Czym są sieci mesh i jakie jest ich zastosowanie w biznesie?

Przedsiębiorcy zaangażowani w cyfrową transformację swojej organizacji powinni wiedzieć czym jest sieć mesh oraz znać jej zalety i wady.

17 września 2019

Paweł Skiba

Head of RapidLab

Każdego dnia spotykam ludzi biznesu, którzy z chęcią podążaliby za nowymi trendami i nie zagłębiając się w szczegóły techniczne, wykorzystywali je w codziennej pracy. Dedykuję im ten krótki artykuł.

Jeśli jesteś przedsiębiorcą zaangażowanym w cyfrową transformację organizacji, pewnego dnia będziesz musiał zrozumieć, czym naprawdę jest sieć mesh.

Gwiazda a siatka

Sieć mesh to nic innego jak kolejna topologia, która ma swoje plusy i minusy. Podłączanie urządzeń w sieci może odbywać się na kilka różnych sposobów. Najpopularniejszą z nich jest topologia gwiaździsta. Wyobraź sobie swoje biuro lub nawet prywatny dom, w którym używasz routera Wi-Fi. Ten router to Twoja brama do świata zewnętrznego, a jednocześnie centralny punkt wspomnianej gwiazdy. Wszystkie urządzenia (laptopy, telefony komórkowe, drukarki itp.) są podłączone do routera, a wszystkie żądania sieci muszą być przesyłane przez ten router. Jeśli chcesz wydrukować dokument, żądanie przechodzi z laptopa do routera, a następnie jest przekazywane do drukarki. Po zakończeniu pracy drukarka łączy z routerem, który przesyła odpowiedź do laptopa. Tak jak na zdjęciu poniżej:

Co się stanie, jeśli router umrze? Tak, masz rację – Twój laptop nie może już łączyć się z drukarką (ok, możesz użyć kabla USB, ale nie o to w tym chodzi…). Innymi słowy – centralny punkt sieci przypominającej gwiazdę jest również centralnym miejscem występowania awarii. Jeśli wystąpi usterka – wszystko zostanie odłączone. Co więc z tą siecią mesh? Wyobraź sobie jeszcze raz swoje biuro, ale bez routera. Powiedzmy, że drukarka bezpośrednio łączy się z laptopem i telefonem. Twój telefon komunikuje się z laptopem, a ekspres do kawy – bezpośrednio z filiżanką. Jak na schemacie:

Ten przykład jest nieco abstrakcyjny dla technicznych ludzi, ale zdecydowałem się wykorzystać go do pokazania, jak urządzenia komunikują się w sieci mesh. Posługując się bardziej realistycznymi przykładami będziemy zazwyczaj omawiać urządzenia jednego rodzaju, takie jak małe zabawki IoT wyposażone w czujniki.

Węzeł i P2P

Czas na przynajmniej odrobinę nomenklatury: węzeł – tak nazwiemy każde z urządzeń podłączonych do sieci. W sieci mesh węzły komunikują się ze sobą bezpośrednio. Taka bezpośrednia komunikacja nazywa się P2P (ang. peer-to-peer).

Chcesz wiedzieć więcej? Na co dzień zajmujemy się wdrażaniem bezprzewodowej sieci mesh.

Sieć bezprzewodowa mesh

Sieć mesh nie jest niczym nowym, ale teraz nadszedł czas jej intensywnej ekspansji i wejścia na rynek. Wynika to z wykorzystania bezprzewodowych technologii radiowych. Połączenie kablowe nie jest już tak powszechne. Nadal jednak jest to oczywiście najbardziej stabilna i niezawodna metoda, choć dziś ludzie biznesu chcą być mobilni i pracować z każdego zakątka świata. Musimy więc zabrać nasz węzeł i sprawnie go połączyć, kiedy tylko będziemy tego potrzebować.

Jaki rodzaj bezprzewodowych radioodbiorników można wykorzystać do budowy sieci mesh? Prędzej czy później będą to wszystkie rodzaje urządzeń. Ponadto wyobraź sobie jeden węzeł zawierający wbudowane moduły WiFi, Bluetooth i 5G. Gdyby udało się go inteligentnie zaimplementować, to jedno urządzenie mogłoby komunikować się z innymi węzłami WiFi, a także z modułami Bluetooth i 5Gs. Tak więc technologia radiowa powinna być wybierana w oparciu o wymagania projektu, odległość między węzłami i środowisko użytkowania. Technologia jest zawsze tylko narzędziem o drugorzędnym znaczeniu, które wykorzystujemy do budowy potrzebnych nam rozwiązań.

Węzły mogą retransmitować dane. Oznacza to, że jeśli jeden węzeł otrzyma wiadomość, może przekazać ją do sąsiednich węzłów – te z kolei mogą zrobić dokładnie to samo. Wówczas, jeśli technologia jest wystarczająco stabilna i niezawodna, teoretycznie powinniśmy być w stanie połączyć tysiące węzłów na dowolną odległość bez użycia kabli i przesyłać między nimi informacje.

Sieć mesh – zalety i wady

Zalety	Wady
Koniec z centralnym miejscem występowania awarii	Technologia nie jest jeszcze dojrzała i stabilna
Nie ma pośrednika zapewniającego dostęp do sieci (takiego jak operator sieci komórkowej)	W tej chwili koszt może być wyższy niż budowa sieci o topologii gwiaździstej
Trudno jest zniszczyć działającą sieć (wymaga to zniszczenia wszystkich węzłów)	Utworzenie sieci mesh jest dość trudne i wymaga specjalistycznej wiedzy
Dzięki możliwości retransmitowania danych pomiędzy węzłami możliwe jest tworzenie sieci z tysiącami węzłów na dowolnej odległości	Responsywność i wydajność maleją wraz z dodawaniem nowych warstw
Nie ma bramek oraz skomplikowanej i kosztownej infrastruktury

Wykorzystanie w biznesie

Technicznie rzecz biorąc, istnieją nieograniczone możliwości wdrożenia bezprzewodowych sieci mesh w każdej branży. Nie ma centralnego punktu występowania awarii, który mógłby być pomocny na terenach otwartych lub w budynkach narażonych na wszelkie klęski żywiołowe, takie jak powodzie lub trzęsienia ziemi. Ponadto duże obszary, takie jak kopalnie, góry lub otwarte wody, które trudno pokryć sieciami Wi-Fi lub sieciami komórkowymi, mogą stać się bezprzewodowo dostępne poprzez węzły sieci. Duże budynki mogą być wyposażone w węzły siatkowe wykorzystywane do inteligentnego pomiaru parametrów powietrza i światła, a także do bezprzewodowej transmisji głosu.

Sieci bezprzewodowe są częścią procesu cyfrowej transformacji znanego nam świata. Powinny one być brane pod uwagę przy planowaniu wdrażania rozwiązań IoT jako alternatywa dla tradycyjnych, gwiaździstych topologii.