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Papel de Mesh Networks en la IoT y sus aplicaciones

Mesh Networks

A medida que la Internet de las Cosas (IoT) continúa expandiéndose, la fiabilidad, agilidad y flexibilidad de las arquitecturas de red existentes están siendo cuestionadas a medida que entran en juego más y más dispositivos conectados, desde teléfonos inteligentes y ordenadores portátiles hasta vehículos autónomos y sistemas de control. Una de las cuestiones clave en torno a la expansión de los dispositivos de IoT es si las redes existentes serán capaces de hacer frente a las crecientes demandas que les impone este auge de las nuevas tecnologías, lo que lleva a los expertos a considerar los diversos tipos de arquitectura de red que podrían utilizarse para dar cabida a las continuas oleadas de nuevos dispositivos y tecnologías de la Internet de los objetos. Uno de los enfoques que ha recibido mucha atención últimamente es el de las redes de malla.

Para acomodar los dispositivos y las funciones de red del mañana, tanto las redes alámbricas como las inalámbricas deben ser ágiles, fiables y flexibles. Con la creciente adopción de dispositivos inteligentes, inevitablemente vendrá una enorme cantidad de procesos de configuración y gestión. Con las redes Mesh, éste y varios otros problemas de red pueden ser tratados de forma rápida y autónoma. De hecho, hay varias razones por las que las arquitecturas de redes de malla parecen ser una opción atractiva para cualquiera que desee utilizar un amplio espectro de dispositivos de IoT en grandes áreas y, en este artículo, analizaremos qué son las redes de malla, cómo funcionan y cuáles son sus beneficios, a la vez que echamos un vistazo a algunos ejemplos de su uso en todo el mundo.

¿Qué son Mesh Networks?

Mesh networks son métodos de topología de red local que incorporan el uso de nodos de infraestructura como puentes de red, dispositivos y conmutadores que se conectan entre sí de forma directa, dinámica y no jerárquica para enrutar datos de forma efectiva hacia y desde los clientes. Este tipo de topología de red asegura que ningún nodo depende de la transferencia de datos, por lo que si un nodo falla, la red puede «autocurar» y redirigir los datos utilizando algoritmos como el Shortest Path Bridging (SPB), tal y como se especifica en el estándar IEEE 802.1aq. Esto permite que las redes mesh sean mucho más confiables en escenarios donde la conectividad es primordial y ciertos nodos fallan o se vuelven inestables.

Mesh networks normalmente retransmitirá datos utilizando una de dos técnicas: inundación o enrutamiento. Usando el enfoque de inundación, cada paquete entrante se pasa a través de todas las conexiones salientes disponibles, excepto aquella de la que llegó. Utilizando la técnica de enrutamiento, los datos se envían hacia su ubicación saltando a lo largo de otros nodos hasta llegar a su destino. Esto es cuando la red de malla se autoconfigura para asegurar que permite conexiones continuas y redirigir los datos alrededor de rutas no disponibles. Una vez más, esto permite a la red alcanzar un nivel de fiabilidad y flexibilidad muy deseable entre las organizaciones que desean aprovechar las aplicaciones de IoT de bajo consumo y baja velocidad de datos.

¿Cuáles son los beneficios?

Mesh networks vienen con una gran cantidad de beneficios tanto para despliegues a pequeña escala como para despliegues mucho más grandes. Las redes inalámbricas de malla, en parte impulsadas por la expansión de la Internet de los objetos, se están volviendo cada vez más populares y pueden aportar beneficios aún mayores a los que las adoptan. La reducción de los costes de configuración de la red es un beneficio que las redes de malla inalámbrica pueden aportar, ya que utilizan muchos menos cables al configurar una red. Además, cuantos más nodos se añadan a una red de malla, más grande y rápida será, lo que significa que los problemas típicos a los que se enfrentan cuando se trata de la distancia y latencia de la red no son aplicables a las redes de malla.

También están los elementos de autocuración y autoconfiguración de las redes de malla que las hacen tan atractivas. Los algoritmos de autocuración se utilizan dentro de la red de malla para encaminar automáticamente los datos a lo largo de la mejor conexión disponible, independientemente de si ciertos nodos han fallado o perdido señal. Las redes de malla también son autoconfigurables, ya que incorporan automáticamente nuevos nodos en la infraestructura de la red sin necesidad de que el administrador de la red tenga que realizar ninguna administración o configuración. Los nodos de red de malla también son fáciles de añadir y quitar de una configuración de red y pueden ayudar a que las redes locales funcionen de forma más eficiente, ya que los paquetes locales ya no tienen que viajar hacia y desde un servidor central.

Aplicaciones de Mesh Networks

Mesh networks se están convirtiendo en una arquitectura de red cada vez más común entre los sectores comercial, industrial y público, y su adopción probablemente continuará y se generalizará a medida que el Internet de los objetos continúe expandiéndose y afectando casi todos los aspectos de nuestras vidas.

Los nodos de radio de red de malla de última generación son capaces de soportar aplicaciones intensivas en ancho de banda, como la videovigilancia en toda la ciudad, así como videovigilancia a bordo de vehículos al integrar cámaras IP, conmutadores y grabadoras de vídeo en red.

Las redes de malla son también una de las opciones más populares para integrar los Medidores Inteligentes en la Red de Área Vecinal local (NAN).

Nueva Generación de Redes de Transporte Inteligente requerirá una infraestructura de red de carreteras flexible que pueda adaptarse a las necesidades de comunicación. Las diferentes aplicaciones tienen diferentes requisitos de velocidad de datos y ancho de banda. Mientras que SD-WAN de carretera/vehículo promete proporcionar flexibilidad para manipular los recursos de ancho de banda y ofrecer una red celular a prueba de fallos para los vehículos y la carretera, la red de malla podría ofrecer otras ventajas, como proporcionar conectividad en entornos difíciles como los túneles.

Hay ejemplos en los que las redes Mesh permiten un servicio de Internet ad-hoc. Desde la Cataluña rural, donde una de las redes de malla más grandes del mundo proporciona cobertura a zonas ignoradas por los mayores ISP, hasta Red Hook en Brooklyn, Nueva York, donde los residentes y las autoridades utilizaron una red de malla ya en obras para ayudar a los trabajadores del gobierno y los esfuerzos de socorro, las redes de malla seguirán desempeñando un papel importante en la revolución de las redes inalámbricas que todos conocemos como IoT.

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