Les réseaux maillés
fixes sont généralement construits dans .l’optique que la
plupart des nœuds n’ont pas de réseau « backhaul »
direct ou d’accès Internet. En effet, si chaque endroit possédait
son propre accès à l’entreprise ou à Internet, l’intérêt
de la distribution de services par le biais du sans-fil s’en trouverait réduit.
Dans une installation fixe, les emplacements des
nœuds sont choisis dans l’optique de fournir le niveau souhaité de
bande passante tout en minimisant le nombre de points. Les réseaux maillés
fixes peuvent également offrir un service « hors champ de vision »
en contournant un obstacle (un haut bâtiment, un ensemble d’arbres, une
zone d’interférences connue) grâce à l’ajout de nœuds.
Ces réseaux fixes sont en général suffisamment
directionnels au niveau de chaque lien pour éviter les risques de sécurité
majeurs.
Au contraire, les réseaux maillés
mobiles “point-à-point” – qui sont loin d’être déployés
aujourd’hui – s’appuient sur des périphériques individuels
se connectant chacun entre eux dans la limite de la portée radio.. La
“scalabilité” peut poser un problème dans la mesure ou chaque
périphérique doit gérer les meilleurs chemins, qui peuvent
changer à chaque milliseconde. Lorsqu’un lien montant (« uplink »)
est ajouté par un cellulaire, un satellite ou un câble, le réseau
se tient au courant dynamiquement et peut réagir instantanément.
Les réseaux nœud-à-nœud
utilisent un réseau maillé fixe avec un maillage réseau
mobile en mode infrastructure. Le nœud-à-nœud connecte chaque nœud
en mode infrastructure et fournit un nuage réseau dans lequel les non-nœuds
ou clients 802.11b-g peuvent se déplacer. Ils
possèdent les avantages des réseaux maillés mobiles et des
installations fixes. Les client ont la possibilité de se déplacer
dans le réseau de la même manière qu’au sein d’un réseau
cellulaire (« roaming »).
Le “roaming” en nœud-à-nœud
Il y a deux méthodes de
roaming dans une configuration nœud-à-nœud :
De par leur nature, les nœuds
d’un réseau mobile se déplacent dans des zones de couvertures
différentes entre les réseaux.
Avec le “patchwork roaming”,
les connections sans-fil entre le matériel du client et un réseau
maillé, un réseau sans-fil, un hotspot Wifi public, un WLAN
d’entreprise, sont difficiles à garantir. Les clients utilisent Ipv4 ce
qui ne leur permet pas de changer automatiquement d’adresse IP lorsqu’ils se
déplacent entre les nœuds maillés et les nœuds sans-fil.
Une intervention manuelle peut être nécessaire. En général,
avec ce type de roaming, on utilise DHCP à intervalles de temps très
courts (quelques secondes) : on parle alors de pseudo-roaming (seamless
roaming). Dans ce cas, la solution est d’attendre la démocratisation
d’Ipv6.
Les maillages mobiles implémentent
un adressage dynamique auto-contenu et des technologies de type « rendezvous »
afin de simplifier la gestion des adresses et de permettre un véritable
nomadisme sans se préoccuper du matériel des clients externes .
Les périphériques mobiles peuvent joindre et quitter un maillage
mobile et/ou se connecter à une infrastructure fixe, privée ou
publique, tout en maintenant la connectivité aux services critiques.
Dans une topologie sans-fil maillée,
chaque nœud a une connection à chaque autre nœud dans le réseau
logique (realm). Il y a 2 types de topologies maillées : le maillage
complet et le maillage partiel.
Une topologie sans-fil maillée
complète (full mesh) est caractérisée par le fait que
chaque nœud dans un realm (royaume, réseau logique) est connecté
à tous les autres nœuds. Ce type de topologie offre bien sur un haut
niveau de redondance ; dans le cas ou un nœud subit un
disfonctionnement, le trafic réseau peut prendre la direction de
n’importe quel autre nœud. Un maillage sans-fil complet est difficile
à mettre en place à grande échelle en utilisant des MeshAP ;
cependant, les petites zones telles que des bureaux ou des petits campus peuvent
s’avérer idéales. Il faut aussi noter que le déploiement
d’une topologie maillée complète est difficile.
La topologie maillée
partielle offre moins de redondance que la topologie maillée complète.
Avec un maillage partiel, certains nœuds sont organisés selon un schéma
de maillage complet mais les autres sont seulement connectés à un
ou plusieurs nœuds dans le realm. Cette topologie est utilisée aussi
bien au sein de petits ou grands réseaux, ou par exemple pour compléter
le « dernier kilomètre » (last mile) jusqu’à un
backbone complètement maillé.
Il y a 4 types principaux de
topologies maillées partielles sans-fil :
-
Point-à-point
-
Point-à-multipoints ou
multipoints-à-point, et
-
Multipoints-à-multipoints,
-
Métropolitain
Les réseaux point-à-point
et point-à-multipoint ont longtemps été les
standards pour les déploiements sans-fil fixes et certains réseaux
802.11. Les tests de réseaux maillés ont prouvé que ceux-ci
sont plus versatiles, surpassant un certain nombre d’inconvénients des
topologies sans-fil traditionnelles. Cette section va détailler les bases
de la MeshAP et souligner les avantages qu’elle présente.
Topologie à nœuds point-à-point
Un réseau point-à-point
est la plus simple forme de réseau sans-fil, composée de 2
cartes radio et 2 antennes à haut gain en communication directe. Les
lients point-à-point sont souvent utilisés afin de fournir des
connections à hautes performances ou des liens d’interconnections
à grande vitesse. Ces liens sont rapides à déployer
individuellement, mais ne sont pas adaptés à la création
d’un réseau important. Les clients utilisent ces nœuds en
configuration site-à-site (site-to-site)
Topologie à nœuds point-à-multipoints
Les noeuds point-à-multipoint
ou multipoint-à-point partagent le lien entre un noeud
« uplink » avec une antenne omnidirectionnelle et des noeuds répéteurs
ou « downlink » pourvus d’antennes à haut gain. Ce type de
réseau est plus facile à déployer qu’un réseau
point-à-point parce que l’ajout d’un nouveau participant ne nécessite
qu’un déploiement de l’équipement sur le site du participant,
et non au niveau du nœud « uplink » ; cependant, chaque
site distant doit être dans le champ et avoir une ligne de vue dégagée
par rapport a la station de base. Arbres, collines et autres obstructions font
des réseaux point-à-multipoint une solution peu adaptée
à une couverture résidentielle, de la maison ou du bureau. Un réseau
point-à-multipoint convient soit aux fonctionnement d’un
« backhaul », soit aux clients qui ont besoin de connections rapides
et fiables mais qui ne souhaitent pas payer pour une capacité dédiée
qu’ils risquent de ne pas utiliser. Les nœuds font office de ponts vers
le le réseau d’uplink et sont généralement en
configuration filaire pour les clients. Le problème de cette topologie
est que ses nœuds ne sont pas conçus pour se mailler avec d’autres
nœuds à cause des antennes directionnelles.
Topologie à nœuds multipoints
Les réseaux multipoints-à-multipoints
créent une topologie maillée routée qui copie celle de
l’Internet filaire. Pour construire un réseau maillé, l’accès
intérieur ou extérieur à Internet est tout d’abord
établi par le déploiement d’un concentrateur d’accès
connecté à un ISP filaire. Des routeurs d’accès
additionnels sont alors déployés au sein de la zone de couverture
jusqu'à ce qu’une densité maximum soit atteinte. Chaque routeur
d’accès ne fournit pas seulement un accès pour les utilisateurs
associés, mais devient également une partie de l’infrastructure
du réseau en routant le trafic à travers le réseau sur
plusieurs sauts (hops). Ceci permet à n’importe quel client de
rejoindre le réseau par n’importe quel point du maillage, même si
les clients n’utilisent pas un nœud. Le client peut accéder
à tout le maillage sans-fil ou filaire, faisant de cette topologie le
meilleur choix de déploiement pour les zones nécessitant des
MeshAP à haute couverture .
Topologie à nœuds métropolitains
La topologie à nœuds
métropolitains utilise les deux types de réseaux maillés.
On les nomme « Backhaul » et « Last Mile »
Les “backhaul “ sont soit des
topologies point-à-point, soit des topologies point-à-multipoints.
Leur conception vise à fournir un backbone aux nœuds « uplink »
(voir la configuration des MeshAP). Les nœuds utilisent deux antennes, une
étant directionnelle vers l’uplink, l’autre fournissant la connection
au dernier kilomètre (last mile). Cette dernière antenne est
souvent omni-directionnelle. La configuration des Backhaul par le WIANA utilise
2 realms, canaux et ESSID différents. Les clients n’utilisent pas le
backhaul en tant que point d’accès. Sa mission principale est
d’amener de la bande passante à différentes parties du « Last
Mile ».Les nœuds « uplink » dans le backhaul fournissent
des connection muti-redondantes à l’Internet filaire et ont plus de
capacité que les 11Mbps radio. En fonction de la zone à couvrir,
un certain nombre de backhaul peuvent d’avérer indispensable pour
couvrir une grande ville.
“Last Mile” (le dernier kilomètre)
est une topologie multipoints-à-multipoints . Ses nœuds ont
une seule carte radio reliée à une antenne omni et sont reliées
à l’antenne omni du backhaul. La différence entre les topologies
« Last Mile » et « Multipoints-à-multipoints »
est que la connection Internet ne vient pas d’un routeur filaire mais du
maillage backhaul via un point central.
Les topologies ci-dessus ne sont
que quelques exemples des possiblités de la MeshAP Locustworld. La
complexité augmente quand on ajoute une seconde carte radio à un nœud
ou différents types d’antennes.
Topologie à noeuds mixtes
Un réseau à noeuds
mixtes est une forme complexe de réseau sans-fil, composée de 2
cartes radio et 2 antennes à haut gain en communication directe et d’un
pont/répéteur sans-fil tiers. Les nœuds mixtes sont souvent
utilisés pour fournir des connections dédiées, à
hautes performances ou des liens d’interconnections rapides. Ces liens sont
rapides à déployer individuellement, mais ne s’adaptent pas
facilement à un grand réseau. Les clients utilisent ces ponts/répéteurs
dans un environnement intérieur. Le bénéfice principal est
que l’unité intérieure est un produit commercial peu coûteux.
Topologie à noeuds mixtes internes
Cette forme complexe de réseau
sans-fil est semblable au réseau à nœuds mixtes (composée
de 2 cartes radios et 2 antennes à haut gain en communication directe et
d’une série de ponts/répéteurs sans-fil tiers). Les nœuds
mixtes sont souvent utilisés pour fournir des connections dédiées,
à hautes performances ou des liens d’interconnections rapides. Ces
liens sont rapides à déployer individuellement, bien qu’ils ne
s’adaptent pas facilement à un grand réseau extérieur,
ils s’adaptent afin de devenir un grand réseau intérieur. Les
clients utilisent ces ponts/répéteurs dans un environnement intérieur.
Le bénéfice principal est que l’unité intérieure
est un produit commercial peu coûteux.
Structure du maillage
Structure de maillage rectangulaire
La structure maillée
rectangulaire est la topologie originale proposée pour un maillage
à guide d’ondes (« waveguide ») numérique.
Le principal problème avec cette structure est la dispersion en fonction
de la direction, qui augmente avec la fréquence.
Maillage triangulaire
Des
échantillonages alternatifs ont été étudiés
afin d’obtenir une propagation plus uniforme des ondes dans toutes les
directions. Quand l’échantillon de surface est hexagonale, le guide
d’ondes numérique triangulaire est obtenu. Cette structure a de
meilleures caractéristiques de dispersion que le maillage rectangulaire.
La même analyse de dispersion que celle présentée pour le
maillage rectangulaire est valide pour le maillage triangulaire.
