Какво е MESH и как работи?

4
1430

MESH е нова технология за безжични мрежи, която ще доведе до истинска революция обществените интернет точки, вътрешни WiFi мрежи и градските и корпоративни мрежи.

Безжичните MESH мрежи могат лесно, ефективно и надеждно да свързват цели градове, използвайки евтина, съществуваща технология. Традиционните мрежи разчитат на малък брой кабелни точки за достъп или горещи точки (хотспот) за свързване на потребителските устройства. При MESH мрежите свързаността се разпростира между десетки или дори стотици безжични широколентови възли, които комуникират моежду си, за да покрият голяма площ с мрежовата връзка.

MESH мрежите са идеалното средство за реализиране на концепцията Интернет на Нещата (Internet of Thins – IoT), тъй като дават възможност за покриване на големи терени, по изключително гъвкав и надежден начин, с високи скорости и липса на необходимост от физическо свързване с интернет мрежата на всяко излъчващо устройство (възел).

MESH възлите са малки радиопредаватели, които функционират на същия принцип, на който работи обикновения домашен Wi-Fi рутер с известните към момента стандарти от IEEE 802,11a, 802.11b и 802.11g, за да свързват безжичните устройства чрез същия WiFi стандарт, който почти всяка съвременна носима електроника притежава.

Как работи?

Възлите се управляват от софтуер, който определя взаимодействието в по-голяма и сложно изградена мрежа. Информацията преминава от точка А до точка Б, като трансферът става безжично от един мрежови възел към следващия, докато достигне финалната точка. Възлите автоматично избират най-бързия, безопасен и надежден маршрут на информацията, известен на мрежовите специалисти още като „динамично маршрутизиране“.

Най-голямото предимство на MESH безжичните мрежи – за разлика от кабелните LAN връзки или фоксираните до едно домакинство WiFi мрежи е, че те осигуряват много по-голямо покритие покриват много по-голям периметър, но най-вече, те са наистина безжични. Повечето традиционни „безжични точки“ – тези у дома, на обществени места, в институциите и парковете, трябва да бъдат свързани чрез широколентов интернет достъп към глобалната мрежа, за да работят. За големите безжични мрежи е необходимо Ethernet кабелите да бъдат полагани или заравяни в тавани и стени в сградите, където се изграждат.

Каква връзка е необходима?

При MESH технологията е необходимо само един от възлите да бъде свързан физически към глобалната мрежа, по подобие на DSL интернет модемите. След това въпросния свързан към мрежата възел, споделя безжично своята интернет връзка с всички останали възли в близост до неговото покритие. След това всеки един от приемащите възли, споделя интернет връзката с тези около него и по този начин, се изгражда една наистина безжична мрежа с много по-големи възможности. Колкото повече възли, толкова по-далеч достига връзката, създавайки „свързан облак“, който може да обслужва от малък до среден офис, до голям мултимилионен град.

Предимствата на безжичните MESH мрежи включват:
  • Използване на по-малко проводници – съответно по-малко разходи за изграждане на мрежата, особено за големи зони.
  • Колкото са повече инсталираните възли, толкова по-голяма и бърза става безжичната MESH мрежа.
  • Използват същите WiFi стандарти на IEEE, които весе съществуват и се използват от всички безжични точки.
  • Удобни са там, където липсва възможност за изграждане на Ethernet достъп до всяка една безжична точка, идеално приложимо за концертни зали, събития на открито, складове и транспорти съоражения, както и за извънградски райони с по-малко население, където изграждането на LAN достъп до всяко едно домакинство, би било нерентабилно.

Полезни за мрежови конфигурации с нелинейно осигуряване (NLoS), при които безжичните сигнали биват периодично прекъсвани или заглушавани. Например в един увеселителен парк, виенското колело, достигайки най-високата си точка, блокира достъпа до WiFi точките на устройствата, които хората използват докато са на него. Ако мрежата е изградена от десетки или стотици други възли, MESH мрежата ще се саморегулира, за да осигури достатъчно добър сигнал.

MESH мрежите се „самоконфигурират“, тоест мрежата автоматично включва нов възел в съществуващата инфраструктура, без да се налага намеса на мрежовия администратор, което намалява нуждата от човешка поддръжка, съответно и разхода и цената на мрежите.

MESH също така се и самопоправят, тъй като мрежата автоматично намира най-бързите и надеждни трасета за трансфер на данните, дори ако някой от възлите е блокиран или е отпаднал.

Предимства на технологията

MESH мрежите позволяват на безжичните връзки и на локалните мрежи да работят по-бързо, тъй като не е необходимо локалните пакети да бъдат прехвърляни обратно към централния сървър, както при традиционните интернет точки и хотспот.

Безжичните MESH мрежови възли са лесни за инсталиране и деинсталиране, което прави мрежата изключително адаптивна и разширяема и осигурява гъвкавост, която никоя друга технология не може да предложи.

В тази статия обясняваме подробно техническия принцип на функциониране на MESH мрежите.

Графиката по-горе показва как функционира безжичната MESH връзка при споделяне на интернет достъпа в локалната мрежа (LAN). Както виждате, само един възел е достатъчно да бъде свързан широколентово към глобалната мрежа. Този фиксиран възел споделя безжично интернет връзката с най-близкия до него клъстер от възли, които след това я споделят с най-близкия до тях клъстер от възли и така нататък, и така нататък.

Това означава, че няма необходимост от свързване на всеки отделен възел с Ethernet. Необходимо е единствено електрическо захранване, което може да идва от традиционната електрическа мрежа, акумулаторни батерии или слънчеви панели, ако възлите се монтират на открито. Възлите за открит монтаж са затворени устройство и са защитени от атмосферни влияния, вода и прах, което ще рече че могат да бъдат монтирани практически навсякъде – включително в басейни, покриви и други.

MESH мрежите са ефективни при споделяне на интернет свързаност между големи сгради, квартали и цели градове. Това е възможно благодарение на облачния принцип на свързване. Колкото повече възли са свързани в клъстера, толкова по-далеч достига покритието на MESH мрежата, и съответно толкова по-добра интернет връзка получава крайния потребител..

Как интернет връзката става по-бърза и надеждна?

Ако вашият преносим компютър е в обхвата на излъчване от четири възела, вие ще имате достъп до четири пъти по-голяма честотна лента, отколкото бихте имали с един традиционен безжичен рутер. Разстоянието играе огромна роля в силата на безжичния сигнал. Ако намалите разстоянието между вашия компютър и най-близкия безжичен възел двойно, то силата на сигнала ще бъде четири пъти по-голяма.

Всички възли обикновено ще бъдат видими за потребителските устройства като излъчват сигнала си под едно общо мрежово име (SSID).

Възлите също могат да осигурят интернет връзка към кабелни устройства в мрежата като VoIP телефони, видеокамери, сървъри и работни станции, осигуряващи традиционните Ethernet кабели. Повечето възли, разполагат физически с два или повече LAN порта и чрез технологията Power Over Ethernet (PoE), възелът може да осигури захранване с интернет на самостоятелни устройства като камери за наблюдение, без да се налага самото устройство да има електрическо захранване, като ще получава такова посредством LAN кабела.

Сега нека разгледаме някои реални приложения на MESH безжичните мрежи:

Градове и общини

С безжичните MESH мрежи могат да бъдат свързани цели градове и обществени услуги в тях към интернет, при това с високоскоростна връзка и голяма надеждност.

Все повече градове инсталират обществени WiFi точки за безплатен интернет достъп. MESH мрежите могат да доведат до революция при тях, като направят този достъп много по-евтин, надежден и лесен за изпълнение – достатъчно е просто да бъдат монтирани (закрепени) физическите излъчвателни устройства (възли) на желаните места, и те сами ще се свържат с MESH мрежата.

Някои предимства на безплатния интернет достъп в града:
  • Пътниците могат да проверят електронната си поща, докато пътуват във влака, разхождат се в парка, или хапват в ресторант.
  • Общинските служители могат да наблюдават в реално време състоянието на електрическата или водоснабдителната мрежа в града, като инсталират безжични възли в пречиствателните съоражения или канализационните шахти, или в трафопостовете и генераторите за електроснабдяването. Няма нужда да се изкопават окопи, за да бъдат полагани Ethernet кабели в тях.
  • Служителите по обществена безопасност и спешни случаи ще имат достъп до защитени облачни виртуални мрежи, които ще са част от по-голяма MESH мрежа, за да поддържат отворени комуникационните линии, дори когато обикновените телефонни линии и клетъчни мрежи прекъснат. С MESH възлите, монтирани на уличните лампи и светофарите, полицаите и пожарникарите ще имат достъп в реално време до интернет, докато са в движение. В някои случаи, това може да спаси животи.

Според доклад на MuniWiriless.com през март 2007 г, 81 американски града вече са инсталирани общински безжични мрежи на територията на общината или региона, а още 164 активно изграждат такива мрежи. В доклада се казва още, че 38 града в САЩ вече имат общински безжични мрежи за аварийно ползване при заплаха за обществената безопасност, и от служителите на града при аварии и спешни случаи.

Не всички съществуващи градски безжични мрежи обаче са на принципа на MESH мрежите. Някои са базирани на технологията, наречена WiMax, която работи на принципа на клетъчните телефонни мрежи, и има възможност да излъчва сигнал на големи разстояния, използвайки мощни микровълнови антени. Други общински мрежи използват комбинация от MESH и WiMax. Припомняме, че в България също имаше WiMax мрежи за комерсиално използване, предлагани от мобилния оператор Max Telecom до 2014 година, преди да въведе първата 4G – LTE мрежа в страната.

В развиващите се страни

MESH мрежите могат да са полезни в страни без изградена или широкоразпространена кабелна инфраструктура, като доставят и телефонна услуга, а дори и електрическо захранване са електронните устройства с ниска консумация, посредством Power on Lan (PoE). Възлите захранвани от слънчеви панели могат да бъдат свързани към една клетъчна или сателитна интернет връзка, и така да осигурят достъпа до интернет на цяло едно село.

Изолирани, извънградски райони и труднодостъпните терени, също ще получат своето развитие, благодарение на MESH мрежите. Дори в развитите страни, има отдалечени райони, при които или не може да бъде изградена кабелна интернет мрежа, или не могат да се осигурят високи скорости на връзката. Клъстерът от възли на принципа на MESH, може да бъде захранен от един начален възел, който да бъде захранен с LAN връзка, и след това да осигури достъп до целия район.

В сферата на образованието

Много колежи, университети и гимназии изграждат MESH мрежи в своите кампуси и сгради. Това решение премахва необходимостта от прокопаване на канали за кабели в старите стени на сградите. С десетки, добре разположени мрежови възли, всички ще могат да бъдат свързани през цялото време към надеждна и бърза интернет връзка. MESH мрежите също имат много голям капацитет на честотната лента, така че могат да осигурят възможност на студенти и преподаватели да изтеглят бързо големи файлове.

Училищата и други институции също могат да инсталиран MESH мрежа в цялата си сграда, с което да подобрят обществената безопасност, да осигурят непрекъснато надеждно наблюдение на охранителните камери и да имат комуникация с целия персонал в реално време, което може да бъде изключително необходимо при кризисни ситуации и спешни случаи.

MESH мрежите също са едно от средствата, които могат да направят концепцията Интернет на Нещата / IoT възможна, благодарение на своите голям капацитет, ниско времезакъснение и високи скорости. Приложение също така може да бъде намерено във военните технологии, автономни и интелигентно управляващи се автомобили и много други. Някои градове, изграждат MESH мрежи в своя обществен транспорт, за да имат непрекъснато наблюдение на мотрисите (в метрото или градските влакове например), което ще подобри безопасността, спазването на разписанията, а защо не и някой в бъдещето самоуправляващи се превозни средства в градския транспорт.

4
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
1 Коментари
3 Отговори на коментарите
0 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
д-р Събева
д-р Събева

Моля, преглеждайте внимателно материалите си.
Отново има правописна грешка в текста.
Вземете един редактор, че вече направо е дразнещо.

haha
haha

Махай се от тука като си такава раздразнена.

TNT
TNT

статията е грамотно написана, голям праз че имало въображаема правописна грешка.