Redes Mesh: Arquitectura, Implementación y Optimización Profesional (Actualizado 2025)

2.1 Planificación y Diseño

Análisis de Requerimientos

Antes de flashear el primer router, define objetivos claros: tipo de tráfico (video, IoT, voz), cantidad de usuarios simultáneos, cobertura esperada, presupuesto y requisitos de disponibilidad. Sobre esa base se fijan métricas de diseño.

Topología Óptima

En la práctica, las topologías mesh completamente conectadas son costosas e innecesarias. La recomendación habitual es una malla parcial (partial mesh) con redundancia donde realmente importa: backbone y zonas de alta densidad de clientes.

Topología recomendada: Malla parcial (Partial Mesh)
┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐
│ Gateway │────│ Node1 │────│ Node2 │
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
    │           │           │
    ▼           ▼           ▼
┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐
│ Internet│ │ Node3 │ │ Node4 │
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
                │
                ▼
            ┌─────────┐
            │ Node5 │
            └─────────┘

2.2 Selección de Hardware (Combinado y Actualizado 2025)

La elección de hardware define el techo de rendimiento. A continuación se listan opciones que combinan equipos probados en campo y modelos más recientes preparados para WiFi 6E/7.

2.3 Instalación Física

Optimización de Ubicación

La colocación suele marcar más diferencia que cambiar de router de gama media a gama alta. Antes de fijar un nodo, mide interferencias, niveles de señal y posibles obstáculos.

# Script de análisis de ubicación (extendido a 6GHz)
#!/bin/bash

# prerequisites: iw, awk, ping

analyze_location() {
  echo "=== Análisis de ubicación para nodo ==="

  # Escanear redes vecinas
  sudo iw dev wlan0 scan | grep -E "(SSID|signal)" | head -20

  # Medir interferencia
  channels_2g=$(sudo iwlist wlan0 scan | grep -c "Channel:")
  channels_5g=$(sudo iwlist wlan1 scan | grep -c "Channel:")
  channels_6g=$(sudo iwlist wlan2 scan | grep -c "Channel:")  # Añadido para 6GHz en WiFi 7

  echo "Interferencia 2.4GHz: $channels_2g redes"
  echo "Interferencia 5GHz: $channels_5g redes"
  echo "Interferencia 6GHz: $channels_6g redes"

  # Recomendar canal según interferencia
  if [ $channels_6g -lt 3 ]; then
      echo "Usar 6GHz (canales de baja interferencia)"
  elif [ $channels_5g -lt 5 ]; then
      echo "Usar 5GHz (canales 36, 40, 44, 48)"
  else
      echo "Usar 2.4GHz (canales 1, 6, 11)"
  fi
}

Checklist de Instalación

• Altura mínima: al menos 2 metros sobre la mayoría de obstáculos cercanos.
• Orientación: antenas perpendiculares al suelo o según recomiende el fabricante.
• Distancia entre nodos: 50-100 metros en interior, 100-300 en exterior con línea de vista.
• Alimentación: conexión eléctrica estable o PoE con protección contra sobretensiones.
• Protección: puesta a tierra adecuada y cajas estancas para equipos exteriores.

Optimización de Canales y Potencia

# Script de optimización automática (2.4, 5 y 6GHz)
optimize_mesh_channels() {
  # Escanear canales libres
  CHANNEL_2G=$(iw dev wlan0 scan | grep -o "channel .*" | cut -d' ' -f2 | sort | uniq -c | sort -n | tail -1 | awk '{print $2}')
  CHANNEL_5G=$(iw dev wlan1 scan | grep -o "channel .*" | cut -d' ' -f2 | sort | uniq -c | sort -n | tail -1 | awk '{print $2}')
  CHANNEL_6G=$(iw dev wlan2 scan | grep -o "channel .*" | cut -d' ' -f2 | sort | uniq -c | sort -n | tail -1 | awk '{print $2}')  # WiFi 7

  # Configurar potencia óptima (ejemplo genérico, adaptar a normativa local)
  TXPOWER_2G="20"  # dBm
  TXPOWER_5G="17"  # dBm
  TXPOWER_6G="15"  # dBm

  iw dev wlan0 set txpower fixed ${TXPOWER_2G}00
  iw dev wlan1 set txpower fixed ${TXPOWER_5G}00
  iw dev wlan2 set txpower fixed ${TXPOWER_6G}00

  echo "Optimizado: 2.4GHz canal $CHANNEL_2G, 5GHz canal $CHANNEL_5G, 6GHz canal $CHANNEL_6G"
}

Problema común: baja velocidad

#!/bin/bash

# Diagnosticar problemas de velocidad en una red mesh

diagnose_slow_mesh() {
  echo "=== Diagnóstico de Velocidad Mesh ==="

  # 1. Verificar conexiones mesh
  echo "1. Verificando vecinos..."
  batctl n

  # 2. Medir calidad de enlaces
  echo "2. Calidad de enlaces:"
  batctl o | awk '{print $1, $3, $4}' | head -10

  # 3. Verificar interferencia (incluye 6GHz si existe mesh0 en esa banda)
  echo "3. Escaneando interferencia..."
  iw dev mesh0 scan | grep -E "(SSID|signal|channel)" | head -30

  # 4. Test de throughput punto a punto
  echo "4. Test de velocidad entre nodos..."
  iperf3 -c 10.0.0.1 -t 10 -J | jq '.end.sum_received.bits_per_second / 1000000'

  echo "=== Recomendaciones generales ==="
  echo "• TQ < 100: acercar nodos o mejorar línea de vista."
  echo "• Interferencia > 5 redes fuertes: cambiar de canal o banda, considerar 6GHz."
  echo "• Throughput mucho menor a lo esperado: revisar hardware, firmware y negociar actualización a WiFi 6E/7."
}

Caso 1: Red Mesh para Comunidad Rural (50 nodos)

• Entorno: Poblado disperso, casas separadas por cientos de metros, terreno mixto.
• Hardware: Ubiquiti NanoStation M5/5AC en exterior + TP-Link CPE210 para tramos cortos.
• Topología: Árbol con redundancia en el backbone principal para evitar puntos únicos de fallo.
• Protocolo: 802.11s para el backhaul más OLSR sobre IP en algunos segmentos mixtos.
• Rendimiento: Entre 30 y 50 Mbps promedio por nodo, con 5 saltos máximos hasta el gateway.
• Lecciones aprendidas: Uso de PoE pasivo simplificó el tendido eléctrico; se añadieron enlaces LoRa/Meshtastic para zonas extremadamente remotas y telemetría.

Resultados:
• Cobertura: alrededor de 3 km²
• Usuarios concurrentes: ~150
• Uptime: 99.7% en 4 meses
• Costo total aproximado: 3,500 USD
• Costo por usuario: ~23 USD

Caso 2: Mesh para Evento Masivo (5,000 usuarios)

• Entorno: Evento temporal de varios días, alta densidad de usuarios con dispositivos modernos.
• Hardware: Ruckus R710 + OpenMesh OM5P como base, con sectores actualizados a WiFi 7 usando kits TP-Link Deco BE63 para pruebas de alta capacidad.
• Topología: Malla densa con múltiples gateways cableados a un core redundante.
• Protocolos: Solución propietaria de control central + 802.11k/v/r para roaming rápido entre APs.
• Rendimiento: Backbone de 200 Mbps o más entre nodos críticos y unos 20 Mbps disponibles por usuario bajo carga.
• Lecciones aprendidas: Balanceo automático entre bandas 2.4/5/6GHz y algoritmos con IA para reasignar canales en tiempo real redujeron las quejas de usuarios de forma drástica.

Métricas críticas:
• Clientes por AP: ≤ 35 (valor óptimo en este escenario)
• RSSI mínimo objetivo: -67dBm
• Utilización de canal: < 60% en la mayoría de los sectores
• Tiempo de roaming: < 100ms
• Pérdida de paquetes: < 1%

Pre-implementación

• Análisis de sitio completo (heatmaps, pruebas de señal y ruido).
• Selección de protocolo según movilidad, tamaño y tipo de tráfico.
• Hardware con firmware compatible y soporte activo (idealmente con WiFi 6E/7 si el presupuesto lo permite).
• Plan de direccionamiento IP, VLANs y segmentos dedicados para backhaul.
• Diseño de redundancia y backup de la conexión principal a Internet.

Durante la implementación

• Configurar primero el gateway y validar acceso a Internet y monitoreo.
• Agregar y probar cada nodo individualmente antes de integrarlo a producción.
• Verificar la calidad de enlace entre nodos (RSSI, TQ, throughput) en condiciones reales.
• Configurar seguridad fuerte: WPA3/Enterprise donde sea posible y segmentación de invitados.
• Dejar funcionando un monitoreo básico desde el día cero.

Post-implementación

• Realizar pruebas de estrés con múltiples clientes y tráfico mixto (navegación, video, VoIP).
• Simular fallos de nodos y enlaces para validar el comportamiento de auto-curación.
• Documentar topología, configuraciones clave y procedimientos de recuperación.
• Definir un plan de mantenimiento periódico (actualizaciones, limpieza de equipos, revisión de métricas).
• Respaldar configuraciones en un repositorio seguro y versionado.