Red de malla inalámbrica

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Diagrama que muestra una posible configuración de una red de malla sin cable, conectada aguas arriba a través de un enlace VSAT (click para ampliar)

A red de malla inalámbrica (WMN) es una red de comunicaciones conformada por radio nodos de organizado en una malla topología de. También es una forma de red inalámbrica ad hoc.[1]

A malla se refiere a la rica interconexión entre dispositivos o nodos. Redes de malla inalámbricas a menudo consisten en clientes de malla, malla routers y gateways. Movilidad de los nodos es menos frecuente. Si los nodos fueran moverse constantemente o con frecuencia, la malla pasa más tiempo actualización de rutas de entrega de datos. En una red inalámbrica de malla, la topología tiende a ser más estático, para que puedan converger los cálculo de rutas y entrega de datos a su destino puede ocurrir. Por lo tanto, se trata de una forma centralizada de baja movilidad de red inalámbrica ad hoc. También, porque a veces se basa en estático de los nodos actúan como puertas de enlace, no es una red ad hoc verdaderamente todo inalámbrico.

Los clientes de malla son a menudo ordenadores portátiles, teléfonos celulares y otros dispositivos inalámbricos mientras que los enrutadores mesh reenviar tráfico a y desde el que puede, pero no es necesario, estar conectado a Internet. El área de cobertura de los nodos de radio trabajando como una sola red a veces se llama una nube de la malla. Acceso a esta nube de malla depende de los nodos de radio trabajando en armonía unos con otros para crear una red de radio. Una red de malla es confiable y ofrece redundancia. Cuando uno nodo de puede ya no funcionar, el resto de los nodos puede todavía comunicarse entre sí, directamente o a través de uno o más nodos intermedios. Redes de malla inalámbrica pueden formar del uno mismo y curar a sí mismo. Redes de malla inalámbricas funcionan con diferentes tecnologías inalámbricas incluyendo 802.11, 802.15, 802.16, tecnologías celulares y no necesita ser restringido a una tecnología o protocolo. Véase también redes de malla.

Contenido

  • 1 Historia
    • 1.1 Arquitectura
    • 1.2 Gestión
    • 1.3 Aplicaciones
    • 1.4 Operación
    • 1.5 Acoplamiento de radio múltiples
    • 1.6 Temas de investigación
  • 2 Protocolos de
    • 2.1 Protocolos de enrutamiento
    • 2.2 Configuración automática protocolos
  • 3 Las comunidades y los proveedores de
  • 4 Productos
  • 5 Ver también
  • 6 Referencias
  • 7 Enlaces externos

Historia

Arquitectura

Arquitectura de malla inalámbrica es un primer paso hacia la provisión efectiva y baja movilidad sobre un área de cobertura específica. Infraestructura de malla inalámbrica es, en efecto, una red de routers menos el cableado entre los nodos. Está construido de aparatos de radio entre pares que no tienen que ser conectado a un puerto por cable que tradicional WLAN puntos de acceso (AP) hacer. Malla de infraestructura lleva datos sobre distancias grandes dividiendo la distancia en una serie de saltos cortos. Nodos intermedios no sólo aumentar la señal, pero cooperativamente pasan datos desde el punto al punto B haciendo decisiones basadas en su conocimiento de la red de la expedición, es decir, realizan encaminamiento primer derivando la topología de la red.

Redes de malla inalámbrica es una red relativamente "estable-topología" excepción de la ocasional falta de nodos o la adición de nuevos nodos. La ruta del tráfico, siendo agregado de un gran número de usuarios finales, cambia con frecuencia. Prácticamente todo el tráfico en una red de malla de infraestructura tampoco se desvía hacia o desde una puerta de entrada, mientras que en redes ad hoc inalámbricas o redes de malla del cliente el tráfico fluye entre los pares arbitrarios de nodos.[2]

Si tasa de movilidad entre los nodos es alto, es decir, se rompe enlace sucede con frecuencia, redes de malla inalámbrica comenzará a romper y tienen un rendimiento bajo de comunicación.[3]

Gestión

Este tipo de infraestructura puede ser descentralizada (con ningún servidor central) o centralizada (con un servidor central).4] Ambos son relativamente baratos y pueden ser muy fiable y resistente, como uno nodo de debe transmitir sólo hasta el siguiente nodo. Los nodos actúan como enrutadores para transmitir los datos desde los nodos cercanos a compañeros está demasiado lejos llegar en un solo salto, resultando en una red que puede abarcar distancias más grandes. La topología de una red de malla debe ser relativamente estable, es decir, no demasiada movilidad. Si un nodo cae fuera de la red, debido a un fallo de hardware o cualquier otra razón, sus vecinos pueden encontrar rápidamente otra ruta usando un protocolo de enrutamiento.

Aplicaciones

Redes de malla pueden incluir dispositivos ya sea fijos o móviles. Las soluciones son tan variadas como las necesidades de comunicación, por ejemplo en ambientes difíciles tales como situaciones de emergencia, túneles, plataformas petroleras, vigilancia del campo de batalla, aplicaciones de móvil-vídeo alta velocidad a bordo de transporte público o telemetría en tiempo real de coche de carreras. Una posible aplicación importante para las redes de malla inalámbrica es VoIP. Usando un esquema de calidad de servicio, la malla inalámbrica puede apoyar llamadas locales a canalizarse a través de la malla. Mayoría de las aplicaciones en redes de malla inalámbricas es similar a los de redes ad hoc inalámbricas.

Algunas aplicaciones actuales:

  • Las fuerzas militares estadounidenses están usando wireless redes de malla para conectar sus equipos, principalmente portátiles robustos, en operaciones de campo.
  • Contadores eléctricos inteligentes ahora se está implementando en residencias transferir sus lecturas de uno a otro y finalmente a la oficina central para la facturación sin la necesidad de los lectores de metro humano o la necesidad de conectar los medidores con cables.[5]
  • Las computadoras portátiles en el One Laptop per Child Programa uso malla inalámbrica para permitir a los estudiantes intercambiar archivos y obtener en Internet a pesar de que carecen de redes por cable o teléfono celular u otras conexiones físicas en su área.
  • Página principal de Google, Wi-Fi de Google y Google OnHub todo apoyo Redes de Wi-Fi mesh (es decir, Wi-Fi ad hoc).6]
  • El satélite 66 Constelación Iridium funciona como una red de malla, con enlaces inalámbricos entre satélites adyacentes. Llamadas entre dos teléfonos satelitales se enrutan a través de la malla de un satélite a otro a través de la constelación, sin tener que pasar por un estación de la tierra. Esto hace que para un menor recorrido de la señal, reduciendo la latencia y permite también la constelación operar con menos estaciones de tierra que sería necesaria para los 66 satélites de comunicaciones tradicionales.

Operación

El principio es similar a la forma paquetes viajar por el cable Internet – datos que salto de un dispositivo a otro hasta que finalmente llegue a su destino. Dinámica enrutamiento de algoritmos implementados en cada dispositivo permita que esto suceda. Para implementar estos protocolos de enrutamiento dinámicos, cada dispositivo debe comunicar información de enrutamiento a otros dispositivos en la red. Cada dispositivo determina qué hacer con los datos que recibe, o pasarlo al siguiente dispositivo o mantenerlo, dependiendo del protocolo. El enrutamiento algoritmo de utilizado debe intentar siempre asegurar que los datos de la ruta (más rápida) más adecuada a su destino.

Acoplamiento de radio múltiples

Acoplamiento de radio múltiples se refiere a tener diferentes radios operan en distintas frecuencias para interconectar los nodos de una malla. Esto significa que hay una frecuencia única para cada salto inalámbrico y así un dedicado CSMA dominio de colisión. Con más bandas de radio, comunicación throughput es probable aumentar como resultado de los canales de comunicación disponibles. Esto es similar a dar dobles o múltiples trayectorias de radio para transmitir y recibir datos.

Temas de investigación

Uno de los documentos más citados en las redes de malla inalámbricas identificó las siguientes áreas como problemas de investigación abiertos en 2005

  • Nuevo esquema de modulación
    • Con el fin de lograr mayor velocidad de transmisión, nuevos esquemas de transmisión de banda ancha que OFDM y UWB se necesitan.
  • Procesamiento avanzado de antena
    • Avanzada antena procesamiento incluyendo direccional, inteligente y antena múltiple tecnologías está investigando, ya que su complejidad y los costos todavía son demasiado altos para su amplia comercialización.
  • Flexible gestión del espectro
    • Se realizan enormes esfuerzos en investigación de técnicas de frecuencia ágil para incrementar la eficiencia.
  • Optimización de la capa de la Cruz
    • Investigación Cruz-capa es un tema de investigación actual popular donde se comparte información entre capas de comunicación con el fin de aumentar el conocimiento y el estado actual de la red. Esto podría permitir protocolos nuevos y más eficientes para desarrollarse. Un protocolo conjunto que combina diversos problemas de diseño como enrutamiento, programación, asignación de canales, etc. puede lograr un mayor rendimiento ya que está comprobado que estos problemas son fuertemente co relacionados.[7] Es importante tener en cuenta que podría conducir descuidado cross-layer diseño a código que es difícil de mantener y extender.[8]
  • Definida por el software de red inalámbrica
    • ¿Centralizado, distribuido, o híbrido? -En [9] una nueva arquitectura de la SDN para WDNs se explora que elimina la necesidad de múltiples saltos de información de la ruta y por lo tanto permite WDNs ampliar fácilmente. La idea clave es separar el control de la red y los datos de expedición mediante el uso de dos bandas de frecuencia separadas. Los nodos de transporte y el controlador SDN intercambian información de estado de enlace y otro control de la red de señalización en una de las bandas, mientras que datos reales expedición tiene lugar en la otra banda.
  • Seguridad
    • Un WMN puede verse como un grupo de nodos (clientes o routers) que cooperan para proporcionar conectividad. Tal una arquitectura abierta, donde los clientes sirven como routers a paquetes de datos hacia adelante, está expuesta a muchos tipos de ataques que pueden interrumpir toda la red y causar denegación de servicio (DoS) o de denegación de servicio distribuida (DDoS).[10]

Protocolos de

Protocolos de enrutamiento

Existen más de 70 esquemas de competencia para la encaminamiento de paquetes a través de redes de malla. Algunos de éstos incluyen:

  • Enrutamiento basado en la asociatividad (ABR)[11]
  • AODV (Vector de distancia bajo demanda Ad hoc)
  • B.A.T.M.A.N. (Enfoque mejor para redes móviles ad hoc)
  • Babel (Protocolo) (un vector distancia protocolo de enrutamiento para IPv6 y IPv4 con propiedades de convergencia rápida)
  • Enrutamiento dinámico NIx-Vector | DNVR[12]
  • DSDV (Enrutamiento de Vector de distancia ordenados por destino)
  • DSR (Encaminamiento de fuente dinámica)
  • HSLS (Nebulosa vista estado de enlace)
  • HWMP (Híbrido inalámbrico de malla de protocolo, el protocolo de encaminamiento obligatorio predeterminado de IEEE 802. 11S)
  • Protocolo de malla inalámbricas de infraestructura (IWMP) para infraestructura de malla de redes por GRECO UFPB-Brasil[13]
  • OLSR (Protocolo de enrutamiento de estado de enlace optimizado)
  • OORP (Protocolo de enrutamiento de OrderOne) (Protocolo de enrutamiento de redes de OrderOne)
  • OSPF (Abrir la ruta más corta primero enrutamiento)
  • Protocolo de enrutamiento para redes con pérdidas (protocolo IETF rodillo RPL y baja potencia RFC 6550)
  • PWRP (Protocolo de enrutamiento inalámbrico predictivo)14]
  • TORA (Algoritmo de enrutamiento temporal ordenado)
  • HORAS (Protocolo de enrutamiento de zona)

La IEEE ha desarrollado un conjunto de normas bajo el título 802. 11s.

Una lista menos exhaustiva puede encontrarse en Lista de protocolo de enrutamiento ad hoc.

Configuración automática protocolos

Configuración automática estándar protocolos, tales como DHCP o Configuración automática sin estado IPv6 puede utilizarse sobre redes de malla.

Protocolos de configuración específica de red malla son:

  • Protocolo de configuración Ad Hoc (AHCP)
  • Configuración automática proactiva (Protocolo de configuración automática proactiva)
  • Protocolo de configuración dinámica WMN (PTDP)

Las comunidades y los proveedores de

  • AWMN
  • CUWiN
  • Freifunk (DE) / FunkFeuer (AT) / OpenWireless (CH)
  • Firechat
  • Firetide
  • Guifi.net
  • Netsukuku
  • Ninux (ÉL)

Productos

  • Aruba AirMesh - redes de malla inalámbrica multiservicio para exteriores [15]
  • RUCKUS Acoplamiento - acoplamiento inteligente16]
  • FireTide -Redes mesh wireless[17]
  • Cisco Meraki -Malla de redes - puntos de acceso como puertas de enlace y repetidores[18]
  • Enebro Wireless Mesh - malla inalámbrica y puente[19]
  • OpenMesh -Malla abierta hace Wi-Fi más inteligente y sencillo20]
  • StrixSystems -potencia de 802. 11n inalámbrica de malla[21]
  • MeshDynamics -Redes de malla Industrial Meshdynamics[22]
  • Malla de Rajant - redes Mesh cinético[23]
  • Otros - lista de empresa con respaldo malla de redes de empresas.[24]

Ver también

  • red inalámbrica ad hoc
  • redes de malla
  • Comparación de estándares de datos inalámbricos
  • IEEE 802. 11S
  • Red ad hoc móvil
  • Peer-to-peer
  • Roofnet
  • Red inalámbrica ad hoc
  • ZigBee

Referencias

  1. ^ Chai Keong Toh Ad Hoc móviles redes inalámbricas, editorial Prentice Hall, 2002. ISBN 978-0-13-007817-9
  2. ^ J. Jun, M.L. Sichitiu, "La capacidad nominal de redes mesh inalámbricas", en IEEE Wireless Communications, Vol. 10, 5 pp 8-14. Octubre de 2003
  3. ^ [Inalámbrico de comunicaciones, redes y aplicaciones: procesos de WCNA 2014 sin hilos comunicaciones, redes y aplicaciones: Actas de WCNA 2014] Echale un vistazo | url = () valorAyuda).  Falta o vacío | Título = (Ayuda)
  4. ^ S.M. Chen, Lin, P, D-W Huang, S-R Yang, "un estudio sobre distribuido/centralizado de programación para la red inalámbrica de malla" en actas de la Conferencia Internacional de 2006 en comunicaciones inalámbricas y computación móvil, pp 599-604. Vancouver, Columbia Británica, Canadá. 2006
  5. ^ Resumen de energía ZigBee.org Smart.
  6. ^ ""Cada persona es un nodo: trabajo como malla de redes Wi-Fi por Jerry Hildenbrand, 2016". 
  7. ^ Pathak, P. H.; Dutta, R. (2011). "Un estudio de problemas de diseño de red y los enfoques de diseño de redes de malla inalámbrica". IEEE Communications encuestas y tutoriales. 13 (3): 396 – 428. doi:10.1109/SURV.2011.060710.00062. 
  8. ^ V. Kawadia, P. R. Kumar (febrero de 2005). Una perspectiva preventiva en Cross-Layer diseño en comunicaciones inalámbricas IEEE. págs. 3-11. 
  9. ^ Abolhasan M., J. Lipman, Ni W. y B. Hagelstein, "definida por el Software de red inalámbrica: centralizado, distribuido, o híbrido?," en red de IEEE, vol. 29, núm. 4, págs. 32-38, julio – agosto 2015. doi:10.1109/Mnet.2015.7166188 https://IEEEXplore.IEEE.org/XPL/abstractCitations.jsp?arnumber=7166188
  10. ^ Coctelera Alanazi, Kashif Saleem, Jalal Al-Muhtadi y Abdelouahid Derhab, "Análisis de la negación del impacto del servicio de enrutamiento de datos en sanidad electrónica móvil red de malla inalámbrica," sistemas de información móviles, vol. 2016, artículo ID 4853924, 19 páginas, 2016. doi:10.1155/2016/4853924 [1]
  11. ^ Chai Keong Toh Ad Hoc móviles redes inalámbricas, editorial Prentice Hall, 2002. ISBN 978-0-13-007817-9
  12. ^ https://IEEEXplore.IEEE.org/Abstract/Document/1424825 (Encaminamiento dinámico NIx-Vector)
  13. ^ Porto, F. D. de C.; Cavalcanti, G.; Elias, G. (01 de abril de 2009). "Una arquitectura de enrutamiento capas para redes de malla inalámbricas de infraestructura". Quinta Conferencia Internacional de redes y servicios, 2009. ICNS ' 09: 366-369. doi:10.1109/ICNS.2009.91. 14 de noviembre 2016. 
  14. ^ https://New.ABB.com/Network-Management/Communication-Networks/Wireless-Networks/Technology/Scalability PWRP
  15. ^ "Multiservicios malla de redes de la naturaleza". 
  16. ^ "Las redes inalámbricas de Rukus acoplamiento inteligente". 
  17. ^ "Diseño e implementación de una red Mesh Firetide, 2008" (PDF). 
  18. ^ "Malla de redes de Meraki". 
  19. ^ «Configuración inalámbrica de malla y puente». 
  20. ^ "Malla abierta hace Wi-Fi más inteligente y más simple".. 
  21. ^ Título = 802. 11n potencia inalámbrica de malla por StrixSystems https://www.strixsystems.com/ Title = potencia de 802. 11n inalámbrica de malla por StrixSystems Echale un vistazo | url = () valorAyuda).  Falta o vacío | Título = (Ayuda)
  22. ^ "Malla Meshdynamics Industrial redes de escala". 
  23. ^ "Redes de Nesh cinético". 
  24. ^ "Lista de malla inalámbrica respaldados por la empresa redes de empresas". 

Enlaces externos

  • LAN inalámbrica de malla Whitepaper
  • Cómo trabajo de redes de malla inalámbrica en HowStuffWorks
  • Primera, segunda y tercera generación de malla de arquitecturas Historia y evolución de las arquitecturas de redes de malla
  • Los mineros dan un guiño a los nodos Reimpresión del artículo de la revista de crítica de la misión de malla en minería subterránea
  • IET Desde estos puntos a mantas
  • Akyildiz, Ian. F.; Xudong Wang (septiembre de 2005). "Una encuesta en las redes de malla inalámbrica". IEEE Communications Magazine. 43 (9): s23-s30. OAI 10.1.1.133.5446 Freely accessible. doi:10.1109/MCOM.2005.1509968. 
  • Grupo de investigación de redes de malla Proyectos y recopilación de tutoriales relacionados con las redes de malla inalámbrica
  • Subsistema de Linux Wireless (80211) por Rami Rosen
  • Comunicaciones inalámbricas de IWT y seguimiento en minas subterráneas

Otras Páginas

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