¿Qué es la topología de malla? [Una definición]

La topología de malla es un tipo de red en la que todos los nodos cooperan para distribuir datos entre sí. Esta topología se desarrolló originalmente hace más de 30 años para aplicaciones militares, pero hoy en día, generalmente se usan para cosas como la automatización del hogar, el control inteligente de HVAC y los edificios inteligentes. En este artículo, proporcionaremos una descripción general de cómo funciona la topología de malla, los beneficios y las consideraciones asociadas con las redes de malla, los estándares de la industria y las alternativas.

A continuación, se muestra un producto WiFi de ejemplo que utiliza redes de malla.

¿Cómo funcionan las topologías de malla?

Muchas redes de malla permiten que las radios se organicen espontáneamente mediante el uso de algo llamado vectorización de distancia ad hoc bajo demanda . Este es un reactivo protocolo que utiliza algunas características de enrutamiento proactivo, lo que significa que el desarrollador crea algunas de las rutas e identifica nodos para desempeñar diferentes funciones, como un nodo final o un repetidor. En términos simplificados, un punto final no solo actúa como destino y fuente de datos, sino también como punto de retransmisión .

Los sistemas de malla generalmente se basan en una tabla de enrutamiento , que le dice a cada nodo (a) cómo comunicarse con el punto de acceso, y (b) cómo un nodo debe dirigir el tráfico que intenta ir a alguna parte. La tabla de enrutamiento asume que no hay comunicación directa en ningún lugar de la red, excepto por los nodos que tienen una ruta al punto de acceso. Es como un gran juego de teléfono:si no conoces la ruta, envías el mensaje a alguien que tenga la ruta establecida. Las tablas de enrutamiento se componen de:

• Identificador de fuente
• Identificador de destino
• Número de secuencia de origen
• Número de secuencia de destino
• Identificador de transmisión
• Tiempo de vida

(Estos son temas bastante técnicos y no los cubriremos con mucho detalle aquí).

Las redes de malla funcionan de dos formas:mediante enrutamiento los datos o inundación los datos. Cuando estás enrutando un mensaje en una red de malla, se propaga a lo largo de una ruta predefinida, saltando de un nodo a otro hasta que llega a su destino. Para establecer estas rutas y asegurarse de que las rutas estén disponibles, la red debe estar continuamente conectada y configurándose. En otras palabras, tiene que trabajar constantemente para encontrar caminos rotos y crear algoritmos de autorreparación para construir tablas de ruta. Debido a que hay una gran cantidad de tráfico de capa dos (MAC) que fluye en la red para establecer esta ruta, las redes de malla pueden ser menos eficientes que las redes en estrella (que cubriremos en un momento).

Una red de malla más simple sufre una inundación enfoque, donde los datos fluyen continuamente a través de la red. Si un módulo ve datos con su dirección, simplemente los captura. Esto funciona debido al valor del tiempo de vida, o TTL, en el que se permite que los mensajes se propaguen a través de la malla solo durante un número fijo de saltos antes de que se eliminen.

Beneficios

• Puede mover una gran cantidad de datos por la red si la malla funciona correctamente.
• Es relativamente eficiente en el consumo de energía y, por lo tanto, permite una duración decente de la batería.
• Existe una gran cantidad de hardware de radio en malla de bajo costo, como ZigBee.
• Hay menos demora en la configuración de la conexión con las redes de malla.

Consideraciones

• Si no tiene nodos distribuidos en todo un edificio (o donde quiera que esté tratando de ir), puede terminar con puntos de estrangulamiento y problemas de enlace. ZigBee, por ejemplo, puede transmitir solo entre 30 y 50 pies de nodo a nodo. Esto puede ser un problema si no tiene un despliegue de sensores realmente denso en todo el edificio.
• Las redes de malla son de muy corto alcance por naturaleza. Hablamos con un instalador de HVAC que admitió haber agregado termostatos adicionales en un edificio solo para que los enlaces se pudieran establecer correctamente.

Estándares de la industria sobre topologías de malla inalámbrica

Una de las redes de malla más populares y conocidas es ZigBee. Otras topologías de malla conocidas incluyen:

• Z-Wave
• 802.15.4
• DASH7
• 6LoWPAN
• HORMIGA
• One-Net
• MiWi
• WirelessHART
• Wibree

Una alternativa a la topología de malla

Las redes de malla no son la única forma de resolver las necesidades de redes de baja potencia para aplicaciones inteligentes industriales y empresariales. De hecho, una gran mayoría de tecnologías de redes de área amplia y baja potencia (LPWAN) utilizan una red de topología en estrella , donde los puntos finales están conectados directamente al punto de acceso. Asegúrese de hacer su diligencia debida en todos los tipos de redes antes de llegar a la topología que funcionará mejor para usted.