Wireless mesh

Wireless Mesh (WMesh) on reitittävä langaton verkko. WMeshin sisällä liikkuminen ja tukiaseman vaihtaminen on mahdollista ilman yhteyden katkeamista. WMeshin infrastruktuuri muistuttaa kansainvälistä postisopimusta, jossa eri maiden postilaitokset "reitittävät" lävitseen kulkevan postin.

Wireless Meshille ei ole standardia eikä virallista nimeä. Kutsumaniminä on käytetty sanoja WMesh ja WLAN.

Tavoite ja edut

WMeshin tavoite on laajentaa olemassa olevan WLANin ominaisuuksia. WMeshin piirteisiin kuuluvat mm.:

saumaton ja katkeamaton langaton verkkoyhteys ilmateitse
reititys
tietoturva
verkkoyhteydet alueille, jonne kaapelointi ei kannata
paikannus

WMeshin toiminta muistuttaa GSM-verkkoa.

Tekniikka ja termistö

WMesh on reitittävä verkko, jossa paketit voivat kulkea useaa kautta kahden pisteen välillä. Yhden reitin katkeaminen ei estä WMesh-verkon laitteiden välistä kommunikaatiota. Kun reitti havaitaan katkenneeksi, käytetään toissijaista reittiä laitteiden välillä. Pienessä mittakaavassa toimiva WMesh voi olla hajautettu rakenteeltaan ilman keskeistä palvelinta. Suurempi järjestely vaatii käyttäjämäärän ja verkkoliikenteen kasvaessa keskitetympää infrastruktuuria, johon kuuluu Internetiin reitittävä palvelin.

Laitteiden yhdistämistä WMeshin yli kutsutaan peer-2-peer eli p2p-ratkaisuksi. WMesh-verkkoihin liittyy olennaisesti myös WMesh ad-hoc. Tällöin erillisiä tukiasemia ei ole, vaan päätelaitteet hoitavat tiedon reitityksen kahden laitteen välillä.

On tärkeää huolehtia, että Root-AP:ita on riittävästi, sillä muuten tiedonsiirto WMeshin ulkopuolelle on hidasta tukiaseman kaistan ylikuormittuessa.

BSS:ien eli tukiasemien kuuluvuusalueiden on oltava päällekkäisiä noin 10–40% alueelta, jotta tiedon puskurointi ja kättely on mahdollista. Yksittäisen tukiaseman alueella voi olla maksimissaan viisi muuta tukiasemaa. Suuremmalla määrällä pakettien yhteentörmäyksiä tapahtuu liikaa ja WMeshin toimivuus heikkenee huomattavasti. Vierekkäisillä tukiasemilla tulee olla käytössään myös eri kanavat.

Koko WMesh-verkon sisällä tulee olla käytössä yhtenäinen protokolla. Yhtenäistä standardia protokollalle ei ole. Tällä hetkellä käytössä on yli 70 eri protokollaa.

Wireless Clientit ovat kerrallaan yhteydessä vain yhteen AP:een, mutta kuitenkin useamman AP:n kantoalueella. Jos WC menettää yhteytensä AP:een johon se on yhteydessä, voi se ottaa suoraan yhteyttä toiseen AP:een ilman, että yhteys verkkoon katkeaa.

Kolme sukupolvea

1. sukupolvi = Sama tukiasema huolehtii sekä pakettien reitityksestä että yhteydestä päätelaitteeseen.

2. sukupolvi = Molemmille tehtäville on oma tukiasema.

3. sukupolvi = Reitityksen tukiasemia lisätään edelleen → kaistanleveys kasvaa järkeviin mittoihin.

Tekniikan yleistymistä vaikeuttavia ongelmia

Standardin puute
Laitteiden hinta
Verkkohäirintä
Yhteentörmäykset verkkoliikenteessä
Heikko tiedonsiirtokyky

Tällä hetkellä WMeshin suurin ongelma on puuttuvat standardit käytettävälle protokollalle. Esimerkiksi mobiilit IP-osoitteet tulisi toteuttaa siten, että ne mahdollistaisivat katkeamattoman yhteyden eri BBS:n välillä. Standardin puuttumiseen on tulossa kuitenkin ratkaisu lähitulevaisuudessa. IEEE tekee ratkaisun tulevasta 802.11s-standardista kahden ehdotuksen väliltä: Wi-Mesh Alliancen ehdotus ja SEE-Mesh ehdotus. IEEE:n on tarkoitus julkaista standardi viimeistään vuonna 2008.

Liian tiheästi sijoitetut tukiasemat tai suuri käyttäjämäärä aiheuttavat liikaa yhteentörmäyksiä. Parempien reititysalgoritmien sekä uudempien WMesh-sukupolvien myötä ongelman korjaantumisen mahdollisuudet ovat hyvät.

Laitteiden hinta on myös ongelma. Tällä hetkellä WMesh-laitteet maksavat tuhansia dollareita. Hinta tullee putoamaan, kun yhteinen standardi tulee valmiiksi.

Verkkohäirintä tulee olemaan myös ongelma, sillä WMesh-verkon tulee olla varautunut kaikkeen verkkohäirintään, niin ad-hoc-verkkoihin kuin esimerkiksi WMesh-verkkoon kuulumattomiin tukiasemiin.

Protokollat

Mesh-verkkojen pakettien reitittämistä varten on luotu useita erilaisia protokollia. Kilpailevia protokollia on yli 70, kuten:

Ad-hoc On-demand Distance Vector AODV (Ad-hoc On Demand Distance Vector)
B.A.T.M.A.N. (Better Approach To Mobile Adhoc Networking)
PWRP (Predictive Wireless Routing Protocol)
Dynamic Source Routing DSR (Dynamic Source Routing)
Optimized link state routing protocol OLSR (Optimized Link State Routing protocol)
Temporally-ordered routing algorithm TORA (Temporally-Ordered Routing Algorithm)
Hazy Sighted Link State Routing Protocol HSLS (Hazy-Sighted Link State)

Lähteet

Wi-Fi Techonology (Arkistoitu – Internet Archive)
Wi-Mesh Alliance (Arkistoitu – Internet Archive)
SEE-Mesh (Arkistoitu – Internet Archive)
Strix Systems