Mesh-Netzwerk

In den meisten Netzwerken läuft alles über einen zentralen Punkt. Beim WLAN zu Hause ist das der Router, also die Box, die die Internetverbindung in die Wohnung verteilt. Jedes Gerät redet mit dieser einen Box, und die Geräte reden nicht untereinander. Ein Mesh-Netzwerk ist anders aufgebaut: Dort sind viele Geräte direkt miteinander verbunden, und jedes von ihnen kann Daten für andere weiterreichen. Das Wort „mesh“ ist Englisch und bedeutet Masche oder Geflecht, wie bei einem Fischernetz. Eine Nachricht hüpft also von Gerät zu Gerät, bis sie am Ziel ist, statt immer denselben Umweg über die Mitte zu nehmen.

Warum ein Netz ohne Mitte robuster ist

Ein zentraler Punkt ist immer auch eine Schwachstelle. Fällt der Router aus, steht das ganze Heimnetz still. In einem Mesh-Netzwerk gibt es diesen einen kritischen Punkt nicht. Fällt ein Gerät aus, suchen die anderen automatisch einen neuen Weg um die Lücke herum. Fachleute nennen diese Eigenschaft Ausfallsicherheit.

Der zweite Vorteil ist die Reichweite. Ein einzelner WLAN-Sender kommt durch dicke Wände oft nicht weit. Im Mesh verlängert jedes zusätzliche Gerät die Kette ein Stück. So lässt sich ein großes Haus, ein Firmengelände oder ein ganzer Stadtteil abdecken, ohne überall Kabel zu verlegen.

Drittens wächst so ein Netz einfach mit. Kommt ein neues Gerät dazu, meldet es sich bei seinen Nachbarn an und ist Teil des Geflechts. Bei einem zentralen Aufbau muss dagegen die Mitte immer leistungsfähiger werden, je mehr Geräte hinzukommen. Genau deshalb setzen Städte, Katastrophenschutz und Militär auf Mesh-Technik.

Wie die Daten ihren Weg finden

Jedes Gerät im Mesh ist gleichzeitig Empfänger und Weiterleiter. Solche Geräte nennt man Knoten. Ein Knoten kennt seine direkten Nachbarn und tauscht mit ihnen regelmäßig kurze Statusmeldungen aus. Aus diesen Meldungen baut sich jeder Knoten eine grobe Karte des Netzes. Diese Karte wird laufend aktualisiert, weil sich Verbindungen ständig ändern können.

Soll eine Nachricht verschickt werden, entscheidet ein Regelwerk über den besten Pfad. Dieses Regelwerk heißt Routing-Protokoll. Es bewertet nicht nur, welcher Weg die wenigsten Zwischenstationen hat. Es schaut auch auf Signalstärke und darauf, wie stark ein Knoten gerade ausgelastet ist. Ein längerer, aber freier Weg kann schneller sein als ein kurzer, überlasteter.

Ein häufiger Irrtum: Ein Mesh-Netzwerk macht die Internetleitung nicht schneller. Jeder Zwischenschritt kostet ein bisschen Zeit und Funkkapazität. Wenn eine Nachricht über fünf Knoten läuft, wird dieselbe Funkstrecke fünfmal belegt. Mesh verbessert also die Abdeckung und die Zuverlässigkeit, nicht die maximale Geschwindigkeit.

Vom Wohnzimmer bis zum Katastrophengebiet

Am häufigsten begegnet man Mesh im eigenen Zuhause. Anbieter verkaufen Sets aus zwei oder drei kleinen WLAN-Stationen, die man in verschiedenen Zimmern aufstellt. Sie spannen zusammen ein einziges Netz auf, in dem das Handy beim Gehen automatisch die beste Station wählt. Das unterscheidet Mesh von einem einfachen Repeater, der ein Signal nur stur verstärkt und oft ein zweites, eigenes Netz erzeugt.

Auch viele smarte Lampen, Sensoren und Türschlösser funken im Mesh, etwa über die Funkstandards Zigbee, Thread oder Matter. Diese Geräte senden nur winzige Datenmengen, dafür sehr sparsam. Jede fest eingebaute Lampe wird dabei zum Knoten und verlängert das Netz für die batteriebetriebenen Sensoren.

In den Nachrichten taucht Mesh oft in Krisenlagen auf. Bei Protesten oder nach Erdbeben nutzen Menschen Apps, die Handys direkt per Bluetooth zu einem Mesh verbinden. Nachrichten wandern dann von Gerät zu Gerät, auch ohne Mobilfunknetz. Ähnlich arbeiten Satellitenschwärme und militärische Funksysteme, die Verbindungen untereinander aufbauen statt über eine einzige Bodenstation.