Vernetzung Mesh Netzwerk (WMN) - Was ist das eigentlich?

Das Mesh Netzwerk (WMN), der aktuell modernste Standard wird als IEEE 802.11s bezeichnet, betitelt eine Vernetzung verschiedener Komponenten im WLAN-Netzwerk, bei dem die einzelnen Komponenten als Sender und Empfänger fungieren. Statt einen einzelnen Access Point für das WLAN, beispielsweise den WLAN-Router, zu unterhalten, werden also mehrere dieser Access Points betrieben. In der Praxis hat das für Anwender mehrere Vorteile.

Mesh Verbund (WMN)

Eigenschaften des Wireless Mesh Networks (WMN)

Durch den modernen IEEE 802.11s Standard bauen mehrere Komponenten ein in sich geschlossenes, aber stetig erweiterbares Mesh Netzwerk auf, bei dem Frames einzelner Stationen an weitere dieser Stationen weitergeleitet werden. Eine einzelne Funkzelle erhält durch diese Funktionsweise, die praktisch einer Brücke ähnelt, eine optimierte Reichweite, zugleich werden Übertragungsraten durch den verbesserten Empfang optimiert. Das Mesh Netzwerk lässt sich theoretisch beliebig erweitern, selbst wenn nur ein einziger zentraler Access Point mit Internetzugang existiert. Grund sind eben die weiteren Komponenten und Stationen, die das gesendete Signal immer wieder auffangen und als Brücke zu weiteren Stationen überleiten können. IEEE 802.11s ist ein moderner Standard, nicht aber zwingend die Basis für Mesh Netzwerke.

Diagramm eines Wireless Mesh Netzwerks - Mesh Network

Das Mesh Netzwerk selber kann sich aus verschiedenen Stationen und Geräten zusammensetzen. Die Geräte müssen aber immer WLAN-fähig sein und in das Netzwerk integriert werden können. Vor allem Smartphones, Laptops und PDAs sind typische Geräte, die sich als Sender und Empfänger miteinander "vermaschen", um ein in sich geschlossenes Netz aufzubauen. Im Smart Home Sektor wird die Technologie mittlerweile ebenfalls gern genutzt. Vorteilhaft ist hier, dass eine Vielzahl der Smart Home Komponenten sowieso ein Fundament für die Funktechnologie beziehungsweise WLAN besitzen und sich automatisch im Haus verteilen. Steht in einem Haus der Router also beispielsweise auf der zweiten Etage, könnte der Empfang ohne Mesh Netzwerk schon in der ersten Etage kritisch werden. Durch die weiteren Stationen, beispielsweise einen modernen Kühlschrank oder Strom-Adapter, können in das Mesh Netzwerk aber weitere Stationen integriert werden.

Das Mesh Netzwerk selber kann sich aus verschiedenen Stationen und Geräten zusammensetzen

Eigene Funkzellen für eine verbesserte Übertragung

Auffällig ist im direkten Vergleich zum herkömmlichen WLAN, dass sich beim Mesh Netzwerk bewusst mehrere Funkzellen miteinander kreuzen und somit ineinander berühren. Das ist beim klassischen WLAN nicht der Fall, denn hier wird die Funkzelle einfach zu einem Gerät geschickt, welches diese empfängt, sie aber nicht weiterleitet. Durch die weiteren Mesh-Points, die sich automatisch einen Funkkanal teilen, wird auch ein Senden der Daten möglich. Das hat aber auch Nachteile, denn innerhalb eines Funkkanals kann das klassische Mesh Netzwerk nur eine Partei senden lassen. Somit kann es zu "Stockungen" in der Funkleitung kommen.

Hier zeigt ein Mesh Netzwerk mit IEEE 802.11s seine Stärken, da dieses dynamisches und flexibles Routing auf MAC-Ebene ermöglicht. Dabei werden auch Änderungen am Kanalzugriff und auf der Schicht des Sendekanals erst in der Praxis umgesetzt. IP-Routing in einem Mesh Netzwerk findet immer auf der Schicht 3 (Erklärung auf Wikipedia) statt, während MAC-Routing in einem Mesh-Netzwerk auf Schicht 2 funktioniert. Unterteilt wird das aufgebaute Mesh Netzwerk einerseits in einen Mesh-Point (MP), welches Datenpakete weiterleitet, sendet und empfängt. Andererseits erfüllt ein Mesh-Portal (MAP) genau diese Aufgaben, ermöglicht aber auch einen Zugangsknoten für WLAN-Zugänge. Das Mesh-Gate (MPP) bildet schließlich den Übergang (die Tür) zu anderen verfügbaren Funknetzen. Weil nicht alle diese Bestandteile einwandfrei und in beide Richtungen miteinander kommunizieren können, wird ein breiter angelegtes Netz notwendig.

Die Anwendungsinstanzen des ISO-OSI 7 Schichten Modells (Link Wikiwand)

ISO-OSI-7-Schichten-Modell

Nicht zwingend WLAN, im Smart Home aber meist schon

Ein Mesh Netzwerk impliziert nicht automatisch, dass keine Verbindung über traditionelle Kabel notwendig wird. Des Komforts wegen vertrauen Smart Home Komponenten zumeist aber auf eine kabellose Übertragung. Gleich bleibt die Reaktion bei einem Ausfall von einem Netzwerkknoten. Das Signal nutzt dann automatisch einen Umweg über andere Mesh-Knoten, wodurch es zu keinem Totalausfall im Netzwerk kommt. Mesh Netzwerke lassen sich entweder über ausgewählte Hardware oder teilweise sogar über Software, mit Mesh-fähigen Geräten, aufbauen.

homeandsmart.de Redaktion

Selbständiger Service-Designer und Webseiten-Betreiber. Liebt sein Smart Home. Interessiert sich für Internet-Technologie, Wirtschaft, Technik, Internet of Things – einfach alles Digitale. Passionierter Macher. Entwickelt, baut und berät Internet-Portale. Der erste Tweet am Morgen: sicherlich von Kai. Das Thema: sicherlich das Neueste aus der Smart Home Welt.

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