vedoucí obce, zodpovědný za čistotu a krásu, po návrhu pokrýt obec xPONem a prodloužit optiku podél sloupů po vás málem hodil složku s dokumenty, ale včas se zastavil a vysvětlil, že takové rozhodnutí naruší vzhled. a je kategoricky nepřijatelné.

Už chápeš, na co narážím. Nemůžete instalovat věže, nemůžete tahat kabely. Jsou možné následující možnosti:

1. Spojení již existuje na okraji sítě

Nějakým zázrakem se ukázalo, že poblíž procházela optika xTelecom a díky velké náhodě měl šéf webu dobrou náladu. Řekl, že prostě neví, komu prodat další vlákno, vedení klade nepříjemné otázky, a tady jste. Cena všem vyhovovala, obyvatelům to nevadilo, ale dali si podmínku, že musí být obnovena přirozená pokrývka zdejších kopců. Tak se rozhodli. Máme gigabitový uplink, HURÁ!

2. RRL připojení

Vypadá to urážlivě, ale je tu šance vzít situaci pozitivním směrem a možná i ve svůj prospěch. Tak si dáme pozor na ruce. S RRL je možné přivést internet do obce, zejména za ceny takových zařízení jako je LHG60. Je možné se připojit dle starého schématu s jednou bránou, ale s tím jsme již uvažovali a o takové řešení nemáme zájem. Tradičně nabízím dvě možnosti: připojení ve dvou bodech se zvýšením propustnosti na klienta na 100 Mbit/s a připojení ve dvou bodech se snížením nákladů na účastnické zařízení jedenapůlkrát až dvakrát.

Začněme první možností. Věnujte pozornost obrázku. Modrá a oranžová barva opět značí zóny šíření signálu. V tomto případě výhoda drahých Mesh routerů se dvěma rádiovými moduly umožňuje zdvojnásobit skutečnou propustnost (a snížit latenci na polovinu, ano) přidáním druhé brány. Všem klientům tak můžete poskytnout navýšení šířky pásma až na 100 Mbit/s bez výměny zařízení, sjednat akci nebo jim rovnou naúčtovat dvojnásobek peněz.

Ve druhém případě (bez zdvojení) postupujeme podle stejné strategie, ale používáme zařízení s jediným rádiovým modulem. Přibližně budou stát dvakrát tolik. Obraz s domy je celý pokryt oranžovou barvou, která symbolizuje použití jednoho společného kanálu pro všechny.

3. Připojení přes satelitní kanál.

V tomto případě se správce stavby ukázal jako kretén a svou optiku nesdílel. Kolem jsou jen lesy, louky a kopce. Jediným řešením, které může lidem nějak dát internet, je obousměrný satelitní kanál. Tricolor dnes nabízí neomezená data až 40 Mbit/s na klienta za symbolickou cenu. Jediné, co zbývá, je nainstalovat několik sad pro lidi ve vesnici, nasadit síť Mesh a užít si jejich malý monopol.

Rychlosti jsou nízké, ale neexistují žádné alternativy. Navíc můžete vždy přidat několik dalších satelitních sad a zvýšit celkovou propustnost (ano, opět horizontální škálování).

Výsledky

Obecně můžeme vše výše uvedené shrnout do podoby tabulky.

Zvláštnosti	PTMP	PLETIVO
Snížení šířky pásma při přidávání nových klientů	Vysoký	Nízký
Zvýšení průměrné latence při přidávání nových klientů	Významný	Prakticky chybí
Efektivita s malým počtem předplatitelů	Vysoký	Nízký
Efektivita s průměrným počtem předplatitelů	Průměrný	Průměrný
Efektivita s velkým počtem předplatitelů	Nízký	Vysoký
Povaha rozdělení zpoždění	Jednotné, vysoké zpoždění	Gradient se ve směru od brány zvyšuje.
Vliv přírodních bariér na průchodnost (účinné v hustě zastavěném prostředí se zelenými plochami)	Vícenásobná degradace	Vícenásobné zvětšení
Náklady na nasazení	Vysoký	Nízký
Cena sady předplatného	Nízký	Nízká/Střední
Cena základnové stanice	Vysoký	Chybí
Rychlost instalace	Nízký	Vysoký

Doufám, že to bylo informativní. V následujících článcích si rozebereme směrovací protokoly pro sítě Mesh a vlastně jaké technologie se v těchto sítích používají.

Uvidíme se znovu.

S pozdravem
Evil Wireless.
@EvilWirelessMan

Jedná se o distribuovanou, peer-to-peer, samoorganizující se síť s topologií mesh. V angličtině mesh znamená „buňka“.

Mesh sítě se liší od obvyklých centralizovaných sítí tím, že všechny uzly v nich mají stejná práva, každý uzel je poskytovatel, router a most (síťový přepínač).

Abyste se stali plnohodnotným uzlem v síti, vše, co musíte udělat, je nainstalovat software Mesh Network na váš router/telefon/notebook. Pro připojení klienta k síti Mesh není potřeba žádný další software, kromě dhcp klienta a systémové podpory pro ipv6.

V mesh síti jste „svým vlastním poskytovatelem“; nemůžete být odpojeni od této sítě, nemůžete být odposloucháváni speciálním zařízením.

Sítě typu Mesh jsou cestou, kterou lidstvo vybuduje bezplatný, cenzuře odolný, decentralizovaný internet se standardním šifrováním provozu End-to-End. A kryptoměny jsou chybějící částí rovnice.

Jaká je hodnota globální mesh sítě?

V síti Mesh je nemožné řídit provoz a uzly obsluhující síť, protože neexistuje jediné centrum pro získávání IP adres (DHCP), všechny trasy jsou distribuované a dynamické a DNS lze také decentralizovat;

Mesh síť je volitelně anonymní a vždy soukromá. Veškerý provoz je ve výchozím nastavení šifrován. Neexistují žádné centralizované protokoly uživatelských relací a aktivity uzlů. Sbohem Velký bratře.

Doprava nemůže být upřednostněna. Neutralita sítě je zákon, který je zapsán do kódu. Sbohem upřednostňování dopravy a lobování za korporace a vlády.

Síť nelze zablokovat ani uzavřít, protože se připojuje podle principu „každý s každým“, což vytváří velké množství spojení. Ztráta jednoho nebo více spojení nenaruší fungování sítě jako celku. Sbohem vládní firewally.

Pokud dojde k přírodní katastrofě, můžete pomocí mesh sítě rychle vybudovat komunikační síť na místě incidentu a s externí podporou ji připojit ke globální síti.

Navíc může být taková síť levná a samoorganizující se, to znamená, že k zařízení připojte kabelové/Wi-Fi/mobilní připojení, stiskněte tlačítko a automaticky se stanete členem sítě. Taková síť může také fungovat v režimu „overlay“, tedy nad existující infrastrukturou, například internetem.

Je síť obtížná?

Při spouštění Mesh Network musíte vyřešit mnoho problémů se směrováním a zároveň to zkombinovat se šifrováním a možností překryvného režimu provozu.

Open source protokol cjdns a na něm založený projekt Hyperboria však všechny tyto problémy celkem efektivně řeší.

Existuje mnoho dalších protokolů pro budování mesh sítí. Níže je srovnávací tabulka:

Automatické přiřazení adresy- klient si volí svou vlastní adresu a nemusí ji měnit při přechodu z jedné podsítě do druhé, protože neexistuje jediné centrum pro vydávání adres;

Automatická konf. Směrování- není třeba ručně konfigurovat směrování sítě;

Distribuované směrování- uzly si vyměňují informace o směrování;

Síťové propojení- možnost připojení sítí přes běžný internet;

IPv4/v6- jaký protokol síť používá;

Automatické ladění- umožňuje používat síť bez instalace dalšího softwaru;

Rozvoj- stav rozvoje sítě;

Podpora- které operační systémy mohou být plnohodnotnými účastníky sítě.

Výzvy a překážky pro globální síť Mesh

Ve srovnání s běžným internetem jsou mesh sítě často neúčinné, protože nezaručují šířku kanálu a kvalitu komunikace. Uvnitř je málo obsahu a není tam velké množství známých stránek a služeb. Spustit Mesh Network na samém začátku je velmi obtížné a efektivity je dosaženo pouze s velkým počtem uživatelů (uzlů).

Nicméně cjdns a další protokoly byly vyvíjeny a funkční již asi 15 let. A na naší planetě je organizováno mnoho různých síťových sítí: od New Yorku po Afghánistán. Lidé budují „svůj“ internet, aby unikli kontrole vlád a poskytovatelů internetu, aby chránili svou svobodu slova a svobodu přístupu k informacím po celém světě.

Největší meshová síť na světě se nazývá Guifi, nachází se ve Španělsku a má v době psaní tohoto článku 34 593 aktivních uzlů.

Tento projekt začal v roce 2004 s jednou Wi-Fi buňkou. Ramon Roca, jeden z inženýrů Oracle, byl unavený čekáním na instalaci internetu v jeho městě Gurb. Původně chtěl problém vyřešit sám. Pak ale pomohl i svým sousedům. Tím, že routery Linksys nakonfiguroval určitým způsobem, dokázal je zkombinovat do Mesh Network, do které se ostatní mohli připojit, pokud měli připojení k internetu.

První síťový uzel začal fungovat, když Roca nainstaloval router se směrovou anténou na nejvyšší budovu ve městě. Byla to jediná budova v kraji s připojením k síti. Router pomocí směrové antény připojil inženýrův dům, který se nachází 6 kilometrů od budovy, k internetu. Sousedé brzy začali žádat o připojení k internetu. A pak sousedé sousedů, známých, kolegů. Všichni se mohli připojit – přístup byl zdarma, stačilo si zakoupit router. Síť se rok od roku postupně zvětšovala. Roca a jeho tým dobrovolníků stále pracují, a to i v noci. Rozvoj jejich sítě je stojí hodně práce. Všechny dary jdou na nákup vybavení. Ve skutečnosti je síť podporována pouze dobrovolným úsilím jejích tvůrců.

Jak ale zaujmout všechny ostatní lidi, aby se připojili k síti, když pro ně problémy ovládání internetu ještě nejsou tak aktuální nebo prostě nejsou důležité? Jak zaujmout uživatele, kteří nechápou, co je to mesh a jaké jsou jeho výhody, aby začali plnit síť obsahem a službami, pokud je uvnitř prázdná a kromě early adopters není nikdo? Jak zaujmout uzly, lépe obsluhovat síť a poskytovat lepší komunikační kanál?

Na jedné straně samy státy, poskytovatelé internetu a korporace vytvářejí pobídky pro rozvoj bezplatného alternativního internetu. Jen si vzpomeňte na poslední, kdy RKN zablokovala více než 18 milionů IP adres, včetně adres serverů Google a Amazon. Bylo ovlivněno mnoho webů a služeb, včetně Microsoft Office 365, aktualizací Windows, Xbox, Viber, Odnoklassniki a mnoha dalších. Vyskytly se problémy s platbami prostřednictvím 3DSecure MasterCard.

Samotné negativní pobídky však nestačí k vytvoření síťového efektu pro přechod z tradičního internetu na bezplatnou globální síť Mesh Network.

Před příchodem kryptoměn byla implementace „pozitivních“ ekonomických pobídek v sítích Mesh v celé jejich flexibilitě a síle nemožná. Jednoduše proto, že byste museli pro každé zařízení napsat kód pro zpracování bank-fiat plateb, což je velmi obtížné a nebezpečné, stejně jako procházet byrokratickými překážkami a pasovou identifikací. Ve skutečnosti již máme všechny technologie k implementaci globální sítě Mesh. Buďme ale realisté – s největší pravděpodobností jeho alfa verze.

Co jsou mesh + kryptoměny? Globální síť Mesh

Řekněme, že systém ekonomických pobídek by mohl vypadat nějak takto:

platím vrstevníkům ( peers jsou sousední uzly v mesh síti) za provoz, který mi směrují;

Kolegové mi platí za provoz, který pro ně směruji;

Provádím kryptografický vklad na svůj uzel, když je zůstatek nulový;

Není pochyb o tom, že taková síť přinese obrovské výhody naprosto každému. Podívejme se, jestli existuje někdo, kdo má dost ohně, aby se to stalo.

Příklady projektů kryptoměn, které vytvářejí mesh sítě: Skycoin, RighMesh, Ammbr, Altheamesh.

Například projekt Skycoin rozvíjí svou síť Skywire Mesh Network a plány jsou velmi ambiciózní. Tým chce vybudovat globální síť Mesh Network a blockchain Skycoin bude používán jako platební systém.

Pletivo-sítí

Síťový koncept

Mobilní telefonie dnes prokázala obrovskou poptávku trhu mobilních předplatitelů po přenosu hlasových a informačních dat rychlostí od několika stovek kilobitů do několika megabitů za sekundu. Vznikající informační systémy se mají stát (ve větší či menší míře) součástí informační sítě poskytující účastníkům globální roaming. Řešení tohoto problému je spojeno se zaváděním nových (3G, WiMAX) a zlepšováním stávajících (Wi-Fi) technologií bezdrátového přenosu dat. Jednou z možností řešení takových sítí na bázi clusterové struktury je technologie Mesh.

Definice mesh sítí

Na základě technologie Mesh byly vytvořeny systémy pro organizaci mobilní komunikace s jednotlivými objekty ve válečné zóně. Takové systémy poskytují vysokorychlostní přenos digitálních informací, video a hlasovou komunikaci a také určují polohu objektů.

V současné době neexistují žádná přesná kritéria, která by definovala termín Mesh network, jak se používá pro širokopásmové bezdrátové přístupové systémy. Nejobecnější definice zní: "Mesh je topologie sítě, ve které jsou zařízení propojena četnými (často redundantními) spojeními, zavedenými ze strategických důvodů." Za prvé, koncept Mesh definuje princip konstrukce sítě, jejíž charakteristickým rysem je samoorganizující se architektura, která implementuje následující schopnosti:

vytváření zón nepřetržitého informačního pokrytí velkého území;

škálovatelnost sítě (zvýšení oblasti pokrytí a hustoty informací) v režimu samoorganizace;

využití bezdrátových transportních kanálů (backhaul) pro komunikaci přístupových bodů v režimu „každý každému“.

odolnost sítě vůči ztrátě jednotlivých prvků.

Architektura sítě Mesh

Topologie Mesh je založena na decentralizovaném návrhu sítě, na rozdíl od typických sítí 802.1 1a/b/g, které jsou vytvářeny na centralizovaném základě. Přístupové body fungující v sítích Mesh nejen poskytují služby předplatitelského přístupu, ale fungují také jako směrovače/opakovače pro jiné přístupové body stejné sítě. To umožňuje vytvořit segment širokopásmové sítě, který se sám instaluje a opravuje.

Mesh sítě jsou vytvořeny jako kolekce shluků. Oblast pokrytí je rozdělena na clusterové zóny, jejichž počet je teoreticky neomezený. Jeden cluster obsahuje 8 až 16 přístupových bodů. Jedním z těchto bodů je rozbočovač (brána) a je připojen k hlavnímu informačnímu kanálu pomocí kabelu (optického nebo elektrického) nebo rádiového kanálu (pomocí širokopásmových přístupových systémů). Přístupové body uzlů, stejně jako další přístupové body (uzly) v clusteru, jsou vzájemně propojeny (se svými nejbližšími sousedy) prostřednictvím rádiového přenosového kanálu. V závislosti na konkrétním řešení mohou přístupové body plnit funkce opakovače (přepravního kanálu) nebo funkce opakovače a účastnického přístupového bodu. Zvláštností Mesh je použití speciálních protokolů, které umožňují každému přístupovému bodu vytvářet tabulky účastníků sítě s řízením stavu transportního kanálu a podporou dynamického směrování provozu po optimální trase mezi sousedními body. Pokud některý z nich selže, je provoz automaticky přesměrován po jiné trase, což zaručuje nejen doručení provozu příjemci, ale doručení v minimálním čase.

Postup rozšiřování sítě v rámci clusteru je omezen na instalaci nových přístupových bodů, jejichž integrace do stávající sítě probíhá automaticky.

Nevýhodou takových sítí je, že pro přenos dat využívají mezilehlé body; to může způsobit zpoždění přenosu informací a v důsledku toho snížit kvalitu provozu v reálném čase (například řeči nebo videa). V tomto ohledu platí omezení počtu přístupových bodů v jednom clusteru.

Dnes se Mesh zařízení vyrábí pro vnější i vnitřní umístění.

Standardy bezdrátového přenosu dat používané k budování mesh sítí

Jak již bylo zmíněno výše, základem pro implementaci sítí Mesh je dnes standard IEEE 802.11 (Wi-Fi).

Zařízení standardu pre-Wi-MAX se již dnes používá pro připojení hubů mesh sítě k páteřním kanálům (Tropos, Nortel atd.). S přihlédnutím k technologickým výhodám WiMAX bude tento standard (zejména v jeho mobilní verzi) použit k organizaci předplatitelského přístupu. Počátek tohoto procesu by však měl být datován do doby, kdy se na trhu objevila levná předplatitelská zařízení, tedy nejdříve v letech 2008-2009.

Wi-Fi Mesh sítě

Možnosti služby

Předání

V současné době standard 802.11 nemá striktní specifikace pro implementaci handoveru („bezproblémový“ pohyb účastníků mezi přístupovými body). K zajištění takového přechodu jsou však k dispozici speciální postupy pro skenování vzduchu a spojování („asociace“). Předání ve Wi-Fi sítích lze realizovat různými způsoby, například na základě protokolu Radius nebo pod kontrolou inteligentního bezdrátového ovladače, který organizuje „tunel“, když se klient přesune do oblasti služeb sousedního přístupu. bod. Specifikace 802.11k (viz postranní panel) popisuje postupy, které umožňují klientskému zařízení vybrat přístupový bod, ke kterému se připojí, před odpojením aktuálního připojení. Navíc použití cachovacího algoritmu poskytovaného specifikací 802.11i zajišťuje vytvoření nového zabezpečeného spojení v čase nepřesahujícím 20-30 ms.

V důsledku toho zařízení podporující kontrolní mechanismy 802.11k zajišťuje, že se účastnické zařízení přepne na nový přístupový bod za maximálně 50 ms. Takové zpoždění uživatel nezaznamená, protože je několikanásobně menší než lidský práh vnímání2.

Internetový roaming

Propojení sítí Mesh (problém roamingu) a následně i propojení pevných a mobilních sítí slouží k řešení hlavního problému: schopnosti poskytovat mobilním koncovým uživatelům co nejširší spektrum služeb za co nejnižší cenu. Vzniká tedy potřeba vyřešit problém organizace mezisíťového roamingu podle známého principu „jedna osoba – jedno číslo“ při přesunu účastníka mezi sítěmi různých typů.

V rámci městské sítě sestávající ze sady klastrů je problém roamingu při přesunu klienta z klastru do klastru řešen mechanismy ESSID, WEP/802.1x a VPN. Volně roamingový klient je identifikován IP adresou s organizací virtuálních IP kanálů.

Očekává se, že specifikace 802.11s bude popisovat postup pro kombinování sítí, včetně různých typů. Vytvoření velkých sítí 802.11s odstraní současný problém s přenosem mezi Wi-Fi sítěmi rozmístěnými v různých městech.

Multiservis

Poskytování multi-služeb zahrnuje organizaci celé řady IP služeb pro klienta, včetně přístupu k internetu, VoIP, videokonferencí atd. Standard IEEE 802.11e umožňuje, při zachování plné kompatibility se současnými standardy 802.11a/b/g, rozšířit funkčnost poskytováním streamovaných multimediálních dat a poskytováním garantované kvality QoS služeb. Mechanismus je založen na prioritizaci provozu a zahrnuje organizaci řízení šířky pásma podle skupin uživatelů a typů provozu (hlas, video atd.).

Praktická implementace QoS umožňuje organizovat nejen hlasové, ale i video relace pro uživatele, kteří jsou extrémně nároční na bezpečnost a spolehlivost připojení (bezpečnostní služby).

Bezpečnost

Otázky zabezpečení sítě (ochrana před nelegálním připojením) jsou velmi aktuální, zejména pro systémy městského měřítka, které kombinují komunální, účastnické a podnikové sítě. Zabezpečení sítě je zajištěno v rámci specifikací standardu 802.11. Šifrovací standard (Wired Equivalent Privacy, WEP) v současnosti nesplňuje požadavky kvůli slabé síle klíče. Přijetí standardu 802.11 i (WPA2) zpřístupňuje bezpečnější schéma ověřování a kódování provozu. Standard IEEE 802.11i umožňuje použití takových nástrojů v produktech Wi-Fi, jako je podpora algoritmů šifrování provozu: TKIP (Protokol Temporal Key Integrity Protocol), WRAP (Wireless Robust Authenticated Protocol) a CCMP (Counter with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protokol). Tyto algoritmy jsou dostatečné pro ochranu na úrovni předplatitelského provozu, ale na úrovni podnikových uživatelů se používají další mechanismy, včetně pokročilejších metod autentizace při připojení k síti: šifrovací metody odolnější vůči kryptoměnám, dynamická náhrada šifrovacích klíčů, používání osobních firewallů, monitorování bezpečnosti bezdrátové sítě, technologie virtuální privátní sítě VPN atd. Výhody integrovaných Wi-Fi-GSM sítí jsou zřejmé, což nutí výrobce zařízení tuto oblast aktivně rozvíjet.

Úsilí v tomto směru souvisí především s vytvořením mezisíťového přechodového mechanismu. Motorola, Avaya a Pro-xim vyvinuly univerzální bezdrátová zařízení a vytvořily fórum SCCAN (Seamless Converged Communication Across Networks), které již schválila IEEE. Aliance SCCAN musí vyvinout specifikaci pro interakci mezi zařízeními s duálním naváděním a kancelářskými IP stanicemi, které mohou fungovat na Wi-Fi i celulárních sítích.

Technologie UMA (Unlicenced Mobile Access), vyvinutá americkou společností Kineto Wireless, umožňuje mobilnímu účastníkovi přejít ze sítě GSM na síť Wi-Fi bez přerušení konverzace.

Dnes trh s GSM telefony s vestavěným Wi-Fi modulem zahrnuje více než 30 modelů a jejich počet neustále roste4.

Síťové aplikace

Největší efektivitu lze očekávat při zavádění městských mesh sítí (MAN). Vlastnosti organizace a využití takových sítí jsou určeny sociální a komerční proveditelností, přičemž sítě mohou být budovány pouze jako podnikové (komunální) nebo účastnické sítě, nebo řešit oba problémy současně.

Z hlediska předplatitelské služby tyto sítě již dnes poskytují celou řadu IP aplikací - Ethernet, VoIP, video v reálném čase.

Předplatitelské sítě

Hlavním úkolem účastnických sítí je poskytovat uživatelům (pevné i mobilní) přístup k internetovým zdrojům a organizovat Wi-Fi telefonii. Charakteristickým rysem těchto sítí je zpravidla vysoká hustota přístupových bodů (cca 10 bodů/km2). Tento parametr je do značné míry dán nízkým výstupním výkonem klientských zařízení (Wi-Fi adaptéry, telefony), vysokou hustotou účastníků (a tedy potřebou zajistit vysokou kapacitu účastnického provozu), jakož i charakteristiky citlivosti přístupových bodů. Zavádění takových sítí se stává ziskovým při dostatečně velkém počtu uživatelů a dnes není určeno technickými, ale ekonomickými aspekty.

Hlavní problémy, kterým musí člověk čelit při vytváření externích (pouličních) sítí Mesh v Rusku:

omezené frekvenční zdroje (frekvenční rozsahy 802.11 v největších městech Ruska jsou téměř vyčerpány);

potřeba potvrdit výsledky radiofrekvenčního plánování praktickými studiemi stavu radiového prostředí v oblasti nasazení sítě (přítomnost neregistrovaných uživatelů);

organizování umístění přístupových bodů co nejblíže účastníkům, poskytování nepřetržitého napájení atd.

Příkladem je síť Mesh společnosti Golden Telecom, nasazená v Moskvě a čítající až 3500 přístupových bodů. V době psaní tohoto článku jsou v realizaci neméně velké projekty v Taipei a Makedonii (v Makedonii bylo úkolem zorganizovat plné pokrytí Wi-Fi sítí ve 40 městech, tedy na celém území země s na ploše větší než 1 500 km2).

Na Obr. Obrázek 2 ukazuje schematický diagram umístění prvků sítě Mesh v městských oblastech. Typické řešení pro mobilní účastníky zahrnuje instalaci přístupových bodů na úrovni 10-12 metrů podél ulic na sloupech městského osvětlení, sloupech semaforů, kabelových prodlužovačkách atd.

Městské sítě

Topologie Mesh umožňuje implementovat komunální sítě, které jsou jedinečné svými schopnostmi, zaměřené na záchranné složky (policie, záchranka, Ministerstvo pro mimořádné situace). Na Obr. Obrázek 3 ukazuje schematický diagram organizace takové zóny (jedním z požadavků je přítomnost výrobců mobilních routerů namontovaných v automobilech).

Základ sítě tvoří uzlové a účastnické přístupové body, umístěné na ulici (zpravidla podél komunikací) a organizující zóny informačního pokrytí, ve kterých je zajištěno připojení účastníků pomocí standardních Wi-Fi adaptérů. Přístupové body lze navíc použít k organizaci řízení dopravy (semafory) a shromažďování video informací, připojením videokamer přes kabelové nebo bezdrátové rozhraní. Připojení uživatelů umístěných v interiéru k vnější síti je realizováno pomocí vnitropodnikových přístupových bodů, které se vyznačují sníženým výstupním výkonem a „pokojovým“ provedením krytu.

Největší zájem o mobilní přístupové body určené pro použití v automobilech. Použití těchto zařízení nejen zvyšuje dosah mezi přístupovými body na 800-1200 metrů, ale také umožňuje organizovat:

informační podpora pro uživatele uvnitř vozu s kabelovým nebo bezdrátovým připojením koncových zařízení (notebook, PDA atd.);

informační pokrytí v okruhu 300 m kolem vozu pro předplatitele se standardními Wi-Fi adaptéry 802.1 1b/g;

ovládání polohy vozidla při použití GPS přijímače zabudovaného v přístupovém bodu.

Použití mobilních přístupových bodů umožňuje rychle rozšířit oblast pokrytí nebo zvýšit informační kapacitu sítě soustředěním vybavených vozidel do „horkých míst“. Mechanismy samoorganizace sítě Mesh umožňují organizovat zónu Wi-Fi s přenosem provozních zvukových a obrazových informací do centrální konzoly v minimálním čase (určeném časem příjezdu vozidel vybavených přístupovými body Mesh).

Analýza vzniku a rozvoje sítí Mesh ukazuje, že existuje stálá tendence spojovat účastnické a komunální sítě. Sítě budované na zakázku obcí jsou často následně doplněny o přístupové body a provozovány operátory v kombinovaném režimu „obec – účastník“.

Technologické sítě

Vysoká úroveň automatizace moderní výroby vyžaduje přenos velkých objemů řídicích a řídicích informací. S příchodem primárních konvertorů a mikrokontrolérů s vestavěnými Wi-Fi moduly na trh jsou bezdrátová řešení pro organizaci technologických sítí stále žádanější.

Především se jedná o víceúrovňové sítě pro přenos dat určené pro moderní dopravní systémy. Funkčnost takových systémů zahrnuje sběr informací o objektu (technický stav, identifikace nákladu),

Typickými úkoly takových projektů je organizace přístupu účastníků a přenos technologických informací ve vlacích. Přístupové body umístěné podél železniční trati zajišťují organizaci Wi-Fi zón ve vozech vlaků jedoucích rychlostí až 300 km/h.

Zařízení

Dnes většinu trhu s mesh vybavením zabírají společnosti sturtup, ale situace se velmi rychle mění. Cisco, Motorola, Nortel, Proxim, Alvarion (organizace transportních kanálů) - to není úplný seznam známých výrobců, kteří stále více působí v sektoru Mesh zařízení.

Veškeré vybavení na trhu lze rozdělit do 3 skupin:

skupina č. 1 - Jednotlivé rádiové systémy s jednou rádiovou jednotkou využívající všesměrové antény;

skupina č. 2 - Duální rádiové systémy se dvěma rádiovými jednotkami využívající všesměrové antény;

Skupina č. 3 - Multirádiové systémy využívající samostatné rádiové jednotky pro organizaci dopravy a účastnického přístupu pomocí směrových antén.

Skupina č. 1. Jednorozhlasové

Při použití Single radio se jeden rádiový modul ve frekvenčním rozsahu (2,4 GHz) používá k organizaci přístupu předplatitele a transportního kanálu mezi body. Vzhledem k hustotě instalace přístupových bodů a omezenému frekvenčnímu zdroji je nutné velmi pečlivé frekvenční a strukturální plánování sítě, aby se eliminovalo jejich vzájemné ovlivňování. Počet přeskoků provozu mezi přístupovými body by neměl být větší než 3–4, což omezuje možnost škálovat síť v rámci jednoho clusteru při organizování služeb v reálném čase. Navzdory těmto specifikům jsou sítě Mesh postavené na zařízeních skupiny 1 lídry na trhu. Zařízení se vyznačuje nízkou cenou a je nejúčinnější pro vytváření oblastí pokrytí malého rozsahu.

Nejvýznamnějším představitelem této skupiny je Tro-pos Networks (USA), největší výrobce zařízení pro topologii Mesh5. Tropos vyrábí řadu zařízení, která zahrnuje přístupové body 5210 (pevné), 4210 (mobilní) a 3210 (v kanceláři). Všechny modely provádějí síťové funkce na úrovni Layer3. Citlivostní charakteristiky patří mezi nejlepší mezi zařízeními s topologií Mesh. Zařízení je optimalizováno pro budování městských sítí. Uzly je možné připojit bezdrátově pomocí Canopy (Motorola) nebo Breeze Access VL (Alvarion). Systém se sám otestuje a vytvoří dynamické tabulky optimální dopravní cesty. V tomto případě je zpáteční trasa zvolena na základě kritéria maximální šířky pásma.

Skupina č. 2. Duální rádio

Při použití duálního rádia se používají samostatné rádiové moduly pro organizaci přístupu předplatitele (2,4 GHz) a přenosového kanálu (5,8 GHz). Toto řešení vám umožňuje zbavit se rušení při přenosu informací mezi body, což zjednodušuje plánování frekvenční sítě a zvyšuje výkon systému pro tranzitní provoz „přenesením“ přenosového kanálu do jiného frekvenčního rozsahu.

Zařízení 2. skupiny vyrábí téměř všichni výrobci Mesh (Aruba, BelAir, Cisco, Motorola, Nortel, Proxim, SkyPilot, Tropos atd.).

Mezi technickými řešeními je třeba poznamenat, že zařízení Nortel Networks využívá až 6 směrových antén na přenosovém kanálu, což umožňuje zvýšení vzdálenosti mezi přístupovými body Aruba Networks využívá centrální Aruba Mobility Controller ke zlepšení zabezpečení sítě.

Motorola oznámila, že zařízení Motomesh využívající technologii MeshConnex bude podporovat finální verzi síťového standardu 802.11s. V tomto případě je plánována modernizace stávajících sítí formou aktualizace softwarové části systému vzduchem.

Skupina č. 3. Vícerozhlas

Architektonicky nejzajímavější je zařízení třetí skupiny (BelAir, SkyPilot, Strix Systems aj.). Je postaven na modulárním principu pomocí 4 až 6 rádiových jednotek. To umožňuje (stejně jako v duálních rádiových řešeních) organizovat oddělení předplatitelských a transportních toků. Účinnost řešení Multi-radio je však zvýšena oddělením příchozího a následného transportního toku při současném zvýšení celkového počtu „přepravních“ rádiových modulů.

Modulární architektura (v praxi se jedná o sadu desek osazených ve standardní skříni) umožňuje rychlou výměnu rádiových modulů a umožňuje jednoduchou modernizaci celé sítě s vývojem technologické a elementární základny, včetně přechodu na nové standardy ( Wi-MAX).

BelAir Networks (Kanada) nabízí řadu zařízení založenou na třech typech venkovních přístupových bodů BelAir50c, BelAir100, BelAir200, které patří do různých skupin zařízení (single-dual-multi radio). V závislosti na modelu mají zařízení nainstalované 1 až 4 rádiové moduly. Starší model (Bel-Air200) poskytuje plně duplexní přenos a účastnický přístup a implementuje síťové funkce na úrovních Layer2 a Layer3. Široká škála vybavení vám umožňuje „flexibilně“ plánovat síť Mesh v závislosti na očekávaném provozu. Vícerádiové přístupové body mohou být umístěny v oblastech s maximálním tranzitním provozem (centrum) a Single-rádiové přístupové body mohou být umístěny na periferii.

Společnost Stryx Systems Inc. (USA), spolu s tradičními řešeními pro sítě s topologií Mesh, aktivně pracuje v segmentu úloh, které vyžadují informační podporu pro rychle se pohybující objekty (do 300 km/h), například železniční dopravu. Zvláštností zařízení je dynamický výběr přenosových kanálů, který snižuje dopad rušení na provoz sítě s topologií Mesh. Pro zlepšení zabezpečení sítě Stryx (na rozdíl od konkurence) používá vzdálený server pro identifikaci uživatelů. Všechny modely provádějí síťové funkce na úrovni Layer3 s podporou většiny existujících síťových protokolů pro přepínání a směrování.

SkyPilot umístí své zařízení jako příští 4. generaci Mesh zařízení. Jeho charakteristickým rysem je použití synchronních protokolů pro organizaci transportních kanálů. Řešení využívají 8-sektorové antény. Každý sektor vytváří dvoubodovou TDD komunikaci pomocí GPS k synchronizaci sektorů.

Vyhlídky a šance na úspěch

Zavedení nových specifikací standardu Wi-Fi (zejména 802.1 1n) slibuje výrazné zvýšení rychlosti přenosu informací, které dokáže plně kompenzovat nedostatky standardu (kolize přístupu, které se v největší míře projevují v podmínkách vysokého přetížení sítě).

Vzhledem k výhodám WiMAX bychom měli očekávat, že tento standard začne aktivně konkurovat Wi-Fi při organizování sítí Mesh, ale ne dříve, než se objeví levná předplatitelská zařízení. Je však obtížné očekávat úplnou výměnu technologií kvůli omezením výkonu WiMAX (Mbit/s), která jsou vlastní 802.16. V takových podmínkách je koexistence a vzájemná integrace sítí nevyhnutelná.

Rostoucí složitost Mesh systémů s rostoucím rozsahem a potřeba integrace s alternativními sítěmi (GSM, 3G, WiMAX atd.) bude vyžadovat vytvoření složitějších řídicích systémů založených na centralizovaných řešeních. Komerční efektivita integrovaných komunálně-účastnických přístupových sítí povede ke zvýšení jejich počtu a bude vyžadovat vytvoření efektivnějších řešení pro zajištění bezpečnosti sektoru komunálních sítí.

Pro Rusko jsou očekávaným sektorem pro výstavbu sítí Mesh velké metropolitní oblasti (oblasti na spaní a obchodní centra) a chatové osady. Problémy s organizací takových sítí souvisí především s omezením frekvence. Na rozdíl od zemí s „otevřenými“ pásmy standardu 802.11 je v Rusku při budování externích sítí nutné získat rozhodnutí SCRF a povolení k frekvenci. Při budování vnitřních sítí se postup zjednodušuje: je-li zařízení specifikováno v příloze č. 2 Rozhodnutí SCRF č. 04-03-04-003 ze dne 6. prosince 2004 nebo zařazeno do seznamu zařízení navazujícími rozhodnutími č.j. SCRF, pak stačí registrace sítě v místním středisku rádiových frekvencí.

S přihlédnutím k politice ruského ministerstva informací a komunikací by se mělo očekávat, že hranice mezi topologií tradičních řešení širokopásmového přístupu (zejména v

aplikace standardu WiMAX pro frekvenční pásma 2.4; 3,5; 5,8 GHz) a Mesh se při implementaci v Rusku postupně rozostřou.

Mesh jako princip výstavby sítě se bude jistě rozvíjet a bude zaujímat ne-li určující, tak významné postavení v celosvětové informační síti.