Wireless MESH-Networks nach Standard IEEE 802.11s

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Das Hybrid Wireless Mesh-Protocol HWMP

Eine zentrale Rolle spielt hierbei das so genannte Hybrid Wireless Mesh-Protocol, HWMP. HWMP ist ein Wegewahlverfahren, welches nach Angaben seiner Erzeuger die Flexibilität von bedarfsgesteuerter Routenermittlung mit Erweiterungen für das effiziente proaktive Routing kombiniert, das im Zusammenhang mit Mesh Portals gebraucht wird.

Die hybride Natur erlaubt die flexible Wegewahl sowohl in infrastrukturellen als auch in ad-Hoc-Maschen-Netzen. Die Kombination von On-demand und proaktivem Routing erlaubt es, dass die MPs entweder selbst optimale Routen entdecken und verwalten oder Informationen dafür nutzen, die von einem Root-Knoten im Zusammenhang mit einer Baumstruktur erzeugt und weitergegeben werden. In beiden Fällen geschieht die Auswahl von geeigneten Nachbarknoten auf dem Weg nach einer Metrik.

HWMP benutzt eine einzelne Menge von Protokollprimitiven und Verarbeitungsregeln aus dem AODV-Protokoll (Ad Hoc On-Demand Distance Vector; IETF RFC 3561) für alle Funktionen, die mit dem Routing zusammenhängen.

Das 802.11s HWMP ist also grob ein Mittelding zwischen Spanning-Tree- und Source-Routing-Verfahren, sieht aber so aus, als könne es funktionieren. Es gibt ein so genanntes Extensible Path Selection Framework für die flexible Implementierung unterschiedlicher Protokolle und Metriken für die Path Selection. Die Spezifikation enthält ein Protokoll und eine Metrik, die immer zwingend implementiert werden müssen, um zu ermöglichen, dass Geräte unterschiedlicher Hersteller grundsätzlich miteinander kommunizieren können. Aber jeder Hersteller kann darüber hinaus auch eigene Protokolle implementieren, um z.B. bestimmte Anwendungen spezifisch zu unterstützen.

Der Standard „klemmt“ zurzeit, sollte aber in diesem Jahr wirklich weiterkommen. Grund dafür sind Auseinandersetzungen um das Routing-Verfahren. Abgesehen davon, dass sich die Hersteller gerne über dieses Verfahren differenzieren möchten, gibt es durchaus einen berechtigten Bedenkenbereich: herkömmliche Routing-Verfahren gehen davon aus, dass die Leitungen immer verfügbar sind. Doch das ist ja bei Funk nicht wirklich der Fall.

802.11s kann bisher nur ein „flaches“ Routingverfahren unterstützen, welches bei größeren Netzen durchaus zu Problemen führen kann, weil seine Bearbeitungskomplexität zwangsweise quadratisch zur Anzahl der Knoten wächst. Eine mögliche Lösung wäre ein hierarchisches Routing im Sinne des „Subarea Routings“, bei dem Mengen von Knoten zu einem Bereich (Subarea) zusammengefasst werden, der von außen im Routing wie ein Knoten behandelt wird, was die Komplexität deutlich senkt.

Das Mesh-Netz nach IEEE 802.16a wurde ursprünglich definiert als Alternative zu anderen 802.16-Techniken, vor allem im lizenzfreien Bereich (Wireless High Speed Unlizensed Metropolitan Area Network, HUMAN). Es gab lange Zeit hierfür keine Produkte. Wichtig in 2006/07 war aber IEEE 802.16e Mobile WiMAX. Erfahrungen zeigen, dass ein Maschen-Netz mobile Teilnehmer besser erfasst als ein Stern-Netz.

Alle 802.16 Varianten haben gleiche MAC-Funktionen, also wird jetzt 802.16a zur Implementierung von 16e benutzt. 802.16a legt Physik und Grundschemata fest, definiert aber keine Verfahren für Routing und Forwarding. Gegenüber 802.11-OFDM hat 802.16a eine weit überlegene Modulation/Codierung, aber auf der Chipseite viele Gemeinsamkeiten und Annäherungen.

Der bisherige Verlauf der Standardisierung hat leider nicht dazu geführt, das Vertrauen in die Mesh-Technologie zu stärken. Dadurch kommt es auf der einen Seite zu einer großen Anzahl von Anwendungen, die unbedingt benötigt werden und dann aber auf proprietären Lösungen basieren, die die Hersteller gerne anbieten und zum anderen zu einer in solchen Lagen immer zu beobachtenden Zurückhaltung des breiten Marktes.

Da sowohl von der Herstellerseite als auch durch die Gesamtkonzeption der Bereich „Sicherheit“ in genau der gleichen Weise abgewickelt werden kann wie bei herkömmlichen WLANs, beschränken sich die Bedenken auf die Bereiche Routing und Performance.

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