Las mallas están diseñadas específicamente para las personas. WiFi perfecto en todas partes: las redes en malla proporcionan conexiones WLAN rápidas. ¿Dónde se puede utilizar una red en malla?

TecnologíaMALLA- una solución profesional confiable para la transmisión garantizada de datos de banda ancha desde objetos móviles.

Para organizar los sistemas de comunicación inalámbrica para la transmisión de datos, actualmente se utilizan sistemas de acceso de banda ancha, que se pueden dividir según su finalidad funcional en las siguientes clases:

WLAN: redes de comunicación locales inalámbricas.

El equipo WLAN se utiliza para organizar una red Ethernet inalámbrica dentro de la oficina. El equipo fue diseñado para trabajar en distancias cortas, hasta 100 metros. Los representantes más conocidos de WLAN son los productos que utilizan tecnologías 802.11a/b/g (Wi-Fi). El alcance típico de los equipos WLAN no suele superar los 30-50 metros, pero el uso de amplificadores y antenas direccionales permite aumentarlo. El rango de frecuencia típico de los equipos WLAN es 2,4; 5 GHz. El reglamento existente "Sobre el procedimiento para el uso de sistemas de transmisión de datos dentro de oficinas en la banda de frecuencia 2400-2483,5 GHz en el territorio de la Federación de Rusia" prácticamente ha dado como resultado el uso generalizado de soluciones dentro de oficinas fuera de las oficinas.

Debido al bajo costo de los productos WLAN y al "problema de frecuencia" simplificado en Rusia, muchas redes de banda ancha se construyeron y continúan construyéndose específicamente sobre la base de equipos WLAN que utilizan antenas externas y amplificadores adicionales. Las principales desventajas de la WLAN son el acceso por colisión, una caída brusca e impredecible de la velocidad a medida que aumenta el alcance y el número de usuarios y la necesidad de utilizar antenas y amplificadores externos. La tecnología, en nuestra opinión, es prácticamente doméstica y, según nuestra experiencia, no es adecuada para resolver problemas donde se requiere un tiempo garantizado de entrega de información.

HOMBRE (intraurbanoredes), WAN (red de acceso inalámbrico)

Los equipos de esta clase están especialmente diseñados para organizar grandes redes a escala de una ciudad o una región separada con calidad de servicio garantizada. El rango de frecuencia típico de los equipos WLAN es 2,4; 3,5; 5 GHz. El equipo ha desarrollado sistemas de monitoreo, control de elementos del sistema y se escala de manera fácil y flexible con parámetros de calidad calculados. El equipo fue diseñado principalmente para uso en exteriores.

Tecnología MALLA

Dentro de esta clasificación, las redes de comunicación se pueden dividir en sistemas para objetos fijos y móviles. Además, la nueva generación de equipos puede utilizar la moderna tecnología MeSH.

¿Cuál es la diferencia entre las redes convencionales y la arquitectura de red MeSH autoorganizada?

Por ejemplo, así es como se ve una red Wi-Fi estándar, como se muestra en el siguiente diagrama:

Si dicha red se complementa con hardware y software especializados, su estructura cambiará a la arquitectura MeSH:

Parecería que la nueva arquitectura MeSH permite mejorar las capacidades de la red estándar, sin embargo, este esquema también tiene sus inconvenientes, a saber:

Capacidades de infraestructura limitadas (abonados que no tienen conexión a la red fuera del área de cobertura de la infraestructura)

- interrupción de la comunicación en caso de fallas de la red (si falla uno de los elementos de la infraestructura, los suscriptores en esta área de cobertura se desconectan de la red)

- falta de movilidad y traspaso (cuando el objeto se mueve, los suscriptores pierden la conexión con la infraestructura de la red)

- susceptibilidad a la interferencia de otras redes (si se produce interferencia, los elementos de la infraestructura de la red pueden perder contacto con la infraestructura y los suscriptores)

La verdadera revolución se logró gracias al circuito integrado digital ASIC desarrollado, que permitió eliminar no solo todas las deficiencias de las redes MeSH convencionales, sino también lograr nuevas capacidades.

El microchip del procesador central integrado en todos los dispositivos MEA MeSH permite que todo el enrutamiento se realice a través de él mismo sin cargar el procesador central de la computadora conectada o su memoria, incluido el enrutamiento a través de dispositivos de abonado.

Inicialmente, el sistema MeSH fue creado por orden del Departamento de Defensa de EE. UU. como un sistema de rápida implementación para la comunicación y el intercambio de datos digitales entre objetos móviles en el campo de batalla.

Actualmente, los equipos MeSH también están disponibles para los consumidores civiles. La red MeSH, junto con las móviles, puede incluir objetos estacionarios. La transmisión de datos dentro de la red se realiza sobre la base de tecnología IP, que permite el intercambio de casi cualquier tipo de datos. Dentro de la red, es posible transmitir datos en su forma pura, transmitir imágenes de video y, en el futuro, comunicación de voz (con limitaciones impuestas por la tecnología de paquetes).

La red MeSH consta de tres capas principales:

• Primer nivel: terminales de abonado fijos y móviles
• El segundo nivel son los enrutadores inalámbricos que brindan el área de cobertura requerida a la velocidad requerida. Proporcionar transporte y enrutamiento de flujos entre los dispositivos de los suscriptores y el punto de entrada a la red central terrestre.
• El tercer nivel son los puntos de acceso inalámbrico que proporcionan conexión del segmento inalámbrico a la red central terrestre y también enrutamiento de flujos.

Las redes MEA MeSH tienen las siguientes capacidades únicas que no están disponibles en otros sistemas de acceso inalámbrico:

El sistema MEA MeSH utiliza tecnología de acceso múltiple QDMA con división de señal en cuadratura. El sistema dispone de 4 canales de radio, entre los cuales se selecciona automáticamente el canal más óptimo. Los canales MEA compensados ​​de MeSH en relación con 802.11 ayudan a limitar posibles interferencias y mejorar la solidez contra interferencias comunes o interferencias intencionales.

Como puede verse en el diagrama, las redes estándar utilizan canales con un paso de 20 MHz y un ancho de banda efectivo de 5 MHz. En los equipos MEA MeSH se programan 4 canales con un ancho de banda de 20 MHz. Para un funcionamiento estable del sistema, el fabricante recomienda el uso de al menos 3 canales. Al permitir programar la frecuencia central del canal, el sistema permite cambiar los canales para minimizar posibles interferencias de otros sistemas de banda ancha.

El sistema MEA MeSH, utilizando datos de triangulación provenientes de dispositivos de red, le permite determinar la ubicación de objetos sin usar el sistema GPS en coordenadas relativas y en coordenadas geográficas en presencia de una coordenada absoluta dada de los elementos de infraestructura de la red.

El sistema MEA MeSH proporciona al cliente los siguientes beneficios:

• La capacidad de crear un sistema integrado que le permita obtener datos casi instantáneamente para una respuesta, gestión y análisis rápidos;
• La capacidad de obtener datos para controlar el proceso de producción a nivel SCADA, MES, ERP, donde se requiere un intercambio de datos de alta velocidad con objetos móviles, que antes era imposible de implementar;
• Obtenga una serie de funciones únicas adicionales que le permitirán reducir pérdidas, aumentar la productividad y aumentar el nivel de seguridad de los procesos tecnológicos;
• Costos organizativos financieros promedio si es necesario ampliar el sistema.

Por lo tanto, el producto está diseñado para resolver los problemas de los clientes relacionados con la transmisión bastante rápida de grandes flujos de datos, en los casos en que el problema no se puede resolver utilizando una red de datos fija.

Ejemplo de un proyecto completado

Consideremos, como ejemplo, el sistema de despacho de equipos de minería y transporte "Carrier", construido con tecnología MESH por nuestra empresa asociada. Grupo VIST en la mina Rudnogorsk de la planta de procesamiento y minería Korshunovsky en la región de Irkutsk.

El sistema consta de las siguientes partes:

1. Equipos de objetos móviles: controladores, sensores, dispositivos de transmisión de datos instalados en camiones volquete, excavadoras, topadoras y otros equipos.
2. Hardware y software del servidor.
3. Lugares de trabajo de los usuarios del sistema (despachadores, peritos, servicios técnicos y de reparación, etc.).
4. Subsistemas de transmisión de datos por radio.

El trabajo del Sistema comprende todo el ciclo de gestión de la producción minera desde la planificación hasta la dirección y análisis del trabajo.

Esquema general de construcción del sistema.

El uso de la tecnología Motorola MESH como sistema de transmisión de datos de despacho ha resuelto el problema de la entrega rápida de mensajes y permite la transmisión de datos de diagnóstico sobre el funcionamiento de máquinas y mecanismos prácticamente sin restricciones.

La experiencia ha demostrado que la tecnología WI-FI no funciona de manera confiable en redes móviles en entornos mineros. La dificultad de esta tecnología radica en el hecho de que algunas instalaciones de infraestructura están desconectadas de la energía y el equipo funciona en condiciones de importantes interferencias de radio que se producen durante el funcionamiento de las máquinas eléctricas. En estas condiciones, sólo la tecnología MESH de Motorola, originalmente diseñada para su uso en el campo de batalla, funciona de manera confiable.

Construcción de la red MESH en Korshunovsky GOK

Diagrama de construcción de red.

El diagrama anterior muestra la ubicación de las instalaciones de infraestructura. En la figura se muestra una ubicación típica del enrutador:

En los sitios móviles, los equipos se instalan en lugares estándar destinados a la instalación de estaciones de radio:

Resultados de la implementación de Motorola MESH

Composición del equipo:

• Punto de acceso – 1 ud. + 1 repuestos
• Enrutador – Reserva 5 + 4 para ampliar el área de cobertura.
• Módem de coche – 23 + 2 repuestos
• Infraestructura (Cisco Router + Software Mesh Manager).

1. El sistema de transmisión de datos garantizó con gran margen el funcionamiento de las tareas de despacho teniendo en cuenta las perspectivas de desarrollo.
2. El cliente tuvo la oportunidad de acceder a la red informática corporativa en cualquier punto de las operaciones mineras, lo que permitió mejorar radicalmente el mecanismo de gestión del trabajo y construir diversos sistemas de información y seguridad.
3. Desde la instalación del sistema en noviembre de 2007, no ha habido ni un solo fallo en el sistema. De hecho, no fue necesario ningún trabajo de configuración adicional.

Conclusiones:

Los sistemas Motorola son las soluciones más modernas y prometedoras para transmitir acceso de banda ancha desde objetos móviles.

Desarrollada originalmente para el Departamento de Defensa de EE. UU. y gracias a la experiencia operativa exitosa en las duras condiciones de Siberia, esta solución es una opción confiable para los clientes que requieren transmisión de banda ancha garantizada desde sitios móviles.

Las redes inalámbricas tienen dos problemas eternos: baja velocidad y mala calidad de cobertura, y el segundo arrastra al primero. Parecería que el estándar 802.11ac ha acabado con los problemas de velocidad: una conexión inalámbrica gigabit es suficiente para cualquier necesidad, y solo queda averiguar la cobertura para conseguir la máxima velocidad en cualquier rincón de una casa grande y incluso en la calle.

Hasta hace poco, para mejorar la cobertura Wi-Fi se utilizaban puntos de acceso convencionales, conectados por cable a una red local o recibiendo una señal de radio y transmitiéndola. Esta es una solución económica, pero tiene un inconveniente importante: cada red Wi-Fi crea un SSID separado y requiere una contraseña separada, y si usa dos bandas, 2,4 GHz y 5 GHz, entonces para dos puntos de acceso tendrá tantas como 4 redes Wi-Fi. Además, incluso los teléfonos inteligentes y portátiles más modernos no siempre cambian normalmente entre dos estaciones base con el mismo SSID, y sucede que mientras estás en la zona de funcionamiento confiable de una estación Wi-Fi, todavía estás conectado a otra. a través de un canal más lento.

Zyxel lanzó recientemente al mercado ruso la solución Multy X, un conjunto de equipos inalámbricos que proporciona un funcionamiento Wi-Fi confiable en un área de hasta 446 metros cuadrados. Multy X se basa en la tecnología Mesh, y antes de continuar conociendo el nuevo producto, te contamos brevemente de qué se trata.

Mesh es el concepto de red informática más simple de la historia

Mesh no es tanto una tecnología de redes inalámbricas sino un concepto orientado al consumidor. Hasta ahora, configurar Wi-Fi es difícil para algunos segmentos de la población, y si hablamos de conectar varios puntos de acceso en una casa de campo grande o en un apartamento grande, esto es un bosque oscuro incluso para muchos administradores de sistemas. La idea detrás de Mesh es la siguiente: conectas el primer punto de acceso al enrutador de tu hogar, tomas tu teléfono inteligente e inicias sesión a través de tu cuenta de redes sociales, configuras Wi-Fi con solo hacer clic en un botón, luego tomas el segundo punto de acceso y , con el smartphone en tus manos, instálalo donde te indique una aplicación inteligente para ti. Haz lo mismo con los puntos de acceso tercero, cuarto y quinto. No necesitas ningún conocimiento o experiencia en configuración de redes.

A diferencia de los repetidores Wi-Fi que se conectan a una red local mediante cables, los dispositivos Mesh se conectan entre sí a través de un canal inalámbrico dedicado de 5 GHz, el llamado Backhaul, para el cual se asigna un módulo de radio separado, por lo que deben instalarse dentro de cada uno. rango de señal del otro. Los dispositivos Mesh no requieren un enrutador para funcionar, lo cual es especialmente importante en redes 3G/4G: conecte un silbato LTE al punto de acceso y use Internet inalámbrico.

Dondequiera que esté dentro del alcance de la red Mesh, su teléfono inteligente o computadora portátil se conectará automáticamente al punto de acceso más cercano con el mismo SSID y contraseña de red. La red de malla es peer-to-peer, por lo que la pérdida de uno o más puntos de acceso no representa una amenaza para ella, siempre que el canal inalámbrico entre los dispositivos restantes permanezca en funcionamiento.

Kit Zyxel Multy X

Los puntos de acceso de malla se venden en kits para facilitar al comprador la configuración y evitar problemas de compatibilidad innecesarios. El producto Zyxel no es una excepción, y Multy X viene en una caja doble inusual, pegada por dentro con un material polimérico suave. Dado que con el tiempo el propietario de la red Mesh puede decidir ampliar la cobertura instalando dispositivos adicionales, a partir del segundo semestre de este año Zyxel Multy X se venderá individualmente. En total, actualmente se admiten 3 nodos en una red Mesh.

Técnicamente, cada dispositivo Multy X es un punto de acceso de 3 bandas con un módulo de radio para la frecuencia de 2,4 GHz y dos módulos de radio para el rango de 5 GHz. Una conexión dedicada entre nodos (el Backhaul antes mencionado) se realiza a velocidades de hasta 1733 Mbit/s a través de un canal de radio de 5 GHz en modo 4x4 MU-MIMO y no afecta el rendimiento de la banda de 5 GHz del cliente. Por cierto, en términos de velocidad de conexión Backhaul, Zyxel Multy X es dos veces más rápido que Google WiFi y Linksys Velop con sus pobres 867 Mbps, y las soluciones más baratas como TP-Link Deco M5 no tienen ninguna conexión dedicada entre nodos. y compartir el ancho total del canal para los clientes y la comunicación entre ellos.

La velocidad de un canal de 2,4 GHz es de 400 Mbit/s, lo que generalmente no es mucho para los estándares modernos, y muchos fabricantes de equipos de red no intentan exprimir esta frecuencia al máximo, creyendo objetivamente que este rango se está convirtiendo en una cosa del pasado. pasado, inferior a 5 GHz.

Ambas frecuencias de cliente, 2,4 y 5 GHz, utilizan el modo MU-MIMO 2x2, que promete un alto rendimiento incluso con dispositivos Wi-Fi 802.11n más antiguos. El rendimiento general de la red no debe reducirse cuando hay una gran cantidad de clientes conectados.

Cada punto de acceso tiene 4 puertos Ethernet con una velocidad de 1 Gbit/s, de los cuales 1 se puede utilizar para acceder a Internet (WAN) y 3 se pueden utilizar para conectar clientes cableados, como ordenadores personales, cámaras IP o NAS. No existe un canal Backhaul cableado entre nodos, aunque esta función se implementa en muchos análogos y puede resultar muy útil cuando es necesario reenviar una red inalámbrica a través de un piso de concreto reforzado grueso.

Pero hay un puerto USB 2.0, que está previsto utilizar en futuros firmware para conectar un módem, y un módulo Bluetooth para comunicarse con un teléfono inteligente. Conectamos el módem Yota a Mutly X; no se detectó, una unidad flash normal tampoco funcionó y Por qué este puerto está aquí sigue siendo un misterio para nosotros..

La carcasa del Zyxel Multy X no tiene soporte de pared, ni siquiera se desmonta y, a juzgar por las fotografías de la web del fabricante, una parte importante del espacio interno está destinado a un enorme radiador de refrigeración. Y aquí hay algo para calentarse.

Características técnicas de Zyxel Multy X

• Procesador Qualcomm IPQ 4019 de cuatro núcleos
• 512 MB de RAM
• memoria flash de 4GB
• 9 antenas internas
• 1 puerto WAN 1 Gbps
• 3 puertos LAN 1 Gbps
• Un puerto USB 2.0 (funcionará en firmware futuro)
• Bluetooth BLE 4.1
• Potencia: 12 V, 3 A, 25 W

Habiendo abordado la apariencia del dispositivo, veamos por qué es interesante desde el punto de vista del software.

Configuración e instalación inicial

Dado que el concepto principal de los dispositivos Mesh es la máxima facilidad de uso, incluso Zyxel Multy X no tiene interfaz web y todas las configuraciones se realizan únicamente desde un teléfono inteligente Android o iOS. Descargue la última versión del programa Multy de Google Play y continúe con la inicialización. La configuración inicial de los nodos se realiza vía Bluetooth, y cuando todo esté terminado, podrás controlar los dispositivos vía Internet desde la nube myZYXELcloud, desde la misma aplicación.

A pesar de que el programa tiene una interfaz en inglés, no es difícil de entender. Paso a paso seguimos las instrucciones: enciende Bluetooth en el teléfono, enciende el punto de acceso, espera hasta que el indicador LED parpadee y configura el nombre y contraseña de la nueva red inalámbrica. En general, no hay nada especial que escribir aquí: puede ver todo el proceso de configuración del primer Multy en las capturas de pantalla. Ah, sí, olvidé por completo agregar que necesita conectar el punto de acceso a su red doméstica a través del puerto WAN, porque sin acceso a Internet la configuración no se completará.

El segundo nodo Zyxel Multy X se configura de forma similar, con la única diferencia de que el propio software te dirá si necesitas colocar el segundo punto de acceso más cerca del primero o viceversa, más lejos, como en nuestro caso. Se necesitan unos 5 minutos para configurar cada dispositivo y la mayor parte del tiempo se espera a que el programa haga todo por sí solo. En la última etapa, el programa solicitará a su teléfono inteligente que se conecte a la red inalámbrica creada y la utilice para navegar por Internet.

Finalmente, las tradicionales actualizaciones automáticas de firmware para todos los dispositivos Zyxel Multy X en la red doméstica y la denominación de los nodos y salas en las que están instalados los dispositivos.

Tenga en cuenta que Zyxel Multy X crea solo una subred con direcciones IP 192.168.212.x y los parámetros de dirección no se pueden cambiar. Cada dispositivo conectado se puede asignar a uno de los grupos por tipo, por ejemplo, teléfonos inteligentes, cámaras inalámbricas, computadoras portátiles, etc., y luego configurarlo para que se apague según un horario (esta es la notoria función de Control parental).

El programa de su teléfono inteligente tiene una prueba incorporada para la conexión a Internet de su red inalámbrica. Puedes probar la velocidad de comunicación entre los puntos de acceso Zyxel Multy X para elegir la mejor ubicación para su instalación, así como la velocidad a la que cada punto de acceso se conecta a Internet. Esta es información muy útil y quizás la razón principal por la que puedes acceder al programa de instalación una vez hecho todo.

De forma predeterminada, se utiliza la topología del tipo Daisy Chain, que se puede cambiar a “estrella”, pero esto no es recomendable, ya que perderá velocidad y distancia entre dispositivos. Para servidores accesibles externamente (videovigilancia o NAS), existe un puerto DMZ que funciona cuando los puntos de acceso están instalados en modo NAT. También es posible instalar una conexión puente, pero no recomendamos cambiar Multy X al modo puente.

Por cierto, debe tener en cuenta que solo la configuración inicial de Multy X se realiza a través de Bluetooth; en el futuro, necesitará Internet para conectarse al dispositivo; Si Multy X no está conectado a Internet, no hay forma de acceder a él ni de hacer nada con él.- simplemente restablezca completamente todas las configuraciones y configúrelas nuevamente.

Para muchos de nuestros lectores, configurar Wi-Fi es tan sencillo como reinstalar Windows. Podemos hacerlo con los ojos cerrados y nos resulta difícil apreciar todos los intentos de simplificar este proceso. Desde mi punto de vista, lo único que falta en el programa Zyxel Multy X es el idioma ruso, y tan pronto como aparezca, incluso un jubilado y un ama de casa desesperada podrán instalar Wi-Fi, sin mencionar a los niños que lo harán. también nos enseña algo nuevo. Veamos cómo funciona.

Pruebas

En primer lugar comprobamos la velocidad de conexión entre los nodos y desde el punto de acceso a Internet. Zyxel afirma velocidades de interconexión Backhaul de 1,7 Gbps. Esta velocidad se logra sólo en la línea de visión cuando los puntos de acceso funcionan sin obstáculos. En las pruebas, las velocidades de Backhaul fueron las siguientes:

• Línea de visión, 5 metros - 520 Mbit/s
• 5 metros, 1 muro de hormigón - 460 Mbit/s
• 10 metros, línea de visión - 480 Mbit/s
• 10 metros, 2 paredes de hormigón - 450 Mbit/s
• 10 metros, 3 paredes de hormigón - 60 Mbit/s
• 10 metros, 3 paredes de hormigón - 32 Mbit/s

Las primeras pruebas muestran que es posible alcanzar velocidades de interconexión superiores a 500 Mbit/s sólo en condiciones ideales; Zyxel probablemente indicó la velocidad de Backhaul en 1,7 Gbit/s, es decir, la conexión simultánea de 3 puntos de acceso entre sí, y no la conexión directa. conexión de dos nodos. Multy X no tiene ninguna magia en la propagación de una señal inalámbrica: exactamente la misma potencia que todos los puntos de acceso 802.11ac, antenas integradas y, como resultado, una rápida atenuación al atravesar barreras de hormigón armado.

La siguiente prueba es mover el cliente Wi-Fi de un punto de acceso a otro para poder trabajar con la señal de mayor calidad. Multy tiene un medidor de intensidad de señal incorporado, así que conectémonos a una red inalámbrica y caminemos de un punto de acceso a otro. Cuando el nivel de la señal pasa de la zona verde (-60 dB) a la zona amarilla (-85 dB), el teléfono inteligente sólo necesita unos 30 segundos para cambiar al punto de acceso Multy X más cercano. Este es un buen indicador.

Haga ping a través de dos Zyxel Multy: cliente - Multy - Multy - Ethernet cableado

Nuestras pruebas muestran que la diferencia de conexión entre el primer y segundo nodo Multy X es de 6 a 7 milisegundos. Para la navegación web, las videollamadas y la mensajería instantánea, esto no importa, e incluso en los juegos dinámicos en línea no sentirá la desaceleración de la red, por lo que las preocupaciones sobre la desaceleración de Mesh para los jugadores en línea son infundadas.

Problema de precio

El costo del kit Zyxel Multy X, que consta de dos unidades, es de 26 mil rublos. Se puede comprar un punto de acceso Multy X adicional por 14 mil rublos.

Los kits Wi-Fi Mesh son el equipo de red doméstica más caro en la historia de las redes inalámbricas. Aquí paga por la comodidad de la configuración desde un teléfono inteligente y por la comunicación de los nodos a través de un canal inalámbrico, que tiene un módulo de radio independiente, así como por trabajar con un único SSID.

A modo de comparación, por unos 16 mil rublos puede comprar 4 puntos de acceso Zyxel NWA1123-AC v2 compatibles con el estándar 802.11ac y una frecuencia de 5 GHz, y con el dinero ahorrado, invite a un administrador del sistema con honores a configurar todo por usted. . Si no desea tender cables hasta los puntos de acceso, Zyxel tiene un excelente kit que cuesta alrededor de 8400 rublos y que consta de un adaptador Powerline Pla 5206 v2 y un repetidor Powerline Pla5236.

Sí, por supuesto, puedes recordar que Zyxel Multy X admite el control mediante el asistente de voz Amazon Alexa, pero hasta ahora esta propiedad es difícil de evaluar.

Conclusiones

Si crees que cuanto más caro es un dispositivo Wi-Fi, más funciones debería tener, entonces el Zyxel Multy X, como todos los kits Wi-Fi Mesh domésticos, no es para ti. En general, si comprende los equipos informáticos y de red, podrá hacer todo de forma más económica y rápida.

Si es importante para usted que incluso un conejillo de indias pueda configurar Wi-Fi y necesita alta velocidad en un área grande, como en una cabaña de verano, una cabaña de verano o cualquier otra instalación, pero es demasiado vago para pensar, y mucho menos tirar de cables, entonces Zyxel Multy X es el mejor kit de malla disponible en el mercado hoy en día. En primer lugar, 3 puertos LAN con una velocidad de 1 Gbit/s para NAS, Internet de las cosas, cámaras IP, etc., un módulo de comunicación por radio independiente entre nodos, de los cuales puede haber hasta tres piezas, una cobertura declarada de 466 m2 . my gestión a través del servicio en la nube MyZyxelCloud.

Mikhail Degtyarev (también conocido como ME GUSTA)
25/04.2018

No importa cuánto alimente a un ingeniero de redes (con promesas sobre el alcance del enlace y la cantidad de suscriptores por punto), él todavía mira a Mesh. A menos que estemos hablando de una banda o de construir mallas, Wikipedia nos llevará a la página de Topología de malla. Y todo parece correcto, pero Mesh es más que una simple topología de red. Se trata de un gran conjunto de tecnologías y, muy probablemente, de filosofía. Una vez que estás inmerso en un tema y estás imbuido de esas ideas, no hay vuelta atrás y no puedes mirar el mundo a la antigua usanza. Después de una serie de artículos, es poco probable que conserve su estilo habitual de pensar y resolver los problemas que surjan. Entonces, si, según la nueva legislación, planea jubilarse en los próximos meses y pasar el resto de sus días en su casa de campo favorita, entonces no necesita leer más este artículo. Pero si todavía tienes fuerzas para descubrir algo nuevo, puedes leer el artículo en Wikipedia y luego sumergirte en este ciclo vertiginoso.

Entonces. Definamos qué entendemos por el término Malla:

1. Topología de malla.
Este es un artículo requerido. Si alguien intenta informarle sobre el “enrutador principal” o el “árbol de enrutamiento”, no dude en enviar a esta persona a leer una serie de artículos y recuerde que es un estafador. No puede haber árboles ni enrutadores "maestros" en las redes Mesh. Siempre es una red plana y siempre de igual a igual. Puede haber casos en los que se construya otra sobre una red Mesh, pero esto es difícil de entender al principio y se tratará en los siguientes artículos.

2. Disponibilidad de algoritmos de control de tráfico (selección de ruta).
Punto no menos importante. Su ausencia hace que tengas un simple repetidor o incluso varios repetidores que no son capaces de transmitir el tráfico de forma óptima y son una reliquia del pasado.

3. La capacidad de reconstruir la topología de la red en cualquier momento manteniendo la conectividad.
De hecho, esto se desprende del segundo punto. En cualquier momento, alguien puede abandonar la red o trasladarse a otra ubicación. La red debe continuar operando de inmediato. A esto se le puede llamar “recuperación automática”, lo cual no sería del todo correcto, ya que este punto también trata sobre redes dinámicas. Es decir, imagine que todos los enrutadores están constantemente en movimiento caótico y el tráfico debe transmitirse. Un estado límite y un caso especial, pero es el que trata inmediatamente sobre Mesh, recuperación automática, reconstrucción de topología y eso es todo.

En los siguientes artículos, definitivamente tocaremos el tema de VPN de malla completa, redes superpuestas y algoritmos de enrutamiento, pero por ahora cubriremos los conceptos básicos y nos centraremos específicamente en las redes inalámbricas.
Entonces... Inextricablemente con el término Malla siempre hay un apéndice con un montón de otros términos, sin los cuales es difícil separar las moscas de las chuletas y explicar al menos algo, por lo que su lugar está al principio.

• Nodo/Nodo es un participante igualitario en la red. Generalmente es un enrutador.
• Ruta/Ruta: una cadena de nodos intermedios necesarios para transmitir un paquete en este momento. Se pueden utilizar diferentes opciones según el algoritmo mediante el cual se transmite el tráfico.
• Gateway es un enrutador fronterizo a través del cual los nodos pueden conectarse a otras redes.

En la mayoría de los casos, el tráfico siempre va desde un nodo a lo largo de algún camino hasta la puerta de enlace, o desde la puerta de enlace al mismo nodo, también a lo largo de algún camino. También sucede que los nodos intercambian tráfico dentro de la red. Desde el punto de vista de construir un camino/ruta, esta debería ser una operación absolutamente similar mediante la cual se construye la misma ruta a la puerta de enlace (recuerde lo que dije sobre el árbol).

Pasemos a los ejemplos.

Hoy en día, el proyecto más promocionado y, quizás, la red Mesh más grande es Guifi. Geográficamente, la red está ubicada en Cataluña y, a partir de 2018, incluso cuenta con su propio AS. Cada segundo se utilizan unos treinta mil nodos para transmitir el tráfico de usuarios. Basta pensar en estos números... Y había una vez que todo empezó con un enrutador para conectar Internet a un área donde ningún proveedor se atrevía a extenderlo. Luego a vecinos, amigos, etc. Así se formó una de las comunidades más poderosas.
Igualmente geniales son los chicos de Freifunk, una comunidad alemana que hace lo mismo. Esta comunidad es un ejemplo de cómo Mesh se convierte en filosofía. Proclaman la libertad de acceso a la información y la comunicación como uno de sus principios fundamentales. De hecho, un grupo de entusiastas está desarrollando activamente software de código abierto e incluso asumiendo compromisos con el kernel de Linux, al mismo tiempo que construyen redes inalámbricas Mesh en Alemania.
Pero también hay proyectos comerciales, como Village Telco. tienen un gracioso publicidad en YouTube, asegúrese de verlo. De hecho, no sólo despliegan redes, sino que también brindan servicios de telefonía IP. Todo comenzó con un estudio que muestra que el mayor número de llamadas las realizan los residentes del pueblo entre sí. También demostró que en muchas aldeas la conexión es muy deficiente y en algunos lugares simplemente no existe. Dado que instalar estaciones base según todas las reglas estaba fuera del alcance de esta startup, resolvieron el problema de manera elegante, utilizando Wi-Fi como base. La empresa todavía existe hoy y continúa con su buen hacer.
Hubo una vez un proyecto africano WUG (Grupo de usuarios inalámbricos) y un OLPC (Una computadora portátil por niño).

Todas estas comunidades y proyectos pueden unirse según un criterio: " Construir redes de malla en lugares con poca o ninguna infraestructura"Esto es exactamente para lo que las redes Mesh son más adecuadas. Pueblos remotos del centro regional, una zona desértica o un pueblo en las montañas. Con Mesh, no sólo puedes proporcionar a esos lugares comunicaciones y acceso a Internet, sino también ganar dinero con él.

El segundo caso de uso común es " Acceso masivo a Internet para los residentes de la ciudad". En Europa hay muchos centros históricos y lugares turísticos donde es simplemente imposible instalar ópticas, porque nadie dará permiso para ello, y hace un par de siglos la construcción de conductos de cables no era un requisito tan obvio. Tenemos para salir y volver a encajar perfectamente para resolver tal problema de redes Mesh.

En Barcelona, ​​ahora puedes encontrar un punto de acceso Wi-Fi en casi todas las farolas, lo que proporciona acceso a Internet a los turistas. Existe una red similar en el campus del MIT desde 2006 (también llamada “Roofnet”). De hecho, se trata del caso cuando hay un punto de acceso a Internet a una distancia de varios cientos de metros a un kilómetro, pero por circunstancias no es posible cubrir el área con comunicaciones. Pueden ser grandes almacenes, donde las necesidades de automatización requieren cobertura Wi-Fi en toda el área, o parques recreativos, donde solo hay árboles y alumbrado público.

Imagínese, la gente del siglo XXI se aloja en un acogedor apartamento, sale a correr por la mañana, se pone los auriculares con su música favorita y descubre que en el parque cerca del hotel su servicio de streaming favorito no funciona porque Internet ha desaparecido. Como resultado, el hotel recibe muchas críticas negativas y el negocio se ve afectado. Y parece que es necesario ampliar el área de cobertura de Wi-Fi, pero no se pueden tirar de los cables, de lo contrario el aspecto del parque se deteriorará y esta será otra ola de críticas negativas. ¿Intenta adivinar qué tecnología se puede utilizar para resolver este problema de forma rápida y eficaz? Creo que me entiendes.

Otro escenario importante es " Mantener la conectividad entre objetos en movimiento". ¿Cómo puedo explicarlo de manera más simple... ¿Recuerdas el proyecto Google Loon? ¿En qué globos volaban y distribuían Internet? Tengo noticias para ti. También estaban organizados en una red Mesh. Lo digo en serio, aquí tienes una patente. De hecho, esta red Mesh entre globos se utilizó como columna vertebral para las estaciones base LTE. Una especie de simbiosis, pero ese no es el punto: los globos son algo impredecible que puede cambiar su posición en el espacio en cualquier momento. una red cambia constantemente, los nodos pueden entrar y salir volando en el sentido literal.

Solo los algoritmos de enrutamiento Mesh pueden mantener la conectividad en este modo.

Se necesitan soluciones similares en zonas industriales con una gran cantidad de equipos en movimiento (carretillas elevadoras en almacenes, camiones volquete en canteras, grupos de drones o vehículos en una columna, el llamado "movimiento de caravanas").

Por cierto, vale la pena hablar con más detalle sobre el transporte.

En el mundo moderno, todo apunta a la automatización y a un lugar bajo el sol en el “Internet de las cosas”, y los automóviles no son una excepción. ¿Has oído hablar de V2V o V2X? Tecnologías para coches inteligentes que les permitan comunicarse entre sí o con cualquier otra cosa, tomar decisiones en función de la información recibida y actuar colectivamente. Esencialmente inteligencia de enjambre. También se trata de Mesh, incluso hay un estándar: 802.11p. Sí, nuevamente basado en Wi-Fi. Y esto es fantástico, ya que puede crear soluciones en hardware básico y reducir inmediatamente el coste del producto final desde el principio. El soporte para Linux llegó hace muchos años con el nombre de OCB.

Parecería que simplemente lo tomamos y lo hacemos, pero Mesh no logró un crecimiento rápido en ninguna de las áreas.
¿Por qué sucedió esto? La respuesta es sencilla y consta de varios puntos:

1.Velocidades de canal bajas.

En la década de 2000, el máximo que realmente se podía alcanzar era 300 Mbit/s en la banda de 5 GHz. Para OCB es incluso menos, dos o cuatro veces. Las velocidades reales a tales tasas de bits no impresionaron a nadie ni siquiera en ese momento. Por eso, de alguna manera, todo se extinguió y quedó encerrado en una caja hasta tiempos mejores.

2. Falta de materiales de capacitación estructurados.
En ese momento, Mesh era en gran medida dominio de entusiastas, tanto usuarios como empresas que intentaban desarrollar esta tecnología. El umbral de entrada resultó ser más alto que el de las redes tradicionales, lo que provocó la baja popularidad de Mesh.

Hoy la situación ha cambiado. 802.11ac le permite alcanzar una velocidad de canal de 1,7 Gbps en equipos existentes. Ya están en camino enrutadores masivos que admiten 802.11ax. Han aparecido los estándares 802.11ad a 60 GHz y una velocidad de canal de 4 Gbit/s. 802.11ay ya casi está disponible con velocidades de canal reales de 44-176 Gbps, y MU-MIMO solo lo pide en Mesh. En otras palabras, se ha alcanzado una masa crítica de tecnologías y recién ahora la capacidad ha alcanzado el nivel requerido. Sin embargo, queda el segundo punto: el material educativo. Y si no puedo hacer mucho con respecto a los estándares de comunicación inalámbrica, intentaré contarlo y explicarlo. Verás que algo saldrá bien.

Calcular la capacidad y el rendimiento

Para comprender cómo se diseñan las redes Mesh, es necesario olvidarse por primera vez de los métodos de diseño de redes punto a multipunto estándar. Sí, es importante. Imagínate que en tu cabeza sólo tienes conocimientos sobre la propagación de señales de radio, una comprensión aproximada de cómo funciona el Wi-Fi y matemáticas y lógica...
Además, decidamos inmediatamente una cosa: este artículo trata sobre tecnología y no sobre la regulación en la Federación de Rusia y otros países. Los escenarios están deliberadamente, se consideran artificiales, se simplifican e incluso se distorsionan sólo para hacerlo más claro.

Entonces, las condiciones son iguales. Todos los dispositivos son 802.11ac, (MU-)MIMO 2x2, ancho de canal de 80 MHz.

La principal diferencia con el sector habitual es que aquí la velocidad no baja, se divide.

Para comprenderlo mejor, imagine a los bomberos pasando un balde de agua por una cadena (AQUÍ). El paquete se transmite de la misma forma en las redes Mesh. La diferencia es que un bombero puede pasar un cubo e inmediatamente coger otro, pero en radio la situación es diferente. Mientras un router está transmitiendo, varios vecinos lo escuchan y no pueden transmitir nada en ese momento.

Esto se debe a varios factores. En primer lugar, existe el CCA y no le permite enviar nada por aire hasta que el nivel de la señal caiga a un nivel aceptable. En segundo lugar, incluso si desactiva CCA, el mecanismo RTS/CTS (Solicitud de envío/Borrar para enviar) funcionará exactamente como en la imagen de arriba, no permitiendo que el enrutador transmita una trama si ha escuchado una confirmación CTS de un vecino. . Dado que las antenas suelen ser omnidireccionales, este esquema de uso compartido de ancho de banda se extiende a más de 360 ​​grados.

Es decir, imaginemos que los bomberos tienen un cubo que no es el clásico cónico, sino uno pesado con un largo palo horizontal, que tres personas se ven obligadas a sostener al mismo tiempo. El primero pasó al segundo, el segundo al tercero, el tercero empezó a pasar al cuarto, pero el segundo aún no puede soltar la pole y el primero se ve obligado a esperarlo. Podrá pasar el siguiente cubo sólo cuando se garantice que el cuarto pasará el cubo al quinto y las manos del segundo estén definitivamente libres. Simplemente repite esta situación en tu cabeza varias veces.

Puede mejorar la situación agregando otro módulo de radio. En este caso, el rendimiento aumentará, ya que el dispositivo podrá transmitir/recibir simultáneamente dos tramas a la vez. Un enfoque ligeramente mejor es transmitir la trama a través de una interfaz de radio diferente desde la que se recibió, es decir, alternar. Esto le permite optimizar el paso y distanciar el siguiente salto lo más posible dentro del mismo canal inalámbrico.

Otra forma de aumentar el rendimiento es reducir la potencia. Si utiliza esta técnica, debido a la no linealidad de la atenuación de la señal en el espacio abierto, puede lograr una reducción en el área de visibilidad, evitando así otra iteración de reducir a la mitad el ancho de banda.
Es decir, imaginemos que los bomberos siguen pasando el cubo, pero ahora el palo se ha acortado y sólo lo sostienen dos personas a la vez. Y así, el primero se lo pasa al segundo, espera que el segundo se lo pase al tercero, el tercero al cuarto, y ya puedes volver a pasar el cubo, que el segundo tiene las manos libres. .

En ocasiones es posible aprovechar el paisaje y distribuir los puntos de tal forma que cada nodo (nodo) tendrá conexiones con sólo dos vecinos. Resulta que eliminamos otra iteración de la división y todo queda bastante bien, pero no perfecto.

Aquí es necesario hacer una reserva de que es privado y en realidad esto rara vez sucede. Normalmente hay algunas zonas en los edificios o en el suelo donde es posible organizar una red de esta manera en dos o tres saltos. El ejemplo de las casas es artificial y está destinado a una demostración, como se señaló anteriormente.

Cuantas más técnicas diferentes utilicemos, mayor será la ganancia que obtendremos al final. Además de subestimar el poder y entrelazar interfaces, hay otros. Por ejemplo, si instalamos exclusivamente enrutadores Wave2 con MIMO 2x2 y habilitamos MU-MIMO, en algunos casos el rendimiento puede aumentar. Esto depende en gran medida de la naturaleza del tráfico y de la configuración de la propia red, pero es en Mesh donde tecnologías como MU-MIMO funcionan con mayor eficiencia.

Práctica

Ahora veamos cómo estimar rápidamente los parámetros de una red inalámbrica y comparar el sector VS Mesh.

Sí, ya puedes recordar tus logros por sector.
Entonces, la principal diferencia es que Mesh funciona muy bien donde las soluciones sectoriales clásicas simplemente no funcionan. Por ejemplo, desarrollo denso de casas adosadas/cabañas con muchos árboles. Ajustar el CPE a través del follaje también es un placer. Por el contrario, Mesh se sentirá bien, ya que el follaje y las casas suprimen la señal de lo siguiente siguiente salto enrutadores.
La segunda diferencia principal es la escalabilidad. Si ya hay entre 30 y 40 suscriptores en el sector clásico, todos sin excepción sentirán la adición de cinco más. La latencia promedio aumentará y la capacidad disminuirá significativamente, especialmente si se trata de un mal suscriptor con un indicador LOS pésimo. Los números exactos dependen de cómo funciona TDMA/Polling y qué ranura está asignada al suscriptor. Si la ranura es de aproximadamente 10 ms y el sector está constantemente ocupado, entonces establecería la latencia promedio para que aumente entre 20 y 30 ms.
InfiNet sugiere calcular usando la fórmula:

(C*2.5*F)/S,Dónde:

C - número de dispositivos de abonado conectados (CPE),
F - tamaño del fotograma, en milisegundos,
S: número de subranuras utilizadas.

En 40 clientes y carga completa, esto equivale a aproximadamente 400 ms de latencia. TDMA, joder. Esta es la principal desventaja del enfoque centralizado para instalar una BS: todo el sector comparte el mismo tiempo aire.

Para Mesh, el indicador será diferente en diferentes partes de la red. Las estaciones que estén más cerca de la puerta de enlace tendrán el menor retraso y las más alejadas tendrán el máximo.
Propongo calcular usando la misma fórmula:

(C*2,5*F),Dónde:

C - número de enrutadores Mesh en la cadena,
F: tamaño del fotograma, en milisegundos.

Si nuestro Mesh fuera un conjunto largo de enrutadores (un caso especial), entonces, en el peor de los casos, los resultados del cálculo del retraso máximo serían exactamente los mismos. Es cierto, con una advertencia: "solo para dispositivos extremos". En el medio serían, respectivamente, 200 ms, y más cerca de la puerta de enlace tendríamos los suscriptores más felices con un retraso de unos 10 ms.
Vale la pena considerar aquí que debido a la ubicación relativamente cercana de los dispositivos, la tasa de bits será aproximadamente dos o tres veces mayor que en el sector. Esto significa que el tiempo de transmisión de una trama disminuirá en esta cantidad y el retraso también disminuirá proporcionalmente.

Si nos acercamos aún más a la realidad, entonces la red tiene una topología de malla (bueno, Mesh) y la cantidad de enrutadores en la cadena será aproximadamente igual a (A/N), donde:

A - número total de enrutadores,
N es el número medio de vecinos.

Normalmente, N es igual a 8 y la fórmula proporciona aproximadamente entre 50 y 75 ms de latencia máxima, 25 ms de promedio y aproximadamente entre 5 y 10 ms en el borde de la red cerca de la puerta de enlace.

¿Qué sucede cuando agregas cinco suscriptores más?

Para hacer esto, tenemos que responder una pregunta más: "¿a qué parte de la red estamos agregando estos suscriptores?" Si este es el lado más alejado de la puerta de enlace, entonces el resto de la red no notará nada, ya que para ellos la cantidad de enrutadores en la cadena no ha cambiado. Si está en el medio, esto representa aproximadamente 5 ms de retraso adicional para la mitad lejana (de la puerta de enlace) de la red. Digan lo que digan, en este caso el impacto en el retraso es unas diez veces menor. Por qué sucede esto: la respuesta está en la superficie. Los enrutadores comparten sólo el tiempo aire de sus vecinos. Mientras alguien en el otro extremo transmite su trama, sucede lo mismo en otra parte de la red. De ahí las ganancias.

Con el ancho de banda todo es un poco más complicado, pero la esencia es aproximadamente la misma. Propongo calcular la capacidad usando la siguiente fórmula:

(B/A/K), Dónde:

B - tasa de bits promedio ponderada. Sea en nuestro caso igual a 300 Mbit/s,
A - número de CPEs,
K es el coeficiente de costo empírico por usar éter, igual a 2.

Para 40 abonados, el valor medio es de 3,75 Mbit/s. Si sumamos cinco suscriptores de larga distancia que no tienen la tasa de bits más alta, entonces el promedio disminuye, digamos, a 280 Mbit/s. El resultado es un valor medio de 3,1 Mbit/s por CPE.

Esto siempre que estemos intentando igualar el tráfico entre todos los suscriptores. En realidad, habrá un gran desequilibrio entre los dispositivos más cercanos a la BS y aquellos que están distantes/con una violación de LOS.

En una red Mesh, como escribí anteriormente, volveremos a tener desnivel entre los dispositivos más cercanos a la puerta de enlace (primer, segundo, tercer salto) y los más alejados. La imagen mejora enormemente gracias a las altas tasas de bits de los dispositivos en comparación con el sector. En nuestro laboratorio esto es aproximadamente 500-600 Mbit/s. Calcularemos el rendimiento basándonos en el mismo coeficiente de sobrecarga empírico igual a 2. Gráficamente, esto se puede representar así:

Los suscriptores más lejanos resultan ser los más caros. Para entregar el marco, tendrás que “quitarles” tiempo aire a los demás varias veces, salto a salto.

Si dejas todo a la gran aleatoriedad, entonces los dispositivos más cercanos a la puerta de enlace capturarán recursos más rápido y dominarán la provincia (como en la vida real). Naturalmente, esto limitará la entrega de tramas "valiosas" y evitará que la red se degrade a 70 Mbit/s por el bien de varios enrutadores de la periferia. El precio de esta simplificación será una latencia y un rendimiento completamente impredecibles en un momento dado.

Para una distribución más o menos uniforme del ancho de banda, puedes hacerlo de dos maneras:

• Una gran adicción en forma de métodos astutos de acceso al entorno con la asignación de un espacio, basados ​​en una sincronización horaria ultraprecisa entre nodos a través de GPS o algoritmos de sincronización horaria aún más adictivos a través de enlaces "con pérdidas". Una especie de intento de poner un búho en el mundo y hacer TDMA descentralizado.
• Una solución de ingeniería simple para limitar la velocidad en interfaces AP o Ethernet.

¿Qué umbral en megabits deberíamos fijar? Intentemos contar. Por conveniencia, publicaré una tabla.

Esto es aproximadamente 1,7 veces menor que el resultado que obtuvimos calculando un parámetro similar en el sector. Dado que la red de malla rara vez se cargará al 100%, limitaría la conexión del cliente a un umbral de 5 Mbps. ¿No es suficiente? Ya dije anteriormente que existen técnicas que le permiten aproximadamente duplicar su rendimiento. MU MIMO a nivel físico y Codificación de red lineal en el canal. Según diversas pruebas, podemos hablar de un aumento de aproximadamente una vez y media debido a MU MIMO y hasta el 30% adeudado Codificación de red lineal. Te hablaré de ellos la próxima vez. Se puede alcanzar una velocidad media de hasta 4,5 Mbit/s a costa de una pequeña pérdida de latencia (10-20%) y esto será incluso mayor que en un sector con el mismo número de suscriptores.

He aquí un escenario para los proveedores: limite Ethernet de acuerdo con la tarifa de “5 Megabits” y aproveche el hecho de que en cualquier momento puede aumentarla con seguridad a 10 Mbit/s.

No, no me propongo el objetivo de demostrar que Mesh es mejor y supera al sector en todos los aspectos. Solo quiero mostrar que el orden de los números es el mismo y la diferencia está en el nivel de error en los cálculos. Por tanto, ambos enfoques merecen atención.
Aunque vale la pena añadir aquí un detalle muy importante. MU MIMO Y Codificación de red lineal- Estas son técnicas relacionadas directamente con los enrutadores. Existe otro enfoque: técnicas relacionadas con la arquitectura de red. Si tenemos en cuenta que no instalamos estaciones base y los costes de conexión del canal se reducen notablemente, podemos instalar una segunda pasarela en el borde de la red. Es recomendable hacerlo en el borde opuesto, y te explicaré por qué a continuación.

En las redes en malla, la división del ancho de banda comienza en la puerta de enlace o punto de entrada. El gradiente se precipita aproximadamente hacia el centro de la red y allí se encuentran los abonados más caros, en términos de costes de entrega de tramas. Al instalar una puerta de enlace de este tipo en el otro extremo de la red, en realidad dividimos el número máximo de saltos a la mitad, y los canales del primer y segundo salto de ambas puertas de enlace serán completamente independientes en términos de dividir el tiempo aire, por lo que su capacidad puede agregarse de manera segura. Lo ideal, por supuesto, es conectar el tercer canal justo en el medio (y qué, el LHG60 es muy barato).

El escalado horizontal es la principal fortaleza de Mesh. El sector tendrá dificultades, pero atraerá entre 60 y 80 suscriptores. Una red en malla puede incluir fácilmente entre 100 y 300 dispositivos. Para el sector, este ya es el nivel en el que los retrasos superarán los 1-2 segundos y muchas aplicaciones empezarán a decir “¡Vamos, adiós!” al intentar conectarse.

Escenarios típicos

Ahora resolvamos el problema. Tenemos una rica comunidad de cabañas de 200 casas, ubicadas MUY lejos de la ciudad en lugares pintorescos, donde solo un par de operadores de telefonía móvil cobran y se puede llamar, pero solo se puede acceder a EDGE desde Internet. Todo el mundo quiere Internet y 25 Mbit/s. Los residentes son tan tranquilos y organizados que amenazan con flash mobs periódicos para probar simultáneamente la capacidad de todo el pueblo. Los lugares son muy pintorescos y los lugareños sólo permiten que su apariencia se estropee con todo tipo de torres, tal vez sobre su cadáver, y también amenazan con demandar a cualquiera que intente construir algo alto y feo (en su opinión) a distancia. de hasta 5 km desde el límite del pueblo. Por todas partes hay bonitos caminos de baldosas, pequeñas linternas de iluminación y cables de alimentación escondidos bajo tierra. El jefe del pueblo, responsable de la limpieza y la belleza, después de proponer cubrir el pueblo con xPON y extender la óptica a lo largo de los postes, casi le arroja una carpeta con documentos, pero se detuvo a tiempo y explicó que tal decisión alteraría la apariencia. y es categóricamente inaceptable.

Ya entiendes a lo que me refiero. No se pueden instalar torres, no se pueden tirar cables. Son posibles las siguientes opciones:

1. La conexión ya está presente en el borde de la red.

De milagro resultó que la óptica xTelecom pasaba cerca y, gracias a la gran aleatoriedad, el responsable del sitio estaba de buen humor. Dijo que simplemente no sabe a quién venderle otra fibra, la gerencia hace preguntas incómodas y aquí está. El precio convenía a todos; a los residentes no les importaba, pero pusieron la condición de que se restaurara el revestimiento natural de las colinas locales. Eso es lo que decidieron. Tenemos un enlace ascendente gigabit, ¡HURRA!

2. Conexión RRL

Parece ofensivo, pero existe la posibilidad de llevar la situación en una dirección positiva, y tal vez incluso en beneficio propio. Entonces, cuidemos nuestras manos. Es posible llevar Internet al pueblo con RRL, especialmente a los precios de dispositivos como el LHG60. Es posible conectarse según el esquema anterior con una puerta de enlace, pero ya lo hemos considerado y no estamos interesados ​​​​en esa solución. Por tradición, ofrezco dos opciones: conexión en dos puntos con un aumento del rendimiento por cliente a 100 Mbit/s y conexión en dos puntos con una reducción del coste del dispositivo del abonado entre una vez y media y dos veces.

Empecemos por la primera opción. Presta atención a la imagen. Los colores azul y naranja nuevamente indican zonas de propagación de señales. En este caso, la ventaja de los costosos enrutadores Mesh con dos módulos de radio le permite duplicar el rendimiento real (y reducir a la mitad la latencia, sí) agregando una segunda puerta de enlace. Por lo tanto, puede proporcionar un aumento de ancho de banda a todos los clientes hasta 100 Mbit/s sin necesidad de reemplazar el equipo, organizar una promoción o cobrarles inmediatamente el doble de dinero.

En el segundo caso (sin duplicar), seguimos la misma estrategia, pero utilizamos dispositivos con un único módulo de radio. Aproximadamente, costarán el doble. La imagen de las casas está toda cubierta de naranja, lo que simboliza el uso de un canal común para todos.

3. Conexión vía canal satélite.

En este caso, el administrador del sitio resultó ser un imbécil y no compartió su óptica. Alrededor sólo hay bosques, prados y colinas. La única solución que de alguna manera puede brindarle a la gente Internet es un canal satelital bidireccional. Tricolor ofrece hoy datos ilimitados hasta 40 Mbit/s por cliente por un precio simbólico. Todo lo que queda por hacer es instalar varios equipos para la gente del pueblo, desplegar una red Mesh y disfrutar de su pequeño monopolio.

Las velocidades son bajas, pero no hay alternativas. Además, siempre puede agregar un par de kits de satélites más y aumentar el rendimiento general (sí, escalamiento horizontal nuevamente).

Resultados

En general, podemos resumir todo lo anterior en forma de tabla.

Peculiaridades	PTMP	MALLA
Degradación del ancho de banda al agregar nuevos clientes	Alto	Bajo
Aumento de la latencia media al añadir nuevos clientes	Significativo	Prácticamente ausente
Eficiencia con un número reducido de suscriptores.	Alto	Bajo
Eficiencia con un número medio de suscriptores	Promedio	Promedio
Eficiencia con una gran cantidad de suscriptores.	Bajo	Alto
La naturaleza de la distribución del retraso.	Retrasos uniformes y elevados	La pendiente aumenta en dirección desde la puerta de entrada.
La influencia de las barreras naturales en el rendimiento (efectivo en entornos densamente construidos con espacios verdes)	Degradación múltiple	Ampliación múltiple
Costo de implementación	Alto	Bajo
Costo del kit de suscripción	Bajo	Bajo/Medio
Costo de la estación base	Alto	Ausente
Velocidad de instalación	Bajo	Alto

Espero que haya sido informativo. En los siguientes artículos analizaremos los protocolos de enrutamiento para redes Mesh y, de hecho, qué tecnologías se utilizan en estas redes.

Nos vemos de nuevo.

Atentamente,
Mal inalámbrico.
@EvilWirelessMan

Es una red distribuida, peer-to-peer, autoorganizada y con una topología de malla. En inglés, malla significa "célula".

Las redes de malla se diferencian de las redes centralizadas habituales en que todos los nodos en ellas tienen los mismos derechos, cada nodo es un proveedor, un enrutador y un puente (conmutador de red).

Para convertirse en un nodo completo en la red, todo lo que necesita hacer es instalar el software Mesh Network en su enrutador/teléfono/computadora portátil. Para conectar un cliente a la red Mesh, no se requiere software adicional, excepto un cliente dhcp y soporte del sistema para ipv6.

En una red de malla, usted es "su propio proveedor"; no se le puede desconectar de esta red, no se le puede espiar ningún equipo especial.

Las redes de malla son el camino por el cual la humanidad construirá una Internet descentralizada, libre y resistente a la censura con cifrado de tráfico de extremo a extremo por defecto. Y las criptomonedas son la pieza que falta en la ecuación.

¿Cuál es el valor de una red de malla global?

En una red Mesh es imposible controlar el tráfico y los nodos que sirven a la red porque no existe un centro único para la obtención de direcciones IP (DHCP), todas las rutas son distribuidas y dinámicas, y el DNS también puede ser descentralizado;

La red en malla es opcionalmente anónima y siempre privada. Todo el tráfico está cifrado de forma predeterminada. No hay registros centralizados de las sesiones de los usuarios ni de la actividad de los nodos. Adiós Gran Hermano.

No se puede priorizar el tráfico. La neutralidad de la red es una ley que está escrita en el código. Adiós a la priorización del tráfico y al lobby para corporaciones y gobiernos.

La red no se puede bloquear ni cerrar porque se conecta según el principio de “todos para todos”, lo que crea una gran cantidad de conexiones. La pérdida de una o más conexiones no alterará el funcionamiento de la red en su conjunto. Adiós cortafuegos gubernamentales.

Si ocurre un desastre natural, con la ayuda de una red de malla puede construir rápidamente una red en el lugar del incidente para la comunicación y, con soporte externo, conectarla a la red global.

Además, dicha red puede ser económica y autoorganizada, es decir, conecte una conexión de cable/Wi-Fi/celular al dispositivo, presione un botón y automáticamente se convertirá en miembro de la red. Además, dicha red puede funcionar en modo "superpuesto", es decir, sobre la infraestructura existente, por ejemplo, Internet.

¿Es difícil la malla?

Al iniciar una red Mesh, es necesario resolver muchos problemas de enrutamiento y, al mismo tiempo, combinarlos con el cifrado y la posibilidad de un modo de operación superpuesto.

Sin embargo, el protocolo cjdns de código abierto y el proyecto Hyperboria basado en él resuelven todos estos problemas de manera bastante efectiva.

Existen muchos otros protocolos para construir redes en malla. A continuación se muestra una tabla comparativa:

Asignación automática de dirección- el cliente elige su propia dirección y no tiene que cambiarla al pasar de una subred a otra, ya que no existe un centro único para emitir direcciones;

Configuración automática. Enrutamiento- no es necesario configurar manualmente el enrutamiento de la red;

Enrutamiento distribuido- los nodos intercambian información de enrutamiento;

Interconexión de red- la capacidad de conectar redes a través de Internet normal;

IPv4/v6- qué protocolo utiliza la red;

Ajuste automático- le permite utilizar la red sin instalar ningún otro software;

Desarrollo- estado de desarrollo de la red;

Apoyo- qué sistemas operativos pueden ser participantes plenos en la red.

Desafíos y obstáculos para la red Global Mesh

En comparación con Internet habitual, las redes en malla suelen ser ineficaces porque no garantizan el ancho del canal ni la calidad de la comunicación. Hay poco contenido en su interior y no hay una gran cantidad de sitios y servicios familiares. Es muy difícil lanzar una red Mesh desde el principio y la eficiencia solo se logra con una gran cantidad de usuarios (nodos).

Sin embargo, los cjdns y otros protocolos se han desarrollado y están operativos desde hace unos 15 años. Y en nuestro planeta hay muchas redes de malla diferentes organizadas: desde Nueva York hasta Afganistán. La gente está construyendo "su" Internet para escapar del control de los gobiernos y proveedores de Internet, para proteger su libertad de expresión y su libertad de acceso a la información en todo el mundo.

La red mesh más grande del mundo se llama Guifi, está ubicada en España y cuenta con 34.593 nodos activos en el momento de escribir este artículo.

Este proyecto comenzó en 2004 con una celda Wi-Fi. Ramon Roca, uno de los ingenieros de Oracle, estaba cansado de esperar a que se instalara Internet en su pueblo de Gurb. Al principio quería resolver el problema por sí mismo. Pero luego también ayudó a sus vecinos. Al configurar los enrutadores Linksys de cierta manera, pudo combinarlos en una red de malla, a la que otros podían unirse si tenían una conexión a Internet.

El primer nodo de la red empezó a funcionar cuando Roca instaló un router con antena direccional en el edificio más alto de la localidad. Era el único edificio de la región con conexión a la red. Mediante una antena direccional, el enrutador conectó a Internet la casa del ingeniero, ubicada a 6 kilómetros del edificio. Pronto los vecinos empezaron a pedir conexión a Internet. Y luego vecinos de vecinos, conocidos, compañeros. Todos pudieron conectarse: el acceso era gratuito, solo había que comprar un enrutador. La red fue aumentando gradualmente de tamaño año tras año. Roca y su equipo de voluntarios siguen trabajando, incluso de noche. Les cuesta mucho trabajo desarrollar su red. Todas las donaciones se destinan a la compra de equipos. De hecho, la red se mantiene únicamente gracias a los esfuerzos voluntarios de sus creadores.

Pero, ¿cómo interesar a todas las demás personas para que se unan a la red si para ellos los problemas de control de Internet aún no son tan relevantes o simplemente no son importantes? ¿Cómo interesar a los usuarios que no entienden qué es una malla y cuáles son sus ventajas, para empezar a llenar la red de contenidos y servicios, si por dentro está vacía y no hay nadie más que los primeros usuarios? ¿Cómo interesar a los nodos, servir mejor a la red y proporcionar un mejor canal de comunicación?

Por un lado, los estados, los proveedores de Internet y las propias corporaciones crean incentivos para el desarrollo de una Internet alternativa y gratuita. Solo recuerde el último, cuando RKN bloqueó más de 18 millones de direcciones IP, incluidas las direcciones de servidores de Google y Amazon. Muchos sitios y servicios se vieron afectados, incluidos Microsoft Office 365, actualizaciones de Windows, Xbox, Viber, Odnoklassniki y muchos otros. Hubo problemas al realizar pagos a través de 3DSecure MasterCard.

Pero los incentivos negativos por sí solos no son suficientes para crear un efecto de red para la transición de la Internet tradicional a una red Mesh global y gratuita.

Antes de la llegada de las criptomonedas, la implementación de incentivos económicos "positivos" en las redes Mesh en toda su flexibilidad y potencia era imposible. Simplemente porque tendría que escribir un código para cada dispositivo para procesar pagos bancarios fiduciarios, lo cual es muy difícil e inseguro, además de pasar por barreras burocráticas y la identificación del pasaporte. De hecho, ahora ya tenemos todas las tecnologías para implementar una red Mesh global. Pero seamos realistas: lo más probable es que sea su versión alfa.

¿Qué son las criptomonedas mesh+? Red de malla global

Digamos que el sistema de incentivos económicos podría verse así:

Yo pago a los compañeros ( Los pares son nodos vecinos en una red en malla.) por el tráfico que me dirigen;

Los compañeros me pagan por el tráfico que les dirijo;

Hago un depósito criptográfico en mi cuenta de nodo cuando el saldo es cero;

No hay duda de que una red de este tipo aportará enormes beneficios a absolutamente todo el mundo. A ver si hay alguien que tenga suficiente fuego para que esto suceda.

Ejemplos de proyectos de criptomonedas que crean redes en malla: Skycoin, RighMesh, Ammbr, Altheamesh.

Por ejemplo, el proyecto Skycoin está desarrollando su red Skywire Mesh y los planes son muy ambiciosos. El equipo quiere construir una red Mesh global y la cadena de bloques Skycoin se utilizará como sistema de pago.

Malla-redes

Concepto de malla

Hoy en día, la telefonía celular ha demostrado la enorme demanda del mercado de suscriptores móviles de transmisión de voz y datos de información a velocidades que van desde varios cientos de kilobits hasta varios megabits por segundo. Los sistemas de información que se están creando están destinados a convertirse (en mayor o menor medida) en parte de la red de información que proporciona a los suscriptores roaming global. La solución a este problema está asociada a la introducción de nuevas tecnologías de transmisión de datos inalámbricas (3G, WiMAX) y la mejora de las existentes (Wi-Fi). Una de las opciones para resolver este tipo de redes basadas en una estructura de clúster es la tecnología Mesh.

Definición de redes de malla

Basados ​​en la tecnología Mesh, se han creado sistemas para organizar comunicaciones móviles con objetos individuales en una zona de guerra. Dichos sistemas proporcionan transmisión de alta velocidad de información digital, video y comunicaciones de voz, y también determinan la ubicación de objetos.

Por el momento, no existen criterios precisos que definan el término red Mesh aplicado a los sistemas de acceso inalámbrico de banda ancha. La definición más general es: "Mesh es una topología de red en la que los dispositivos están conectados mediante numerosas conexiones (a menudo redundantes), introducidas por razones estratégicas". En primer lugar, el concepto de Mesh define el principio de construcción de una red, cuya característica distintiva es una arquitectura autoorganizada que implementa las siguientes capacidades:

creación de zonas de cobertura de información continua de un área grande;

escalabilidad de la red (aumentando el área de cobertura y la densidad de información) en modo de autoorganización;

uso de canales de transporte inalámbrico (backhaul) para la comunicación de puntos de acceso en el modo "todos para todos"

Resiliencia de la red ante la pérdida de elementos individuales.

Arquitectura de red en malla

La topología Mesh se basa en un diseño de red descentralizado, a diferencia de las típicas redes 802.1 1a/b/g, que se crean de forma centralizada. Los puntos de acceso que operan en redes Mesh no solo brindan servicios de acceso a suscriptores, sino que también actúan como enrutadores/repetidores para otros puntos de acceso de la misma red. Esto permite crear un segmento de red de banda ancha que se instala y repara automáticamente.

Las redes en malla se construyen como una colección de clústeres. El área de cobertura se divide en zonas agrupadas, cuyo número es teóricamente ilimitado. Un grupo alberga de 8 a 16 puntos de acceso. Uno de estos puntos es un hub (pasarela) y está conectado al canal principal de información mediante un cable (óptico o eléctrico) o mediante un canal de radio (mediante sistemas de acceso de banda ancha). Los puntos de acceso a los nodos, así como otros puntos de acceso (nodos) del clúster, están conectados entre sí (con sus vecinos más cercanos) a través de un canal de transporte de radio. Dependiendo de la solución específica, los puntos de acceso pueden realizar las funciones de un repetidor (canal de transporte) o las funciones de un repetidor y un punto de acceso de abonado. Una característica especial de Mesh es el uso de protocolos especiales que permiten a cada punto de acceso crear tablas de suscriptores de la red con control del estado del canal de transporte y soporte para el enrutamiento dinámico del tráfico a lo largo de la ruta óptima entre puntos vecinos. Si alguno de ellos falla, el tráfico se redirige automáticamente a otra ruta, lo que garantiza no sólo la entrega del tráfico al destinatario, sino también la entrega en un tiempo mínimo.

El procedimiento para ampliar la red dentro del clúster se limita a instalar nuevos puntos de acceso, cuya integración en la red existente se produce de forma automática.

La desventaja de este tipo de redes es que utilizan puntos intermedios para la transmisión de datos; esto puede provocar un retraso en la transferencia de información y, como resultado, reducir la calidad del tráfico en tiempo real (por ejemplo, voz o vídeo). En este sentido, existen restricciones en la cantidad de puntos de acceso en un grupo.

Hoy en día, los equipos Mesh se producen para colocación tanto externa como interna.

Estándares de transmisión de datos inalámbricos utilizados para construir redes de malla

Como se mencionó anteriormente, la base para la implementación de redes Mesh en la actualidad es el estándar IEEE 802.11 (Wi-Fi).

Los equipos del estándar anterior a Wi-MAX ya se utilizan hoy en día para conectar concentradores de redes en malla a canales troncales (Tropos, Nortel, etc.). Teniendo en cuenta las ventajas tecnológicas de WiMAX, este estándar (especialmente en su versión móvil) se utilizará para organizar el acceso de los suscriptores. Sin embargo, el inicio de este proceso debería remontarse a la aparición en el mercado de dispositivos de abonado baratos, es decir, no antes de 2008-2009.

Redes de malla Wi-Fi

Capacidades de servicio

Entregar

Actualmente, el estándar 802.11 no tiene especificaciones estrictas para la implementación del traspaso (movimiento "fluido" de suscriptores entre puntos de acceso). Sin embargo, para garantizar dicha transición, se proporcionan procedimientos especiales para escanear el aire y unirse (“asociación”). El traspaso en redes Wi-Fi se puede implementar de varias formas, por ejemplo, basándose en el protocolo Radius o bajo el control de un controlador inalámbrico inteligente que organiza un "túnel" cuando un cliente ingresa al área de servicio de un acceso vecino. punto. La especificación 802.11k (ver barra lateral) describe procedimientos que permiten a un dispositivo cliente seleccionar un punto de acceso al que conectarse antes de desconectar la conexión actual. Además, el uso del algoritmo de almacenamiento en caché proporcionado por la especificación 802.11i garantiza el establecimiento de una nueva conexión segura en un tiempo no superior a 20-30 ms.

Como resultado, el equipo que admite mecanismos de control 802.11k garantiza que el dispositivo del suscriptor cambie a un nuevo punto de acceso en no más de 50 ms. El usuario no notará este retraso, ya que es varias veces menor que el umbral humano de percepción2.

itinerancia de red

La consolidación de las redes Mesh (el problema del roaming), y posteriormente también la consolidación de las redes fijas y móviles, sirve para resolver el problema principal: la capacidad de ofrecer a los usuarios finales móviles la gama más amplia posible de servicios al precio más bajo posible. De ahí la necesidad de resolver el problema de organizar la itinerancia entre redes según el conocido principio de "una persona, un número" al mover un abonado entre redes de diferentes tipos.

Dentro de una red urbana que consta de un conjunto de clusters, el problema de la itinerancia cuando un cliente se mueve de un cluster a otro se resuelve mediante mecanismos ESSID, WEP/802.1x y VPN. Un cliente en itinerancia libre se identifica por su dirección IP con la organización de canales IP virtuales.

Se espera que la especificación 802.11s describa el procedimiento para combinar redes, incluidos diferentes tipos. La creación de grandes redes 802.11 eliminará el problema actual de transferencia entre redes Wi-Fi desplegadas en diferentes ciudades.

Multiservicio

Proporcionar multiservicios implica organizar una gama completa de servicios IP para el cliente, incluido acceso a Internet, VoIP, videoconferencia, etc. El estándar IEEE 802.11e permite, manteniendo total compatibilidad con los estándares actuales 802.11a/b/g, ampliar la funcionalidad ofreciendo transmisión de datos multimedia y proporcionando calidad garantizada de servicios QoS. El mecanismo se basa en la priorización del tráfico e implica organizar el control del ancho de banda por grupos de usuarios y tipos de tráfico (voz, vídeo, etc.).

La implementación práctica de QoS permite organizar no solo sesiones de voz, sino también de video para usuarios extremadamente exigentes en términos de seguridad y confiabilidad de la conexión (servicios de seguridad).

Seguridad

Las cuestiones de seguridad de malla (protección contra conexiones ilegales) son muy relevantes, especialmente para los sistemas a escala urbana que combinan redes municipales, de suscriptores y corporativas. La seguridad de la red está garantizada dentro de las especificaciones del estándar 802.11. El estándar de cifrado (Wired Equivalent Privacy, WEP) actualmente no cumple los requisitos debido a la débil seguridad de la clave. La adopción del estándar 802.11 i (WPA2) pone a disposición un esquema de autenticación y codificación de tráfico más seguro. El estándar IEEE 802.11i prevé el uso de tales herramientas en productos Wi-Fi como soporte para algoritmos de cifrado de tráfico: TKIP (Protocolo de integridad de clave temporal), WRAP (Protocolo inalámbrico robusto autenticado) y CCMP (Contador con código de autenticación de mensajes de encadenamiento de bloques cifrados). Protocolo). Estos algoritmos son suficientes para la protección a nivel del tráfico de suscriptores, pero a nivel de usuario corporativo se utilizan mecanismos adicionales, incluidos métodos de autenticación más avanzados al conectarse a la red: métodos de cifrado más resistentes a las criptomonedas, reemplazo dinámico de claves de cifrado, uso de firewalls personales, monitoreo de la seguridad de la red inalámbrica, tecnología de red privada virtual VPN, etc. Las ventajas de las redes Wi-Fi-GSM integradas son obvias, lo que obliga a los fabricantes de equipos a desarrollar activamente esta área.

Los esfuerzos en esta dirección están relacionados principalmente con la creación de un mecanismo de transición entre redes. Motorola, Avaya y Pro-xim han desarrollado dispositivos inalámbricos universales y han creado el foro SCCAN (Seamless Converged Communication Across Networks), ya aprobado por el IEEE. La SCCAN Alliance debe desarrollar una especificación para la interacción entre dispositivos de doble ubicación y estaciones IP de oficina que puedan operar tanto en redes Wi-Fi como celulares.

La tecnología UMA (Unlicensed Mobile Access), desarrollada por la empresa estadounidense Kineto Wireless, permite a un suscriptor móvil cambiar de una red GSM a una red Wi-Fi sin interrumpir la conversación.

Hoy en día, el mercado de teléfonos GSM con módulo Wi-Fi integrado incluye más de 30 modelos y su número crece constantemente4.

Aplicaciones de malla

Se puede esperar la mayor eficiencia al implementar redes de malla a escala urbana (MAN). Las características de la organización y el uso de dichas redes están determinadas por la viabilidad social y comercial, mientras que las redes pueden construirse sólo como redes corporativas (municipales) o de suscriptores, o resolver ambos problemas simultáneamente.

Desde el punto de vista del servicio al abonado, estas redes ya ofrecen hoy en día una gama completa de aplicaciones IP: Ethernet, VoIP y vídeo en tiempo real.

Redes de suscriptores

La principal tarea de las redes de suscriptores es brindar a los usuarios (fijos y móviles) acceso a los recursos de Internet y organizar la telefonía Wi-Fi. Una característica de este tipo de redes es, por regla general, una alta densidad de puntos de acceso (alrededor de 10 puntos/km2). Este parámetro está determinado en gran medida por la baja potencia de salida de los dispositivos cliente (adaptadores Wi-Fi, teléfonos), la alta densidad de suscriptores (y, por lo tanto, la necesidad de proporcionar una alta capacidad de tráfico de suscriptores), así como la Características de sensibilidad de los puntos de acceso. El despliegue de este tipo de redes resulta rentable con un número suficientemente grande de usuarios y hoy en día no está determinado por aspectos técnicos, sino económicos.

Los principales problemas que hay que afrontar al crear redes Mesh externas (de calles) en Rusia:

recursos de frecuencia limitados (los rangos de frecuencia 802.11 en las ciudades más grandes de Rusia están casi agotados);

la necesidad de confirmar los resultados de la planificación de radiofrecuencias mediante estudios prácticos del estado del entorno radioeléctrico en el área de despliegue de la red (presencia de usuarios no registrados);

organizar la ubicación de los puntos de acceso lo más cerca posible de los suscriptores, proporcionar suministro de energía las 24 horas, etc.

Un ejemplo es la red Mesh de la empresa Golden Telecom, desplegada en Moscú y que cuenta con hasta 3.500 puntos de acceso. En el momento de escribir este artículo, se están implementando proyectos no menos importantes en Taipei y Macedonia (en Macedonia, se ha fijado la tarea de organizar la cobertura total de las redes Wi-Fi en 40 ciudades, es decir, todo el territorio del país). con una superficie de más de 1.500 km2).

En la figura. La Figura 2 muestra un diagrama esquemático de la ubicación de los elementos de la red Mesh en áreas urbanas. Una solución típica para los abonados móviles consiste en instalar puntos de acceso a un nivel de 10 a 12 metros, a lo largo de las calles, en postes de alumbrado público, postes de semáforo, extensiones de cables, etc.

Redes municipales

La topología de malla permite implementar redes municipales únicas en sus capacidades, dirigidas a los servicios de primeros auxilios (policía, ambulancia, Ministerio de Situaciones de Emergencia). En la figura. La Figura 3 muestra un diagrama esquemático de la organización de dicha zona (uno de los requisitos es la presencia de fabricantes de enrutadores móviles montados en automóviles).

La base de la red está formada por nodos y puntos de acceso de abonados, ubicados en la calle (normalmente a lo largo de carreteras) y organizando zonas de cobertura de información en las que se garantiza la conexión de los abonados con adaptadores Wi-Fi estándar. Además, los puntos de acceso se pueden utilizar para organizar el control del tráfico (semáforos) y recopilar información de video, conectando cámaras de video a través de una interfaz cableada o inalámbrica. La conexión de los usuarios ubicados en el interior a la red externa se realiza mediante puntos de acceso dentro de la oficina, que se caracterizan por una potencia de salida reducida y un diseño de "habitación" de la vivienda.

De mayor interés son los puntos de acceso móviles diseñados para su uso en automóviles. El uso de estos dispositivos no solo aumenta el alcance entre los puntos de acceso a 800-1200 metros, sino que también permite organizar:

soporte informativo para los usuarios dentro del automóvil al conectar dispositivos finales de forma cableada o inalámbrica (portátil, PDA, etc.);

cobertura de información en un radio de 300 m alrededor del vehículo para suscriptores con adaptadores Wi-Fi estándar 802.1 1b/g;

control de la posición del vehículo mediante el receptor GPS integrado en el punto de acceso.

El uso de puntos de acceso móviles permite ampliar rápidamente el área de cobertura o aumentar la capacidad de información de la red concentrando vehículos equipados en "puntos calientes". Los mecanismos de autoorganización de la red Mesh permiten organizar una zona Wi-Fi con la transmisión de información operativa de audio y video a la consola central en un tiempo mínimo (determinado por la hora de llegada de los vehículos equipados con puntos de acceso Mesh).

Un análisis de la creación y desarrollo de redes Mesh muestra que existe una tendencia constante a combinar redes de abonados y municipales. A menudo, las redes construidas por orden municipal se complementan posteriormente con puntos de acceso y son operadas por operadores en un modo combinado "municipal-abonado".

Redes tecnológicas

El alto nivel de automatización de la producción moderna requiere la transferencia de grandes volúmenes de información de control y gestión. Con la llegada al mercado de convertidores primarios y microcontroladores con módulos Wi-Fi integrados, las soluciones inalámbricas para organizar redes tecnológicas tienen cada vez más demanda.

En primer lugar, se trata de redes de transmisión de datos multinivel diseñadas para los sistemas de transporte modernos. La funcionalidad de dichos sistemas incluye la recopilación de información sobre el objeto (estado técnico, identificación de la carga),

Las tareas típicas de este tipo de proyectos son la organización del acceso de los abonados y la transferencia de información tecnológica en los trenes. Los puntos de acceso situados a lo largo de la vía férrea permiten organizar zonas Wi-Fi en los vagones de tren que viajan a velocidades de hasta 300 km/h.

Equipo

Hoy en día, la mayor parte del mercado de equipos de malla está ocupado por empresas de construcción, pero la situación está cambiando muy rápidamente. Cisco, Motorola, Nortel, Proxim, Alvarion (organización de canales de transporte): esta no es una lista completa de fabricantes de renombre cada vez más activos en el sector de equipos Mesh.

Todos los equipos del mercado se pueden dividir en 3 grupos:

grupo No. 1: sistemas de radio únicos con una sola unidad de radio que utiliza antenas omnidireccionales;

grupo No. 2: sistemas de radio duales con dos unidades de radio que utilizan antenas omnidireccionales;

Grupo No. 3: sistemas de radio múltiple que utilizan unidades de radio separadas para organizar el transporte y el acceso de los suscriptores mediante antenas direccionales.

Grupo No. 1. Radio única

Cuando se utiliza radio única, se utiliza un módulo de radio en el rango de frecuencia (2,4 GHz) para organizar el acceso de los suscriptores y un canal de transporte entre puntos. Dada la densidad de instalación de puntos de acceso y el recurso de frecuencia limitado, se requiere una planificación estructural y de frecuencia muy cuidadosa de la red para eliminar su influencia mutua. La cantidad de saltos de tráfico entre puntos de acceso no debe ser superior a 3 o 4, lo que limita la capacidad de escalar la red dentro de un clúster al organizar servicios en tiempo real. A pesar de estas particularidades, las redes Mesh construidas sobre equipos del Grupo 1 son líderes en presencia en el mercado. El equipo se caracteriza por su bajo costo y es más eficaz para crear áreas de cobertura a pequeña escala.

El representante más destacado de este grupo es Tro-pos Networks (EE.UU.), el mayor fabricante de equipos de topología Mesh5. Tropos produce una línea de equipos que incluye los puntos de acceso 5210 (fijo), 4210 (móvil) y 3210 (en oficina). Todos los modelos realizan funciones de red en el nivel Layer3. Las características de sensibilidad se encuentran entre las mejores entre los equipos con topología Mesh. El equipo está optimizado para la construcción de redes municipales. Es posible conectar nodos de forma inalámbrica utilizando Canopy (Motorola) o Breeze Access VL (Alvarion). El sistema se prueba a sí mismo y crea tablas dinámicas de la ruta de tráfico óptima. En este caso, la ruta de regreso se selecciona en función del criterio de ancho de banda máximo.

Grupo nº 2. Radio dual

Cuando se utiliza radio dual, se utilizan módulos de radio separados para organizar el acceso de los suscriptores (2,4 GHz) y un canal de transporte (5,8 GHz). Esta solución le permite deshacerse de las interferencias al transmitir información entre puntos, lo que simplifica la planificación de la red de frecuencias y aumenta el rendimiento del sistema para el tráfico de tránsito al "transferir" el canal de transporte a otro rango de frecuencia.

Los equipos del segundo grupo son producidos por casi todos los fabricantes de Mesh (Aruba, BelAir, Cisco, Motorola, Nortel, Proxim, SkyPilot, Tropos, etc.).

Entre las soluciones técnicas, cabe destacar que los equipos de Nortel Networks utilizan hasta 6 antenas direccionales en el canal de transporte, lo que permite aumentar la distancia entre los puntos de acceso. Aruba Networks utiliza el Aruba Mobility Controller central para mejorar la seguridad de la red;

Motorola ha anunciado que los equipos Motomesh que utilizan la tecnología MeshConnex admitirán la versión final del estándar de red en malla 802.11s. En este caso, está previsto modernizar las redes existentes actualizando la parte del software del sistema de forma inalámbrica.

Grupo nº 3. Multiradio

Los equipamientos del tercer grupo (BelAir, SkyPilot, Strix Systems, etc.) son los más interesantes desde el punto de vista del diseño arquitectónico. Está construido según un principio modular y utiliza de 4 a 6 unidades de radio. Esto permite (al igual que en las soluciones de radio dual) organizar la separación de los flujos de abonado y de transporte. Sin embargo, la eficiencia de la solución Multi-radio aumenta al separar los flujos de transporte entrantes y descendentes, al tiempo que se aumenta el número total de módulos de radio de "transporte".

La arquitectura modular (en la práctica, se trata de un conjunto de placas montadas en una carcasa estándar) permite la rápida sustitución de los módulos de radio y permite una modernización sencilla de toda la red a medida que se desarrolla la base tecnológica y elemental, incluida la transición a nuevos estándares ( Wi-MAX).

BelAir Networks (Canadá) ofrece una línea de equipos basada en tres tipos de puntos de acceso exteriores BelAir50c, BelAir100, BelAir200, pertenecientes a diferentes grupos de equipos (radio simple-dual-multi). Dependiendo del modelo, los dispositivos tienen instalados de 1 a 4 módulos de radio. El modelo anterior (Bel-Air200) proporciona transporte full-duplex y acceso a suscriptores e implementa funciones de red en los niveles Layer2 y Layer3. Una amplia gama de equipos permite planificar de forma “flexible” una red Mesh en función del tráfico esperado. Los puntos de acceso multiradio se pueden ubicar en áreas de máximo tránsito de tránsito (centro), y los puntos de acceso monoradio se pueden ubicar en la periferia.

Stryx Systems Inc. (EE.UU.), junto con las soluciones tradicionales para redes con topología Mesh, trabaja activamente en el segmento de tareas que requieren soporte de información para objetos que se mueven rápidamente (hasta 300 km/h), por ejemplo, el transporte ferroviario. Una característica especial del equipo es la selección dinámica de canales de transmisión, lo que reduce el impacto de las interferencias en el funcionamiento de una red con topología Mesh. Para mejorar la seguridad de la red, Stryx (a diferencia de sus competidores) utiliza un servidor de identificación de usuario remoto. Todos los modelos realizan funciones de red en el nivel Layer3 con soporte para la mayoría de los protocolos de red de conmutación y enrutamiento existentes.

SkyPilot posiciona sus equipos como los próximos equipos Mesh de 4ta generación. Su característica distintiva es el uso de protocolos sincrónicos para organizar canales de transporte. Las soluciones utilizan antenas de 8 sectores. Cada sector establece comunicaciones TDD punto a punto utilizando GPS para sincronizar los sectores.

Perspectivas y posibilidades de éxito.

La introducción de nuevas especificaciones estándar Wi-Fi (especialmente 802.1 1n) promete un aumento significativo en la velocidad de transferencia de información, que puede compensar completamente las deficiencias del estándar (colisiones de acceso, que se manifiestan en mayor medida en condiciones de alta congestión de la red). ).

Teniendo en cuenta las ventajas de WiMAX, se debe esperar que este estándar comience a competir activamente con Wi-Fi en la organización de redes Mesh, pero no antes de la aparición de dispositivos baratos para suscriptores. Sin embargo, es difícil esperar un reemplazo completo de las tecnologías debido a las limitaciones de rendimiento de WiMAX (Mbit/s) inherentes a 802.16. En tales condiciones, la coexistencia y la integración mutua de las redes es inevitable.

La creciente complejidad de los sistemas Mesh a medida que aumenta su escala y la necesidad de integrarse con redes alternativas (GSM, 3G, WiMAX, etc.) requerirán la creación de sistemas de control más complejos basados ​​en soluciones centralizadas. La eficacia comercial de las redes integradas de acceso de abonados municipales conducirá a un aumento de su número y requerirá la creación de soluciones más eficaces para garantizar la seguridad del sector de las redes municipales.

Para Rusia, el sector esperado para la construcción de redes Mesh son las grandes áreas metropolitanas (áreas para dormir y centros de negocios) y las aldeas rurales. Los problemas de organización de dichas redes están relacionados principalmente con las restricciones de frecuencia. A diferencia de los países con bandas "abiertas" del estándar 802.11, en Rusia, al construir redes externas, es necesario obtener decisiones SCRF y permisos de frecuencia. En la construcción de redes internas, el procedimiento se simplifica: si el equipo está especificado en el Apéndice No. 2 de la Decisión SCRF No. 04-03-04-003 del 6 de diciembre de 2004 o incluido en la lista de equipos por decisiones posteriores del SCRF, entonces es suficiente registrar la red en el centro de radiofrecuencia local.

Teniendo en cuenta la política seguida por el Ministerio de Información y Comunicaciones de Rusia, cabe esperar que los límites entre la topología de las soluciones tradicionales de acceso a banda ancha (especialmente en

aplicación del estándar WiMAX para las bandas de frecuencia 2.4; 3,5; 5,8 GHz) y Mesh se desdibujarán gradualmente cuando se implementen en Rusia.

La malla como principio de construcción de redes ciertamente se desarrollará y ocupará, si no una posición determinante, sí una posición significativa en la red global de información.