Wat is een mesh netwerk en hoe werkt het?

Een mesh netwerk is een systeem van meerdere apparaten (ook wel knooppunten genoemd) die samenwerken om één naadloos wifinetwerk te vormen. Ze kunnen handig zijn in huizen waar je last hebt van dode hoeken en worden veel gebruikt om kantoren, openbare ruimtes en andere grote gebieden te voorzien van bereik.

In deze gids leggen we uit hoe draadloze mesh netwerken werken, bespreken we de voordelen van het opzetten ervan en vergelijken we ze met traditionele wifi. Daarnaast wordt uitgelegd hoe je een mesh netwerk instelt en krijg je hulp bij het bepalen of dit de juiste keuze voor jou is.

Wat is een mesh netwerk?

Een mesh netwerk is een gedistribueerd systeem voor het bieden van netwerktoegang. In tegenstelling tot traditionele netwerken die op één router draaien, maken mesh systemen gebruik van meerdere toegangspunten. Zo ontstaat er een netwerktopologie waarbij alle knooppunten samenwerken om gegevens efficiënt door het netwerk te sturen.

Dit ontwerp is bedoeld om te voorkomen dat er één enkel storingspunt ontstaat, een probleem waar traditionele wifi set-ups vaak mee te maken hebben. Daarom worden mesh netwerken met meerdere uitgangsknooppunten beschouwd als ‘zelfherstellend’. Als een van de knooppunten uitvalt, kan de rest van het netwerk zich daaraan aanpassen. Er zal een nieuwe manier worden gevonden om apparaten verbonden te houden met het internet. Kleinere mesh netwerken voor thuisgebruik zijn misschien niet volledig zelfherstellend, maar ze zijn over het geheel genomen wel veerkrachtiger dan traditionele netwerken.

Component functies (routers, knooppunten)

Een typisch mesh netwerk bestaat uit de volgende belangrijke soorten apparaten:

• Gateway: Een gateway is de hoofdrouter in een mesh netwerk. Dit is het hoofdknooppunt en vormt de verbinding tussen een netwerk en het internet. Een gateway is te vergelijken met een controlecentrum dat het internetverkeer tussen het mesh netwerk en de buitenwereld regelt. Grotere mesh netwerken kunnen meer dan één gateway hebben.
• Repeaters: Repeaters fungeren als doorgeefposten die gegevens doorgeven tussen de gateway en de eindpunten van een netwerk. Deze worden ook wel satelliet- of relaisknooppunten genoemd en worden verspreid over het gebied geplaatst waar dekking nodig is.
• Eindpunten: Apparaten die geen interne netwerkfuncties hebben binnen het netwerk, worden eindpunten genoemd. Dit geldt voor elke smartphone, laptop of ander apparaat dat verbinding maakt met een mesh netwerk om toegang te krijgen tot internet.

Voordelen van mesh netwerken

Mesh systemen bieden in bepaalde situaties aanzienlijke voordelen ten opzichte van traditionele wifi.

Groot bereik en betrouwbaarheid

Het grootste voordeel van een mesh architectuur is dat je betrouwbare dekking hebt over een groot gebied. Een netwerk met veel access points zorgt ervoor dat gebruikers overal binnen het dekkingsgebied wifi kunnen gebruiken. Afgezien van uitzonderingen zoals obstakels, zou de signaalsterkte in het hele netwerkgebied min of meer gelijkmatig moeten zijn.

Zelfherstellende eigenschappen en onderhoud

Zelfherstellende eigenschappen zijn een belangrijk voordeel van mesh systemen. Als één knooppunt in het systeem offline gaat of te druk wordt, leidt het netwerk het verkeer automatisch om via een andere route. Dit zorgt voor een stabielere verbinding en vermindert de onderhoudsbehoefte. Omdat ze minder afhankelijk zijn van één enkel storingspunt, zijn mesh netwerken over het algemeen betrouwbaarder.

Schaalbaarheid en flexibiliteit

Het uitbreiden van je wifidekking met een mesh netwerk is heel gemakkelijk. Als je je netwerk wilt uitbreiden naar een nieuwe kamer, een kelder of zelfs een buitenruimte, voeg je gewoon een extra node toe aan het bestaande systeem. Door deze schaalbaarheid zijn mesh-netwerken flexibel en uitermate geschikt voor uitbreidingen in woningen en bedrijven.

Hoe werkt een mesh netwerk?

Om een mesh netwerk te laten werken, moeten de knooppunten een manier hebben om gegevens met elkaar te delen. Om dit efficiënt te doen, heeft het netwerk een strategie nodig om informatie van het ene punt naar het andere door te geven. Routing en flooding zijn de twee belangrijkste methoden voor interne communicatie.

Routing versus flooding begrijpen

Flooding is de meest eenvoudige manier om informatie via een netwerk te versturen. Een knooppunt stuurt gewoon een datapakket naar alle buren binnen zijn bereik, en die buren sturen het op hun beurt door naar al hun buren, totdat de bestemming (meestal een eindpunt of de gateway) is bereikt.

Routing is daarentegen een slimmer proces waarbij knooppunten een protocol gebruiken om de beste route voor gegevens door het netwerk te bepalen.

Voor- en nadelen van routing

Het grootste voordeel van routing is een hogere efficiëntie. Omdat gegevens alleen via de best berekende route worden verzonden, wordt onnodige overbelasting beperkt. Vaste routeringsalgoritmen zorgen ervoor dat datapakketten altijd de beste route door een netwerk nemen.

Daardoor zorgt de routering voor extra complexiteit. Hoe groter het netwerk, hoe moeilijker het wordt om optimale routes te beheren en te onderhouden. Routing is ook niet de beste keuze voor het verzenden van berichten die naar elk deel van een netwerk moeten gaan.

Voor- en nadelen van flooding

Het belangrijkste voordeel van flooding is dat datapakketten altijd een korte route naar hun bestemming vinden. Dit is handig in situaties waarin een dringend bericht snel alle knooppunten moet bereiken (zoals netwerkmeldingen, beveiligingswaarschuwingen en plotselinge storingen bij knooppunten).

Een paar nadelen van flooding zijn dat het voor congestie in een netwerk zorgt door overbodig intern verkeer te genereren, waardoor de snelheid afneemt. Het verbruikt ook extra netwerk resources, die mogelijk beperkt zijn.

Proces voor het routeren van gegevens

De meeste mesh netwerken maken gebruik van routing in plaats van flooding. Maar er zijn meer dan 70 verschillende routing protocollen waar beheerders uit kunnen kiezen. Deze bepalen hoe routes tussen knooppunten worden gevonden en onderhouden.

Routing protocollen vallen over het algemeen in twee categorieën uiteen:

• Proactieve routing: Bij proactieve protocollen houdt elk knooppunt in een netwerk een routing tabel bij met actuele routes naar alle andere knooppunten in het netwerk, zodat er altijd een pad beschikbaar is wanneer dat nodig is. Proactieve routing zorgt voor meer netwerkactiviteit op de achtergrond, wat extra bandbreedte kost.
• Reactieve routing: Reactieve protocollen, ook wel on-demand routing genoemd, zoeken alleen naar routes wanneer een knooppunt gegevens moet verzenden. Dit zorgt voor minder achtergrondverkeer, maar leidt tot vertragingen bij het tot stand brengen van verbindingen, wat resulteert in extra vertraging voor eindgebruikers. Reactieve protocollen zijn minder geschikt voor toepassingen waarbij routes direct beschikbaar moeten zijn.

Veelgebruikte routing protocollen

Van de vele mogelijke protocollen voor het routeren van gegevens worden sommige vaker gebruikt dan andere. Dit zijn onder anderen:

• Optimized Link State Routing (OLSR): OLSR is een proactief protocol dat bekendstaat om het gebruik van multipoint-relays. In plaats van dat elk knooppunt updates naar het hele netwerk verstuurt, kiest elk knooppunt een paar buren uit die als speciale boodschappers fungeren. Dit zorgt voor een drastische vermindering van overbodig netwerkverkeer, waardoor de netwerkkaart up-to-date blijft zonder dat er te veel overbelasting ontstaat.
• Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV): AODV is een reactief protocol dat werkt op basis van hop-voor-hop routing. Als een knooppunt gegevens moet verzenden, verstuurt het een Route Request. Terwijl deze verzoeken door het netwerk reizen, onthoudt elk tussenliggend knooppunt met welk knooppunt het eerder verbinding had. Zodra de bestemming is bereikt, volgt een Route Reply dit spoor terug naar de bron, waardoor een pad wordt vastgesteld.
• Dynamic Source Routing (DSR): In plaats van dat tussenliggende knooppunten een route onthouden, zorgt DSR ervoor dat dataverzoeken een volledige lijst opstellen van alle knooppunten waar ze doorheen gaan. In dit reactieve protocol bevat elk datapakket in feite zijn eigen routekaart, die elk knooppunt onderweg vertelt waar het pakket vervolgens naartoe moet worden gestuurd.

Welke soorten mesh netwerken zijn er?

Naast de verschillende manieren waarop mesh netwerken de interne gegevensoverdracht regelen, onderscheiden ze zich ook door de manier waarop knooppunten met elkaar verbonden zijn en of ze volledig draadloos zijn.

Volledige mesh versus gedeeltelijke mesh

Een van de belangrijkste verschillen in de topologie van mesh netwerken is dat tussen volledige mesh netwerken en gedeeltelijke mesh netwerken. In een volledig mesh netwerk is elk knooppunt rechtstreeks verbonden met alle andere knooppunten. Dit zorgt voor meer betrouwbaarheid; als een verbinding tussen twee knooppunten uitvalt, is er nog steeds een route waarlangs datapakketten hun bestemming kunnen bereiken.

Het nadeel van volledige mesh netwerken is dat ze niet zo gemakkelijk op te schalen zijn. Als een netwerk een groot gebied bestrijkt en veel knooppunten heeft, wordt het veel moeilijker om elk knooppunt met al zijn peers verbonden te houden.

Bij gedeeltelijke mesh netwerken hoeft daarentegen niet elk knooppunt met elk ander knooppunt verbonden te blijven. Het grootste nadeel hiervan is het gebrek aan redundantie; bij gedeeltelijke mesh opstellingen is de kans op storingen groter als er één knooppunt uitvalt. Het belangrijkste voordeel is dat deze netwerken minder complex zijn en goedkoper op te zetten.

Draadloze mesh netwerken

Alle knooppunten in een draadloos mesh-netwerk, inclusief de hoofdrouter en de satellietknooppunten, communiceren volledig via wifi met elkaar. Dit maakt de implementatie eenvoudiger en biedt meer flexibiliteit, omdat er geen kabels tussen de knooppunten hoeven te worden aangelegd.

Bekabelde mesh netwerken

Sommige mesh systemen maken gebruik van bekabelde verbindingen. Deze methode, die vaak een bekabelde backhaul wordt genoemd, maakt doorgaans gebruik van een ethernetkabel om satellietknooppunten te verbinden met de hoofdrouter en, in sommige gevallen, met andere knooppunten. Het voordeel is een snellere en stabielere verbinding tussen de knooppunten, waardoor er wifi bandbreedte vrijkomt en de algehele prestaties voor de gebruikers van het netwerk kunnen verbeteren.

Hybride mesh systemen

Hybride mesh systemen maken gebruik van zowel bekabelde als draadloze verbindingen. Je kunt bijvoorbeeld de satellietnode op je kantoor via een ethernetkabel op de router aansluiten voor maximale snelheid, terwijl je een draadloze node in een moeilijker bereikbare slaapkamer installeert. Deze aanpak biedt een goede balans tussen de stabiliteit van een bekabelde backhaul en de flexibiliteit van een draadloos netwerk.

Mesh netwerk versus traditionele wifi

Mesh netwerken hebben weliswaar belangrijke voordelen ten opzichte van standaardopstellingen met één router, maar ze zijn niet per se in elke situatie de juiste keuze.

Vergelijking van de connectiviteit

Traditionele wifinetwerken werken volgens een hub-and-spoke model, wat betekent dat alle apparaten verbinding maken met één centraal punt. Daardoor wordt het signaal zwakker naarmate je verder van de router af zit, wat kan leiden tot een trage wifiverbinding. Als de hardware niet krachtig genoeg is of het dekkingsgebied te groot is, kan dit leiden tot dode zones waar de verbinding erg slecht is of helemaal wegvalt.

Mesh netwerken werken daarentegen volgens een gedistribueerd model, waarbij meerdere knooppunten samenwerken om een heel gebied te voorzien van wifisignalen. Dit kan helpen om een constante prestatie te behouden, vooral in grotere ruimtes.

Gevolgen voor de kosten

Traditionele wifi is voor thuisgebruikers bijna altijd goedkoper om aan te leggen. Een standaardrouter die voldoende is voor een kleine of middelgrote woning kost tussen de $ 50 en $ 150, afhankelijk van je eisen op het gebied van signaalkwaliteit en protocol. De kosten van mesh systemen voor consumenten variëren afhankelijk van het aantal benodigde knooppunten. Basisopstellingen met drie knooppunten beginnen meestal bij ongeveer $ 250 en kunnen aanzienlijk duurder worden naarmate je meer knooppunten toevoegt of de prestatie-eisen verhoogt.

Desondanks kan het in grote gebieden en vooral voor bedrijven uiteindelijk goedkoper zijn om een mesh netwerk te gebruiken dan meerdere netwerken aan te leggen om de benodigde dekking te bieden. Zodra een netwerk een bepaalde omvang bereikt, is het meestal voordeliger om voor een mesh topologie te kiezen.

Voordelen voor de gebruikerservaring

In sommige situaties kunnen mesh netwerken een aanzienlijke verbetering betekenen ten opzichte van traditionele netwerkopstellingen. Als je netwerk last heeft van dode hoeken, kan de overstap naar een mesh netwerk je veel ergernis besparen. Ook is mesh over het algemeen handiger dan het gebruik van wifiversterkers of het handmatig moeten wisselen tussen verschillende netwerken. Met een mesh systeem krijg je een samenhangend netwerk waarmee je apparaten over een groter gebied verbonden blijven.

Aan de andere kant, als een bestaand traditioneel netwerk geen problemen heeft met signaalsterkte of dode hoeken, is er niet echt een reden om over te stappen op een mesh opstelling. Het is misschien een leuk project voor liefhebbers van thuisnetwerken, maar kiezen voor een mesh netwerk lost geen problemen op als die er niet zijn.

Praktische toepassingen van mesh netwerken

Dankzij hun betrouwbaarheid en schaalbaarheid zijn mesh netwerken een veelzijdige oplossing voor allerlei verschillende omgevingen.

Hoe bedrijven mesh systemen gebruiken

Bedrijven die over een groot gebied verbinding moeten bieden, kiezen meestal voor mesh netwerken. In winkels, open kantoren en co-workingruimtes zorgen mesh systemen voor een stabiel netwerkbereik, waardoor ethernetverbindingen vaak overbodig worden. Dit zorgt ervoor dat apparaten zoals kassa’s een stabiele verbinding hebben.

Mesh netwerken kunnen ook het bereik verbeteren in moeilijk bereikbare buitengebieden. Universiteiten maken vaak gebruik van mesh netwerken in de buitenlucht om verbindingen te bieden op grote campussen.

Een ander voordeel voor bedrijven is dat moderne mesh netwerken plug-and-play zijn en dus nauwelijks configuratie vereisen. De apparaten werken naadloos zonder kabels en zoeken automatisch naar nabijgelegen knooppunten om daar verbinding mee te maken. Als het dekkingsgebied moet worden uitgebreid, is dat eenvoudig te regelen.

Slimme huizen en apparaten voor het internet der dingen (IoT)

Mesh netwerken kunnen de moeite waard zijn voor grote, moderne slimme huizen, waar vaak talloze apparaten op het netwerk zijn aangesloten. Deze slimme apparaten werken niet als er dode hoeken zijn, dus mesh biedt hier een oplossing voor.

Ze zijn ook handig voor elk apparaat dat je van de ene kamer naar de andere meeneemt, omdat het apparaat automatisch overschakelt naar het sterkste signaal zodra je het verplaatst – een proces dat ‘netwerk-handover’ wordt genoemd. In een traditioneel netwerk kan het verplaatsen van een apparaat naar een andere kamer de verbinding flink verslechteren.

Hoe zet je een mesh netwerk op?

Hoewel mesh netwerken wat ingewikkelder zijn dan een kant-en-klare router-modemcombinatie, is het niet altijd moeilijk om ze aan de praat te krijgen.

Stapsgewijze installatiegids

De precieze werkwijze kan enigszins verschillen, afhankelijk van de fabrikant van je mesh apparatuur, maar het instellen van een mesh netwerk verloopt over het algemeen vrijwel hetzelfde. Over het algemeen gaat het om de volgende stappen:

Configuratie vooraf

Zorg ervoor dat je het volgende doet voordat je je mesh netwerk installeert, zodat alles soepel verloopt:

1. Reset je modem: Het is een goed idee om je modem even uit het stopcontact te halen en daarna weer aan te sluiten. Zo kan het apparaat zich resetten voordat het verbinding maakt met je nieuwe hardware.
2. Download de app of ga naar het portaal: Download, voordat je begint, de officiële mobiele app voor je mesh systeem. Vaak moet je een app gebruiken, maar je kunt misschien ook instructies vinden en (uiteindelijk) je netwerk beheren via een web dashboard. In beide gevallen heb je een werkende internetverbinding nodig.

Configuratie

Als je dat gedaan hebt, moet je vervolgens het volgende doen:

1. Sluit de primaire gateway aan: Koppel je oude apparatuur los en sluit de mesh router aan op je modem. Je kunt dit misschien draadloos doen, maar het is de moeite waard om het hoofdknooppunt via een ethernetkabel op je modem aan te sluiten voor een betrouwbaardere verbinding.
2. Volg de instructies in de app: Open de app van de fabrikant van het apparaat en volg de instructies op het scherm. Je moet een account aanmaken en een nieuwe SSID (Service Set Identifier) en een wachtwoord instellen voor je mesh netwerk.
3. Satellietknooppunten instellen: De app geeft je aanwijzingen over waar je de andere knooppunten moet plaatsen. Zet ze op verschillende plekken in huis en steek de stekker in het stopcontact. Ze zouden automatisch verbinding moeten maken met het primaire knooppunt en zich bij het netwerk moeten aansluiten, maar het kan zijn dat je iets in de app moet doen.

Tips voor de configuratie voor optimale prestaties

Houd de volgende tips in gedachten bij het instellen van je mesh netwerk om de beste prestaties te krijgen:

• Ideale plaatsing: Je gateway moet op een centrale plek worden geplaatst, en de knooppunten werken beter op open plekken, niet weggestopt in een kast of kastje. In sommige opzichten lijken wifisignalen wel een beetje op geluidsgolven, dus kun je de access points op dezelfde manier plaatsen als bij het opzetten van een geluidsinstallatie.
• Efficiënte ruimteverdeling: Plaats de satellietknooppunten ongeveer halverwege tussen het hoofdknooppunt en de dode zones die je wilt opheffen. Houd je aan de aanwijzingen van de fabrikant wat betreft de afstand.
• Controleer het signaal: Veel aanbieders van mesh netwerken hebben een signaaltest, of het knooppunt zelf heeft een ledlampje dat aangeeft of het een goede verbinding heeft met de rest van het netwerk. Verplaats het apparaat totdat je een goed signaal hebt.
• Ethernet backhaul: Overweeg om je knooppunten met ethernetkabels aan te sluiten voor een snellere en betrouwbaardere verbinding.
• Bekabelde verbindingen: Voor apparaten zoals gameconsoles en tv’s die een sterke en stabiele verbinding nodig hebben, kun je overwegen om een node in de buurt te plaatsen, zodat je het apparaat met een ethernetkabel kunt aansluiten.
• Gebruik een router met een ingebouwd virtueel privénetwerk (VPN): Om ervoor te zorgen dat gegevens die buiten je mesh netwerk worden verzonden privé blijven, kun je overwegen om een VPN-router tussen je modem en je primaire knooppunt aan te sluiten. Hierdoor profiteer je in het hele netwerk van de voordelen van een VPN op het gebied van veiligheid en privacy.

Veelvoorkomende problemen oplossen

Als je problemen ondervindt met je mesh netwerk, zijn sommige daarvan misschien eenvoudig op te lossen. Hier zijn een paar veelvoorkomende problemen en mogelijke oplossingen:

• Onstabiele verbinding: Probeer het probleem op te sporen door een computer rechtstreeks op je modem aan te sluiten. Als de verbinding stabiel is, ligt het probleem bij je mesh netwerk en moet je uitzoeken wat er precies aan de hand is. Waarschuw je internet service provider
• Zwak of onstabiel knooppunt: Controleer of er bij de plaatsing van de sensoren geen obstakels zijn, zoals dikke muren of storende elektronische apparatuur. Gebruik de functie voor signaalsterkte in de app om een betere, meer open plek voor het knooppunt te vinden.
• Willekeurige verbroken verbindingen: Schakel het hele systeem uit en weer in. Haal de stekker van alle knooppunten minstens 15 seconden uit het stopcontact en steek ze daarna weer in, te beginnen met het gateway-knooppunt.
• Trage wifisnelheden: Dit kan komen doordat het netwerk overbelast is. Sommige fabrikanten bieden een kanaalzoeker aan waarmee je een minder druk kanaal kunt vinden.
• Aanhoudende problemen: Als laatste redmiddel kun je het systeem terugzetten naar de fabrieksinstellingen en het helemaal opnieuw configureren. Als de problemen aanhouden, neem dan contact op met de fabrikant voor verdere hulp.

Veelgestelde vragen over mesh netwerken