شبکهی بیسیم مِش (WMN) [1] یک تکنولوژی بیسیم امیدبخش برای چندی از کاربردهای تجاری و نوظهور، مثل شبکهسازی خانگی پهنباند، شبکههای انجمنی و همسایهای، مدیریت شبکههای هماهنگ، سیستمهای حمل و نقل هوشمند، هستند. شبکههای مش [2] راهکاری قدرتمند و قابل اعتماد به منظور ایجاد و دسترسی به خدمات پهنباند بیسیم -برای فراهمکنندگان خدمات اینترنتی (ISP) [3] و دیگر کاربران نهایی با هزینهای معقول محسوب میشوند و از اینرو بسیار مورد توجّه قرار گرفتهاند. چنان که در شکل مشاهده میشود، WMNها شامل مسیریابهای مش و سرویسگیرنده (کلاینت، میزبان) های مش هستند. در این معماری، مسیریابهای مش که ایستا و ثابت هستند، ستون فقرات شبکه را تشکیل داده و سرویسگیرندهها از طریق این مسیریابها به شبکه (اینترنت) دسترسی دارند؛ همچنان که این سرویسگیرندهها نیز به طور مستقیم به یکدیگر متصل هستند (یا اصطلاحاً تنیده یا مش شدهاند).
شکل1: ترسیمی از معماری شبکه مش. مسیربابهای مش از قابلیّتهای پردازشی و حافظهی زیادی برخوردارند در صورتی که میزبانها، حافظه و توان محاسباتی محدودی دارند.
برخلاف شبکههای بیسیم سنّتی، WMNها به طور پویا، «خود-سازمانده» [4] و «خود-پیکربند» [5] هستند. به عبارت دیگر، گرهها در شبکهی مش به طور خودکار اتصالشان را برقرار و حفظ میکنند. این ویژگی، مزایای زیادی را برای کاربران نهایی فراهم میآورد؛ از جمله: هزینهی پپشپرداخت کمتر، نگهداری آسان شبکه، قدرتمندی و پوشش خدمات مطمئن. علاوه بر این، استفاده از تکنولوژیهای رادیویی پیشرفته، مثل واسطهای رادیویی چندگانه و آنتنهای هوشمند، ظرفیت شبکه را به طرز قابلتوجّهی افزایش میدهد. همچنین، کارکردهای دروازه (gateway) و پل (bridge) در مسیریابهای مش، امکان ادغامسازی شبکه بیسیم مش با شبکههای بیسیم دیگر مثل شبکههای حسگر بیسیم (WSN) [6] را فراهم میآورد. متعاقباً، از طریق چنین شبکه مش بیسیم ادغام شدهای، کاربران نهایی میتوانند از مزایای شبکههای بیسیم چندگانه بهرهمند شوند. برخی از مزایا و ویژگیهای شبکههای مش بیسیم در زیر ذکر شدهاند.
قابلیّت اطمینان افزایشیافته: در WMNها، مسیریابهای مش بیسیم، مسیرهای اضافی میان فرستنده و گیرنده ارتباط بیسیم، ایجاد میکنند. این امر باعث حذف «خرابیهای تنها مؤلفه» [7] و لینکهای بالقوه گلوگاه (یعنی لینکهایی که مستعد تبدیل شدن به گلوگاه [8] هستند) گردیده و منجر به افزایش قابل توجه اطمینان در ارتباطات میگردد. در مقابل مشکلات بالقوّه شبکه، مثل خرابی گرهها و خرابی مسیر به دلیل وجود تداخلات امواج رادیویی یا موانع، توانمندی شبکه با وجود چندین مسیر قابل انتخاب دیگر، تضمین میگردد. بنابراین با استفاده از تکنولوژی WMN، شبکه قادر است در زمانهای اضافی بیشتری به کار خود ادامه دهد؛ حتی اگر عنصری از شبکه خراب شده باشد یا ازدحام ارتباطات وجود داشته باشد.
هزینههای نصب پایین: در سالهای اخیر، اصلیترین روش برای فراهم کردن اتصال کاربران نهایی، ایجاد شبکه بیسیم بر اساس استاندارد 802.11 و به کمک نقاط دسترسی (AP) [9]مبتنی بر Wi-Fi است. در مناطقی در مقیاس شهری، برای حصول اطمینان از پوشش نسبی شبکه، به تعداد زیادی از نقاط دسترسی (AP) نیاز است؛ چرا که این نقاط دسترسی، دامنهی ارسال محدودی دارند. بدیهی است که این رو، مقرون بصرفه نبوده و نیازمند کابلکشیهای گسترده برای اتصال هر نقطهی دسترسی با ستون فقرات اینترنت میباشد. در مقابل، ساخت یک شبکه مش بیسیم، هزینههای زیرساختی را کاهش میدهد؛ چرا که حدأقل به نقاط محدودتری برای اتصال به شبکهی سیمی (مثل اینترنت) نیاز دارد. بنابراین، شبکههای WMN امکان پیادهسازی سریع و اِعمال تغییرات در شبکه را با هزینهی مورد قبولی فراهم آورده و این امر در بازار رقابتی امروزه، بسیار حائز اهمیّت است.
منطقه تحت پوشش وسیع: در حال حاضر، نرخ دادهای شبکههای محلّی بیسیم (WLAN) [10] با استفاده از طرحهای مدولاسیون کارآ، افزایش یافته است (به عنوان مثال نرخ دادهای در شبکههای 802.11a و 802.11gبه 54 مگابیت در ثانیه رسیده است). هرچند که نرخهای دادهای در WLAN”>ها در حال افزایش است، اما برای یک قدرت ارسال معیّن و زمانی که کاربران از نقاط دسترسی دور میشوند، پوشش و پیوستگی WLANها کاهش مییابد. در مقابل، ارتباطات چند-گام و چندکاناله که به کمک مسیریابهای مش صورت میگیرد، و همچنین دامنهی ارسال طولانی برجهای WiMAX که در WMNها گسترده شدهاند، ارتباطات دور دست را بیآنکه کاهش کارآیی قابل توجّه باشد، مقدور میسازند.
اتصال خودکار شبکه: شبکههای بیسیم مش، چنانکه قبلاً هم اشاره شد، خود-سازمانده و خود-پیکربند هستند. به عبارت دیگر، سرویسگیرندهها و مسیریابهای مش، اتصال شبکه را به طور خودکار ایجاد و حفظ میکنند؛ لذا ارتباطات چند-گام میان شبکهها به طور یکپارچه وجود خواهد داشت. به عنوان مثال، زمانی که گرههای جدیدی به شبکه اضافه میشوند، این گرهها، کارکردهای مشبندی خود را به گونهای استفاده میکنند تا به طور خودکار تمام مسیرهای ممکن را کشف نموده و مسیرهای بهینه را برای اتصال به اینترنت (شبکهی سیمی)، مشخص کنند. به علاوه، مسیریابهای مشِ موجود، مسیرهای جدیدی که در شبکه ایجاد میشوند را شناسایی نموده و به این ترتیب، شبکه به شیوهای ساده، توسعه مییابد.