IoTでの活用が期待されるメッシュネットワークとはなにか?

よこのじ(@yokonoji_work)です。

メッシュネットワークと呼ばれるネットワーク技術があるらしい。これはWi-FiやBluetoothなどの通信範囲を広げ、通信が速く、障害にも強くなる仕組みです。この仕組を詳しく見てみたいと思います。

メッシュネットワークとは?

メッシュネットワーク(mesh network)とは、複数の通信端末が相互に通信を行い、網目(メッシュ)状に形成されたネットワークのことです。

Wi-Fiを例にして通信方法をみてみると、従来の方法では1つのWi-Fiルータに複数の端末が繋がります。

mesh-従来のwifi

この接続方法では、1つのWi-Fiルータに負荷が集中したり、隣の部屋や2階では電波が壁に遮られるなどの理由で通信速度が遅くなります。

通信速度を保ち、通信範囲を広げるにはどうすればよいか?

1つの方法に、電波を増幅・中継するリピーター/ブリッジを使用する方法があります。これにより、電波が遮られるのを避けたりして電波強度を保つことができるので速い通信が可能です。しかし、電波を増幅するリピーターを複数設置すると干渉したり、電波を中継する際に遅延が発生するため、複数台の設置は現実的ではありません。

mesh-リピーター

他の方法として、複数のアクセスポイント(Wi-Fiルーター)を有線でつなぐ方法があります。Wi-Fiルーターのブリッジモードを利用して複数のWi-Fiルーターを有線でつないで運用すれば、同時接続数や通信範囲の問題を解決できます。しかし、この方法の課題は有線でつながなくてはいけないということです。ケーブルの引き回しという工事が発生する可能性さえある作業が必要なため、手軽に拡張できる方法ではないかもしれません。

mesh-アクセスポイント

メッシュネットワークはどうでしょうか?

メッシュネットワークは複数のアクセスポイントが相互に接続されています。図のようにサテライトと呼ばれる機器を増やせば簡単に通信範囲を広げることが可能で、サテライト同士は無線接続のため、ケーブルを引き回す必要もありません。

mesh-メッシュwifi

サテライトを必要なだけ必要な場所に設置すれば、オフィスビルでネットワークを構築するのも簡単です。

mesh-オフィスビル

各サテライトは複数のサテライトとつながっていて最適な経路でインターネットに接続するので通信速度を保つことができます。また、1つのサテライトが故障しても別のサテライト経由で通信できるので、障害に強い特徴があります。

メッシュネットワークは、低コストで広範囲かつ障害に強いネットワークを構築できるので、あらゆるデバイスがインターネットにつながるIoTにおいて利用が期待されています。

メッシュビーコンとは?

メッシュビーコンとは、メッシュネットワークとビーコンを組み合わせた応用的な利用方法のことです。

ビーコン(Beacon)は周囲に信号を発信する発信機です。しかし、発信範囲が限定的です。雪山遭難での捜索にビーコンは使われていたりしますね。

mesh-normal

発信範囲が狭いビーコンですが、メッシュネットワークを利用すると、ビーコン同士で通信して離れた相手と通信することが可能です。

mesh-meshbeacon

これを応用して、固定設置されたビーコンによるメッシュネットワークの周辺を、移動するビーコンが通過すると、その位置をネットワークを経由して特定することができます。

mesh-荷物管理

逆に移動するビーコンに何らかの情報を送信することも可能です。

物の動線を調べたり、施設内の部屋の空き状態を把握するなど、いろいろな利用ができそうです。このように、直接インターネットにつながらないデバイスもIoTの一部となるんでしょうね。

 

次世代のメッシュWi-Fiは家庭でも構築できます