เครือข่ายไร้สายตาข่ายทำงานอย่างไร

เครือข่ายไร้สายที่เป็นเทคโนโลยีใหม่อาจนำความฝันของโลกที่เชื่อมต่ออย่างไร้รอยต่อมาสู่ความเป็นจริง

เครือข่ายเมชไร้สายสามารถเชื่อมต่อทั้งเมืองได้อย่างง่ายดาย มีประสิทธิภาพ และไร้สายโดยใช้เทคโนโลยีที่มีราคาไม่แพงและมีอยู่แล้ว เครือข่ายแบบเดิมอาศัยจุดเชื่อมต่อแบบมีสายหรือฮอตสปอตไร้สายจำนวนเล็กน้อยในการเชื่อมต่อผู้ใช้ ในเครือข่ายไร้สายแบบเมช การเชื่อมต่อเครือข่ายจะกระจายไปตามโหนดเครือข่ายไร้สายนับสิบหรือหลายร้อยโหนดที่ "พูดคุย" กันเพื่อแบ่งปันการเชื่อมต่อเครือข่ายในพื้นที่ขนาดใหญ่

โหนดตาข่ายเป็นเครื่องส่งวิทยุขนาดเล็กที่ทำงานในลักษณะเดียวกับเราเตอร์ไร้สาย โหนดใช้มาตรฐาน WiFi ทั่วไปที่เรียกว่า802.11a, b และ gเพื่อสื่อสารแบบไร้สายกับผู้ใช้ และที่สำคัญกว่านั้นคือระหว่างกันและกัน

โหนดได้รับการตั้งโปรแกรมด้วยซอฟต์แวร์ที่บอกวิธีโต้ตอบภายในเครือข่ายขนาดใหญ่ ข้อมูลเดินทางข้ามเครือข่ายจากจุด A ไปยังจุด B โดยการข้ามแบบไร้สายจากโหนดตาข่ายหนึ่งไปยังโหนดถัดไป โหนดจะเลือกเส้นทางที่เร็วและปลอดภัยที่สุดในกระบวนการที่เรียกว่าการกำหนดเส้นทางแบบไดนามิกโดยอัตโนมัติ

ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของเครือข่ายไร้สายแบบเมช เมื่อเทียบกับเครือข่ายแบบมีสายหรือแบบอยู่กับที่ ก็คือเครือข่ายไร้สายอย่างแท้จริง จุดเชื่อมต่อ "ไร้สาย" แบบเดิมส่วนใหญ่ยังคงต้องต่อสายกับอินเทอร์เน็ตเพื่อออกอากาศสัญญาณ สำหรับเครือข่ายไร้สายขนาดใหญ่ สายเคเบิลอีเทอร์เน็ตจะต้องฝังอยู่ในเพดานและผนัง และทั่วพื้นที่สาธารณะ

ในเครือข่ายแบบเมชไร้สาย จะต้องมีเพียงโหนดเดียวเท่านั้นที่เชื่อมต่อกับการเชื่อมต่อเครือข่าย เช่น โมเด็มอินเทอร์เน็ต DSL จากนั้นโหนดแบบมีสายหนึ่งจะแชร์การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบไร้สายกับโหนดอื่นๆ ทั้งหมดในบริเวณใกล้เคียง โหนดเหล่านั้นจะแชร์การเชื่อมต่อแบบไร้สายกับโหนดที่ใกล้เคียงที่สุด ยิ่งมีโหนดมากเท่าใด การเชื่อมต่อก็จะยิ่งกระจายมากขึ้นเท่านั้น ทำให้เกิด "การเชื่อมต่อแบบคลาวด์" แบบไร้สายที่สามารถรองรับสำนักงานขนาดเล็กหรือเมืองที่มีคนนับล้านได้

ข้อดีของเครือข่ายตาข่ายไร้สาย ได้แก่:

ในบทความนี้ เราจะอธิบายวิธีการทำงานของเครือข่ายไร้สายแบบเมช เพิ่มการเข้าถึงเครือข่ายสำหรับอุตสาหกรรมที่หลากหลาย และวิธีที่พวกเขาจะทำให้ความฝันของเราเกี่ยวกับโลกที่เชื่อมต่ออย่างราบรื่นเป็นจริง

อินเทอร์เน็ต: เครือข่ายตาข่ายดั้งเดิม

อินเทอร์เน็ตเป็นเครือข่ายตาข่ายที่ใหญ่ที่สุดในโลก ข้อมูลเดินทางผ่านอินเทอร์เน็ตโดยถูกตีกลับโดยอัตโนมัติจากเราเตอร์หนึ่งไปยังอีกเราเตอร์หนึ่งจนกว่าจะถึงปลายทาง อินเทอร์เน็ตมักถูกมองว่าเป็น "คลาวด์" หรือ "เว็บ" ของการเชื่อมต่อ เนื่องจากมีเส้นทางที่เป็นไปได้หลายพันล้านวิธีที่ข้อมูลสามารถเดินทางได้

ภาพด้านล่างแสดงวิธีการทำงานของเครือข่ายเมชไร้สายเมื่อแชร์การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตผ่านLocal Area Network (LAN ) อย่างที่คุณเห็น มีเพียงโหนดเดียวในเครือข่ายเมชไร้สายเท่านั้นที่จำเป็นต้องต่อสายเข้ากับอินเทอร์เน็ตโดยตรง โหนดแบบมีสายนั้นแชร์การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบไร้สายกับคลัสเตอร์โหนดที่ใกล้ที่สุด จากนั้นจึงแชร์กับคลัสเตอร์โหนดที่ใกล้ที่สุด และอื่นๆ

นั่นหมายความว่าแต่ละโหนดไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับสิ่งใด ต้องการเพียงแหล่งจ่ายไฟเช่นปลั๊กไฟ AC แบบเดิมแบตเตอรี่หรือแผงโซลา ร์เซลล์ หากอยู่กลางแจ้ง โหนดภายนอกอาคารถูกหุ้มด้วยเกราะป้องกันที่ทนทานต่อสภาพอากาศ และสามารถติดตั้งได้ทุกที่รวมถึงโทรศัพท์ หลังคา ฯลฯ

เครือข่ายเมชไร้สายมีประสิทธิภาพในการแบ่งปันการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต เพราะยิ่งมีการติดตั้งโหนดมากเท่าใด สัญญาณก็จะยิ่งเดินทางได้ไกลขึ้นเท่านั้น และยิ่งคุณมีโหนดมากเท่าไร การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตก็จะยิ่งแข็งแกร่งและเร็วขึ้นสำหรับผู้ใช้

การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแข็งแกร่งขึ้นและเร็วขึ้นได้อย่างไร?

ตอนนี้เรามาดูการใช้งานจริงและศักยภาพของเครือข่ายเมชไร้สายกัน

โหนด Backhaul

แม้แต่ใน LAN แบบตาข่ายไร้สาย ก็ถึงเวลาที่ข้อมูลจะต้องกลับไปยังจุดเชื่อมต่อแบบมีสายเพื่อเข้าถึงอินเทอร์เน็ตที่กว้างขึ้น การรับข้อมูลนั้นกลับไปยังจุดเชื่อมต่อนั้นเรียกว่าbackhaul เครือข่ายตาข่ายไร้สายขนาดเล็กจัดการ backhaul โดยไม่ต้องมีการกำหนดค่าพิเศษ ในเครือข่ายแบบเมชที่ใหญ่ขึ้น เช่นเดียวกับสำหรับเมืองหรือบริษัทขนาดใหญ่ โหนดบางตัวจำเป็นต้องถูกกำหนดให้เป็นโหนด backhaul โหนดอื่นๆ จะส่งข้อมูลขาออกทั้งหมดตรงไปยังโหนด backhaul ตัวใดตัวหนึ่ง ซึ่งจะส่งข้อมูลไปยังจุดเชื่อมต่อแบบมีสายโดยไม่ต้องมีฮ็อปที่ไม่จำเป็น

เมืองและเทศบาล

ด้วยเครือข่ายไร้สายแบบเมช เมืองต่างๆ สามารถเชื่อมต่อประชาชนและบริการสาธารณะผ่านการเชื่อมต่อไร้สายความเร็วสูงที่แพร่หลาย

พื้นที่ใจกลางเมืองจำนวนมากขึ้นกำลังติดตั้งฮอตสปอต WiFi สาธารณะ เครือข่ายแบบตาข่ายช่วยให้เมืองต่างๆ ในราคาไม่แพงและเชื่อมโยงฮอตสปอตทั้งหมดเข้าด้วยกันเพื่อให้ครอบคลุมทั้งเขตเทศบาล

ข้อดีบางประการของเครือข่ายตาข่ายเทศบาล:

ตามรายงานของMuniWireless.comเมื่อเดือนมีนาคม 2550 81 เมืองในสหรัฐฯ ได้ติดตั้งเครือข่ายไร้สายในเขตเทศบาลเมืองหรือทั่วทั้งภูมิภาคแล้ว และอีก 164 เมืองกำลังสร้างเครือข่ายดังกล่าวอย่างจริงจัง รายงานยังระบุด้วยว่า 38 เมืองในสหรัฐฯ มีเครือข่ายไร้สายในเขตเทศบาลแล้ว สำหรับการใช้งานด้านความปลอดภัยสาธารณะและพนักงานในเมืองโดยเฉพาะ

อย่างไรก็ตาม เครือข่ายไร้สายในเขตเทศบาลบางแห่งไม่ใช่เครือข่ายแบบตาข่าย บางส่วนใช้พลังงานจากเทคโนโลยีที่เรียกว่าWiMAXซึ่งมีความสามารถในการออกอากาศสัญญาณในระยะทางไกลโดยใช้การส่งสัญญาณไมโครเวฟอันทรงพลัง เครือข่ายเทศบาลอื่นๆ ใช้ทั้งตาข่าย WiMAX และอื่นๆ

ประเทศกำลังพัฒนาเครือข่ายตาข่ายไร้สายมีประโยชน์ในประเทศที่ไม่มีโครงสร้างพื้นฐานแบบมีสายที่แพร่หลาย เช่น บริการโทรศัพท์ หรือแม้แต่ไฟฟ้า โหนดที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถเชื่อมต่อกับการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบเซลลูลาร์หรือผ่านดาวเทียมได้ ซึ่งจะทำให้ทั้งหมู่บ้านออนไลน์ได้

สถานที่โดดเดี่ยว ภูมิประเทศขรุขระแม้ในประเทศที่พัฒนาแล้ว ก็ยังมีสถานที่ขรุขระอยู่ห่างไกลจากตารางสำหรับผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงแบบเดิมๆ เครือข่ายตาข่ายไร้สายกำลังได้รับการพิจารณาสำหรับพื้นที่เหล่านี้ ชุดของโหนดจะถูกติดตั้งจากจุดเชื่อมต่อแบบมีสายที่ใกล้ที่สุดที่มีอยู่ไปยังพื้นที่ที่ยากต่อการเข้าถึง

การศึกษาวิทยาลัย มหาวิทยาลัย และโรงเรียนมัธยมหลายแห่งกำลังแปลงวิทยาเขตทั้งหมดเป็นเครือข่ายไร้สาย โซลูชันนี้ช่วยลดความจำเป็นในการฝังสายเคเบิลในอาคารเก่าและทั่ววิทยาเขต ด้วยโหนดในร่มและกลางแจ้งที่มีการวางตำแหน่งไว้อย่างดี ทุกคนจะเชื่อมต่อตลอดเวลา

เครือข่ายแบบเมชยังมีความสามารถในการรองรับความต้องการแบนด์วิดท์สูงที่จำเป็นสำหรับนักเรียนที่ต้องการดาวน์โหลดไฟล์ขนาดใหญ่

โรงเรียนยังสามารถปรับใช้ระบบความปลอดภัยสาธารณะทั้งหมดของตนกับเครือข่าย ตรวจสอบกล้องรักษาความปลอดภัย และทำให้บุคลากรทุกคนมีการสื่อสารอย่างต่อเนื่องในสถานการณ์ฉุกเฉิน

สถาน พยาบาล : โรงพยาบาลหลายแห่งกระจัดกระจายไปตามกลุ่มอาคารที่สร้างอย่างหนาแน่นซึ่งไม่ได้สร้างขึ้นโดยคำนึงถึงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โหนดตาข่ายไร้สายสามารถแอบดูมุมและส่งสัญญาณในระยะทางสั้น ๆ ผ่านกระจกหนาเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถเข้าถึงได้ในทุกห้องปฏิบัติการ ห้องปฏิบัติการ และสำนักงาน

ความสามารถในการเชื่อมต่อกับเครือข่ายมีความสำคัญ เนื่องจากแพทย์และผู้ดูแลผู้ป่วยจำนวนมากขึ้นรักษาและอัปเดตข้อมูลผู้ป่วย เช่น ผลการทดสอบ ประวัติการรักษา แม้แต่ข้อมูลการประกัน บนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาที่พกพาจากห้องหนึ่งไปอีกห้องหนึ่ง

การ บริการ : การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูงที่โรงแรมและรีสอร์ทได้กลายเป็นกฎ และไม่มีข้อยกเว้น เครือข่ายไร้สายแบบเมชนั้นติดตั้งง่ายและรวดเร็วทั้งภายในและภายนอกอาคาร โดยไม่ต้องสร้างโครงสร้างใหม่หรือขัดขวางธุรกิจ

สถานที่ชั่วคราว : สถานที่ก่อสร้างสามารถใช้ประโยชน์จากการติดตั้งและถอดเครือข่ายตาข่ายไร้สายที่ง่ายดาย สถาปนิกและวิศวกรสามารถเชื่อมต่อกับสำนักงานได้ และกล้องวงจรปิดที่ใช้อีเธอร์เน็ตสามารถลดการโจรกรรมและการก่อกวนได้ โหนดตาข่ายสามารถเคลื่อนย้ายและเสริมเมื่อโครงการก่อสร้างดำเนินไป

สถานที่ชั่วคราวอื่นๆ เช่น งานแสดงสินค้าริมถนน คอนเสิร์ตกลางแจ้ง และการชุมนุมทางการเมือง สามารถตั้งค่าและทำลายเครือข่ายไร้สายภายในไม่กี่นาที

คลังสินค้า : ไม่มีวิธีใดที่มีประสิทธิภาพในการติดตามสต็อคและการขนส่งหากไม่มีเครื่องสแกนแบบใช้มือถือที่ใช้อีเธอร์เน็ตที่ใช้ในคลังสินค้าสมัยใหม่ เครือข่ายตาข่ายไร้สายสามารถรับประกันการเชื่อมต่อทั่วทั้งโครงสร้างคลังสินค้าขนาดใหญ่โดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย

การ ใช้งานในอนาคต : กองทัพสหรัฐ ซึ่งช่วยพัฒนาเทคโนโลยีตาข่ายไร้สาย คาดการณ์ว่าวันหนึ่งจะสามารถทิ้งโหนดตาข่ายขนาดไมโครชิปนับพันเข้าสู่สนามรบเพื่อตั้งค่าเครือข่ายสอดแนมและเฝ้าระวังทันที ข้อมูลสามารถส่งไปยังทั้งกองกำลังภาคพื้นดินและบุคลากรสำนักงานใหญ่

ผู้ผลิตรถยนต์และบริษัทโทรคมนาคมกำลังทำงานเพื่อพัฒนาระบบขนส่งอัจฉริยะ(ITS)ที่ขับเคลื่อนโดยเครือข่ายตาข่ายไร้สายบนถนนและทางหลวง เจ้าหน้าที่ความปลอดภัยสาธารณะสามารถตรวจสอบอุบัติเหตุจราจรและสภาพถนนที่เป็นอันตรายได้โดยใช้เครือข่ายกล้องวงจรปิดอัตโนมัติและเซ็นเซอร์ในรถยนต์

PC Magazineรายงานว่ามีแม้กระทั่งเทคโนโลยีในการทำงานที่จะแจ้งเตือนคนขับเมื่อรถใกล้เคียงปรับใช้ถุงลมนิรภัย เครือข่ายตาข่ายมือถือยังสัญญาว่าจะอัพเกรดตัวเลือกความบันเทิงในรถยนต์เช่นเพลงดิจิตอลและการดาวน์โหลดภาพยนตร์

ผู้ผลิตชิปและนักพัฒนาซอฟต์แวร์เครือข่ายอย่างEmber Corporationขายโซลูชันการสร้างบ้านและอาคารอัตโนมัติที่ใช้เครือข่ายแบบตาข่ายเพื่อควบคุมและตรวจสอบระบบเฝ้าระวัง ระบบควบคุมสภาพอากาศ และระบบความบันเทิงจากระยะไกล การใช้งานในอนาคตสำหรับเครือข่ายเมชไร้สายนั้นถูกจำกัดด้วยจินตนาการของเราเท่านั้น

เผยแพร่ครั้งแรก: 20 มิ.ย. 2550

เครือข่ายตาข่ายไร้สายคืออะไร?

mesh Wi-Fi ดีกว่าตัวขยายสัญญาณหรือไม่?

ตาข่าย Wi-Fi ทำงานผ่านผนังได้หรือไม่?

เราเตอร์ตาข่ายทำอะไร?

mesh Wi-Fi เข้าถึงได้ไกลแค่ไหน?

บทความที่เกี่ยวข้อง