По мере развития технологии 5G, 5G сотовый Wi-Fi роутер получает все большее распространение, с растущим спросом на5G сотовый WiFi маршрутизатор, также растет потребность в 5G сотовых Wi-Fi роутерах с поддержкой меш-сетей. Но что такое меш-сеть и каковы ее преимущества?

Беспроводная меш-сеть, также известная как “многоскачковая” сеть, — это новая технология беспроводной сети, полностью отличающаяся от традиционных беспроводных сетей. Она состоит из меш-маршрутизаторов и меш-клиентов, среди которых меш-маршрутизаторы образуют магистральную сеть и подключаются к проводным интернет-кабелям, отвечая за предоставление многоскачковых беспроводных интернет-соединений для меш-клиентов.

В традиционной беспроводной локальной сети (WLAN) каждый клиент получает доступ к сети через беспроводное соединение, подключенное к точке доступа (AP), образуя локальный базовый набор услуг (BSS). Если пользователи хотят общаться друг с другом, они должны сначала получить доступ к фиксированной AP; эта сетевая структура называется односкачковой сетью. В беспроводной меш-сети любой узел беспроводного устройства может одновременно служить AP и маршрутизатором, каждый узел в сети может отправлять и получать сигналы, каждый узел может напрямую обмениваться данными с одним или несколькими одноранговыми узлами.

Самое большое преимущество этой структуры заключается в том, что если ближайшая AP перегружена из-за чрезмерного трафика, данные могут быть автоматически перенаправлены на соседний узел с меньшим объемом трафика для передачи. По аналогии, пакет данных также может продолжать маршрутизироваться к следующему ближайшему узлу для передачи в соответствии с сетевыми условиями, пока не достигнет конечного пункта назначения; этот метод доступа называется многоскачковым доступом.

Фактически, Интернет является типичным примером меш-сети; например, когда мы отправляем электронное письмо, оно не доставляется непосредственно в почтовый ящик получателя, а пересылается с одного сервера на другой через маршрутизатор и, наконец, достигает почтового ящика пользователя после многократной маршрутизации и пересылки. В процессе пересылки маршрутизаторы обычно выбирают наиболее эффективный путь передачи, чтобы электронное письмо могло достичь почтового ящика пользователя как можно быстрее.

По сравнению с традиционными коммутируемыми сетями, беспроводные меш-сети устраняют необходимость в проводке между узлами, но при этом обладают механизмом избыточности и функциями перемаршрутизации, предоставляемыми распределенными сетями. В беспроводной меш-сети, если вы хотите добавить новое устройство, вам нужно просто подключить его к источнику питания. Оно может автоматически настраиваться и определять лучший многоскачковый путь передачи. При добавлении или перемещении устройств сеть может автоматически обнаруживать изменения топологии и автоматически корректировать маршрутизацию связи для получения наиболее эффективного пути передачи.

По сравнению с традиционной WLAN, беспроводная меш-сеть обладает несколькими беспрецедентными преимуществами:

1. Легкость развертывания и установки: Установка меш-узла очень проста, достаточно вынуть устройство из коробки и подключить его к источнику питания. Благодаря значительно упрощенной установке пользователи могут легко добавлять новые узлы для расширения покрытия и пропускной способности беспроводной сети. В беспроводной меш-сети не каждый меш-узел требует проводного подключения, что является самым большим отличием от проводной AP. Цель разработки меш-сетей — минимизировать количество проводных устройств и проводных AP, тем самым значительно сократив общую стоимость владения и время установки, что приводит к очень существенной экономии средств. Конфигурация и другие функции управления беспроводными меш-сетями аналогичны традиционным WLAN, опыт пользователей в использовании WLAN может быть легко применен к меш-сетям.

2. NLOS: Конфигурация NLOS легко достигается с помощью технологии беспроводной меш-сети, поэтому она имеет широкие перспективы применения на открытом воздухе и в общественных местах. Пользователи с прямой видимостью передатчика сначала получают беспроводные сигналы, а затем пересылают полученные сигналы пользователям, не находящимся в прямой видимости. Таким образом, сигнал может автоматически выбирать лучший путь для непрерывного перехода от одного пользователя к другому и, наконец, достигать целевого пользователя без прямой видимости. Таким образом, пользователи с прямой видимостью эффективно обеспечивают беспроводной широкополосный доступ соседним пользователям без прямой видимости. Функция передачи вне прямой видимости беспроводной меш-сети значительно расширяет области применения и покрытие беспроводного широкополосного доступа.

3. Стабильность: Обычный способ достижения стабильности сети — использование нескольких маршрутизаторов для передачи данных; информация будет отправлена по альтернативным путям другим маршрутизатором, если один маршрутизатор выйдет из строя. Электронное письмо — пример этого. Информация электронного письма делится на несколько пакетов данных, затем отправляется через несколько маршрутизаторов по Интернету и, наконец, собирается в информацию, которая достигает почтового ящика пользователя. Меш-сети более надежны, чем односкачковые сети, поскольку они не зависят от производительности одного узла. В односкачковой сети вся сеть будет парализована, если узел выйдет из строя. Но в структуре меш-сети каждый узел имеет один или несколько путей для передачи данных; если ближайший узел выходит из строя или подвергается помехам, пакеты данных будут автоматически перенаправлены по альтернативному пути для передачи, и работа всей сети не будет нарушена.

4. Гибкая структура: В односкачковой сети устройства должны совместно использовать AP. Если несколько устройств захотят получить доступ к сети одновременно, возникнет перегрузка связи, и система замедлится. Но в многоскачковой сети устройства могут быть подключены к сети через разные узлы одновременно, поэтому снижение производительности системы не произойдет. Меш-сети также обеспечивают более значительные механизмы избыточности и возможности балансировки нагрузки связи. В беспроводной меш-сети каждое устройство имеет несколько доступных путей передачи, сеть может динамически распределять маршруты связи на основе загрузки связи каждого узла, тем самым эффективно избегая перегрузки узлов связи. Односкачковые сети не могут динамически справляться с помехами связи и перегрузкой точек доступа.

5. Высокая пропускная способность: Физические характеристики беспроводной связи определяют, что чем короче расстояние передачи данных, тем легче получить высокую пропускную способность, поскольку при увеличении расстояния беспроводной передачи различные помехи и другие факторы приводят к увеличению потери данных. Поэтому передача данных через несколько коротких скачков будет эффективным способом получения более высокой пропускной способности сети, и это является преимуществом меш-сетей. В меш-сети узел может не только передавать и принимать информацию, но и выступать в качестве маршрутизатора для пересылки информации своим соседним узлам; по мере того как все больше узлов соединяются друг с другом и увеличивается количество возможных путей, общая пропускная способность также значительно возрастает. Кроме того, поскольку расстояние передачи каждого короткого скачка мало, требуемая мощность для передачи данных также меньше. Поскольку многоскачковые сети обычно используют меньшую мощность для передачи данных соседним узлам, а помехи беспроводного сигнала между узлами также меньше, качество канала сети и эффективность использования канала значительно улучшаются, что обеспечивает более высокую пропускную способность сети. Например, в городских сетевых средах высокой плотности меш-сети могут уменьшить взаимные помехи между соседними пользователями, использующими беспроводные сети, и значительно повысить эффективность использования канала.

6. Может использоваться на открытом воздухе: Беспроводная меш-сеть — это палка о двух концах: она может расширять инфраструктуру беспроводной LAN в места, где невозможно провести проводку к точке доступа, но при этом она уменьшит пропускную способность магистрального канала для клиентов, подключенных к точкам доступа беспроводной меш-сети, и то же самое относится к конечному узлу. Кроме того, на удаленном конце по-прежнему требуется поддержка питания. Например, автобусные станции уже имеют поддержку питания, а управление панелями управления горячими точками почти не требует пропускной способности; точки доступа на автобусных остановках не будут обслуживать клиентов с Wi-Fi, вместо этого они имеют собственный порт RJ-45, который можно включить и настроить для обеспечения виртуальной LAN, необходимой горячей точкой.