Cómo funcionan las redes de malla inalámbricas

Las redes de malla inalámbricas pueden conectar grandes áreas de manera fácil, efectiva e inalámbrica utilizando tecnología económica existente. En una red de malla inalámbrica, la conexión de red se distribuye entre docenas o incluso cientos de nodos de malla inalámbrica que "hablan" entre sí para compartir la conexión de red en un área grande.

Un enrutador de red tradicional sirve como centro para los dispositivos conectados a su red. La mayoría de los puntos de acceso "inalámbricos" tradicionales aún necesitan estar conectados a Internet para transmitir su señal. Para redes inalámbricas grandes, los cables de ethernet deben estar enterrados en techos y paredes y en áreas públicas.

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En una red de malla inalámbrica, solo un nodo debe tener una conexión a Internet. Cada nodo agregado a la red comparte su conexión de forma inalámbrica con todos los demás nodos en su vecindad mediante uno de varios protocolos. Cuantos más nodos, más se extiende la conexión, creando una "nube de conectividad" inalámbrica que puede servir a una oficina grande o una ciudad de millones.

Si solo necesita proporcionar acceso a Internet a un área pequeña, es probable que no vea una gran diferencia entre un solo nodo de red de malla y un enrutador inalámbrico tradicional. Sin embargo, para redes grandes, las redes de malla tienen varias ventajas:

Las ventajas de las redes de malla inalámbricas incluyen:

Usar menos cables significa que cuesta menos configurar una red grande.

En este artículo, explicaremos cómo funcionan las redes de malla inalámbricas, cómo aumentan el acceso a la red para una amplia variedad de industrias y cómo pueden hacer realidad nuestro sueño de un mundo perfectamente conectado.

Internet es la red de malla más grande del mundo. La información viaja a través de Internet rebotando automáticamente de un enrutador a otro hasta que llega a su destino. Internet a menudo se describe como una "nube" o "red" de conectividad debido a los miles de millones de caminos potenciales a través de los cuales pueden viajar los datos.

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El siguiente gráfico muestra cómo funciona una red de malla inalámbrica cuando se comparte una conexión a Internet a través de una red de área local (LAN). Como puede ver, solo un nodo de la red de malla inalámbrica debe conectarse directamente a Internet. Ese nodo cableado comparte la conexión a Internet de forma inalámbrica con el grupo de nodos más cercano, que luego la comparte con su grupo de nodos más cercano y así sucesivamente.

Eso significa que cada nodo individual solo necesita una fuente de alimentación como enchufes de CA tradicionales, baterías o paneles solares si está al aire libre. Los nodos exteriores están revestidos con escudos protectores resistentes a la intemperie y se pueden montar en cualquier lugar, incluidos postes telefónicos, techos, etc.

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Las redes de malla inalámbricas son eficaces para compartir la conectividad a Internet porque cuantos más nodos se instalan, más lejos puede viajar la señal. Y cuantos más nodos tenga, más fuerte y rápida será la conexión a Internet para el usuario.

¿Cómo se vuelve más fuerte y más rápida la conexión a Internet?

Ahora veamos algunas aplicaciones reales y potenciales de las redes de malla inalámbricas.

Incluso en una LAN de malla inalámbrica, llega un momento en que la información debe regresar a un punto de acceso para llegar a Internet en general. Hacer que esa información vuelva al punto de acceso se llama backhaul. Las redes de malla inalámbricas pequeñas manejan el backhaul sin necesidad de configuraciones especiales. En redes de malla más grandes, como las de las ciudades o las grandes empresas, ciertos nodos deben dedicarse como nodos de backhaul. Los otros nodos envían toda la información saliente directamente a uno de los nodos de backhaul, que la enviará al punto de acceso cableado sin saltos innecesarios.

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Ciudades y municipios: con redes de malla inalámbricas, las ciudades pueden conectar a los ciudadanos y los servicios públicos a través de una conexión inalámbrica de alta velocidad generalizada.

Un número creciente de áreas del centro de la ciudad está instalando puntos de acceso WiFi públicos. Las redes de malla permiten a las ciudades vincular de forma económica y sencilla todos esos puntos de acceso para cubrir todo el municipio. Las redes municipales no siempre son creadas y mantenidas por las propias ciudades o comunidades. Algunas son redes ad-hoc creadas por residentes locales. Otros se lanzan con fondos de proyectos gubernamentales o sin fines de lucro. El Departamento de Estado de EE. UU. ha financiado redes de malla en algunos lugares del extranjero para ofrecer a los disidentes una forma de comunicarse sin la vigilancia de su propio gobierno.

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Algunas ventajas de las redes WiFi malladas municipales abiertas:

MuniNetworks.org, un proyecto del Instituto para la Autosuficiencia Local sin fines de lucro, mantiene un mapa que muestra cientos de comunidades en los Estados Unidos con redes municipales, muchas de las cuales usan redes de malla para distribuir el acceso de banda ancha. Las redes de malla municipales no solo están disponibles en los EE. UU. Se están volviendo populares en todo el mundo en lugares como Berlín, Singapur, Buenos Aires y Melbourne.

Las redes de malla incluso están llegando a los barrios a través de canales corporativos. El gigante minorista Amazon está utilizando sus dispositivos domésticos inteligentes de la marca Ring para crear redes de malla entre las casas cercanas. Anunciado en 2019, Amazon Sidewalk se activó en el verano de 2021. La intención declarada de Amazon para el servicio es admitir los dispositivos domésticos inteligentes de los clientes y, a diferencia de las redes WiFi municipales, la red de malla de Amazon Sidewalk utiliza el espectro de 900 MHz para comunicarse.

Sin embargo, no todas las redes inalámbricas municipales utilizan tecnología de malla. Algunos usan una tecnología llamada WiMAX, que tiene la capacidad de transmitir señales a grandes distancias usando poderosas transmisiones de microondas. Otras redes municipales utilizan una combinación de malla, WiMAX y otras.

Países en desarrollo: las redes de malla inalámbricas son útiles en países sin una infraestructura cableada generalizada, como servicio telefónico o incluso electricidad. Los nodos alimentados con energía solar se pueden conectar a una conexión de Internet celular o satelital, lo que podría mantener en línea a todo un pueblo.

Ubicaciones aisladas, terreno accidentado: incluso en los países desarrollados, existen ubicaciones accidentadas demasiado alejadas de la red para los proveedores tradicionales de servicios de Internet de alta velocidad. Se están considerando redes de malla inalámbricas para estas áreas. Se montaría una serie de nodos desde el punto de acceso cableado disponible más cercano hasta el área de difícil acceso.

Educación: muchos colegios, universidades y escuelas secundarias están convirtiendo sus campus completos a redes de malla inalámbricas. Esta solución elimina la necesidad de enterrar cables en edificios antiguos y campus. Con docenas de nodos interiores y exteriores bien ubicados, todos estarán conectados todo el tiempo.

Las redes de malla también tienen la capacidad de manejar las necesidades de gran ancho de banda requeridas por los estudiantes que necesitan descargar archivos de gran tamaño.

Las escuelas también pueden conectar todos sus sistemas de seguridad pública a su red, monitoreando las cámaras de seguridad y manteniendo a todo el personal en comunicación constante en situaciones de emergencia.

Atención médica: muchos hospitales se distribuyen en grupos de edificios densamente construidos que no se construyeron teniendo en cuenta las redes informáticas. Los nodos de malla inalámbrica pueden escabullirse por las esquinas y enviar señales a distancias cortas a través de vidrios gruesos y otros materiales para garantizar el acceso a todos los quirófanos, laboratorios y oficinas.

La capacidad de conectarse a la red es crucial a medida que más médicos y cuidadores mantienen y actualizan la información del paciente (resultados de pruebas, historial médico e incluso información del seguro) en dispositivos electrónicos portátiles que se llevan de una habitación a otra.

Hospitalidad: la conectividad a Internet de alta velocidad en hoteles y resorts se ha convertido en la regla, no en la excepción. Las redes de malla inalámbricas son rápidas y fáciles de configurar en interiores y exteriores sin tener que remodelar las estructuras existentes o interrumpir el negocio.

Lugares temporales: los sitios de construcción pueden sacar provecho de la fácil instalación y eliminación de las redes inalámbricas en malla. Los arquitectos e ingenieros pueden permanecer conectados a la oficina, y las cámaras de vigilancia alimentadas por ethernet pueden reducir los robos y el vandalismo. Los nodos de malla se pueden mover y complementar a medida que avanza el proyecto de construcción.

Las redes de malla inalámbricas se pueden instalar y desmantelar rápidamente en otros lugares temporales como ferias callejeras, conciertos al aire libre y mítines políticos. Y en Hong Kong, los manifestantes han estado utilizando redes de malla punto a punto creadas por aplicaciones de teléfonos inteligentes para evitar la vigilancia y sortear los apagones de Internet.

Almacenes: simplemente no existe una forma efectiva de realizar un seguimiento de la logística de envío y existencias sin los escáneres portátiles que se utilizan en los almacenes modernos. Las redes de malla inalámbricas garantizan la conectividad en una enorme estructura de almacén con poco esfuerzo.

Aplicaciones futuras: el ejército de los EE. UU., que ayudó a desarrollar la tecnología de malla inalámbrica, prevé un día en que miles de nodos de malla del tamaño de un microchip se pueden colocar en un campo de batalla para configurar redes de exploración y vigilancia instantáneas. La información se puede enrutar tanto a las tropas terrestres como al personal del cuartel general.

Los fabricantes de automóviles y las empresas de telecomunicaciones están trabajando para desarrollar sistemas de transporte inteligente (ITS) utilizando tecnologías que incluyen redes de malla inalámbricas basadas en calles y carreteras. Mediante el uso de una red automatizada de cámaras de vigilancia y sensores en el automóvil, los funcionarios de seguridad pública pueden monitorear de cerca los accidentes de tráfico y las condiciones peligrosas de las carreteras.

A medida que se han vuelto más comunes, las redes de malla inalámbricas se han vuelto valiosas para alimentar dispositivos de Internet de las cosas (IoT) con aplicaciones de todo tipo, que incluyen seguridad, agricultura inteligente, fabricación, servicios públicos y equipos de monitoreo ambiental. Las tecnologías más nuevas, como las redes de malla inalámbricas Bluetooth, también admiten grandes redes de IoT. Las futuras aplicaciones de las redes inalámbricas en malla están limitadas únicamente por nuestra imaginación.

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Publicado originalmente: 20 de junio de 2007

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