مع نضوج تقنية الجيل الخامس (5G)، وانتشار راوتر الواي فاي الخلوي 5G، ومع تزايد الطلب على راوتر الواي فاي الخلوي 5G، تزداد الحاجة أيضا لدعم الشبكات المشي (MESH Network). لكن ما هي شبكة الشبكة المتداخلة وما هي مزاياها؟

شبكة الشبكات اللاسلكية المعروفة أيضا باسم شبكة "القفزات المتعددة"، هي تقنية شبكة لاسلكية جديدة تختلف تماما عن الشبكات اللاسلكية التقليدية. يتكون من أجهزة توجيه mesh وعملاء mesh، من بينها أجهزة التوجيه الشبكية التي تشكل شبكة العمود الفقري وتتصل بكابلات الإنترنت السلكية، مسؤولة عن توفير اتصالات الإنترنت اللاسلكية متعددة القفزات لعملاء الشبكة.

في شبكة المنطقة المحلية اللاسلكية التقليدية (WLAN)، يصل كل عميل إلى الشبكة عبر وصلة لاسلكية متصلة بنقطة وصول (AP)، مما يشكل مجموعة خدمة أساسية محلية (BSS). إذا أراد المستخدمون التواصل مع بعضهم البعض، يجب عليهم أولا الوصول إلى نقطة وصول ثابتة، وتسمى هذه البنية الشبكية شبكة القفزة الواحدة. في شبكة الشبكة اللاسلكية المشب، يمكن لأي عقدة جهاز لاسلكي أن تعمل كنقطة وصول وراوتر في نفس الوقت، وكل عقدة في الشبكة يمكنها إرسال واستقبال الإشارات، وكل عقدة يمكنها التواصل مباشرة مع عقدة أو أكثر من نظيرها.

أكبر فائدة لهذا الهيكل هي أنه إذا كانت أقرب نقطة وصول مزدحمة بسبب حركة المرور الزائدة، يمكن إعادة توجيه البيانات تلقائيا إلى عقدة مجاورة ذات حركة اتصالات أصغر للإرسال. وبالمثل، يمكن أيضا الاستمرار في توجيه حزمة البيانات إلى أقرب عقدة أخرى للإرسال وفقا لظروف الشبكة حتى تصل إلى الوجهة النهائية، وهذه الطريقة هي الوصول متعدد القفزات.

في الواقع، الإنترنت هو مثال نموذجي لشبكة Mesh (Mesh Network)، فعلى سبيل المثال عندما نرسل بريدا إلكترونيا، لا يصل البريد الإلكتروني مباشرة إلى صندوق بريد المستلم، بل يتم توجيهه من خادم إلى آخر عبر جهاز توجيه، ويصل أخيرا إلى صندوق البريد الخاص بالمستخدم بعد عدة عمليات توجيه وإعادة توجيه. خلال عملية التوجيه، تختار أجهزة التوجيه عادة أكثر مسار إرسال كفاءة حتى يتمكن البريد الإلكتروني من الوصول إلى صندوق بريد المستخدم بأسرع وقت ممكن.

بالمقارنة مع الشبكات التقليدية ذات التحويل، تلغي شبكات الشبكة اللاسلكية الحاجة إلى التوصيل بين العقد، لكنها لا تزال تحتفظ بآلية التكرار ووظائف إعادة التوجيه التي توفرها الشبكات الموزعة. في شبكة Mesh اللاسلكية، إذا أردت إضافة جهاز جديد، كل ما عليك فعله هو توصيل مزود الطاقة فقط. يمكنه تكوين نفسه تلقائيا وتحديد أفضل مسار نقل متعدد القفزات. عند إضافة أو نقل الأجهزة، يمكن للشبكة اكتشاف التغيرات الطوبولوجية تلقائيا وضبط توجيه الاتصالات تلقائيا للحصول على أكثر مسار إرسال فعال.

بالمقارنة مع شبكة WLAN التقليدية، تتمتع شبكة الشبكات اللاسلكية بشبكة Mesh بعدة مزايا لا مثيل لها:

1. سهل النشر والتثبيت: تثبيت عقدة Mesh بسيط جدا، فقط إخراج الجهاز من العلبة وتوصيله بمزود الطاقة أمر مقبول. بفضل التثبيت المبسط جدا، يمكن للمستخدمين بسهولة إضافة عقد جديدة لتوسيع تغطية وسعة الشبكة اللاسلكية. في شبكة Mesh اللاسلكية، ليست كل عقدة Mesh تتطلب اتصال كابل سلكي، وهذا أكبر فرق عن نقطة الوصول السلكية. هدف تصميم Mesh هو تقليل عدد الأجهزة السلكية ونقاط الوصول السلكية، وبالتالي تقليل تكلفة الملكية ووقت التركيب بشكل كبير، وتوفير التكاليف الناتج عن ذلك كبير جدا. إعدادات ووظائف إدارة الشبكات الأخرى لشبكات الشبكات اللاسلكية المشي هي نفسها شبكات WLAN التقليدية، ويمكن تطبيق تجربة المستخدمين في استخدام شبكات WLAN بسهولة على شبكات Mesh نفسها.

2.NLOS:يمكن تحقيق تكوين NLOS بسهولة باستخدام تقنية الشبكة اللاسلكية، لذا فإن له آفاق تطبيق واسعة في الأماكن الخارجية والعامة. يستقبل المستخدمون الذين لديهم خط رؤية مباشر إلى جهاز الإرسال إشارات لاسلكية أولا، ثم يرسلون الإشارات المستقبلة إلى المستخدمين الذين ليسوا في خط رؤية مباشر. وبهذه الطريقة، يمكن للإشارة اختيار أفضل مسار تلقائيا للقفز المستمر من مستخدم إلى آخر، وأخيرا الوصول إلى المستخدم المستهدف دون وجود خط رؤية مباشر. وبهذه الطريقة، يوفر المستخدمون الذين لديهم خط رؤية مباشر وصولا لاسلكيا عالي السرعة للمستخدمين القريبين دون الحاجة إلى خط رؤية مباشر. ميزة الإرسال غير الخطي في شبكة Mesh اللاسلكية توسع بشكل كبير مجالات التطبيق وتغطية النطاق العريض اللاسلكي.

3. الاستقرار: الطريقة المعتادة لتحقيق استقرار الشبكة هي استخدام عدة أجهزة توجيه لنقل البيانات، حيث يتم إرسال المعلومات عبر مسارات بديلة من قبل جهاز توجيه آخر إذا فشل أحد أجهزة التوجيه. البريد الإلكتروني مثال على ذلك. يتم تقسيم معلومات البريد الإلكتروني إلى عدة حزم بيانات ثم ترسل عبر عدة أجهزة توجيه عبر الإنترنت، وأخيرا تجمع لتصبح معلومات تصل إلى صندوق وارد المستخدم. شبكات الشبكة المشاكسية أكثر متانة من شبكات القفزة الواحدة لأنها لا تعتمد على أداء عقدة واحدة. في شبكة ذات قفزة واحدة، ستشل الشبكة بأكملها إذا فشلت عقدة. لكن في هيكل شبكة Mesh، لكل عقدة مسار أو عدة مسارات لنقل البيانات، وإذا فشلت أقرب عقدة أو تعرضت للتداخل، سيتم توجيه حزم البيانات تلقائيا إلى مسار بديل للإرسال، ولن يتأثر عمل الشبكة بأكملها.

4. هيكل مرن: في شبكة القفزة الواحدة، يجب على الأجهزة مشاركة نقاط الوصول. إذا أرادت عدة أجهزة الوصول إلى الشبكة في نفس الوقت، سيحدث ازدحاما في الاتصالات ويصبح النظام بطيئا. لكن في شبكة متعددة القفزات، يمكن توصيل الأجهزة بالشبكة عبر عقد مختلفة في نفس الوقت، لذا لن يكون هناك انخفاض في أداء النظام. توفر شبكات الشبكة أيضا آليات تكرار أكبر وقدرات موازنة أحمال الاتصالات. في شبكة الشبكة اللاسلكية Mesh اللاسلكية، لكل جهاز عدة مسارات إرسال متاحة، ويمكن للشبكة تخصيص طرق الاتصال ديناميكيا بناء على حمل الاتصال لكل عقدة، مما يتجنب فعليا ازدحام اتصالات العقدة. لا يمكن لشبكات القفزة الواحدة التعامل ديناميكيا مع تداخل الاتصالات وتحميل نقاط الوصول.

5. عرض النطاق الترددي العالي: تحدد الخصائص الفيزيائية للاتصالات اللاسلكية أنه كلما كانت مسافة نقل الاتصال أقصر، كان من الأسهل الحصول على عرض نطاق ترددي مرتفع، لأنه بمجرد زيادة مسافة الإرسال اللاسلكي، فإن التداخلات والعوامل الأخرى ستؤدي إلى زيادة فقدان البيانات. لذلك، اختيار إرسال البيانات عبر عدة قفزات قصيرة سيكون وسيلة فعالة للحصول على عرض نطاق ترددي أعلى للشبكة، وهذه هي ميزة شبكات الشبكة المتداخلة. في شبكة Mesh (Mesh)، لا يمكن للعقدة فقط إرسال واستقبال المعلومات، بل تعمل أيضا كموجه لنقل المعلومات إلى العقد المجاورة، مع زيادة عدد العقد مع بعضها البعض وزيادة عدد المسارات الممكنة، سيزداد عرض النطاق الترددي الكلي بشكل كبير أيضا. بالإضافة إلى ذلك، نظرا لأن مسافة الإرسال لكل قفزة قصيرة قصيرة، فإن القدرة المطلوبة لنقل البيانات تكون أيضا أصغر. نظرا لأن الشبكات متعددة القفزات عادة ما تستخدم طاقة أقل لنقل البيانات إلى العقد المجاورة، كما أن تداخل الإشارة اللاسلكية بين العقد أصغر أيضا، فإن جودة القنوات وكفاءة استخدام القناة في الشبكة تتحسن بشكل كبير، مما يتيح سعة شبكة أعلى. على سبيل المثال، في بيئات الشبكات الحضرية عالية الكثافة، يمكن لشبكات Mesh تقليل التداخل المتبادل بين المستخدمين المجاورين الذين يستخدمون الشبكات اللاسلكية وتحسين كفاءة استخدام القنوات بشكل كبير.

6. يمكن استخدامها في الهواء الطلق: شبكة الشبكات اللاسلكية الميش هي سلاح ذو حدين، يمكنها تمديد بنية الشبكة المحلية اللاسلكية إلى أماكن يصعب فيها توصيل نقطة وصول، لكن هذا سيقلل من معدل نقل الربط الخلفي للعملاء المتصلين بنقاط وصول شبكة الشبكات اللاسلكية المشبكة في الوقت الحالي، وينطبق الأمر نفسه على النهاية. بالإضافة إلى ذلك، لا يزال الدعم الكهربائي مطلوبا في الطرف البعيد. على سبيل المثال، محطات الحافلات لديها بالفعل دعم للطاقة، وإدارة لوحات التحكم في نقاط الاتصال تتطلب تقريبا أي عرض نطاق ترددي، ونقاط الوصول عند محطات الحافلات لا تخدم العملاء عبر الواي فاي، بل لديها منفذ RJ-45 خاص به يمكن تفعيله وتكوينه لتوفير شبكة محلية افتراضية مطلوبة من قبل نقطة الاتصال.