À medida que a tecnologia 5G amadurece, o roteador wifi celular 5G se torna mais difundido, com a crescente demanda por roteadores celulares 5G, a necessidade de suporte para redes MESH também cresce. Mas o que é rede mesh e suas vantagens?

A rede mesh sem fio, também conhecida como rede "multi-hop", é uma nova tecnologia de rede sem fio que é completamente diferente das redes sem fio tradicionais. Consiste em roteadores mesh e clientes mesh, entre os quais roteadores mesh formam a rede backbone e são conectados a cabos de Internet, responsáveis por fornecer conexões de Internet sem fio multi-hop para clientes mesh.

Na rede local sem fio tradicional (WLAN), cada cliente acessa a rede por meio de um link sem fio conectado a um Ponto de Acesso (AP), formando um Conjunto Básico de Serviço local (BSS). Se os usuários quiserem se comunicar entre si, devem primeiro acessar um AP fixo; essa estrutura de rede é chamada de rede single-hop. Em uma rede mesh sem fio, qualquer nó de dispositivo sem fio pode servir como AP e roteador ao mesmo tempo, cada nó da rede pode enviar e receber sinais, e cada nó pode se comunicar diretamente com um ou mais nós pares.

O maior benefício dessa estrutura é que, se o AP mais próximo estiver congestionado devido ao tráfego excessivo, os dados podem ser automaticamente redirecionados para um nó vizinho com menor tráfego de comunicação para transmissão. Por analogia, o pacote de dados também pode continuar sendo roteado para o próximo nó mais próximo para transmissão de acordo com as condições da rede até chegar ao destino final; esse método de acesso é o acesso multi-hop.

Na verdade, a Internet é um exemplo típico de uma rede Mesh; por exemplo, quando enviamos um e-mail, o e-mail não chega diretamente à caixa de correio do destinatário, mas é encaminhado de um servidor para outro através de um roteador, e finalmente chega à caixa do usuário após múltiplos roteamentos e encaminhamentos. Durante o processo de encaminhamento, os roteadores geralmente escolhem o caminho de transmissão mais eficiente para que o e-mail chegue à caixa de correio do usuário o mais rápido possível.

Em comparação com redes comutadas tradicionais, as redes mesh sem fio eliminam a necessidade de fiação entre nós, mas ainda mantêm o mecanismo de redundância e as funções de redirecionamento fornecidas pelas redes distribuídas. Em uma rede mesh sem fio, se você quiser adicionar um novo dispositivo, basta conectar a fonte de alimentação. Ele pode se configurar automaticamente e determinar o melhor caminho de transmissão multi-hop. Quando dispositivos são adicionados ou movidos, a rede pode detectar automaticamente mudanças na topologia e ajustar automaticamente o roteamento de comunicação para obter o caminho de transmissão mais eficaz.

Comparando com a rede WLAN tradicional, a rede mesh sem fio apresenta várias vantagens incomparáveis:

1. Fácil de implantar e instalar: Instalar um nó mesh é muito simples, basta tirar o dispositivo da caixa e conectá-lo à fonte de alimentação já está ok. Devido à instalação muito simplificada, os usuários podem facilmente adicionar novos nós para expandir a cobertura e a capacidade da rede sem fio. Em uma rede mesh sem fio, nem todo nó mesh exige conexão por cabo com fio, que é a maior diferença em relação a um AP cabeado. O objetivo de design do Mesh é minimizar o número de dispositivos e APs cabeados, reduzindo assim muito o custo total de propriedade e o tempo de instalação; a economia de custos trazida por isso é muito considerável. A configuração e outras funções de gerenciamento de rede das redes mesh sem fio são as mesmas das WLANs tradicionais; a experiência dos usuários no uso de WLANs pode ser facilmente aplicada a redes Mesh.

2. A configuração NLOS:NLOS pode ser facilmente alcançada com tecnologia mesh sem fio, portanto possui amplas perspectivas de aplicação em locais externos e públicos. Usuários com linha de visão direta para o transmissor recebem primeiro sinais sem fio e, em seguida, encaminham os sinais recebidos para usuários que não estão em linha de visão direta. Dessa forma, o sinal pode escolher automaticamente o melhor caminho para saltar continuamente de um usuário para outro e, finalmente, alcançar o usuário-alvo sem linha de visão direta. Dessa forma, usuários com linha de visão direta fornecem efetivamente acesso de banda larga sem fio para usuários próximos sem linha de visão direta. O recurso de transmissão sem linha de visão da rede mesh sem fio expande significativamente os campos de aplicação e a cobertura da banda larga sem fio.

3. Estabilidade: A forma usual de alcançar estabilidade de rede é usar múltiplos roteadores para transmitir dados; informações serão enviadas por caminhos alternativos por outro roteador caso um deles falhe. O e-mail é um exemplo disso. As informações de e-mail são divididas em vários pacotes de dados, depois enviadas por vários roteadores pela Internet e, finalmente, reunidas em informações que chegam à caixa de entrada do usuário. Redes mesh são mais robustas do que redes de salto único porque não dependem do desempenho de um único nó. Em uma rede de salto único, toda a rede ficará paralisada se um nó falhar. Mas na estrutura de rede em malha, cada nó tem um ou vários caminhos para transmitir dados; se o nó mais próximo falhar ou for interferido, os pacotes de dados serão automaticamente roteados para um caminho alternativo para transmissão, e a operação de toda a rede não será afetada.

4. Estrutura flexível: Em uma rede de salto único, os dispositivos devem compartilhar AP. Se vários dispositivos quiserem acessar a rede ao mesmo tempo, ocorrerá congestionamento de comunicação e o sistema ficará lento. Mas em uma rede multi-hop, os dispositivos podem ser conectados à rede por diferentes nós ao mesmo tempo, então não haverá redução no desempenho do sistema. Redes mesh também oferecem mecanismos de redundância maiores e capacidades de balanceamento de carga de comunicação. Em uma rede mesh sem fio, cada dispositivo possui múltiplos caminhos de transmissão disponíveis, a rede pode alocar dinamicamente rotas de comunicação com base na carga de comunicação de cada nó, evitando assim efetivamente o congestionamento de comunicação entre nós. Redes de salto único não conseguem lidar dinamicamente com interferência de comunicação e sobrecarga de pontos de acesso.

5. Alta largura de banda: As características físicas da comunicação sem fio determinam que quanto menor a distância de transmissão de comunicação, mais fácil é obter alta largura de banda, pois quando a distância de transmissão sem fio aumenta, diversas interferências e outros fatores causarão maior perda de dados. Portanto, escolher transmitir dados em múltiplos saltos curtos será uma forma eficaz de obter maior largura de banda de rede, e essa é a vantagem das redes Mesh. Em uma rede Mesh, um nó pode não apenas transmitir e receber informações, mas também atuar como roteador para encaminhar informações para seus nós próximos; à medida que mais nós são conectados entre si e o número de caminhos possíveis aumenta, a largura de banda total também aumentará significativamente. Além disso, como a distância de transmissão de cada salto curto é curta, a potência necessária para transmitir dados também é menor. Como redes multi-saltos geralmente usam menor potência para transmitir dados para nós vizinhos, e a interferência do sinal sem fio entre nós também é menor, a qualidade e a eficiência de utilização do canal da rede são muito melhoradas, permitindo assim maior capacidade de rede. Por exemplo, em ambientes urbanos de alta densidade, redes mesh podem reduzir interferências mútuas entre usuários adjacentes usando redes sem fio e melhorar significativamente a eficiência da utilização do canal.

6. Pode ser usada ao ar livre: Rede sem fio mesh é uma faca de dois gumes, pode estender a infraestrutura de LAN sem fio para lugares onde é impossível cabrear um ponto de acesso, mas isso reduzirá o throughput do link de backhaul para clientes conectados a pontos de acesso de rede wireless mesh nesse meio tempo, e o mesmo vale para o final. Além disso, ainda é necessário suporte de energia na extremidade remota. Por exemplo, estações de ônibus já têm suporte de energia, e o gerenciamento dos painéis de controle do hotspot requer quase nenhuma largura de banda; pontos de acesso nos pontos de ônibus não atendem Wi-Fi aos clientes; em vez disso, possuem sua própria porta RJ-45 que pode ser ativada e configurada para fornecer a LAN virtual necessária pelo hotspot.